燃烧室机匣烧穿后的超声速射流火焰数值模拟研究

依据适航条款CCAR33.17(a)和CCAR25.903(d)(1)的要求，民用航空发动机燃烧室在设计中必须考虑燃烧室内失效可能导致机匣烧穿的危害性后果，并采取相应的防火措施。在民用航空发动机设计中需要充分分析可能引发燃烧室机匣烧穿的失效模式以及烧穿后的危害性。由于燃烧室机匣内的压力较大且烧穿孔较小，其烧穿后会导致超音速射流火。开展该超音速射流火的流动及燃烧特征研究，将有利于指导发动机的防火设计。采用数值模拟方法，计算了不同压比、不同机匣烧穿孔径条件下的超音速射流火的流动与燃烧特征，分析了影响射流火速度及温度的主要参数，并与FAA的燃烧室机匣烧穿试验以及理论模型进行了比较分析。结果表明本文采用的数值模拟方法能够较好地预测该超音速射流火的火焰特征，为发动机的防火设计及后续的适航符合性验证提供支撑。