科技名詞 | 什麼是加力燃燒室?

甘肅省科學技術廳 發佈 2022-04-15T14:05:50.496650+00:00

加力燃燒室afterburner又稱:復燃室;補燃室定義:在燃氣渦輪發動機中,向渦輪或風扇後的氣流中噴油並燃燒,使氣流溫度大幅度增加,並從噴管高速排出以獲得額外推力的裝置。

加力燃燒室

afterburner

又稱:復燃室;補燃室

定義:在燃氣渦輪發動機中,向渦輪或風扇後的氣流中噴油並燃燒,使氣流溫度大幅度增加,並從噴管高速排出以獲得額外推力的裝置。

學科:航空科學技術_推進技術與航空動力裝置

相關名詞:航空發動機 渦輪風扇發動機 外涵加力燃燒室

圖片來源:視覺中國

加力燃燒室通常安裝於渦輪噴氣式航空發動機或小涵道比渦輪風扇發動機的低壓渦輪後部。其主要作用是在起飛階段為飛機提供短距離起飛所需要的強大動力,或在高空飛行階段為飛機實現高速飛行提供發動機的最大推力。例如蘇聯的米格25戰鬥機在開啟加力燃燒室後能夠實現3倍音速飛行。

航空燃氣渦輪發動機通常只使用約30%的空氣流量進入壓氣機與渦輪之間的主燃燒室燃燒,其餘空氣主要用於渦輪等部件的冷卻降溫。渦扇發動機有內外涵道之分,外涵道的空氣不經燃燒直接向後排出,因此渦扇發動機用於燃燒的空氣會更少。加力燃燒室能夠利用這些未燃燒空氣中的氧氣,使其再次與燃油混合併燃燒做功,加力燃燒室開啟後,發動機推力就會大幅增加。

加力燃燒室主要由擴壓器、噴油裝置、點火裝置及火焰穩定器等部分組成。氣流經過外涵道或渦輪後,首先進入加力燃燒室的擴壓器部分,氣流在此處遇到阻礙,速度明顯降低,壓力得到提升,有利於穩定、高效地燃燒。在渦扇發動機中,減速後的氣流還要流經混合器,外涵道的空氣經過混合器流入內涵道,與內涵道的空氣混合,之後流經火焰穩定器,在這裡與燃油摻混並穩定燃燒。燃油與空氣的混合氣在燃氣渦輪發動機中只需在主燃燒室或加力燃燒室啟動時點火一次,之後便不斷有混合氣進入燃燒室保持穩定燃燒,直至停止供油,燃燒才會終止。

加力燃燒室可使發動機的推力得到顯著提高。渦噴發動機在地面試驗台測試中,開啟加力燃燒室與關閉加力燃燒室時相比,發動機的最大推力提升25%~50%,超聲速飛行時推力可提升100%;渦扇發動機的地面測試結果為:開啟加力燃燒室後推力提升可達50%~75%,超聲速飛行時推力可提升150%。加力燃燒室對於軍用戰鬥機的短時動力提升是不可或缺的,但開啟加力燃燒室對飛機也會造成較大負擔,例如發動機的燃油消耗率會迅速提升,使飛機的續航能力下降;發動機尾噴口處的排氣溫度會提高几百度,使承受高溫的部件壽命降低。除此之外,開啟加力燃燒室還會造成發動機的劇烈震動,可能損壞發動機和飛機的零部件。因此,戰鬥機駕駛員通常只在必要時開啟加力燃燒室,開啟時間通常不超過10分鐘,否則可能造成發動機或飛機的損毀。

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