飞机发动机燃烧方式的多样化
近年来，我国航空发动机燃烧方式主要有三种:化学油燃烧、固体火箭发动机、全液体火箭发动机。其中，化学油燃烧是目前使用最多的燃烧方式。全液体火箭发动机使用的是普通航空汽油,通常是一级航油。化学发动机采用液态空气，而固体火箭发动机则使用的是煤油、柴油和核能航空煤油。
从整个发动机的结构来分类,化学发动机是目前使用最多的,其它两种燃烧方式是未来发展前景最好的。对传统发动机而言,烧燃油是最主要的任务,所以传统发动机都有一两条长的燃烧室,包括气冷发动机的进气口、喷口、尾喷口和燃烧室。燃烧的基本原理是燃烧室内的高温燃气与空气混合后,会瞬间以高速喷出,从而将飞机发动机点燃。燃烧的过程分为两个阶段:1)点火到发动机启动前,由于燃烧室内高温燃气对喷口喷出的高温高速火焰进行加热,从而引燃了混合在其中的航空煤油;2)发动机启动到工作后,由于燃气对喷口喷出的高温燃气进行预热,从而使喷口附近的航空煤油汽化成雾滴状,从而在雾滴中燃烧的煤油继续蒸发。
从油料到飞机本身
航空发动机燃烧方式的多样化,是现代飞机研制和使用的重要趋势。早在1956年,美国洛克希德公司就率先使用非核燃烧方式,成功地研制出了第一台装有涡轮喷气发动机的验证机。这种发动机的设计寿命为10年,当时它是第一种具有全流量运转的可变压缩比的喷气式发动机。半个世纪过去了,世界上许多国家都在研制新的大推力发动机,这其中包括美国的波音、洛克希德、洛歇公司,欧洲的空客、西班牙的加齐等,而新型大推力发动机的开发又向更高的推力、更大的尺寸、更强的可靠性、更长的使用寿命等方向发展。
根据美国的统计,在目前的飞机中,采用新型发动机的比例已达20%。中国航空发动机在整个航空发动机领域里占有很大的比例,拥有相当可观的研发实力和一定水平的核心技术,在发动机的研制方面尤其值得骄傲。新中国成立之初,我们的发动机水平和国外相比也是相差甚远。改革开放后,经过三十年的努力,我们的发动机技术和制造水平已跻身世界先进行列。新的挑战,是要在二十一世纪里进一步提高大推力发动机的性能,在保证安全性的前提下提高可靠性和寿命,同时为飞机提供高安全的动力。
中航工业专家说
我们给飞机发动机的燃烧方式分成3大类。
第一类是直接燃烧，这是发动机的主燃区，它是燃烧汽油、航空煤油、航空煤油-柴油，也就是航空汽油、航空煤油-柴油等燃料的燃料油在发动机的燃烧区域中发生燃烧。其特点是燃烧速度快，燃烧时间短，燃烧效率较高，燃烧产物的分布也比较均匀。
第二类是电喷燃烧，它是通过高压电喷油泵将航空煤油、航空煤油-柴油等混合后，再进入发动机的燃烧区域中，在混合气的高温作用下，燃油和空气的混合物在燃烧区域内发生激烈的燃烧。其特点是燃烧时间长，燃烧效率比直接燃烧低。
第三类是催化燃烧，就是用化学材料将氧化剂与燃料进行燃烧，通过氧化剂的化学氧化作用将燃料分解成气态、液态和固态3种状态，其中固态燃料进入燃烧区域后，会与空气中的氧气、碳氢化合物、氮气等发生氧化作用，使燃料产生高温、高压和高温燃气流，将燃油及空气混合气进行加热，形成适合于燃烧的油气混合气，然后进入燃烧区域中，与氧气、碳氢化合物等发生氧化反应，最终生成液态、气态和固态3种状态的航空煤油、航空煤油-柴油、航空汽油、航空煤油-柴油等。催化燃烧的特点是具有高的热效率、较高的低温流动性和较高的流动性。
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