[發明專利]一種航空發動機智能燃燒室

有效

• 申請號: 202011237939.1
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112413642B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 于錦祿;程惠能;陳朝;蔣永健;蔣陸昀;張磊;彭暢新
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: F23R3/00
• 分類號: F23R3/00
• 代理公司: 西安新創通知識產權代理事務所(普通合伙) 61267
• 代理人: 線飛祥

本發明公開了一種航空發動機智能燃燒室，包括火焰筒、燃燒室外殼、高壓渦輪導向器、滑動弧點火裝置、激光發生分束系統和燃燒控制系統，火焰筒設置在燃燒室外殼內，高壓渦輪導向器與火焰筒同軸設置且位于火焰筒的出氣口處，滑動弧點火裝置安裝在火焰筒進氣口處；激光發生分束系統設置在燃燒室外殼外用于發射測量激光信號和對比激光信號，燃燒控制系統和激光發生分束系統均與高壓渦輪導向器連接用于傳輸測量激光信號，燃燒控制系統還與激光發生分束系統連接用于接收對比激光信號，燃燒控制系統與滑動弧點火裝置連接用于控制滑動弧點火裝置工作。本發明能夠實時監測航空發動機燃燒室工作狀態，通過啟動滑動弧點火裝置對燃燒室工作狀態實時調整。

技術領域

本發明涉及航空發動機燃燒室領域，尤其是涉及一種實時監測航空發動機燃燒室火焰筒工作狀態并對其迅速做出調整的航空發動機智能燃燒室。

背景技術

燃燒室是航空發動機的三大核心部件之一，與燃燒相關的燃燒品質、燃燒效率和燃燒室工作狀態實時監測并調整等技術直接關系到航空發動機的安全性和經濟性。高空飛行下航空發動機工作條件十分惡劣，其燃燒室在工作時會發生復雜反應，很難利用計算流體力學準確顯示實際的燃燒狀態，有效的燃燒診斷技術可以對燃燒室燃燒過程中的關鍵參數進行準確測量。具體而言，需要實時測量工作中的燃燒室某界面上燃燒流場的溫度及燃燒產物組分濃度等參數并對燃燒室工作狀態做出調整，使燃燒室一直處于正常工作狀態。

航空發動機燃燒室的燃燒狀態測量分為：接觸式測量和非接觸式測量，接觸式測量會打亂燃燒室內流場分布對燃燒流場造成影響，測量響應速度較慢，只能獲得截面上一點的信息，信息量太少而且使燃燒室流場產生畸變，造成燃燒室總壓損失，進而影響航空發動機推重比。顯然，這種測量方法已經不能滿足獲取現代航空發動機燃燒室流場信息實時、數據多、不影響燃燒室流場的需求，因而需要發展具有較好瞬態響應特性的非接觸式測量技術。

對于非接觸式燃燒室燃燒狀態測量技術，傳統的吸收光譜測量裝置包括棱鏡、光柵、傅里葉變換光譜儀和單頻激光器等，其光譜分辨率和探測靈敏度較低，頻率測量精度及測量速度不高，對不穩定燃燒流場的瞬時狀態測量能力有待提升。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種航空發動機智能燃燒室，其能夠實時監測航空發動機燃燒室工作狀態，并通過啟動滑動弧點火裝置對燃燒室工作狀態進行實時調整，使燃燒室一直處于正常的工作狀態。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種航空發動機智能燃燒室，其特征在于，包括火焰筒、燃燒室外殼、高壓渦輪導向器、滑動弧點火裝置、激光發生分束系統和燃燒控制系統，所述火焰筒設置在燃燒室外殼內，所述高壓渦輪導向器設置在火焰筒的出氣口處，所述高壓渦輪導向器和火焰筒同軸設置，所述滑動弧點火裝置安裝在火焰筒的進氣口處并對火焰筒實現點火助燃；所述激光發生分束系統設置在燃燒室外殼外用于產生激光并將產生的激光分成測量激光信號和對比激光信號，所述高壓渦輪導向器與所述激光發生分束系統連接使得所述測量激光信號進入高壓渦輪導向器內采集火焰筒出氣口處的燃燒流場信息，所述燃燒控制系統與高壓渦輪導向器連接且用于接收采集了火焰筒出氣口處燃燒流場信息的測量激光信號，所述燃燒控制系統與所述激光發生分束系統連接用于接收所述激光發生分束系統發射的對比激光信號，所述燃燒控制系統與滑動弧點火裝置連接且根據所接收的所述測量激光信號和所述對比激光信號進行分析來控制滑動弧點火裝置開閉。