發動機在達到最大狀態後繼續增加推力，叫做發動機加力。飛機在起飛、爬升及軍用飛機機動飛行時，需要更大的推力。發動機加力是短時間內增加推力的最好方法。最為廣泛採用的加力方法是在渦輪和尾噴管之間安裝加力燃燒室，進行復燃加力。在以往的超聲速飛機上，加力燃燒室是發動機不可缺少的基本部件。
基本介紹
- 中文名：加力燃燒室構件
- 外文名：afterburners
- 學科：航空工程
- 領域：部件設計
- 套用：發電機
簡介,加力燃燒室的作用,基本構件,擴壓器,混合器,火焰穩定器,供油點火裝置,加力燃燒室殼體,
簡介
發動機在達到最大狀態後繼續增加推力，叫做發動機加力。飛機在起飛、爬升及軍用飛機機動飛行時，需要更大的推力。發動機加力是短時間內增加推力的最好方法。最為廣泛採用的加力方法是在渦輪和尾噴管之間安裝加力燃燒室，進行復燃加力。在以往的超聲速飛機上，加力燃燒室是發動機不可缺少的基本部件。
WP6發動機的加力燃燒室由擴壓器、預燃室、火焰穩定器、噴嘴和加力輸油總管、加力燃燒室殼體等組成。
加力燃燒室的作用
加力燃燒室的功用是在保持發動機最大轉速和渦輪前燃氣溫度不變的情況下，將燃油噴入渦輪後的燃氣流中，利用燃氣中剩餘的氧氣再次燃燒(在雙涵道發動機中，還可從外涵道引入新鮮空氣)，以進一步提高燃氣溫度，增大噴氣速度，達到增加推力的目的。當使用加力時，為了保持渦輪前各部件的最大工作狀態不變，就必須同時加大尾噴口的排氣面積，以適應燃氣比體積的增加。因此，凡是帶有加力燃燒室的發動機都必須有面積可調節的尾噴口(管)配合工作。
基本構件
加力燃燒室由擴壓器、火焰穩定器、輸油圈及燃油噴嘴、點火裝置、加力燃燒室殼體等部分組成。在雙涵道發動機中還包括混合器。
擴壓器
擴壓器的功用是降低進入加力燃燒室的氣流速度，為穩定燃燒創造條件。渦輪出口氣流速度高達350~450m/s，擴壓器出口的氣流速度在120~180m/s之間。設計擴壓器時，應使氣流的流動損失儘可能小。與設計主燃燒室的擴壓器一樣，最好按照等壓力梯度來設計通道。因為加工困難，通常以幾段直線近似地代替等壓力梯度型面的曲母線。
根據擴壓器的構造參數：擴壓比n（擴壓器出口截面積與進口截面積之比）和當量擴張角θ的大小，擴壓器可作成不同的形式。
當擴壓比n≤2，量擴張角θ=12°~18°時，擴壓器的外殼可作成圓柱形;
當擴壓比n>2，量擴張角θ=20°~25°時，擴壓器的外殼應作成圓錐形或曲母線圓錐形；
當θ>25°時，最好採用等壓梯度變化的擴壓器。為了便於加工，可以採用母線為幾段直線的接近於等壓梯度型面的擴壓器。
混合器
在混合加力渦扇發動機中機外涵道空氣平穩引入內涵道，加力燃燒室還有一個組件叫混合器。它的功用是將渦扇發動，保證兩股氣流混合後壓力、溫度和速度比較均勻。對混合器的要求是氣流混合損失要小、氣流穩定、出口流場均勻並有一定的速度，同時長度短、重量輕、結構簡單。
主要有三種類型的混合器：漏斗混合器、環形混合器(又稱平行進氣混合器)和菊花槽混合器。
火焰穩定器
火焰穩定器的功用是使氣流產生紊流，形成回流區，加速混氣的形成和加強燃燒過程，穩定火焰和提高完全燃燒度。
在加力燃燒室中。通常採用非流線型物體作火焰穩定器，最常見的是V形槽。它具有結構簡單、重量輕、損失小、發展較成熟、性能較好的優點。V形槽穩定器又分為環形的和徑向的兩種。
供油點火裝置
供油點火裝置由供油系統、輸油圈、加力燃油噴嘴組成。
（1）供油系統
加力燃燒室的燃油管道及噴射裝置應與火焰穩定器相適應，通常有如下三種安排方式:
燃油經穿過加力燃燒室殼體的燃油總管，進入處在燃氣流中並與環形穩定器同心安裝的環形輸油管，從環形輸油管上周向均布的噴嘴逆燃氣流方向噴出；
燃油總管穿過擴壓器外殼，經整流支板內腔引入內錐體內，並與位於錐體內的輸油圈相聯接。燃油經輸油圈上的噴嘴向燃氣流中噴出；
環形的燃油管配置在加力燃燒室殼體外壁，並與沿周向均布的燃油分管相聯接。這些燃油分管分別穿過加力燃燒室殼體。燃油經燃油分管上的噴嘴或噴油桿向加力燃燒室噴出。
（2）輸油圈
J57-F13發動機加力燃燒室的供油系統由裝在殼體外的環形燃油總管、24根燃油分管和24根噴油桿組成。燃油總管和分管借支架彈性地固定在擴壓器外殼上，在受熱時能自由變形。24根噴油桿沿畫周均勻分布，徑向插入擴壓器擴散通道內。噴油桿外端用螺栓固定在擴壓器外殼上的安裝座內。
（3）加力燃油噴嘴
加力燃燒室通常用離心式噴嘴和射流噴嘴來噴油。
工作噴嘴和起動噴嘴常採用單油路離心式噴嘴。噴嘴的數目和配置根據加力燃燒室的供油量和穩定器的形式、位置而確定。通常採用雙排或多排噴嘴供油。噴嘴沿畫周均勻排列，應有足夠的數量。噴油方向常取逆氣流或與氣流傾斜一個角度。在調節範圍較大，長時間連續工作的加力燃燒室上，常採用兩組工作噴嘴。在最大加力狀態，兩組噴嘴都工作;在小加力狀態，其中一組噴嘴不供油。
J57-F13發動機加力燃燒室採用噴油桿射流式噴嘴供油。桿的內孔是等直徑的，內端有一螺塞，以備分解時擰開螺塞，清洗內孔。噴油桿壁較厚，並向固定端逐漸加粗，呈錐形。剛性較好。噴油桿兩側交錯地鑽有8個0.75mm孔徑的射流噴油孔，噴油方向與氣流垂直。
加力燃燒室殼體
加力燃燒室的燃燒段實際上是一個筒體。它可以是收斂的圓錐形，也可以是圓柱形的。加力然燒室殼體前端與擴壓器外殼相聯接。後端與尾噴管相聯接，其長度應保證燃燒過程進行完畢。
加力燃燒室殼體是由幾段薄壁筒體滾焊而成，因此要特別注意它的剛性。可在殼體兩端焊上圓環或安裝邊，在殼體上加幾道箍圈以增加剛性。為改善焊逢的受力狀況，板料搭接焊縫常傾斜布置。
