李玉龙，洪智亮

（中国航发商用航空发动机有限责任公司，上海 200241）

航空发动机燃烧室火焰筒作为组织燃烧的场所，承受高温、高压燃气的烧蚀和腐蚀作用，燃气温度高达2000K 以上，压力超过30 个大气压，并且还要承受较高的热应力和振动应力，工作环境极其恶劣，因此火焰筒是航空发动机寿命最短的部件之一[1]。

烧蚀和疲劳开裂是火焰筒主要失效形式，在设计火焰筒时需要考虑以下3 方面因素：冷却结构、基体材料、表面防护。（1）随着航空发动机性能的提高，燃烧室温度逐步升高，一方面使得参与燃烧的空气量增加，而用于冷却的空气量减少；另一方面压气机出口温度提高，又使得用于冷却火焰筒壁面的空气温度上升，而导致冷却潜力下降，从而对火焰筒壁面冷却技术提出了更高要求[1]。火焰筒冷却结构从单层壁发展到多层壁，从冷却环、波形板、缩腰小孔发展到扰流柱、多斜孔，从圆形气膜孔发展到扇形孔、簸箕孔等异形气膜孔，冷却结构越来越复杂；冷却方式从传统的气膜冷却发展为气膜冷却、冲击冷却、发散冷却等多种冷却相结合，冷却方式多样化，冷却效率显著提高[1-4]。（2）火焰筒基体材料选用耐高温、抗氧化、强度和抗冷热疲劳性能优异的高温材料，传统火焰筒采用镍基和钴基高温合金，但随着燃气温度提高，已经越来越接近高温合金的极限，陶瓷基复合材料具有高熔点、低密度、耐腐蚀的优点，并且克服了陶瓷材料的本征脆性，成为新一代火焰筒材料。……