如何保证燃烧室正常的工作，是现在国际社会各国所面临的问题。现在，飞机失事频频发生。其中，有环境因素，但更多的是来自于飞机本身的安全性能问题，归结为人为因素。都是在飞机起飞前，没有认真检测与维护，而导致惨剧发生。
因为，影响飞机故障的因素有很多，所以，在此我以发动机燃烧室为课题，找出常见的故障原因，从而进行分析，并找出解决的办法。以下是我的论文陈述。
1 燃烧室结构与原理
1.1 燃烧室的定义与概念
燃烧室是航空发动机三大部件之一，位于压气机和涡轮之间，用来将燃油中的化学能转变为热能，将压气机增压后的高压空气加热到涡轮前允许温度，以便进入排气装置内膨胀作功。对燃烧室的主要要求是：燃烧效率高、燃烧稳定范围宽、总压损失小、出口温度分布均匀，在飞机的飞行包线内点火可靠，排气污染小，结构可靠，重量轻，寿命长等。
目前，燃烧室的设计仍然采用经验/分析相结合的方法。燃烧室的研究主要集中于提高燃烧效率、降低耗油率、研究新的冷却方法和冷却结构、增加燃烧室温升、延长燃烧室使用寿命、改善结构可靠性、耐久性和维修性以及减少污染排放。 1.2 燃烧室的结构
燃烧室的结构形式虽然多种多样，但它们都是由扩压器、壳体、火焰筒、燃油喷嘴和点火器等组成。
现代先进燃烧室采用了新的技术和结构，其中包括浮壁式火焰筒、分区供油结构、分区燃烧结构、多孔层板发汗冷却、发散冷却和多基火焰筒冷却等。
浮壁结构：常规燃烧室由圆环轴向搭接起来，形成类似百叶窗的带缝型面，在开缝处射入冷空气以冷却火焰筒。造成火焰筒寿命过短的主要原因是圆环所受的应力太高。如果将圆环分段或分块，将使应力减小而寿命增加，而分块式结构又为使用其他材料创造了好机会，可以使用高熔点材料，并且使用了先进的冷却技术，使冷却效果更好。这种火焰筒就是浮壁式火焰筒。
分区供油结构：在高稳升燃烧室中，正常工作状态下主燃区的空气流量占大约50%，慢车功率状态时容易造成贫油熄火。分区供油是调节主燃区油气比比较简单的方法，它能在小功率状态下提供局部富油，确保发动机能正常工作。在这项技术中，起飞、高空点火和慢车状态工作条件下，将燃油用阀门有选择地和部分燃油喷嘴接通。在高于慢车功率的所有发动机功率输出时，可以打开所有的燃油喷嘴。
分区燃烧结构：双环腔燃烧室外环是预燃区，内环是主燃区。在起动、高空点火和慢车状态时，只有预燃区喷油工作，因为预燃区空气流速较低，适当富油以利于点火起动及慢车的燃烧效率。在大功率状态下，内外环腔都工作，使两个燃烧区在传统温升条件下提供贫油油气比，在高温升的条件下提供接近化学当量比的油气比。这种设计方法的优点是燃烧长度短。因为双环腔的特点，每个环腔在短的总长度之内就能获得满意的长度-头部高度关系。燃烧室前端是预燃区，后端是主燃区，分别带有喷嘴，工作方式与双环腔燃烧室类似。 1.3 燃烧室基本性能要求
根据燃气涡轮发动机工作的特点，对燃烧室的基本性能要求有： （一）点火可靠，燃烧稳定
发动机在地面启动和空中启动时，都必须依赖点火装置进行点火，所以可靠的点火是发动机启动成功的基础。点火的可靠性主要取决于点火装置的工作、油气比和飞行条件（飞行速度、高度）。点火可靠性好的发动机应当是在较大的油气比范围和较宽的飞行范围和较宽的飞行范围内部都点火成功。在发动机正常工作中，是靠燃烧室内稳定的火焰前锋点燃新鲜混合气，从而释放放出燃料化学能，所以稳定的燃烧是发动机产生连续推力的基础。
（二）燃烧完全
燃料完全燃烧时，燃烧产物中再无可燃性物质，化学能能完全释放，燃烧效率最高；当燃料不完全燃烧时，一方面燃烧效率降低。另一方面排气流中的中间燃烧产物还会带来排气污染。所以要求发动机尽可能燃烧完全。
（三）总压损失小
由于气流在燃烧室中的流动非常复杂，不可避免地存在摩擦、分离和涡流损失，从而使气流总压减小；同时因对气体加热，温度提高，也使气流总压减小，最终使气流膨胀、作功能力下降，发动机推力减小。所以应尽可能降低燃烧室中气流总压损失。
（四）排气污染少
排气污染主要是指排气流中的烟、氮氧化物、一氧化碳等化学成分，这些物质对环境有害，所以必须限制这些物质的排放。
（五）出口温度场分布均匀
由于高速旋转的涡轮叶片承受的离心力已很大，再加上高温燃气的冲击，工作条件十分恶劣。要求燃烧室出口气流温度场分布均匀，符合涡轮叶片强度要求，以保证涡轮的正常工作和寿命。
2 维修的故障分析方法和模型处理
2.1 发动机燃烧室故障诊断技术
维修工作中对故障的排除和预防过程中需要了解故障的规律以及对故障的模型进行分析，这对于确定维修的类型，有着重要的作用。
燃烧室是发动机的心脏，它一旦有故障，那么发动机则无法正常工作，所以需要定期的维护和检查。然而故障诊断的基础理论是故障诊断学科的理论依据和科学分析方法研究还不太完善，其内容包括以故障统计分析为基础的故障宏观理论，它应用可靠性理论从宏观理论上定性和定量地研究系统运行过程地模型、状态特征和规律性，为进行故障预测和制定维修决策提供基础理论。故障微观理论也称为故障物理分析，主要研究故障的起因及其发展规律，深刻揭示故障本质，建立各种可分析和计算的故障物理模型。故障分析理论也称为故障数学分析，它是应用概率论、数理统计、逻辑代数、模糊数学、快速傅立叶变换等数学理论对故障特征及信息进行系统分析，为故障识别和预测提供定量地依据。
故障诊断的核心技术包括声振诊断、无损诊断、温度诊断、污染诊断、预测技术以及综合诊断及人工智能专家等技术的研究。这些核心技术是该学科体系的主体，也是相关学科交叉、融合和延伸的结果，这些技术构成了该学科发展的技术基础。
故障诊断的支撑技术包含信号采集、特征提取、状态识别、趋势分析、诊断决策、计算机辅助检测等专用装置和系统的研究。这些专用装置和系统为故障诊断提供必要的实施手段，也是学科发展的支撑技术。
对一个具体的飞机系统进行故障诊断的根本目的是保证该系统在一定的工作环境中与一定的工作期限内可靠和有效地实现其功能。故障诊断一般有两方面的含义：其一是查明导致系统发生故障的子系统或联系，其二是找到使这些子系统或联系处于故障状态的初始原因。如：是结构失效还是调节不当，或是外界干扰等。查明故障的初始原因乃是设备维修与决策的基础。
故障诊断的过程可以认为是一个“模式识别”的过程，因为不同状态可以认为是不同的“模式”，而“状态识别”就被认为是“模式识别”。通过对系统进行监控或观测，可以保证在系统发生故障时能够检测出系统的有关特征信息，并由此识别出系统和设备的状态，即系统设备可能的故障及其原因。因此系统的诊断过程可以表述如下。
故障诊断的过程可以归纳为如下步骤：
诊断的第一步是提取系统或设备的特征信号。一般来说，特征信号具有两种表现形式。一种是以能量方式表现出来的特征信号，如振动、噪声力、压力、温度、电流、电压等,另一种是以物质形态方式表现出来的特征信号，如系统产出或排出的气体、液体、烟雾等。这些信号的提取，可以使用传感器、特定的收集装置或凭人的感观。
诊断的第二步是从所检测出的信号中提取征兆。征兆提取装置可以从特征信号中提取出包括参数形式或图形形式的征兆来，如频谱或功率谱等。对于物质形态的特征信号，一般通过特定的物理或化学方法，得到诸如铁谱、光谱、浓度以及化学成分等图形形式或参数形式的征兆。
诊断的第三步是识别系统的状态，这是整个诊断过程的核心。诊断推理就是识别系统状态。状态识别阶段，不仅仅根据系统征兆为识别系统状态，而且还要考虑其它方面的诊断信息，如历史档案、环境因素以及其它凭感观所获取的信息等。在此过程中诊断信息的获取是实现推理的关键。将监控与故障诊断技术运用在飞机的发动机引气系统，并且了解飞机发动机引气系统的原理及其故障诊断的原理可以提高对系统的维修能力，并且是保证发动机引气系统的安全稳定运作，保障旅客安全性及提高航空公司的竞争力的基础，有着重要的意义。 2.2 发动机燃烧室故障分类
喷嘴积炭：分解检查故障发动机，可以看到个别喷嘴存在积炭现象(见图2)，由于积炭造成了喷口局部堵塞，阻挡了雾锥形成，导致喷油不均，燃油雾化质量不良及不稳定，进而导致燃油浓度场不稳定，使火焰筒联焰无规律，以及燃烧效率的降低，燃烧室出口燃气温度分布的不稳定和恶化，甚至存在局部高温气流。这种局部高温气流通常称为热斑(Hot Streak)，其温度可高达主流温度的两倍，极易导致火焰筒和涡轮导向器及转子叶片的烧蚀。同时，积炭会造成喷油雾化质量差而不稳定，那么供油过多而雾化不良的局部区域就容易出现火焰后移，造成局部热点温度上升和燃气温度场不稳定，进而燃烧涡轮部件。
为了防止积炭而引起燃烧室出口燃气温度分布不均，要加强对燃烧室火焰筒内壁、稳定器、燃油喷嘴表面，以及喷嘴喷口周围的积炭情况检查，防止各喷嘴流量及喷雾锥角超出允许误差范围而导致燃烧室出口温度场不均匀，造成涡轮局部超温而烧蚀。为了避免因压气机损伤、积垢而导致出口流场畸变，影响燃烧室内部气流结构，造成涡轮叶片因进口温度分布不均而烧蚀，可结合机械日加强对发动机高、低压气机叶片进行内窥检查。
检查中若发现发动机燃烧室积炭较多，使通气孔部分覆盖，甚至完全覆盖时，或发现在进气道、压气机叶片表面有明显污垢，发动机推力不足、排气温度偏高时，应适时进行清洗，也可结合机械日清洗进气道、风扇导向器的油垢和灰尘。
燃油问题：由于燃油品质问题，造成燃油流量分布不均的原因，可能是由于燃油不干净
或过滤不良，造成喷嘴油路堵塞，致使实际流量比设计平均流量减少过多，喷雾锥角偏斜过大，超出规范允许误差，那么就会由于该喷嘴喷油量过小，在起动点火时，不能顺利点火，引起点火滞后，而在停车时，也因为其喷油量过小，造成提前熄火，致使该喷嘴与其余喷嘴工作不同步，使部分燃油没有在火焰筒中燃尽，在气流的吹动下，流向火焰筒下游的涡轮部件，遇到高温热源时继续燃烧，致使高压涡轮导向器叶片烧蚀，即造成典型的涡轮叶片“挂油燃烧”。
气流结构：故障发动机经分解观察发现，燃烧室火焰筒内壁、稳定器、燃油喷嘴防积炭帽罩表面，以及喷嘴喷口周围有明显积炭，如图4 所示，这些积炭引起燃烧室内的空气量分配、燃烧区、掺混区射流穿透深度的变化，引起气流结构偏离设计要求，而导致燃烧室出口燃气温度分布变化。另外，如果喷嘴喷孔与旋流器不同心，喷口倒角不均匀，加工面光洁度不够，喷嘴组装质量不高，工艺性能不良，也会引起喷雾锥角各部位油量分配不均匀，形成火焰筒局部过热、掉块、裂纹，致使局部火焰筒变形，掺混孔位置变化，气膜孔流量差异，导致气流结构、燃油浓度场和燃气温度场的变化，引起燃烧室出口燃气温度的变化，最终导致涡轮叶片局部超温而烧蚀。 2.3 燃烧室部件故障的预防 2.3.1做好燃烧室部件的日常维护
如果发动机使用不当，或燃烧室因热疲劳而导致局部结构变化，如火焰筒裂纹、掉块及烧伤变形等，不仅使发动机的工作性能变差，引起燃烧室出口燃气温度的变化而烧伤涡轮叶片，更严重还会打伤涡轮叶片，因此，在外场维护中应严格遵守有关规定，防止烧坏燃烧室:
(1)严格遵守发动机各工作状态下对排气温度和连续工作时间的定，并按规定进行暖机和冷机，防止温度过高、使用时间过长或燃烧室骤冷骤热，造成火焰筒烧坏、裂纹和掉块等故障。严寒季节发动机停车后，为防止火焰筒骤冷，产生大的热应力，应及时加盖飞机堵盖。
(2)保持燃油清洁，以防止工作喷嘴部分堵塞、锈蚀或划伤，否则，由于喷油不均或雾化不良，会造成局部温度过高损坏机件。为此，日常维护中，要定期清洗油滤，经常保持加油口周围的清洁，把好加油、拆装燃油系统附件和使用地面设备的关口，防止脏物和金属屑进入燃油系统。拆装起动点火器等附件时，要防止杂物掉人燃烧室内。
(3)加强对发动机排气温度的监控，排气温度在上限的，要调整发动机最大工作状态的转速至规定的下限，对排气温度变化较大的要查明原因；发动机起动不成功时，要彻底查明原因，再次起动前必须进行冷开车，以吹除燃烧室内的积油，防止再次起动时因过分富油引起局部温度过高而烧坏机件；在试车检查发动机加、减速性时，推、收油门必须严格按规定