液體燃料的霧化和蒸發對于航空發動機燃燒室研制是一個至關重要的過程，而霧化又是蒸發的基礎。未來先進航空發動機燃燒室的發展趨勢，對于軍機是高溫升乃至超高溫升燃燒，對于民機是低污染燃燒，這都對燃燒室內設計提出了新的挑戰和要求。其中影響燃燒性能的最為關鍵的因素之一是燃油霧化過程，其對地面起動點火、高空再點火、燃燒穩定性、污染物排放和出口溫度分布等燃燒室關鍵性能有決定性的影響。

　　當前，國產商用大飛機和下一代軍用航空發動機對組合式空氣噴嘴提出了需求，而國內缺少模擬發動機燃燒室內高壓高溫環境的霧化實驗臺，中國科學院工程熱物理研究所擁有國內唯一的霧化特性平面激光測量平臺，但只在常溫常壓燃燒室內開展了大量研究，急需提高霧化特性平面激光成像測試技術在發動機燃燒室內的應用水平，以用于先進分級/分區組合式空氣霧化噴嘴的霧化機理研究和應用研發。

　　基于先進航空發動機新型燃燒技術的研制需求及霧化研究存在的問題，工程熱物理所輕型動力中心利用廊坊研發中心的硬件實驗條件，設計能模擬發動機燃燒室中高壓高溫霧化環境且能進行光學測量的燃燒室實驗件，為開展燃油噴嘴高溫高壓霧化特性研究提供測試環境；然后通過提升常溫常壓霧化特性平面激光測量系數的硬件水平，根據高溫高壓霧化特性的測量特點和難點，設計適用于高溫高壓燃燒室內燃油空間分布測量、粒徑測量及標定的實驗方案和圖像后處理方案；基于這兩方面的工作，提高霧化特性平面激光測量技術在發動機燃燒室內的應用水平。

　　目前，研究人員已經完成霧化特性平面激光成像測量系統的方案設計和論證、實驗室配套裝置的改造、高溫高壓光學可視燃燒室實驗件的設計、加工、安裝和調試，達到了實驗狀態參數的設計目標。在高溫高壓霧化特性光學測量方面，已經實現了真實燃燒室內高溫高壓實驗條件下的流場和燃油空間分布測量，得到了壓力和溫度對LIF信號強度的影響規律，正在開展高溫高壓環境下的二維粒徑測量方法研究。部分研究成果已經在國際會議ASME 2016 Turbo Expo上發表。

圖1 高溫高壓霧化特性光學診斷實驗平臺

圖2 分層部分預混新型燃燒室流場結構

圖3 壓力對LIF燃油空間分布的影響規律