(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910214160.9
(22)申请日 2019.03.20
(71)申请人 中国航发湖南动力机械研究所
地址 412002 湖南省株洲市芦淞区董家塅
高科园中国航发动研所
(72)发明人 江立军 曹俊 石小祥 汪玉明
康尧 郭政言 肖为
(74)专利代理机构 北京律智知识产权代理有限
公司 11438
代理人 袁礼君 阚梓瑄
(51)Int.Cl.
F23R 3/28(2006.01)
F23R 3/38(2006.01)
(54)发明名称
燃烧室及其雾化装置、航空燃气涡轮发动机
(57)摘要
本公开提供了一种燃烧室及其雾化装置、航
空燃气涡轮发动机，属于航空发动机技术领域。
该燃烧室的雾化装置包括主燃级、预燃级和喷嘴
组件；主燃级包括主燃级内套筒和套设于所述主
燃级内套筒的主燃级外套筒；其中，所述主燃级
内套筒上设置有喷嘴插口；预燃级穿设于所述主
燃级内套筒内；喷嘴组件包括预燃级喷嘴和主燃
级喷嘴；其中，所述主燃级喷嘴设于所述预燃级，
且配合的穿设于所述喷嘴插口。该雾化装置能够
降低燃烧室的复杂程度并提高燃烧室的强度。权利要求书1页 说明书7页 附图5页CN 109945233 A 2019.06.28
C N 109945233
A
权 利 要 求 书1/1页CN 109945233 A
1.一种燃烧室的雾化装置，其特征在于，包括：
主燃级，包括主燃级内套筒和套设于所述主燃级内套筒的主燃级外套筒；其中，所述主燃级内套筒上设置有喷嘴插口；
预燃级，穿设于所述主燃级内套筒内；
喷嘴组件，包括预燃级喷嘴和主燃级喷嘴；其中，所述主燃级喷嘴设于所述预燃级，且配合的穿设于所述喷嘴插口。
2.根据权利要求1所述雾化装置，其特征在于，所述喷嘴组件还包括：
喷嘴杆，连接所述预燃级且设有供油通道；所述供油通道连接所述预燃级喷嘴和所述主燃级喷嘴。
3.根据权利要求1所述雾化装置，其特征在于，所述主燃级内套筒与所述主燃级外套筒之间形成主燃级外流通道，所述主燃级外流通道内任一位置距离所述主燃级内套筒或所述主燃级外套筒的距离均不大于3mm。
4.根据权利要求3所述雾化装置，其特征在于，沿从上游至下游方向，所述主燃级外流通道依次包括收缩段和扩张段；
所述主燃级喷嘴的喷嘴口设于所述主燃级外流通道的收缩段。
5.根据权利要求1所述的雾化装置，其特征在于，所述主燃级内套筒与所述预燃级之间具有主燃级内流通道。
6.一种燃烧室，其特征在于，包括：
机匣，具有进气口；
扩压器，设于所述机匣的进气口；
权利要求1～5任一项所述的燃烧室的雾化装置，设于所述机匣内且位于所述扩压器的下游；
火焰筒，设于所述机匣内，且与所述雾化装置连接。
7.根据权利要求6所述的燃烧室，其特征在于，所述火焰筒包括：
固定板，设有固定板配合孔和多个冲击冷却孔；其中，所述固定板配合孔与所述主燃级外套筒远离所述扩压器的一端配合连接；
火焰筒内环，设于所述固定板的内侧边缘且向远离所述主燃级的方向延伸；
火焰筒外环，设于所述固定板的外侧边缘且向远离所述主燃级的方向延伸。
8.根据权利要求7所述的燃烧室，其特征在于，所述火焰筒还包括：
导流板，设有导流板配合孔和多个导流孔，所述导流板配合孔与所述主燃级内套筒远离所述扩压器的一端配合连接；
在所述导流板与所述固定板之间形成混合通道。
9.根据权利要求8所述的燃烧室，其特征在于，任一所述导流孔的直径不大于3mm。
10.一种航空燃气涡轮发动机，其特征在于，包括权利要求6～9任一项所述的燃烧室。
2
燃气轮机和内燃机区别 燃气轮机和内燃机的区别 第一，发动机部件的运行方式不同，前者为高速旋转，而且工质气流朝一个方向流动；内燃机则可采用活塞等往复式吞吐，由于往复式做功其运动速度的限制，造成工质流量的制约，同样的大的机器内，燃气轮机的工质流量要大得多，功率也大，且结构简单，运行平稳。 第二、在燃气轮机内，各种热力过程，是在不同的部件内完成的，如压气机，燃烧室，透平，而内燃机多是在气缸内进行了所有的热力过程，所以此种组合，更加适用于不同的情况。 第三、燃气轮机做功的工质采用高温加热，高温放热，虽然在简单系统内的效率低，但却有很大的提高系统效率的潜力。 内燃机 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。 内燃机以其热效率高、结构紧凑，机动性强，运行维护简便的优点著称于世。 广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。 往复活塞式内燃机的组成部分主要有曲柄连杆机构、机体和气缸盖、配气机构、供油系统、润滑系统、冷却系统、起动装置等。 活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。 内燃机以其热效率高、结构紧凑，机动性强，运行维护简便的优点著称于世。 燃气轮机（是内燃机的一种） 燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。 1
燃气涡轮发动机低污染燃烧室的发展趋势及思考 金捷岳明 （北京航空航天大学航空发动机数值仿真研究中心，北京 100083） 摘要本文介绍了目前用于燃气轮机和工业燃烧装置的主要低污染燃烧技术，包括分级燃烧技术、贫油预混预蒸发燃烧技术、富油燃烧/快速淬熄/贫油燃烧技术、贫油直接喷射燃烧技术、燃料再燃烧法、低氧燃烧技术、浓淡燃烧技术、烟气再循环技术、乳化燃烧技术等，简要分析了各种技术的原理、特点及其发展应用情况等，同时，对国外目前正在使用和发展中的航空燃气轮机低污染燃烧室设计方案和技术，包括：多环腔燃烧室技术、双预混旋流技术、贫油直接喷射燃烧技术、无焰燃烧技术的原理、结构形式、性能特点和应用情况等，进行了简要的介绍和分析，并对低污染燃烧技术的发展趋势和我国的发展应用提出了一些看法和建议，包括：低污染燃烧技术是我国研制民用干线客机动力所必须突破的主要关键技术之一；应综合应用多种低污染燃烧技术；针对我国在航空燃气涡轮发动机低污染燃烧技术基础薄弱和工程应用经验缺乏的情况，应充分利用民用低污染燃烧技术的成果；应尽可能紧跟最前沿、尚处于研究发展阶段的低污染燃烧技术，实现我国航空燃气涡轮发动机低污染燃烧技术的跨越发展，为民机动力的顺利研制和成功进入市场提供技术基础。 关键词燃烧低污染燃气涡轮发动机综述建议 1 引言 随着人口的不断增长以及工业的迅速发展，人类对能源的需求越来越大。这其中，矿物燃料占了绝大部分。矿物燃料在燃烧过程中，总会产生对人体和动植物有害的污染物；当燃烧装置设计不合理时，有害物质更会大量产生，并形成大气污染。据统计，燃料燃烧产生的空气污染占全部污染物的80%以上[1]。因此，世界各国都开展了先进的低污染燃烧设备研制，以在不降低燃烧效率的情况下大大降低污染物排放。 2 低污染燃烧技术简介 一般说来，燃料的完全燃烧和充分氧化能提高燃烧效率并同时降低某些污染物质(CO,碳氢化合物，碳黑等)的排放量，但氮氧化物（Nox）却随之大大增加。目前的燃烧设备的环保发展方向是以大大降低氧化氮的生成量同时兼顾燃烧效率和其他污染物（CO,碳氢化合物，碳黑等）为目标。为此，人们发展了多种低污染燃烧技术，主要有： （1）分级燃烧技术[1]
航空燃气涡轮发动机原理复习知识点 第一章 记住华氏度与摄氏度之间的关系：Tf=32+9/5Tc 记住P21的公式1-72，p23的公式1-79,1-80 ，p29的公式1-85以及p33的公式1-99。 第二章燃气涡轮发动机的的工作原理 1.燃气涡轮发动机是将燃油释放出的热能转变成机械能的装置。它既是热机又是推进器。 2.燃气涡轮发动机分为燃气涡轮喷气发动机，涡轮螺旋桨发动机，涡轮风扇发动机。其中涡轮风扇发动机是由进气道，风扇。低压压气机，高压压气机，燃烧室，高压涡轮，低压涡轮和喷管组成。涡轮风扇发动机是由两个涵道的。 3.外涵流量与内涵流量的比值，称为涵道比，B=Qm1/Qm2. 4.与涡轮喷气发动机相比，涡轮风扇发动机具有推力大，推进效率高，噪音低等特点。 5.单转子涡轮喷气发动机是由进气道，压气机，燃烧室，涡轮和喷管五大部件组成的。 其中压气机，燃烧室，涡轮称为燃气发生器，也叫核心机。
6.涡轮前燃气总温用符号T3*来表示，它是燃气涡轮发动机中最重要的，最关键的一个参数，也是受限制的一个参数。 7.发动机的排气温度T4*，用符号EGT表示。 8.发动机的压力比简称为发动机压比，用符号EPR表示。 9.要会画书本p48页的图2-9的布莱顿循环并且要知道每一个过程表示什么意思。 10.要知道推力的分布并且要掌握推力公式的推导过程。（简答题或者综合题会涉及到。自己看书本p5到P56）。
11.了解几个喷气发动机的性能指标：推力，单位推力，推重比，迎面推力，燃油消耗率。
第三章进气道 1.进气道的作用：在各种状态下，将足够量的空气，以最小的流动损失，顺利的引入压气机；当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时，通过冲压压缩空气，以提高空气的
燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析 摘要：介绍燃气分布式能源系统配置。对燃气轮机、燃气内燃机发电机组性能(性能参数、变工况特性、余热特性、燃气进气压力)、经济性等进行比较。 关键词：分布式能源系统；燃气轮机发电机组；燃气内燃机发电机组；经济性 Analysis on Performance and Economy of Gas Turbine and Gas Engine Generator Units Abstract：The configuration of gas distributed energy system is introduced．The performance of gas turbine generator unit including performance parameters，variable conditions characteristics，waste heat characteristics and gas inlet pressure as well as the economy are compared with gas engine generator unit． Keywords：distributed energy system：gas turbine generator unit；gas engine generator unit；eeonomy 1概述 燃气分布式能源系统(以下简称分布系统)是指布置在用户附近，以天然气为主要一次能源，采用发电机组发电，并利用发电余热进行供冷、供热的能源系统[1-11]。主要设备包括发电机组、余热利用装置等，作为动力设备的发电机组是分布系统的关键。 分布系统通常采用的发电机组为燃气轮机发电机组(以下简称燃气轮机组)、燃气内燃机发电机组(以下简称内燃机组)。燃气轮机组是以连续流动气体为工质，将热能转化为机械能的旋转式动力设备，包括压气机、燃烧室、透平、辅助设备等，具有结构紧凑、操作简便、稳定性好等优点。在分布系统中应用的主要是发电功率范围为25～20000kW的微型、小型燃气轮机组。 内燃机组是将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入气缸内部燃烧并产生动力的设备，是一种将热能转化为机械能的热机，具有体积小、热效率高、启动性能好等优点，发电功率范围为5～18000kW。美国不同规模分布系统的发电机组发电功率见表1[12]。
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析(正 式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-9501-35 燃气轮机和内燃机发电机组性能及 经济性分析(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 摘要：介绍燃气分布式能源系统配置。对燃气轮机、燃气内燃机发电机组性能(性能参数、变工况特性、余热特性、燃气进气压力)、经济性等进行比较。 关键词：分布式能源系统；燃气轮机发电机组；燃气内燃机发电机组；经济性 Analysis on Performance and Economy of Gas Turbine and Gas Engine Generator Units Abstract：The configuration of gas distributed energy system is introduced．The performance of gas turbine generator unit including performance parameters，variable conditions characteristics，waste heat characteristics and gas inlet pressure as well
《航空燃气涡轮发动机典型制造工艺》课程教学大纲 执笔：XXX审核：XXX编写日期：2017.05 一、课程的性质和任务 本课程是为高等院校航空发动机制造专业基础课程之一，是航空发动机类专业技术人员的必修课程,也是从事地面燃气轮机、蒸汽轮机、风机、以及其它热旋转动力机械装置的专业技术人员可以选修的课程。通过了解航空燃气涡轮发动机主要零部件的制造工艺、装配和试车技术等，可以在学生的飞行器动力设计知识结构和制造工艺之间架起一座桥梁，通过对工艺知识的了解和掌握，提升工程设计的技术水平。 二、课程的基本内容及要求 要求学生通过各教学环节的学习，达到以下要求：了解航空发动机常用材料、典型零件金属成形工艺及无损检测基本类型；掌握航空燃气轮机的盘、轴、叶片、机匣类零件的制造工艺；掌握航空燃气轮机的装配工艺；了解航空燃气轮机的试车工艺。 1、工艺基础知识 了解航空发动机常用材料 掌握航空发动机的典型零件金属成形工艺 了解航空发动机常用无损检测基本类型 2、叶片制造工艺 掌握航空发动机叶片的结构特点 掌握航空发动机叶片的锻压成形、精密铸造、机械加工、特种加工、表面工程技术和叶片检测。 3、盘类零件制造工艺 掌握航空发动机盘类零件的结构特点
掌握航空发动机盘类零件的毛坯制造、典型加工工艺、鼓筒盘组件的成形及加工工艺、整体叶盘制造工艺、盘类件热处理及表面处理工艺和盘类件、焊接鼓筒盘组件的技术检测 4、轴类零件制造工艺 掌握航空发动机轴类零件的结构特点 掌握航空发动机轴类零件的毛坯制造、加工工艺、热处理、表面处理工艺及检测 5、机匣制造工艺 掌握航空发动机机匣类零件的结构特点 掌握航空发动机机匣类零件的成形工艺、机械加工、热处理工艺、特种工艺及检测 6、装配工艺 掌握航空发动机装配概念、方法、方案、工艺流程、选配、修配、试验、检验方法 掌握航空发动机装配工艺技术准备、典型装配工艺、组合件和部件装配、发动机整机装配及分解 7、试车工艺 了解航空发动机试车工艺 三、成绩考核方式 1、考核方式：本门课程为考试课，采用闭卷形式、笔试方式，考试时间为120分钟。 2、成绩综合评定：总成绩为百分制，包括平时成绩和期末考试卷面成绩两部分，其中平时成绩包括出勤、学习态度、作业、测验和课堂讨论等，占总成绩的30%，期末考试卷面成绩占总成绩的70%。 四、学时分配建议 1、理论学时安排表
燃气涡轮发动机 1.压气机、燃烧室、涡轮称为燃气发生器，燃气发生器又称为核心机。 2.发动机压力比EPR：低压涡轮出口总压与低压压气机进口总压之比，同气流通过发动机的 加速成比例。表征推力。 发动机涵道比：指涡扇发动机通过外涵的空气质量流量与通过内涵的空气质量流量之比。 涵道比为1左右是低涵道比，2～3左右是中涵道比，4以上的高涵道比。低涵道比发动机产生推力是热排气高温高压。高涵道产生推力是风扇。 风扇转速n1：对于高涵道比涡扇发动机，由于风扇产生的推力占绝大部分，风扇转速也是推力表征参数。 3.总推力是指当飞机静止时发动机产生的推力，包括由排气动量产生的推力和喷口静压和环 境空气静压之差产生的附加推力。 4.当量轴功率ESHP：计算总的功率输出时，轴功率加上喷气推力的影响。 5.进气道的流量损失用进气道的总压恢复系数σi表示：σi = p1*/ p0* (进气道出口截面 总压 / 进气道前方来流总压) ＜1 6.喘振：压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率、高振幅的振荡现象。喘振的根 本原因是由于气流攻角过大，使气流在叶背处发生分离，而且这种气流分离严重扩展至整个叶栅通道。 7.VSV偏开导致高压压气机流量系数变大，气流在压气机叶盆会发生偏离，形成涡流状态； 高压压气机会变轻，高压压气机转速上升，由于高压压气机出现涡轮状态，导致压气机进气量下降，此时风扇的流量系数下降，会在风扇和低压压气机叶片背处出现分离，发生喘振现象，之后风扇和低压压气机所需的功率上升，低压转子呈减速降低趋势。为保证发动机风扇的转速不变，发动机控制系统就会增加燃油流量，t3*与EGT上升，涡轮做功能力上升，保证风扇转速n1不变，n2上升。 8.防喘措施：防止压气机失速和喘振的方法常用：放气活门、压气机静止叶片可调和采用多 转子。 9.压气机结构的核心是转子组件和机匣。
燃气内燃机的发电效率通常在30％－40％之间,比较常见的机型一般可以达到35％。燃气内燃机最突出的优点正就是发电效率比较高,其次就是设备集成度高,安装快捷,对于气体中的粉尘要求不高,基本不需要水,设备的单位千瓦造价也比较低。但就是内燃机也有一些不足的地方,首先,内燃机燃烧低热值燃料时,机组出力明显下降,一台燃烧低热值8000大卡/立方米天然气燃料的500千瓦级燃气内燃发电机组,在使用低热值4000大卡/立方米的焦化煤气时,出力可能下降到350～400kW左右。此外,内燃机需要频繁更换机油与火花塞,消耗材料比较大,也影响到设备的可用性与可靠性两个主要设备利用指标,对设备利用率影响比较大,有时不得不采取增加发电机组台数的办法,来消除利用率低的影响。内燃机设备对焦化煤气中的水分子含量与硫化氢比较敏感,可能导致硫化氢与水形成硫酸腐蚀问题,需要采取一些必要措施加以克服。 燃气轮机比较适用于高含氢低热值与气体含杂质较多的劣质燃料,一些燃气轮机甚至使用原油与高硫渣油燃料。燃气轮机自身的发电效率不算很高,一般在30％～35％之间,但就是产生的废热烟气温度高达450～550℃,可以通过余热锅炉再次回收热能转换蒸汽,驱动蒸汽轮机再发一次电,形成燃气轮机--蒸汽轮机联合循环发电,发电效率可以达到45%~50%,一些大型机组甚至可以超过55％。采用燃气轮机的优势相对比较多,首先就是设备的可用性与可靠性都比较高,综合利用率一般可以保持在90％;其次,对于燃料的适应性比较强,含硫、含尘高一点问题都不大;再有就就是发电出力一般不会减少,甚至因为燃料进气量增加而有所增加;此外,燃气轮机功率密度大体积小,比较适合再移动,便于转移运行现场,这对于存在一些不确定性的焦化厂项目的焦化煤气利用非常有利。但就是,世上的事务有一利,必有一弊,没有十全十美的事情。燃气轮机进气压力比较大,越就是发电效率高的机组燃料进气压力越高,因为焦化煤气本身没有什么压力,这就需要使用燃气压缩机,压缩燃气需要消耗大量的能量,影响到设备的 实际输出功率,一些项目甚至需要消耗燃气轮机15%~20%的功率,对于联合循环项目达到影响可能就是10%~15%的输出功率;采用联合循环系统存在与蒸汽轮机相同的水资源条件要求,系统比较复杂,投资也比较大,同时搬迁也比较困难。 蒸汽机 蒸汽机就是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初,它仍然就是世界上最重要的原动机,后来才逐渐让位于内燃机与汽轮机等。 简单蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构与飞轮等部分组成,汽缸与底座就是静止部分。从锅炉来的新蒸汽,经主汽阀与节流阀进入滑阀室,受滑阀控制交替地进入汽缸的左侧或右侧,推动活塞运动。
航空器系统和动力装置 航空器系统与动力装置是飞行签派员的一门技术基础课。内容涉及飞机机体结构、飞行载荷与飞机过载，飞机各机械系统：起落架、操纵系统、液压系统、燃油系统、座舱空调系统、应急设备，飞机电气系统，直升机基本结构与操纵系统，航空活塞动力装置，航空燃气涡轮动力装置等内容。飞行签派员理解民用飞机机体结构特点、各系统的基本工作原理、飞机动力装置的型式、工作性能特点、以及熟悉有关故障的基本处置方法，将为保证签派员安全、准确、正常、高效地实施飞行运营计划打下良好的理论基础。基本要求如下： 1、了解民用飞机机体结构特点，结构破坏形式与强度概念；理解飞行载荷及其变化；熟悉飞机过载及影响因素。 2、了解民用飞机起落架的型式特点，减震装置、收放机构、刹车装置等的基本工作原理；理解飞机着陆减震原理，轮胎过热与防止，起落架收放动力及应急放下起落架方式，飞机滑跑刹车减速原理；基本掌握飞机重着陆与结构检查，起落架收放信号及显示，刹车方式与安全高效。 3、了解民用飞机飞行操纵面及主操纵型式；理解无助力机械式主操纵特点，液压助力式主操纵原理与大型客机主操纵方式；熟悉无助力机械式主操纵失效的处置，调整片的工作原理及操纵，襟翼、缝翼与扰流板的操纵。 4、了解民用飞机液压传动系统基本组成及工作；理解液压传动原理，单液压源与多液压源系统的供压特点；熟悉液压传动在飞机上的应用与供压安全保证。 5、了解飞机燃油系统的功能及基本组成；理解民用飞机燃油系统的型式特点；熟悉供油方式及油泵失效的处置，飞机压力加油与空中放油控制，燃油系统的工作显示。 6、了解民用飞机空调系统的要求及功能；理解空调气源及控制，调压与调温基本方法与方式，熟悉客机座舱空调参数，调温控制原理，客机座舱压力制度及调压控制压力，空调空中失效的处置。 7、了解飞机氧气系统的基本组成及工作；基本掌握机组及乘客供氧使用方法。 8、了解直升机的应用、分类与基本结构；理解直升机结构特点的分类，旋翼的型式特点，飞行操纵原理及型式；基本掌握直升机飞行姿态操纵特点及方法。 9、了解飞机直流电源系统、交流电源系统的基本组成与额定值，直流与交流发电机基本控制；理解电力传动设备、蓄电池、恒速传动装置及电力起动设备的功用；熟悉电源系统的主要保护装置，发电机起动电源的特点。 10、了解航空活塞式动力装置基本组成及分类，活塞式发动机的工作原理，螺旋桨调速器的调节原理；理解活塞式发动机的主要性能指标及影响因素，各系统工作控制；熟悉活塞式发动机的工作状态，燃油、滑油系统使用注意事项，磁电机开关控制。 11、了解喷气发动机的工作特点及分类,航空燃气涡轮发动机的基本结构,
附件4 航空发动机和燃气轮机耐高温叶片 “一条龙”应用计划申报指南 一、产业链构成 面向航空发动机和燃气轮机等应用领域，以提高高温合金精密铸造涡轮叶片质量和可靠性为核心，组织产业链各环节优势力量，推动重点项目攻关，突破单晶高温合金母合金纯净度控制、复杂定向/单晶涡轮叶片制备、长寿命热障涂层设计与制备等关键技术，带动上游原辅材料产业、高端装备产业等相关产业互融共生、分工合作、利益共享，推进产业链协作发展，形成上下游产业对接顺畅的应用示范全链条，推动航空发动机和燃气轮机的开发、生产和应用。 关键产业链条环节 序号产业链环节航空发动机叶片地面燃气轮机叶片 1上游原材料√√ 2关键设备制造√√ 3高性能涡轮叶片合金开发√√ 4高纯净度母合金制备√√ 5涡轮叶片精密铸造√√ 6涡轮叶片机加√√ 7涡轮叶片制孔√√ 8涡轮叶片焊接√√ 9涡轮叶片热障涂层√√ 10下游应用√√ 二、目标和任务 （一）上游原材料 1.母合金用原材料 （1）环节描述及任务。开发镍、钽、铼等原材料制备技术，提
高原材料的杂质元素含量控制水平，为涡轮叶片用铸造高温合金熔炼提供优质原材料，为母合金锭纯净度控制奠定基础。 （2）具体目标。具备优质原材料生产能力，镍、钽、铼等具体化学成分控制要求如下表所示： 表1镍的化学成分控制要求 表2钽的化学成分控制要求 类别牌号 化学成分，% Ta Nb C O N Fe Ni Mn 不大于 钽条TTa-1余量0.010.0150.200.010.010.0050.003 类别牌号W Mo Si Zr Al Cu Cr Ti 不大于 钽条TTa-10.00 30.0030.010.0030.0030.0030.0050.003 表3铼的化学成分控制要求 类别 化学成分，% Re K Na Ca Fe Cu Mo Pb 不小于不大于 铼条、铼粒99.990.00050.00050.00050.00050.00010.00010.0001 类别W As Se Sn Ba Mn Be Pt 不大于 铼条、铼粒0.00050.00010.00030.00010.00010.00010.00010.0001 类别Co Cd Bi Si Mg C Zn Sb 不大于 铼条、铼粒0.00050.00010.00010.00050.00010.00150.00010.0001 类别Al Ni Ti Cr Tl Te S 不大于 铼条、铼粒0.00010.00050.00050.00010.00010.00010.0005 2.陶瓷型芯/型壳用原材料 （1）环节描述及任务
图说燃气涡轮发动机的原理与结构 曹连芃 摘要：文章介绍燃气涡轮发动机的工作原理；对燃气轮机的主要部件轴流式压气机、环管形燃烧室、轴流式涡轮分别进行了原理与结构介绍；对燃气涡轮发动机的整体结构也进行了介绍。 关键字：燃气涡轮发动机，燃气轮机，轴流式压气机，燃烧室，轴流式涡轮 1. 燃气涡轮发动机的工作原理 燃气涡轮机发动机（燃气轮机）的原理与中国的走马灯相同，据传走马灯在唐宋时期甚是流行。走马灯的上方有一个叶轮，就像风车一样，当灯点燃时，灯内空气被加热，热气流上升推动灯上面的叶轮旋转，带动下面的小马一同旋转。燃气轮机是靠燃烧室产生的高压高速气体推动燃气叶轮旋转，见图1。 图1-走马灯与燃气涡轮 燃气轮机属热机，空气是工作介质，空气中的氧气是助燃剂，燃料燃烧使空气膨胀做功，也就是燃料的化学能转变成机械能。图2是一台燃气轮机原理模型剖面，通过它来了解燃气轮机的工作原理。 从外观看燃气轮机模型：整个外壳是个大气缸，在前端是空气进入口；在中部有燃料入口，在后端是排气口（燃气出口）。 燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮三大部分组成，左边部分是压气机，有进气口，左边四排叶片构成压气机的四个叶轮，把进入的空气压缩为高压空气；中间部分是燃烧器段（燃烧室），内有燃烧器，把燃料与空气混合进行燃烧；右边是涡轮（透平），是空气膨胀做功的部件；右侧是燃气排出口。
图2-模型燃气轮机结构 在图3中表示了燃气轮机的简单工作过程：空气从空气入口进入燃气轮机，高速旋转的压气机把空气压缩为高压空气，其流向见浅蓝色箭头线；燃料在燃烧室燃烧，产生高温高压空气；高温高压空气膨胀推动涡轮旋转做功；做功后的气体从排气口排出，其流向见红色箭头线。 图3-燃气轮机工作过程 在燃气轮机中压气机是由涡轮带动旋转，压气机的叶轮与涡轮安装在同一根主轴上组成燃气轮机转子，如图4所示。
M11飞机结构与系统1709+114 1 下列哪个是LOC频率 3 110.20MHz 112.35MHz 110.35MHz 117.30MHz 2 如果左、右两个显示管理计算机（ＤＭＣ）同时故障，可以通过控制选择开关使显示的结果为： 4 只有机长的PFD和副驾驶的ND显示信息只有机长和副驾驶的PFD显示信息 只有机长和副驾驶的ND显示信息机长和副驾驶的PFD和ND均有显示 3 飞机在进近阶段，自动油门工作在2 N1方式MCP的速度方式拉平方式慢车方式 4 当飞机以恒定的计算空速（CAS）爬升时，真空速（TAS）将（） 3 保持不变。减小。增大。先增大后减少。 5 "一架大型运输机在飞行的过程中,如果备用高度表后的气管松脱,那么高度表指示的是( )" 2 飞机的气压高度。外界大气压力所对应的气压高度。 飞机的客舱气压高度。客舱气压。 6 下列关于“ADC压力传感器”的叙述哪个正确？ 1 在DADC中，静压和全压使用相同类型的传感器。 在模拟ADC中和DADC中使用相同类型的压力传感器。 在DADC中，仅使用一个传感器来测量静压和全压。 "在DADC中,压力传感器可单独更换。" 7 高度警告计算机的输入信号有：134 大气数据计算机的气压高度信号无线电高度信息 自动飞行方式控制信息襟翼和起落架的位置信息 8 如果EFIS测试结果正常，则显示器上显示的信息有：234 系统输入信号源数字、字母和符号 系统构型（软、硬件件号）光栅颜色 9 在PFD上，当俯仰杆与飞机符号重合时，飞机可能正在（）1234 平飞爬升下降加速 10 当ND工作在ILS方式时，显示的基本导航信息有（）123 风速和风向飞机的航向地速航道偏差 11当EICAS警告信息多于11条时，按压“取消”电门 4 具有取消A级警告功能具有取消A级和B级警告功能 具有锁定信息功能能取消当前页B级和C级信息，具有翻页功能
YF-ED-J3246 可按资料类型定义编号 燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析实用 版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 摘要：介绍燃气分布式能源系统配置。 对燃气轮机、燃气内燃机发电机组性能(性能参 数、变工况特性、余热特性、燃气进气压力)、 经济性等进行比较。 关键词：分布式能源系统；燃气轮机发电 机组；燃气内燃机发电机组；经济性 Analysis on Performance and Economy of Gas Turbine and Gas Engine Generator Units Abstract：The configuration of gas
distributed energy system is introduced．The performance of gas turbine generator unit including performance parameters，variable conditions characteristics，waste heat characteristics and gas inlet pressure as well as the economy are compared with gas engine generator unit． Keywords：distributed energy system：gas turbine generator unit；gas engine generator unit；eeonomy 1 概述 燃气分布式能源系统(以下简称分布系统)是指布置在用户附近，以天然气为主要一次能源，采用发电机组发电，并利用发电余热进行
航空燃气涡轮发动机喘振问题分析 学生：刘哲指导老师：周长春 摘要 随着我国民航的迅速发展,飞机的数量和种类越来越多,对飞行安全的要求更高,发动机的好坏是保证飞行安全的关键,发动机出问题,直接影响到整个飞行安全,本文通过分析喘振对发动机使用性能及发动机经济性能方面的影响,指出了发动机喘振形成的根本原因,喘振的形成及喘振对飞机的危害,并指出这些影响在飞行中的实际意义和避免喘振的措施。 关键词:发动机；喘振;气流分离;防喘；综述
英文摘要:
引言 1903年12月7日“飞行者”1号,成功载入动力飞行,随着飞机广泛应用在军事、运输领域,航空工业尤其是民用航空业得到迅速发展,人们对飞机的性能也提出了更高的要求,如战斗机较高的机动性能,民用飞机较好的经济性及可靠性等。飞机性能的提高，在很大程度上取决动力装置的发展，人们需要推力更大，速度、高度性能更好的动力装置。实践证明。燃气涡轮发动机能够满足这些要求。 发动机是现代飞机重要的组成部分，发动机的工作对飞机的飞行安全和效益起着决定性的作用，所以装在航线运输机上的燃气涡轮发动机应满足下列基本性能要求： 1 发动机推力大，重量轻。在发动机重量一定时，发动机发出尽可能大的推力，尤其是是起飞推力，可有效改善飞机的起飞、复飞及爬升性能。 2 发动机燃油消耗率低。在一定的飞行条件下，发动机燃油消耗率越低，发动机工作效率越高，经济性越好；同时油耗越低，航线飞行载油量可相对减小，从而降低运行成本。 3 发动机应具有良好的高空性能和速度性能。一方面，飞机应能爬升到11，000米左右，因随着高度上升，大气温度降低，可提高发动机的工作效率，改善发动机的经济性，同时，在平流层飞行，气象条件较稳定，增加了飞机安全性和舒适性；另一方面，在确保发动机的工作效率条件下，尽可能提高飞行速度，可缩短飞行时间，目前，高涵道涡扇发动机能确保飞机在高亚音速范围飞行。 4 发动机结构尺寸要小。发动机的结构尺寸主要是指发动机的迎风面积和长度，适应缩小发动机结构尺寸可减小发动机飞行阻力，减轻发动机重量。 5 发动机可靠性要好。发动机可靠性是指在各种气象条件和飞行条件下，发动机稳定、安全工作的性质，它直接关系到飞行安全。 6 发动机的环境污染要小。发动机的环境污染主要有：排气污染和噪音污染。在不断改进发动机性能，确保发动机安全，可靠，经济，稳定工作的同时，应不断减少发动机环境污染水平，逐步达到相应的标准。 7 发动机的使用寿命要长。在实际使用中发动机的使用寿命和发动机的正确使用密切相关正确使用发动机不仅可以有延长发动机的使用寿命，还可以降低发动机的使用成本。 8 发动机要便于维护。在实际飞行中，发动机维护性的好坏直接影响航班的正常及维护
国内外燃气轮机发电技术的进展与前景 1前言 随着社会生产力水平的不断提高和经济的迅速增长，对于能源的需求也在快速增长。目前，世界火电站汽轮机长期占统治地位的局面已开始动摇，“大型电站以联合机组为主，中、小型机组以热电并供居多”已是许多工业发达国家电站发展的主要格局。燃气轮机具有极强的适配性，能够作为多种发电模式，以成为当今世界发电的主要形式之一，由于该装置，特别是联合循环发电装置具有效率高、机动性好，不仅可以作为电网的调峰机组，且更多地用于电网的基本负荷发电，又能满足日益严格的环保要求，其地位将得到巩固和加强。 我国自改革开放以来，随着电力工业的迅猛发展和电网峰谷差的日趋增大，燃气轮机发电得到重视和发展。近几年已相继兴建了一批具有80年代国际先进水平的机组，在缓解电力紧缺的同时，有效地发挥了其增强电网调峰能力的作用。跨入21世纪，随着科技发展、能源政策的调整，如何高效、洁净利用化石能源已成为电力领 域的突出问题。燃气—蒸汽联合循环发电越来越受到国家有关方面的重视，必将得到进一步的快速发展。 2 国际燃气轮机发电技术
燃气轮机是从20世纪50年代开始逐渐登上发电工业舞台的，由于当时机组的单机容量小、热效率低而在电力系统中只能作为紧急备用电源和调峰机组。60年代加深了对电网中必须配备一定数量的燃气轮发电机组的认识，从安全和调峰的目的出发，燃气轮发电机组在电网中的比例达到8％～12％。从80年代以后由于燃气轮机的功率和热效率均得到很大程度的提高，特别是燃气—蒸汽联合循环机型成熟，再加上世界范围内天然气资源进一步开发，燃气轮机及其联合循环在世界电力系统中的地位发生了明显变化，它们不仅仅可以用作紧急备用电源和调峰负荷机组，还能带基本负荷和中间负荷。美国在1990～2000年期间新增长的发电容量为1．13亿kW，其中燃气轮机电站和蒸汽轮机电站的容量分别为44％，第一次出现了朗肯循环和布莱顿循环平分秋色的局面，在德国前者则占2／3左右，由此可见在世界范围内燃气轮机及其联合循环已成为火电发展的主要方向。 近几年来，世界燃气轮机工业取得相当的成就和飞速的发展，几家著名的公司GE、ABB、Siemens、西屋等均与航空发动机设计、研究、制造厂彼此联营，保证及时地把航空发动机领域内的先进技术用来武装重型燃气轮机，以确保技术的先进性。如压气机已采用“可控扩压”的概念进行设计，把单轴压气机的压缩比提高到了24～30的水平，透平叶片采用了航空机组的先进冷却结构和定向结晶制造工艺，使透平前的燃气温度提高到了1300℃的水平，由此明显地提高了机组的输出功率和热效率。如GE公司的9FA、Siemens的V94．3A等典型机组的燃机单循环功率为266MW，燃气初温为1270～1300℃，压缩比为16，
航空发动机发展史 航空发动机诞生一百多年来,主要经过了两个阶段：前40年（1903~1945），为活塞式发动机的统治时期；后60年（1939~至今），为喷气式发动机时代。在此期间，航空上广泛应用的是燃气涡轮发动机，先后发展了直接产生推力的涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机。亦派生发展了输出轴功率的涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。 一、活塞式发动机统治时期 很早以前，我们的祖先就幻想像鸟一样在天空中自由飞翔，也曾作过各种尝试，但是多半因为动力源问题未获得解决而归于失败。最初曾有人把专门设计的蒸汽机装到飞机上去试，但因为发动机太重，都没有成功。到19世纪末，在内燃机开始用于汽车的同时，人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源，并着手这方面的试验。 1903年，莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后，成功地用到他们的"飞行者一号"飞机上进行飞行试验。这台发动机只发出8.95 kW的功率，重量却有81 kg，功重比为0.11kW/daN。发动机通过两根自行车上那样的链条，带动两个直径为2.6m的木制螺旋桨。首次飞行的留空时间只有12s,飞行距离为36.6m。但它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。 在两次世界大战的推动下，活塞式发动机不断改进完善，得到迅速发展，第二次世界大战结束前后达到其技术的顶峰。发动机功率从近10kW提高到2500kW 左右，功率重量比（发动机功率与发动机质量的重力之比，简称功重比，计量单位是kW/daN）从0.11kW/daN提高到1.5kW/daN，飞行高度达15000m，飞行速度从16km/h提高到近800km/h，接近了螺旋桨飞机的速度极限。 20世纪30~40年代是活塞式发动机的全盛时期。活塞式发动机加上螺旋桨，构成了所有战斗机、轰炸机、运输机和侦察机的动力装置；活塞式发动机加上旋翼，构成所有直升机的动力装置。著名的活塞式发动机有：美国普拉特·惠特尼公司（简称普·惠公司）的“黄蜂”系列星形气冷发动机，气缸7~28个，功率970~2500kW，广泛用于各种战斗机、轰炸机和运输机。 带螺旋桨的活塞式发动机的最大缺点是飞行速度受到限制（800km/h以下）。
燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济 性分析 2014-9-9 摘要：介绍燃气分布式能源系统配置。对燃气轮机、燃气内燃机发电机组性能（性能参数、变工况特性、余热特性、燃气进气压力）、经济 性等进行比较。 关键词：分布式能源系统；燃气轮机发电机组；燃气内燃机发电机组；经济性 Analysis on Performance and Economy of Gas Turbine and Gas Engine Generator Units Abstract ：The configuration of gas distributed energy system is introduced ．The performance of gas turbine generator unit including performance parameters ，variable conditions characteristics ，waste heat characteristics and gas inlet pressure as well as the economy are compared with gas engine generator unit ． Keywords：distributed energy system ：gas turbine generator unit ； gas engine generator unit ；eeonomy 1 概述 燃气分布式能源系统（以下简称分布系统）是指布置在用户附近，以天然气为主要一次能源，采用发电机组发电，并利用发电余热进行供冷、 供热的能源系统[1-11]。主要设备包括发电机组、余热利用装置等，作为动 力设备的发电机组是分布系统的关键。 分布系统通常采用的发电机组为燃气轮机发电机组（以下简称燃气轮机组）、燃气内燃机发电机组（以下简称内燃机组）。燃气轮机组是以 连续流动气体为工质，将热能转化为机械能的旋转式动力设备，包括压气 机、燃烧室、透平、辅助设备等，具有结构紧凑、操作简便、稳定性好等 优点。在分布系统中应用的主要是发电功率范围为25?20000kW的微 型、小型燃气轮机组。 内燃机组是将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入气缸内部燃烧并产生动力的设备，是一种将热能转化为机械能的热机，具有体积小、热效 率高、启动性能好等优点，发电功率范围为5?18000kW美国不同规模分 布系统的发电机组发电功率见表 1 。
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910214160.9 (22)申请日 2019.03.20 (71)申请人 中国航发湖南动力机械研究所 地址 412002 湖南省株洲市芦淞区董家塅 高科园中国航发动研所 (72)发明人 江立军 曹俊 石小祥 汪玉明 康尧 郭政言 肖为 (74)专利代理机构 北京律智知识产权代理有限 公司 11438 代理人 袁礼君 阚梓瑄 (51)Int.Cl. F23R 3/28(2006.01) F23R 3/38(2006.01) (54)发明名称 燃烧室及其雾化装置、航空燃气涡轮发动机 (57)摘要 本公开提供了一种燃烧室及其雾化装置、航 空燃气涡轮发动机，属于航空发动机技术领域。 该燃烧室的雾化装置包括主燃级、预燃级和喷嘴 组件；主燃级包括主燃级内套筒和套设于所述主 燃级内套筒的主燃级外套筒；其中，所述主燃级 内套筒上设置有喷嘴插口；预燃级穿设于所述主 燃级内套筒内；喷嘴组件包括预燃级喷嘴和主燃 级喷嘴；其中，所述主燃级喷嘴设于所述预燃级， 且配合的穿设于所述喷嘴插口。该雾化装置能够 降低燃烧室的复杂程度并提高燃烧室的强度。权利要求书1页 说明书7页 附图5页CN 109945233 A 2019.06.28 C N 109945233 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109945233 A 1.一种燃烧室的雾化装置，其特征在于，包括： 主燃级，包括主燃级内套筒和套设于所述主燃级内套筒的主燃级外套筒；其中，所述主燃级内套筒上设置有喷嘴插口； 预燃级，穿设于所述主燃级内套筒内； 喷嘴组件，包括预燃级喷嘴和主燃级喷嘴；其中，所述主燃级喷嘴设于所述预燃级，且配合的穿设于所述喷嘴插口。 2.根据权利要求1所述雾化装置，其特征在于，所述喷嘴组件还包括： 喷嘴杆，连接所述预燃级且设有供油通道；所述供油通道连接所述预燃级喷嘴和所述主燃级喷嘴。 3.根据权利要求1所述雾化装置，其特征在于，所述主燃级内套筒与所述主燃级外套筒之间形成主燃级外流通道，所述主燃级外流通道内任一位置距离所述主燃级内套筒或所述主燃级外套筒的距离均不大于3mm。 4.根据权利要求3所述雾化装置，其特征在于，沿从上游至下游方向，所述主燃级外流通道依次包括收缩段和扩张段； 所述主燃级喷嘴的喷嘴口设于所述主燃级外流通道的收缩段。 5.根据权利要求1所述的雾化装置，其特征在于，所述主燃级内套筒与所述预燃级之间具有主燃级内流通道。 6.一种燃烧室，其特征在于，包括： 机匣，具有进气口； 扩压器，设于所述机匣的进气口； 权利要求1～5任一项所述的燃烧室的雾化装置，设于所述机匣内且位于所述扩压器的下游； 火焰筒，设于所述机匣内，且与所述雾化装置连接。 7.根据权利要求6所述的燃烧室，其特征在于，所述火焰筒包括： 固定板，设有固定板配合孔和多个冲击冷却孔；其中，所述固定板配合孔与所述主燃级外套筒远离所述扩压器的一端配合连接； 火焰筒内环，设于所述固定板的内侧边缘且向远离所述主燃级的方向延伸； 火焰筒外环，设于所述固定板的外侧边缘且向远离所述主燃级的方向延伸。 8.根据权利要求7所述的燃烧室，其特征在于，所述火焰筒还包括： 导流板，设有导流板配合孔和多个导流孔，所述导流板配合孔与所述主燃级内套筒远离所述扩压器的一端配合连接； 在所述导流板与所述固定板之间形成混合通道。 9.根据权利要求8所述的燃烧室，其特征在于，任一所述导流孔的直径不大于3mm。 10.一种航空燃气涡轮发动机，其特征在于，包括权利要求6～9任一项所述的燃烧室。 2