科创中国

行业领域

高端装备制造产业,航空装备产业

需求背景

未来战斗机的发展趋势是多用途和宽包线，要求具有高性能、高可靠性、长寿命、低油耗、低全寿命费用等特点，以满足战斗机的高超声速巡航、远距离作战、以及高机动性与敏捷性等要求。新型战斗机的发展需要配装高性能发动机，发展战斗机动力的一个重要目标是追求高推重比，推重比是衡量战斗机发动机综合性能水平的一个重要指标，也是新一代发动机主要追求的性能指标之一。从循环参数优化结果看，相较提高发动机压比，提高涡轮进口温度是提高推重比最直接而有效的办法。涡轮进口温度的提高则要求新设计的燃烧室比当前技术水平燃烧室具有更高的温升能力。

需解决的主要技术难题

高温升燃烧室的总油气比和释热率很高，受限于涡轮材料的耐热性，要求更低的燃烧室出口温度分布系数；高温升燃烧室的容热强度较大，带来可见冒烟、壁面冷却等方面的技术挑战，同时高温升燃烧室要求在高低工况下均需要有令人满意的操控性能，为防止冒烟，通常调整燃烧室流量分配，增大头部气量以降低设计点工况主燃区油气比，但在低工况下，主燃区由于气量占比大，容易产生贫油熄火或燃烧不稳定的现象，熄火油气比远高于燃烧室一般熄火油气比0.005，如何兼顾慢车状态不熄火与大工况不冒烟是高温升燃烧室面临的基本挑战。

期望实现的主要技术目标

1、保证燃烧室火焰筒与喷嘴的耐温能力与耐久性

2、实现按需可控燃烧。

3、增强燃料与空气的混合，减少火焰长度，实现宽稳定范围燃烧。

需求解析

解析单位：甘肃省天水市 解析时间：2023-03-17

李元东

兰州理工大学

材料科学与工程学院副院长

综合评价

需求描述清晰。航空发动机是飞机的“心脏”，随着现代战争模式的改变，战斗机不断向超机动性、超声速巡航、高隐身方向发展，这对航空发动机提出了更高的设计要求，尤其是以提高发动机推重比的要求最为迫切。燃烧室作为航空发动机的三大核心部件之一，燃烧室温升的不断提高能大幅提高涡轮前温度，是提高航空发动机推重比最有效最直接的方式，因而燃烧室向高温升高热容方向发展，才能适应航空发动机快速发展的需要。

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