综述：燃烧室创新对喷气发动机发展的影响——全面评述

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Impact of Combustion Chamber Innovations on Jet Engine Development: A Comprehensive Review

本综述系统梳理了环形燃烧室、富油-急冷-贫油(RQL)燃烧室、脉冲/旋转爆震燃烧室(PDCs/RDCs)等创新技术，及其在提升航空发动机性能、降低NOx/CO等排放方面的核心作用。文章重点解析了先进冷却技术（如喷射冷却/气膜冷却）与热障涂层的协同防护机制，并探讨了人工智能(AI)驱动混合燃烧室设计与可持续航空燃料(SAF)融合的未来路径。

　　

燃烧室技术演进图谱

从早期的筒环形结构到现代环形燃烧室，喷气发动机燃烧室始终围绕"更高效率、更低排放"目标迭代。环形燃烧室通过360°连续火焰筒实现空间利用最优化，成为民用航空动力的主流选择。其紧凑结构可显著降低压力损失，但高温升工况下氮氧化物(NO_x)生成量骤增的矛盾，催生了富油-急冷-贫油(RQL)燃烧室的革新。

低排放燃烧技术突破

RQL燃烧室采用三区联控策略：富油区维持火焰稳定，急冷区通过旋流器瞬间稀释混合物，贫油区完成充分燃烧。这种"先浓后淡"的燃烧序列可使NO_x排放量比传统设计降低40%-60%。而脉冲爆震(PDC)与旋转爆震(RDC)燃烧室则利用压力增益燃烧原理，通过周期性激波压缩实现热效率跃升，实验显示其理论热效率较等压燃烧提升10%以上。

热管理技术前沿

面对1700K以上的涡轮前温度，复合冷却技术构成燃烧室寿命保障体系。气膜冷却通过在壁面形成低温空气保护层，将金属温度控制在材料极限内；而喷射冷却则利用多孔材料的发散冷却效应，使冷却效率提升至70%。超合金表面喷涂的钇稳定氧化锆热障涂层(TBC)，可建立200-300℃的温差缓冲带，有效抑制热疲劳裂纹扩展。

燃料系统智能适配

高空低压环境下的燃烧稳定性挑战，推动了空气雾化喷嘴向精准喷射系统发展。采用双旋流结构的预混预蒸发喷嘴，可实现燃料粒径小于20微米的雾化效果。当前研究正探索氢燃料的微混喷射技术，通过抑制回火现象确保宽工况稳定燃烧。人工智能(AI)驱动的燃烧振荡主动控制算法，已能实现毫秒级燃料当量比调节。

未来技术融合路径

混合燃烧室成为下一代技术载体，例如将RQL的低排放特性与爆震燃烧的高效率结合。可持续航空燃料(SAF)与液氢的适配性研究显示，生物航油可降低全生命周期碳排放，而氢燃料燃烧室需重新设计燃料喷射与冷却系统。数字孪生技术正构建燃烧室多物理场耦合模型，为燃烧组织优化提供新范式。