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燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，最為專業(yè)的科普大片！

航佳航空科普協(xié)會(huì)

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)

發(fā)動(dòng)機(jī)

離心式壓氣機(jī)VS軸流式發(fā)動(dòng)機(jī)！

今天我們來(lái)學(xué)習(xí)一下燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的基本知識(shí)。為方便期間下文中我們將燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室簡(jiǎn)稱為燃燒室。

燃燒室

燃燒室，顧名思義，燃燒室就是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)油氣混合物燃燒的場(chǎng)所。油是來(lái)自飛機(jī)燃油系統(tǒng)經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴霧化的燃油，氣是來(lái)外界大氣，經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)壓縮，整流的氣體。

燃燒室內(nèi)發(fā)生的燃燒最重要目的是為渦輪提供平穩(wěn)的高能氣流。在這些氣流的帶動(dòng)下渦輪平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪再通過(guò)與之連接的軸帶動(dòng)相應(yīng)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，吸入氣體，氣體經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)壓縮，壓縮氣體進(jìn)入燃燒室與燃油混合燃燒，燃?xì)鈳?dòng)渦輪，渦輪帶動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) ……此過(guò)程一直循環(huán)，發(fā)動(dòng)機(jī)就源源不斷地為飛機(jī)提供推力。

當(dāng)然人們對(duì)一臺(tái)優(yōu)秀的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)往往會(huì)有更高的要求，它不僅要能夠?qū)崿F(xiàn)其最重要的目的：為渦輪提供平穩(wěn)的高能氣流，還要燃燒更高效，排氣污染小，噪聲污染小，燃燒穩(wěn)定平穩(wěn)，點(diǎn)火可靠，出口溫度合理……以上目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與制造的難點(diǎn)所在。

燃油燃燒完全程度可以用燃燒效率去衡量。燃燒效率是指1KG燃料燃燒后工作介質(zhì)實(shí)際吸收的熱量與1KG燃料燃燒理論上釋放的熱量之比。據(jù)有關(guān)資料顯示，目前有的發(fā)動(dòng)機(jī)該效率在海平面起飛時(shí)幾乎為100%，高空巡航狀態(tài)下，該效率為也可達(dá)到98%。

通過(guò)觀察日常的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣我們不難發(fā)現(xiàn)這樣的規(guī)律，在進(jìn)氣一定的情況下，增大的發(fā)動(dòng)機(jī)的油門，汽車會(huì)出現(xiàn)冒黑煙的情況。

冒黑煙是燃油燃燒不充分的重要體現(xiàn)，其主要的原因就是發(fā)動(dòng)機(jī)油氣混合物中油過(guò)多造成的。人們用油氣混合比來(lái)表示油氣混合物中，燃油流量和空氣流量的比值。這一概念也適用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。為保證發(fā)動(dòng)機(jī)擁有更高燃燒效率必須保證發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的油氣比處于合適的范圍。

為保證渦輪能夠均勻地受力，燃燒室出口沿環(huán)形方向的溫度要盡可能的均勻。沿軸向的溫度分布要與渦輪的力學(xué)性能相一致。

通過(guò)觀察渦輪葉片的結(jié)構(gòu)，我們不能難發(fā)現(xiàn)渦輪葉片（包括轉(zhuǎn)子和靜子）的兩端沒(méi)有散熱孔，且其受力情況比較惡劣。由于過(guò)高的溫度會(huì)降低渦輪的力學(xué)性能，因此燃燒室出口沿徑向的最高溫度不能夠在出現(xiàn)在兩端，而是在葉片距距葉尖1/3處，兩端的溫度要低一些。

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室包括以下三種類型：多個(gè)單管燃燒室，環(huán)管形燃燒室和環(huán)形燃燒室。

1、多個(gè)單管燃燒室

該類型的燃燒室的主要特征如下：燃燒室由若干個(gè)單管燃燒室組成，每個(gè)單管燃燒室由一個(gè)管形的火焰筒及其外圍單獨(dú)的外殼組成，沿發(fā)動(dòng)機(jī)圓周均勻地分布，各個(gè)單管燃燒室之間用傳焰管(聯(lián)焰管)聯(lián)通，傳播火焰和均衡壓力。

2、環(huán)管形燃燒室

燃燒室的內(nèi)、外殼體構(gòu)成環(huán)形氣流通道，若干個(gè)管式火焰筒，沿圓周均勻安裝在環(huán)形氣流通道里，相鄰火焰筒燃燒區(qū)之間用傳焰管聯(lián)接。

3、環(huán)形燃燒室

燃燒室的內(nèi)、外殼體構(gòu)成環(huán)形通道，通道內(nèi)安裝一個(gè)由內(nèi)、外壁構(gòu)成的環(huán)形火焰筒，因而燃燒是在環(huán)形的燃燒區(qū)和摻混區(qū)進(jìn)行的。

有人用這樣一幅畫(huà)去區(qū)分三者的區(qū)別，簡(jiǎn)潔明了。

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