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航空發動機主燃燒室設計 版權信息
- ISBN：9787030743817
- 條形碼：9787030743817 ; 978-7-03-074381-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
航空發動機主燃燒室設計 內容簡介
本書基于航空發動機主燃燒室利益相關方的各類需求，給出了燃燒室的設計要求，全面介紹了航空發動機主燃燒室的設計流程和設計方法，包括航空發動機主燃燒室的總體、氣動熱力、擴壓器、旋流器、燃油噴射及熱防護、火焰筒、機匣和點火等方面的設計流程與具體設計方法。另外，本書還介紹了航空發動機主燃燒室的常用材料、加工工藝、試驗驗證以及數值仿真等方面的內容。
航空發動機主燃燒室設計 目錄
目錄
渦輪機械與推進系統出版項目 序
“兩機”專項： 航空發動機技術出版工程 序
序言
前言
第1章燃燒室設計基礎
1.1燃燒室功能和結構001
1.1.1航空發動機對飛機的主要作用001
1.1.2燃燒室功能002
1.1.3燃燒室構成和設計邊界003
1.2燃燒室類型004
1.3燃燒室研制流程005
1.3.1概述005
1.3.2民用航空發動機主要研制階段的燃燒室研制活動006
1.3.3基礎研究、預先研究和型號研制的關系008
參考文獻010
第2章燃燒室設計要求
2.1燃燒室利益相關方011
2.2燃燒室需求捕獲和分解012
2.3燃燒室設計要求和接口013
2.3.1燃燒室氣動熱力學參數和其他相關接口013
2.3.2性能要求015
2.3.3結構要求023
2.3.4強度和壽命要求024
2.3.5通用質量特性要求026
2.3.6其他功能要求027
2.3.7客服要求027
參考文獻029
第3章燃燒室總體設計
3.1概述030
3.2燃燒室類型030
3.2.1按照發展歷程分類030
3.2.2按照氣流流動方式分類031
3.3設計輸入034
3.4燃燒室氣動熱力學參數計算035
3.4.1燃燒室設計點035
3.4.2燃燒效率035
3.4.3壓力損失036
3.4.4流量系數037
3.4.5流量分配037
3.4.6流程參數040
3.4.7火焰筒壁溫計算040
3.4.8出口溫度分布040
3.4.9污染排放041
3.5燃燒室總體尺寸確定043
3.5.1參考截面尺寸043
3.5.2燃燒室長度（容積）044
3.5.3噴嘴（頭部）數目044
3.6燃燒室主要結構方案設計044
3.6.1機匣承力方式045
3.6.2火焰筒安排、定位與支撐045
3.6.3燃油噴嘴和總管的安裝048
3.6.4點火系統050
3.7準則和經驗規律051
參考文獻051
第4章擴壓器設計
4.1概述052
4.2擴壓器設計要求053
4.3擴壓器參數054
4.4擴壓器類型及應用范圍058
4.5流線型擴壓器設計063
4.5.1等壓力梯度型面設計063
4.5.2等速度梯度型面設計068
4.5.3阻塞面積修正070
4.5.4邊界層修正071
4.5.5擴壓器出口轉接072
4.6突擴擴壓器設計074
4.6.1突擴擴壓器設計流程074
4.6.2前置擴壓器設計076
4.6.3突擴段設計077
4.6.4計算步驟078
4.7多通道擴壓器設計079
參考文獻081
第5章旋流器設計
5.1概述082
5.2旋流器介紹082
5.3旋流器設計要求084
5.4旋流器設計參數084
5.5旋流器設計流程085
5.6旋流器設計方法086
5.7旋流器設計準則和經驗規律088
參考文獻088
第6章燃油噴射系統設計
6.1概述090
6.2燃油噴射系統設計要求090
6.3燃油噴射系統設計輸入091
6.4常用噴嘴093
6.4.1離心噴嘴094
6.4.2直射式噴嘴104
6.4.3空氣霧化噴嘴113
6.4.4甩油盤116
6.5噴嘴熱防護119
6.5.1概述119
6.5.2噴嘴熱氧化結焦的危害122
6.5.3燃油結焦機理123
6.5.4熱氧化結焦沉積的影響因素126
6.5.5熱氧化結焦預測模型134
6.5.6噴嘴熱防護方法138
6.5.7噴嘴熱防護設計要求143
6.5.8噴嘴熱防護設計參數143
6.5.9噴嘴熱防護設計流程144
6.6活門設計145
6.6.1平衡燃油重力活門145
6.6.2副油路定壓開啟活門145
6.6.3主油路節流活門146
6.7噴嘴調試146
6.7.1噴嘴流量調試試驗146
6.7.2噴嘴噴霧錐角調試試驗147
參考文獻148
第7章火焰筒設計
7.1設計輸入154
7.2火焰筒開孔設計154
7.2.1火焰筒開孔布局154
7.2.2二次進氣孔設計156
7.2.3冷卻孔設計157
7.3火焰筒結構設計158
7.3.1火焰筒頭部結構158
7.3.2火焰筒筒體結構159
7.4火焰筒強度和壽命分析161
參考文獻162
第8章機匣設計
8.1概述163
8.2部件介紹163
8.2.1擴壓器163
8.2.2外機匣164
8.2.3內機匣164
8.3設計要求165
8.3.1接口設計要求165
8.3.2氣動設計要求165
8.3.3強度設計要求165
8.3.4剛度設計要求165
8.3.5成熟度設計要求166
8.3.6材料設計要求166
8.3.7熱態設計要求167
8.3.8工藝性設計要求167
8.3.9防錯設計要求167
8.4設計流程168
8.5設計輸入與輸出168
8.5.1方案設計階段設計輸入與輸出168
8.5.2技術設計階段設計輸入與輸出169
8.5.3工程設計階段設計輸入與輸出170
8.6設計方法170
8.6.1機匣輪廓線確定170
8.6.2機匣選材設計172
8.6.3機匣結構設計178
8.7準則和經驗數據179
8.7.1安裝邊設計179
8.7.2安裝座181
8.8試驗驗證要求183
8.8.1靜強度試驗183
8.8.2疲勞強度試驗184
第9章點火方案設計
9.1點火原理及方案185
9.1.1點火過程185
9.1.2點火原理186
9.1.3*小點火能量186
9.1.4點火方式188
9.2點火性能及其影響因素190
9.2.1點火性能190
9.2.2點火性能影響因素191
9.3點火設計192
9.3.1點火特性計算192
9.3.2點火器選擇及布局194
9.4新型點火方法195
9.4.1多通道表面等離子體點火器195
9.4.2多通道等離子體合成射流點火器197
參考文獻200
第10章燃燒室常用材料和工藝
10.1概述202
10.2主燃燒室對材料和工藝的要求202
10.2.1主燃燒室對材料的要求202
10.2.2主燃燒室對工藝的要求203
10.3主燃燒室常用材料204
10.3.1鎳基高溫合金204
10.3.2鐵基高溫合金206
10.3.3鈷基高溫合金206
10.3.4不銹鋼206
10.3.5陶瓷基復合材料207
10.4主燃燒室主要工藝208
10.4.1數控加工208
10.4.2精密鑄造208
10.4.3鈑金成型208
10.4.4電火花加工209
10.4.5涂層工藝209
10.4.6滲層工藝210
10.4.7鍍層工藝210
10.4.8電解加工211
10.4.9真空釬焊211
10.4.10真空電子束焊211
10.4.11氬弧焊212
10.4.12慣性摩擦焊213
10.4.13噴丸214
10.4.14磨粒流214
10.4.15拋光215
10.4.16清洗215
10.4.17增材制造215
參考文獻216
第11章燃燒室試驗驗證
11.1概述217
11.2燃燒室試驗類型及方法217
11.2.1試驗類型218
11.2.2試驗方法219
11.3元組件試驗221
11.3.1擴壓器試驗221
11.3.2噴嘴試驗224
11.3.3頭部流場和霧化試驗228
11.3.4傳熱試驗229
11.4模型燃燒室試驗230
11.4.1單頭部燃燒室試驗230
11.4.2多頭部燃燒室試驗232
11.5全環燃燒室試驗238
11.5.1全環燃燒室試驗件設計238
11.5.2全環燃燒室試驗設備及試驗238
參考文獻240
第12章燃燒室數值仿真
12.1概述241
12.1.1燃燒室工作特點241
12.1.2燃燒室研發體系242
12.1.3燃燒室研發特點242
12.2數值仿真在燃燒室研發中的地位與作用242
12.2.1數值仿真在燃燒室氣動熱力設計中的作用244
12.2.2數值仿真在燃燒室傳熱設計中的作用247
12.2.3數值仿真在燃燒室結構設計中的作用247
12.2.4燃燒室數值仿真體系建設248
12.3燃燒室兩相湍流燃燒數值仿真理論和方法249
12.3.1流體控制方程249
12.3.2數值求解方法250
12.3.3湍流模型251
12.3.4霧化模型254
12.3.5蒸發模型261
12.3.6燃燒模型265
12.3.7化學反應機理272
參考文獻275
渦輪機械與推進系統出版項目 序
“兩機”專項： 航空發動機技術出版工程 序
序言
前言
第1章燃燒室設計基礎
1.1燃燒室功能和結構001
1.1.1航空發動機對飛機的主要作用001
1.1.2燃燒室功能002
1.1.3燃燒室構成和設計邊界003
1.2燃燒室類型004
1.3燃燒室研制流程005
1.3.1概述005
1.3.2民用航空發動機主要研制階段的燃燒室研制活動006
1.3.3基礎研究、預先研究和型號研制的關系008
參考文獻010
第2章燃燒室設計要求
2.1燃燒室利益相關方011
2.2燃燒室需求捕獲和分解012
2.3燃燒室設計要求和接口013
2.3.1燃燒室氣動熱力學參數和其他相關接口013
2.3.2性能要求015
2.3.3結構要求023
2.3.4強度和壽命要求024
2.3.5通用質量特性要求026
2.3.6其他功能要求027
2.3.7客服要求027
參考文獻029
第3章燃燒室總體設計
3.1概述030
3.2燃燒室類型030
3.2.1按照發展歷程分類030
3.2.2按照氣流流動方式分類031
3.3設計輸入034
3.4燃燒室氣動熱力學參數計算035
3.4.1燃燒室設計點035
3.4.2燃燒效率035
3.4.3壓力損失036
3.4.4流量系數037
3.4.5流量分配037
3.4.6流程參數040
3.4.7火焰筒壁溫計算040
3.4.8出口溫度分布040
3.4.9污染排放041
3.5燃燒室總體尺寸確定043
3.5.1參考截面尺寸043
3.5.2燃燒室長度（容積）044
3.5.3噴嘴（頭部）數目044
3.6燃燒室主要結構方案設計044
3.6.1機匣承力方式045
3.6.2火焰筒安排、定位與支撐045
3.6.3燃油噴嘴和總管的安裝048
3.6.4點火系統050
3.7準則和經驗規律051
參考文獻051
第4章擴壓器設計
4.1概述052
4.2擴壓器設計要求053
4.3擴壓器參數054
4.4擴壓器類型及應用范圍058
4.5流線型擴壓器設計063
4.5.1等壓力梯度型面設計063
4.5.2等速度梯度型面設計068
4.5.3阻塞面積修正070
4.5.4邊界層修正071
4.5.5擴壓器出口轉接072
4.6突擴擴壓器設計074
4.6.1突擴擴壓器設計流程074
4.6.2前置擴壓器設計076
4.6.3突擴段設計077
4.6.4計算步驟078
4.7多通道擴壓器設計079
參考文獻081
第5章旋流器設計
5.1概述082
5.2旋流器介紹082
5.3旋流器設計要求084
5.4旋流器設計參數084
5.5旋流器設計流程085
5.6旋流器設計方法086
5.7旋流器設計準則和經驗規律088
參考文獻088
第6章燃油噴射系統設計
6.1概述090
6.2燃油噴射系統設計要求090
6.3燃油噴射系統設計輸入091
6.4常用噴嘴093
6.4.1離心噴嘴094
6.4.2直射式噴嘴104
6.4.3空氣霧化噴嘴113
6.4.4甩油盤116
6.5噴嘴熱防護119
6.5.1概述119
6.5.2噴嘴熱氧化結焦的危害122
6.5.3燃油結焦機理123
6.5.4熱氧化結焦沉積的影響因素126
6.5.5熱氧化結焦預測模型134
6.5.6噴嘴熱防護方法138
6.5.7噴嘴熱防護設計要求143
6.5.8噴嘴熱防護設計參數143
6.5.9噴嘴熱防護設計流程144
6.6活門設計145
6.6.1平衡燃油重力活門145
6.6.2副油路定壓開啟活門145
6.6.3主油路節流活門146
6.7噴嘴調試146
6.7.1噴嘴流量調試試驗146
6.7.2噴嘴噴霧錐角調試試驗147
參考文獻148
第7章火焰筒設計
7.1設計輸入154
7.2火焰筒開孔設計154
7.2.1火焰筒開孔布局154
7.2.2二次進氣孔設計156
7.2.3冷卻孔設計157
7.3火焰筒結構設計158
7.3.1火焰筒頭部結構158
7.3.2火焰筒筒體結構159
7.4火焰筒強度和壽命分析161
參考文獻162
第8章機匣設計
8.1概述163
8.2部件介紹163
8.2.1擴壓器163
8.2.2外機匣164
8.2.3內機匣164
8.3設計要求165
8.3.1接口設計要求165
8.3.2氣動設計要求165
8.3.3強度設計要求165
8.3.4剛度設計要求165
8.3.5成熟度設計要求166
8.3.6材料設計要求166
8.3.7熱態設計要求167
8.3.8工藝性設計要求167
8.3.9防錯設計要求167
8.4設計流程168
8.5設計輸入與輸出168
8.5.1方案設計階段設計輸入與輸出168
8.5.2技術設計階段設計輸入與輸出169
8.5.3工程設計階段設計輸入與輸出170
8.6設計方法170
8.6.1機匣輪廓線確定170
8.6.2機匣選材設計172
8.6.3機匣結構設計178
8.7準則和經驗數據179
8.7.1安裝邊設計179
8.7.2安裝座181
8.8試驗驗證要求183
8.8.1靜強度試驗183
8.8.2疲勞強度試驗184
第9章點火方案設計
9.1點火原理及方案185
9.1.1點火過程185
9.1.2點火原理186
9.1.3*小點火能量186
9.1.4點火方式188
9.2點火性能及其影響因素190
9.2.1點火性能190
9.2.2點火性能影響因素191
9.3點火設計192
9.3.1點火特性計算192
9.3.2點火器選擇及布局194
9.4新型點火方法195
9.4.1多通道表面等離子體點火器195
9.4.2多通道等離子體合成射流點火器197
參考文獻200
第10章燃燒室常用材料和工藝
10.1概述202
10.2主燃燒室對材料和工藝的要求202
10.2.1主燃燒室對材料的要求202
10.2.2主燃燒室對工藝的要求203
10.3主燃燒室常用材料204
10.3.1鎳基高溫合金204
10.3.2鐵基高溫合金206
10.3.3鈷基高溫合金206
10.3.4不銹鋼206
10.3.5陶瓷基復合材料207
10.4主燃燒室主要工藝208
10.4.1數控加工208
10.4.2精密鑄造208
10.4.3鈑金成型208
10.4.4電火花加工209
10.4.5涂層工藝209
10.4.6滲層工藝210
10.4.7鍍層工藝210
10.4.8電解加工211
10.4.9真空釬焊211
10.4.10真空電子束焊211
10.4.11氬弧焊212
10.4.12慣性摩擦焊213
10.4.13噴丸214
10.4.14磨粒流214
10.4.15拋光215
10.4.16清洗215
10.4.17增材制造215
參考文獻216
第11章燃燒室試驗驗證
11.1概述217
11.2燃燒室試驗類型及方法217
11.2.1試驗類型218
11.2.2試驗方法219
11.3元組件試驗221
11.3.1擴壓器試驗221
11.3.2噴嘴試驗224
11.3.3頭部流場和霧化試驗228
11.3.4傳熱試驗229
11.4模型燃燒室試驗230
11.4.1單頭部燃燒室試驗230
11.4.2多頭部燃燒室試驗232
11.5全環燃燒室試驗238
11.5.1全環燃燒室試驗件設計238
11.5.2全環燃燒室試驗設備及試驗238
參考文獻240
第12章燃燒室數值仿真
12.1概述241
12.1.1燃燒室工作特點241
12.1.2燃燒室研發體系242
12.1.3燃燒室研發特點242
12.2數值仿真在燃燒室研發中的地位與作用242
12.2.1數值仿真在燃燒室氣動熱力設計中的作用244
12.2.2數值仿真在燃燒室傳熱設計中的作用247
12.2.3數值仿真在燃燒室結構設計中的作用247
12.2.4燃燒室數值仿真體系建設248
12.3燃燒室兩相湍流燃燒數值仿真理論和方法249
12.3.1流體控制方程249
12.3.2數值求解方法250
12.3.3湍流模型251
12.3.4霧化模型254
12.3.5蒸發模型261
12.3.6燃燒模型265
12.3.7化學反應機理272
參考文獻275
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航空發動機主燃燒室設計 節選
第1章燃燒室設計基礎 1.1燃燒室功能和結構 1.1.1航空發動機對飛機的主要作用 飛機主要依靠機翼產生的升力克服重力實現空中飛行，圖1.1是飛機機翼上下型面氣流流動示意圖。從圖中可以看出，空氣在機翼上下型面流過，在機翼尾緣匯合。其中，黑色實線是機翼上型面空氣流動路徑，黑色虛線是機翼下型面空氣流動路徑。從機翼剖面形狀可以看出，機翼上型面做成向上突出的形狀，機翼下型面更加平直。顯然，空氣在上型面流經的路程要比在下型面流經的路程長，因此在上型面的空氣被迫以較快的速度流過。當氣流流過機翼時，沿上型面的流速快，沿下型面的流速慢。根據流體力學中的伯努利定律，流速快的地方壓強低，流速慢的地方壓強高。這樣流過機翼上下型面的氣流流速不一致，使作用在機翼上下型面上的壓強出現差異（下型面壓強大、上型面壓強小），這個壓強差值作用在機翼上形成一個向上的力，即升力［1］。只要機翼與空氣之間有相對運動，空氣就能為機翼提供升力。 發動機是飛機獲得向前飛行速度的動力來源。飛機飛行時推力的來源如圖1.2所示，圖中給出了兩種推力形式： 對于噴氣式飛機，發動機直接將吸入的氣流加速后向后噴出，氣流會產生一個向前的反作用力加載在飛機上；對于螺旋槳飛機，是由發動機帶動螺旋槳轉動使空氣加速產生向后的流動，氣流反作用力加載在螺旋槳葉并傳遞到飛機機身上。當向前的反作用力大于飛機飛行的阻力時，就可以推動飛機向前飛行。 需要說明的是，上面介紹的例子是針對固定翼飛機的，如果是直升機，飛行原理則大不相同。直升機主要依靠高速旋轉的旋翼產生向上的升力，再加上飛行姿態控制旋翼升力有一個向前的分力，實現直升機的向前飛行。現代直升機一般采用的是渦軸發動機，其提供的輸出功率驅動旋翼高速旋轉。 不論是固定翼飛行器（如飛機）還是旋翼飛行器（如直升機），都依賴航空發動機產生的機械能來驅動空氣流動產生的反作用力作為動力。 1.1.2燃燒室功能 航空發動機產生推力的原理是： 將進口大氣環境的空氣作為工質，加入能量之后使空氣通過尾噴管高速排出，以獲得飛機向前的推力。 航空發動機產生推力分為四個步驟，進行簡化后的航空渦輪發動機理想熱力循環過程示意圖見圖1.3［2］。第1步是發動機壓縮部件（風扇、壓氣機）將進口空氣進行壓縮以提升總壓；第2步是燃燒室注入燃油與空氣混合并燃燒，將燃油化學能轉化為燃氣熱能，這個過程總壓略微降低；第3步是燃氣在渦輪中膨脹，燃氣熱能轉化為機械能，可以驅動壓縮部件；第4步是剩余燃氣的能量在尾噴管繼續膨脹做功，高速氣流向后噴出的同時產生向前的反作用力。 從上述熱力循環過程可以看出，燃燒室的作用主要是將燃料的化學能轉化為熱能，對做功的工質進行加熱。隨著航空發動機技術的發展，對推重比（軍機）、耗油率（民機）的要求越來越高，循環參數水平也越來越高，其中燃燒室出口溫度（也稱為“渦輪前溫度”）是一項重要指標。 發動機的渦輪部件限制了燃燒室的出口溫度，燃燒過程并未將核心機（由壓氣機、燃燒室和渦輪組成）空氣中的氧氣全部消耗（用于熱端零件冷卻的空氣通常占核心機總空氣流量的20％以上），這也導致核心機氣流工質的做功能力并未得到充分利用。軍用航空發動機往往需要在一些場合（如短距起飛、作戰機動等）增加發動機推力，此時可以在渦輪后、尾噴管前設置一個額外的燃燒室，注入額外的燃油燃燒來提高氣流的總焓，從而增加發動機推力，這個額外的燃燒室稱為加力燃燒室。為了與加力燃燒室進行區分，渦輪上游的燃燒室稱為主燃燒室。由于民用航空發動機沒有加力燃燒室，所以本書介紹的內容對于軍機和民機有通用性，為了便于閱讀，本書統一用“燃燒室”字樣。 由于加力燃燒室設計的考慮因素和主燃燒室差別較大，所以本書內容聚焦于主燃燒室的設計，讀者可以參閱其他資料了解加力燃燒室的設計知識。1.1.3燃燒室構成和設計邊界 經過幾十年的發展，航空發動機燃燒室的結構形式基本相同，一般由以下幾大組件構成：外機匣、內機匣、擴壓器、噴嘴、前封嚴環和火焰筒。不同的發動機，對燃燒室單元體的劃分略有差異，例如，有的發動機將內機匣和渦輪一級導向器合起來作為一個大組件，劃分給高壓渦輪單元體；有的發動機將前封嚴環劃分給燃燒室單元體。圖1.4是一種常見的航空渦輪發動機燃燒室結構組成示例，圖中灰色區域是燃燒室設計覆蓋的范圍，由圖可以看出，該例中前封嚴環和內機匣均不在燃燒室單元體中。 除了幾何邊界，燃燒室還需要定義氣動邊界。燃燒室進口用“3截面”表示，此處“3截面”指的是擴壓器進口的位置；對于壓氣機末級導葉（outlet guide vane， OGV）和擴壓器非一體化設計，“3截面”指的是OGV出口。燃燒室出口用“4截面”表示，這里指的是火焰筒出口位置，也是高壓渦輪**級導向器前緣位置，通常說的燃燒室出口溫度或者渦輪前溫度就是指這個位置的平均燃氣總溫，用Tt4表示。圖1.4中燃燒室氣動范圍標識的灰色區域前后兩個分界面，就是“3截面”和“4截面”的位置。 燃燒室是航空渦輪發動機必不可少的一個部件，其功能就是把燃料中的化學能經過燃燒釋放出來轉化為熱能，生成的高溫燃氣是渦輪和尾噴管膨脹做功的工質，*終將熱能轉化為機械能，用于不同類型的飛機產生動力。 1.2燃燒室類型 按照燃燒室橫截面上火焰筒和機匣排布形式的差異，燃燒室分為三種類型：單管燃燒室、環管燃燒室以及環形燃燒室［3］。 圖1.5是單管燃燒室示意圖，從燃燒室剖面圖來看，單管燃燒室由多個筒狀的火焰筒和機匣組成，每個火焰筒獨立放置于機匣內，每個火焰筒之間用聯焰管相連。在早期的航空發動機中，單管燃燒室得到了廣泛應用，因為其優點是研發時間短和研發經費少，只需要把每個火焰筒的燃燒場調試好就可以根據發動機推力大小增加或者減少火焰筒數量。單管燃燒室的缺點是： 采用獨立的單管火焰筒和單管機匣，導致燃燒室長度和重量非常大，并且燃燒室出口的燃氣在周向非常不均勻，因此現代航空發動機很少使用單管燃燒室。 隨著技術的發展，出現了將多個火焰筒放在同一個筒狀機匣內的環管燃燒室，其示意圖見圖1.6。環管燃燒室相比于單管燃燒室減少了零件數量和重量，并且在研發過程中也只需要對一個火焰筒進行設計和驗證，繼承了單管燃燒室的一些優點，也是環形燃燒室出現之前得到廣泛應用的構型。采用環管燃燒室的第二代發動機主要有通用電氣公司的 J73和J79發動機、普惠公司的J57和J75發動機及羅羅公司的康維（Conway）、奧林巴斯（Olympus）和斯貝（Spey）發動機。 隨著技術的發展，現代燃燒室基本采用了更加先進的環形燃燒室，其示意圖見圖1.7，這是航空渦輪發動機燃燒室的理想形式。由于避免了不同獨立火焰筒之間的流動、摻混和燃燒聯焰問題，環形燃燒室結構更加緊湊，氣動上更加順暢，流動損失更小，燃燒場更加均勻。不過環形燃燒室也存在一些缺點，如大尺寸環形薄壁火焰筒的結構強度不如單管火焰筒、全尺寸燃燒室試驗對氣源要求更高等。20世紀70年代以后的航空發動機絕大部分采用了環形燃燒室的構型，如通用電氣公司的CF6、CFM56、GE90和F110發動機等，普惠公司的JT9D、F100和F119發動機等，羅羅公司的RB211和Trent系列發動機等。 1.3燃燒室研制流程 1.3.1概述 航空發動機是現代工業發展過程中誕生的有代表性的復雜系統，由于周期長、風險大、投入高，所以具有極高的研制門檻。現代航空發動機的研制對基礎學科、工業水平以及綜合國力的要求極高，在全球范圍內呈現出典型的寡頭壟斷格局，目前僅美國、英國、法國、俄羅斯和中國具備完整的航空發動機研發能力，比較有代表性的民用渦扇航空發動機主制造商又以美國兩家公司（通用航空發動機公司和普惠公司）和英國一家公司（羅羅公司）為主，此外還有以上三家公司組建的國際合作公司，如CFM國際公司（美國的通用航空發動機公司和法國賽峰集團公司合資，具有代表性的發動機有CFM 56系列和Leap系列）、國際航空發動機（International Aero Engines，IAE）公司（美國的普惠公司、英國的羅羅公司、日本的航空發動機公司和德國的MTU公司合資，代表性發動機為V2500）和發動機聯盟（Engines Alliance， EA）公司（通用航空發動機公司和普惠公司合資，代表性發動機為GP7000系列）。 燃燒室作為航空發動機的關鍵部件之一，研制流程是伴隨著發動機整個研制過程而制定的，因此本小節介紹的燃燒室研制流程中的一些階段描述與整個發動機的研制流程是匹配的。 軍用航空發動機和民用航空發動機的研制雖然在使用對象和管理機關部門要求上存在一些差異，但是在一些基本理念上比較類似，如按階段管理研制活動、重視設計要求和需求、試驗驗證分層級等。本小節以民用航空發動機燃燒室為例介紹產品型號燃燒室的研制活動。 1.3.2民用航空發動機主要研制階段的燃燒室研制活動 民用航空發動機的研制主要分為以下幾個階段：需求分析和定義階段、概念設計階段、初步設計階段、詳細設計與初始驗證階段、驗證與確認階段、產品交付和服務支持階段、產品退役階段等。其中，體現燃燒室設計研制活動的主要是前五個階段，下面分別對其進行具體介紹。 1）需求分析和定義階段 整機在需求分析和定義階段的主要工作是分析需求并立項，具體包括：分析發展規劃、市場需求及潛在客戶，識別利益相關方，編制商務需求文檔（business requirement document，BRD）；收集利益相關方的需求，形成產品的系統需求文檔（system requirement document，SRD）；分析項目周期、資源和經費需求，完成項目建議書編制并提交上級機關管理部門；論證關鍵技術并提前開展研究工作。 為了支撐整機論證立項和需求分解，燃燒室要對型號技術指標中與燃燒室相關的內容進行評估，論證其可行性，提出燃燒室的研制思路，并識別可能用到的新技術，如新材料、新技術、新工藝、新設計等。 一般在型號立項之前，燃燒室應該已經開展了一些預先研究，對整機技術發展趨勢進行了前瞻性的探索，如軍機關注高溫升，民機關注低污染排放，在新一代發動機參數水平下，燃燒室的氣動熱力設計和結構方案需要采用哪些新的技術，這些新的技術一般會安排一些理論分析以及耗費不大的模型試驗件進行驗證。一旦型號要進行立項，這些預先安排的研究工作將是論證整機技術方案可行性的重要依據，也會為后面階段的工作奠定基礎。 需求分析和定義階段燃燒室研制工作的輸出包括：燃燒室方案論證報告、
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