航空知識－燃燒室與渦輪
燃燒室
經過壓縮的高壓空氣中，由注油系統引進燃油使其燃燒，形成適合渦輪（Turbine）之高 溫氣體。燃油在燃燒室（Combustion Chamber Burner）前端附近形成霧狀的燃燒圈，只有在發 動機剛啟動時，須靠點火系統來點燃外，一經點燃，就靠火焰持續燃燒下去。這部份燃燒圈 除可將壓縮機送來的氣流流速予以降低外，並可預防逆流或渦流（Swirl）火焰吹熄，還可保 持空氣與燃油的混合比（以重量為單位） ，約在 14~18:1 間以提高燃燒速度。 燃燒圈的溫度部份可高達攝氏 1600~2000 度，如此高溫使得燃燒室本身的結構或渦輪材 質無法承受，故須進行冷卻。通常的方式是將燃燒室的內襯筒（Liner）壁面開許多孔，讓原 來由旁通過燃燒圈的空氣，經由這些開孔進入，如此除能冷卻壁面外，尚能降低燃氣的高溫。 經由這些方式，能將渦輪進氣溫度（TIT）降到適當值以下。燃氣並經由大量冷空氣稀釋 的結果，綜合性的油氣燃燒比變成 60~130:1，亦並非配合壓縮機來運送全部的空氣，注入燃 油予以燃燒，而是在燃燒圈使用的空氣量（稱為一次空氣）只佔全部的 20~30%，其他（二次 空氣）皆用來當作冷卻之用。 若燃燒室和渦輪能承受更高溫度，可將油氣混合比調整，提高渦輪進氣溫度，以提升發 動機熱效率及增加發動機推力。 燃燒室因長期暴露在高溫中 因此使用厚度為 2mm 左右 以鎳為主的海氏合金 ， ， （Hastalloy） 等超耐熱合金。也有部份發動機，再其燃燒室壁面施以陶瓷材料的耐熱塗佈（Thermalbarrier Coating） 。而渦輪發動機的燃燒室分成下列三種。 一、罐式燃燒室 將個別獨立的 5~10 個筒型燃燒罐，並列於圓周上所構成，不但堅固且維修上較容易，早 期發動機多屬五種類型。但罐式燃燒室（Can Type）在高空燃燒時不安定，及啟動時狀況多， 且在燃燒室出口處氣體溫度分佈不均等缺點，故已不採用。YS-11 的達特（Dart）10 Mk 542-10 型渦輪螺旋槳發動機亦屬這種型式。 二、環式燃燒室 環式燃燒室（Annuiar Type）就像在一個大直徑的甜甜圈斷面上，開了許多孔。而整體像 籠子般的燃燒罐，維修與更換不易，但構造上最簡單，總長度短且壓力損失少。此外，因燃 燒狀況安定，及在燃燒室出口氣體的溫度分佈較均勻等優點，目前的新型發動機多採用此種 型式。
飞行翻译公司 www.aviation.cn 本文链接地址：燃烧室与涡轮.pdf
燃燒室
經過壓縮的高壓空氣中，由注油系統引進燃油使其燃燒，形成適合渦輪（Turbine）之高 溫氣體。燃油在燃燒室（Combustion Chamber Burner）前端附近形成霧狀的燃燒圈，只有在發 動機剛啟動時，須靠點火系統來點燃外，一經點燃，就靠火焰持續燃燒下去。這部份燃燒圈 除可將壓縮機送來的氣流流速予以降低外，並可預防逆流或渦流（Swirl）火焰吹熄，還可保 持空氣與燃油的混合比（以重量為單位） ，約在 14~18:1 間以提高燃燒速度。 燃燒圈的溫度部份可高達攝氏 1600~2000 度，如此高溫使得燃燒室本身的結構或渦輪材 質無法承受，故須進行冷卻。通常的方式是將燃燒室的內襯筒（Liner）壁面開許多孔，讓原 來由旁通過燃燒圈的空氣，經由這些開孔進入，如此除能冷卻壁面外，尚能降低燃氣的高溫。 經由這些方式，能將渦輪進氣溫度（TIT）降到適當值以下。燃氣並經由大量冷空氣稀釋 的結果，綜合性的油氣燃燒比變成 60~130:1，亦並非配合壓縮機來運送全部的空氣，注入燃 油予以燃燒，而是在燃燒圈使用的空氣量（稱為一次空氣）只佔全部的 20~30%，其他（二次 空氣）皆用來當作冷卻之用。 若燃燒室和渦輪能承受更高溫度，可將油氣混合比調整，提高渦輪進氣溫度，以提升發 動機熱效率及增加發動機推力。 燃燒室因長期暴露在高溫中 因此使用厚度為 2mm 左右 以鎳為主的海氏合金 ， ， （Hastalloy） 等超耐熱合金。也有部份發動機，再其燃燒室壁面施以陶瓷材料的耐熱塗佈（Thermalbarrier Coating） 。而渦輪發動機的燃燒室分成下列三種。 一、罐式燃燒室 將個別獨立的 5~10 個筒型燃燒罐，並列於圓周上所構成，不但堅固且維修上較容易，早 期發動機多屬五種類型。但罐式燃燒室（Can Type）在高空燃燒時不安定，及啟動時狀況多， 且在燃燒室出口處氣體溫度分佈不均等缺點，故已不採用。YS-11 的達特（Dart）10 Mk 542-10 型渦輪螺旋槳發動機亦屬這種型式。 二、環式燃燒室 環式燃燒室（Annuiar Type）就像在一個大直徑的甜甜圈斷面上，開了許多孔。而整體像 籠子般的燃燒罐，維修與更換不易，但構造上最簡單，總長度短且壓力損失少。此外，因燃 燒狀況安定，及在燃燒室出口氣體的溫度分佈較均勻等優點，目前的新型發動機多採用此種 型式。
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