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国内外涡轴发动机研究中的几大关键技术有待

2020-02-14 21:00:17来源:励志吧0次阅读

国内外涡轴发动机研究中的几大关键技术有待突破

一、燃油喷嘴技术

对航空发动机燃烧室而言,燃油喷嘴与燃烧室的性能密切相关。对燃油喷嘴的喷雾要求主要包括粒径大小、燃油质量分布、喷雾锥角、周向均匀性等。粒径大小是影响燃烧室燃烧效率、点火和高空再点火以及污染排放等性能的关键因素;燃油质量分布和喷雾锥角影响污染物形成和燃烧室出口温度品质;周向均匀性对防止形成局部富油区和贫油区非常重要,富油区和贫油区直接关系到燃烧室“热斑”和“冷斑”的形成,“热斑”会减少下游涡轮叶片的寿命和增大排气冒烟,“冷斑”则会增加未燃碳氢和一氧化碳两种污染物的形成。

二、冷却技术

随着对燃烧室温升和寿命要求的进一步提高,给燃烧室的冷却提出的要求愈发苛刻。中小型涡轴发动机燃烧室冷却技术近期发展的重点为基于金属基材料的先进高效复合冷却技术,而远期目标重点为耐超高温的非金属复合材料与高效复合冷却相结合的技术。目前,欧美发达国家通过一系列的研究计划已在燃烧室先进冷却技术方面开展了大量的研究工作并取得了重要进展,如美国通过专门针对涡轴、涡桨和涡扇中小型发动机的JTAGG计划,研究并验证了包括陶瓷基、热障涂层、双层壁冷却等多种先进的冷却技术。

三、低污染排放技术

目前的航空发动机污染排放标准对涡轴发动机的污染排放没有做出明确的规定。这主要是基于以下两点考虑:一是相对于大型涡轮发动机,涡轴发动机总的燃油消耗量小,污染排放的总量非常低;二是在涡轴发动机上减少污染排放的费用非常高,通常是花费大量的费用才取得非常有限的效果。相比较而言,富油/焠熄/贫油燃烧技术在小发动机上可以有广泛的应用前景。富油/焠熄/贫油燃烧技术不会增加小发动机燃烧室的成本和重量,并能显著降低未燃碳氢、一氧化碳、氮氧化物排放和冒烟现象。

以上三大关键性技术为当前国内外涡轴发动机发展的主要方向,通过这些技术的进步,能够更好地促进机械动力市场的健康发展。

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