隨著通用航空與無(wú)人機(jī)（UAV）領(lǐng)域的迅猛擴(kuò)張及全球范圍內(nèi)對(duì)航空燃料安全性、經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性的要求日益嚴(yán)苛，傳統(tǒng)航空汽油的應(yīng)用正面臨巨大挑戰(zhàn)。航空重油（以航空煤油為代表）憑借其高安全性、高熱值及良好的后勤通用性，已成為下一代航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)最具潛力的燃料。然而，其高黏度、低揮發(fā)性的物理特性，使得在有限的缸內(nèi)空間與時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)霧化與高效混合成為核心技術(shù)瓶頸。空氣輔助燃油噴射（Air-Assisted Fuel Injection， AAFI）技術(shù)，作為一種基于雙流體霧化原理的先進(jìn)噴射策略，通過(guò)引入壓縮氣體與燃油進(jìn)行預(yù)混合與協(xié)同噴射，能夠在較低的燃油壓力下實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的超細(xì)霧化，為破解航空重油發(fā)動(dòng)機(jī)的霧化難題提供了關(guān)鍵的技術(shù)路徑。本文旨在系統(tǒng)綜述航空重油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)與市場(chǎng)前景，深入剖析AAFI技術(shù)的工作原理、分類及演進(jìn)歷程，全面梳理其關(guān)鍵控制參數(shù)的影響機(jī)制與國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并對(duì)其在多燃料適應(yīng)、智能控制、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等方向的發(fā)展前景進(jìn)行前瞻性展望，以期為我國(guó)在航空動(dòng)力領(lǐng)域的自主創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供理論參考與技術(shù)指引。

一、航空重油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

全球通用航空市場(chǎng)正經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的動(dòng)力變革。傳統(tǒng)上，小型活塞式飛機(jī)、無(wú)人機(jī)、教練機(jī)等廣泛使用航空汽油作為燃料。然而，航空汽油的高揮發(fā)性、低閃點(diǎn)帶來(lái)了顯著的安全隱患，其在存儲(chǔ)、運(yùn)輸及機(jī)載攜帶過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)已不容忽視。更為緊迫的是，國(guó)際社會(huì)對(duì)含鉛添加劑的環(huán)境與健康危害已達(dá)成共識(shí)，歐美等國(guó)已立法明確其禁用時(shí)間表，并在軍艦等軍事平臺(tái)上嚴(yán)禁攜帶。在此背景下，尋找一種安全、高效、環(huán)保且具備戰(zhàn)場(chǎng)單一化燃料潛力的替代能源，成為航空動(dòng)力領(lǐng)域迫在眉睫的任務(wù)。

航空重油，主要指航空煤油（如JP-8、RP-3等）及輕質(zhì)柴油，其理化特性完美契合了這一需求。相較于汽油，重油具備以下核心優(yōu)勢(shì)：安全性高：閃點(diǎn)高、揮發(fā)性低，極大降低了火災(zāi)與爆炸風(fēng)險(xiǎn)，符合軍艦及民航嚴(yán)苛的安全規(guī)范。熱值高：單位質(zhì)量燃料蘊(yùn)含的能量更高，有助于提升發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出與續(xù)航潛力。后勤保障便捷：航空煤油與現(xiàn)役大型噴氣機(jī)燃料通用，易于實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)或民航體系的燃料單一化供應(yīng)，顯著簡(jiǎn)化后勤鏈條。環(huán)保性優(yōu)：完全無(wú)鉛，燃燒產(chǎn)生的有害排放物（如顆粒物）譜系不同于汽油，通過(guò)優(yōu)化燃燒更易滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)。市場(chǎng)數(shù)據(jù)有力地印證了這一趨勢(shì)。全球主要活塞航空發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商之一的大陸航空科技（Continental Aerospace Technologies）明確指出，航空煤油取代傳統(tǒng)航空汽油已成為明確的技術(shù)與市場(chǎng)方向。該公司作為全球少數(shù)能同時(shí)提供全系列航空汽油及煤油活塞引擎的制造商，其2023年新活塞發(fā)動(dòng)機(jī)交付量位居全球第二，市場(chǎng)份額約26%，且近年來(lái)收入保持快速增長(zhǎng)。這預(yù)示著采用重油的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)正獲得主流市場(chǎng)的認(rèn)可。

與此同時(shí)，無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的爆炸式增長(zhǎng)為航空重油發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)辟了廣闊的增量市場(chǎng)。無(wú)論是執(zhí)行長(zhǎng)航時(shí)偵察、物流運(yùn)輸?shù)奶胤N無(wú)人機(jī)，還是用于農(nóng)業(yè)植保、電力巡檢的民用無(wú)人機(jī)，都對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的續(xù)航能力、可靠性及使用成本提出了極高要求。純電動(dòng)力受限于當(dāng)前電池能量密度，難以滿足多數(shù)作業(yè)場(chǎng)景；氫燃料電池則面臨儲(chǔ)氫與基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)。基于重油的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，以其成熟的技術(shù)基礎(chǔ)和極高的能量密度，成為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)航時(shí)、高負(fù)載任務(wù)的現(xiàn)實(shí)選擇。盡管重油發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)周期長(zhǎng)、技術(shù)復(fù)雜度高，且需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的適航認(rèn)證，但其長(zhǎng)達(dá)40年的使用壽命和持續(xù)的服務(wù)收益，構(gòu)成了其強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。可以預(yù)見(jiàn)，在低空經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)的雙重驅(qū)動(dòng)下，高性能、高可靠性的航空重油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)及其核心噴射技術(shù)，將成為未來(lái)十年航空動(dòng)力領(lǐng)域研發(fā)與投資的焦點(diǎn)。

二、空氣輔助燃油噴射（AAFI）技術(shù)系統(tǒng)介紹

2.1 AAFI技術(shù)簡(jiǎn)介與基本原理

空氣輔助燃油噴射技術(shù)，本質(zhì)上屬于雙流體霧化技術(shù)范疇。其核心思想在于，利用一股高速流動(dòng)的壓縮氣體（氣相工質(zhì)）與液態(tài)燃油（液相工質(zhì)）發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，通過(guò)氣動(dòng)剪切力、界面不穩(wěn)定性以及氣泡膨脹等多重物理機(jī)制，將燃油破碎成微細(xì)液滴，從而實(shí)現(xiàn)高效霧化。

一個(gè)典型的AAFI系統(tǒng)主要由燃油計(jì)量噴射單元、氣液預(yù)混合室和混合氣噴射噴嘴三部分構(gòu)成。其工作過(guò)程可分為兩個(gè)精密配合的階段：第一階段為計(jì)量與預(yù)混。電控燃油噴油器在精確的定時(shí)控制下，將定量的燃油噴入一個(gè)充有中低壓壓縮空氣的預(yù)混合腔。在此腔內(nèi)，燃油射流首先與相對(duì)靜止的空氣發(fā)生撞擊與初步破碎，形成氣液兩相混合物。第二階段為輔助噴射與二次霧化。預(yù)混合腔出口通常設(shè)計(jì)為特殊的拉瓦爾管狀或環(huán)縫式噴嘴。當(dāng)控制閥門(mén)開(kāi)啟，腔體內(nèi)具有一定壓力的氣液混合物在壓差驅(qū)動(dòng)下高速噴出。尤為關(guān)鍵的是，壓縮空氣在通過(guò)噴嘴喉部時(shí)急劇膨脹加速，可達(dá)到聲速甚至超音速。這股高速氣流對(duì)夾帶其中的燃油液膜、液絲產(chǎn)生極強(qiáng)的剪切與拉伸作用，將其進(jìn)一步撕裂。同時(shí)，混合物流出噴嘴進(jìn)入燃燒室背壓環(huán)境后，其中包含的壓縮空氣泡迅速膨脹，從內(nèi)部“炸裂”包裹的液膜，從而實(shí)現(xiàn)更深層次的二次霧化。研究表明，AAFI系統(tǒng)能以顯著低于傳統(tǒng)高壓共軌系統(tǒng)的噴射壓力（燃油側(cè)壓力可低至數(shù)兆帕，空氣側(cè)壓力通常為0.5-1.0 MPa），產(chǎn)生索特平均直徑（SMD）在10微米量級(jí)以內(nèi)的超細(xì)噴霧，其霧化質(zhì)量可與數(shù)十兆帕下的純液力霧化相媲美。

2.2 AAFI技術(shù)分類

根據(jù)氣液兩相流體在霧化器內(nèi)部混合與相互作用的空間位置不同，AAFI主要可分為內(nèi)混式與外混式兩大類，其中內(nèi)混式因霧化效果更優(yōu)而成為主流。

外混式AAFI：氣相與液相在噴嘴外部環(huán)境才發(fā)生接觸與作用。例如，空氣射流從環(huán)形孔道噴出，直接沖擊位于中心軸的燃油射流。這種方式結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，不易堵塞，但氣液相互作用時(shí)間極短，接觸面積有限，霧化效果和混合均勻度通常遜于內(nèi)混式。

內(nèi)混式AAFI：氣相與液相在噴嘴內(nèi)部專門(mén)的預(yù)混合室內(nèi)即進(jìn)行充分混合，形成均勻或非均勻的兩相流，再經(jīng)噴孔射出。這種方式為氣液相互作用提供了充足的時(shí)間和空間，霧化效能高，尤其適合高黏度燃料。內(nèi)混式根據(jù)其內(nèi)部流道設(shè)計(jì)又可細(xì)分為幾種經(jīng)典構(gòu)型：

Y型霧化器：氣路與液路以一定角度（通常呈Y形）交匯于混合室入口，依靠高速氣流的引射與剪切作用混合。

氣泡霧化器：其代表性設(shè)計(jì)包括OIG（氣孔在液路中）和OIL（液孔在氣路中）。通過(guò)在液流中注入氣體產(chǎn)生氣泡，或使液體射入氣流中形成液膜，氣泡在流經(jīng)噴孔時(shí)因壓力突降而劇烈膨脹，導(dǎo)致液膜破碎。

旋流式霧化器：如CFT型，氣體和/或液體以切向引入混合室，在腔內(nèi)形成強(qiáng)烈旋流，通過(guò)離心力與氣動(dòng)力的耦合作用實(shí)現(xiàn)超細(xì)霧化。

2.3 AAFI技術(shù)發(fā)展歷程

AAFI技術(shù)的發(fā)展與發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒理論的演進(jìn)緊密相連，其應(yīng)用領(lǐng)域經(jīng)歷了逐步拓展和深化的過(guò)程。

起源與探索期（20世紀(jì)80-90年代）：AAFI最初是為解決二沖程汽油機(jī)在掃氣過(guò)程中燃油短路（燃料未經(jīng)燃燒直接排入排氣）導(dǎo)致的高碳?xì)浠衔锱欧藕偷腿加徒?jīng)濟(jì)性問(wèn)題而提出的。代表系統(tǒng)如法國(guó)石油研究所的IAPAC系統(tǒng)和美國(guó)福特公司的AFI系統(tǒng)。它們通過(guò)在掃氣后期向氣缸內(nèi)直接噴射由壓縮空氣輔助霧化的燃油，有效防止了燃油逃逸，實(shí)現(xiàn)了“質(zhì)”的飛躍。福特的研究報(bào)告指出，AFI系統(tǒng)能產(chǎn)生“霧狀”的富油混合氣云，實(shí)現(xiàn)了“異常精細(xì)”的霧化，并能利用康達(dá)效應(yīng)改變噴霧形狀以適應(yīng)不同工況。

發(fā)展與推廣期（20世紀(jì)90年代-21世紀(jì)初）：以澳大利亞Orbital公司的技術(shù)為代表，AAFI系統(tǒng)（如SEFIS、ASDI）實(shí)現(xiàn)了工程化與商業(yè)化，成功應(yīng)用于二沖程舷外機(jī)、摩托車等，顯著降低了排放，提升了燃油經(jīng)濟(jì)性。此后，技術(shù)開(kāi)始向四沖程火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)延伸，用于實(shí)現(xiàn)分層稀薄燃燒，進(jìn)一步挖掘節(jié)能潛力。

轉(zhuǎn)型與深化期（21世紀(jì)10年代至今）：隨著航空重油發(fā)動(dòng)機(jī)需求的興起，AAFI技術(shù)的應(yīng)用焦點(diǎn)發(fā)生了戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)移。其卓越的低壓霧化能力，使其成為解決航空煤油、柴油等高黏度燃料在活塞發(fā)動(dòng)機(jī)中霧化難題的“鑰匙”。研究重點(diǎn)也從早期的汽油機(jī)性能優(yōu)化，全面轉(zhuǎn)向航空重油的霧化機(jī)理、噴霧特性、缸內(nèi)混合及燃燒組織等基礎(chǔ)與前沿問(wèn)題。同時(shí)，AAFI的應(yīng)用范圍也拓展至后處理系統(tǒng)，如選擇性催化還原系統(tǒng)，用于改善尿素水溶液的霧化與混合效果。

三、AAFI技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

當(dāng)前，針對(duì)航空重油的AAFI技術(shù)研究已成為國(guó)際內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外研究團(tuán)隊(duì)利用高速攝影、激光衍射、相位多普勒測(cè)速、粒子圖像測(cè)速以及計(jì)算流體力學(xué)模擬等先進(jìn)手段，從宏觀噴霧形態(tài)到微觀霧化機(jī)理，開(kāi)展了系統(tǒng)性探索。

3.1 噴油與噴氣控制參數(shù)的影響

AAFI系統(tǒng)的性能高度依賴于一系列可電控的時(shí)序與壓力參數(shù)，它們共同決定了噴射過(guò)程的動(dòng)量與能量分配，進(jìn)而主導(dǎo)噴霧的宏觀發(fā)展與微觀結(jié)構(gòu)。

噴油參數(shù)：噴油脈寬和噴油壓力直接決定了單次循環(huán)的供油量及燃油射流的初始動(dòng)能。研究發(fā)現(xiàn)，在噴氣參數(shù)不變的情況下，增加噴油脈寬（即油量增加）會(huì)降低預(yù)混合腔及噴射初期混合物的氣液比。這導(dǎo)致噴霧的整體動(dòng)量中液體動(dòng)量占比上升，其表現(xiàn)是噴霧的軸向貫穿距離有所減小，而徑向擴(kuò)散能力增強(qiáng)，噴霧形態(tài)從“細(xì)長(zhǎng)型”向“短胖型”轉(zhuǎn)變。噴油壓力的提升能增強(qiáng)燃油的初次破碎，但對(duì)AAFI系統(tǒng)而言，其影響權(quán)重通常小于氣動(dòng)參數(shù)。

噴氣參數(shù)：噴氣壓力和噴氣脈寬是影響霧化質(zhì)量的最關(guān)鍵因素。它們共同決定了輔助氣體的總能量和動(dòng)量。增加噴氣脈寬或壓力，能顯著提升噴射的總動(dòng)量，尤其是氣體動(dòng)量。這會(huì)強(qiáng)化氣液剪切作用，使噴霧的軸向貫穿距離明顯增長(zhǎng)，噴霧束變得更加集中和細(xì)長(zhǎng)。研究普遍表明，存在一個(gè)最優(yōu)的氣液質(zhì)量流量比，在此比例下，霧化粒徑（SMD）達(dá)到最小。

時(shí)序參數(shù)：油氣間隔是指噴油器關(guān)閉到空氣噴嘴開(kāi)啟之間的時(shí)間延遲。這一參數(shù)雖不改變總動(dòng)量，但深刻影響預(yù)混合腔內(nèi)的氣液兩相流準(zhǔn)備過(guò)程。較長(zhǎng)的間隔時(shí)間允許燃油在腔內(nèi)有更多時(shí)間擴(kuò)散、鋪展并與空氣進(jìn)行初步混合，可能形成更均勻的預(yù)混氣。研究表明，間隔時(shí)間的變化對(duì)噴霧貫穿距離影響微弱，但能調(diào)制噴霧頭部大尺度湍流渦團(tuán)的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性，從而影響后續(xù)的混合過(guò)程。

環(huán)境參數(shù)：燃燒室背壓是重要的邊界條件。背壓升高，意味著噴嘴內(nèi)外壓差減小，氣體射流的膨脹加速效應(yīng)被削弱，動(dòng)能下降。其宏觀表現(xiàn)是噴霧的軸向貫穿距縮短，徑向擴(kuò)展被抑制，噴霧整體形態(tài)變得粗短。微觀上，氣動(dòng)力減弱導(dǎo)致液滴破碎不充分，平均霧化粒徑增大。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中，需根據(jù)背壓變化（對(duì)應(yīng)不同工況和活塞位置）優(yōu)化噴射正時(shí)。

3.2 缸內(nèi)直噴二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)研究

將AAFI技術(shù)應(yīng)用于航空重油缸內(nèi)直噴火花點(diǎn)火二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，是當(dāng)前極具前景的研究方向。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功重比高，但傳統(tǒng)的化油器或低壓進(jìn)氣道噴射方式無(wú)法克服掃氣損失和重油霧化差的難題。AAFI的晚噴射策略正好可以規(guī)避掃氣過(guò)程中的燃油逃逸。

數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究揭示了AAFI在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。模擬顯示，高速噴入的AAFI混合氣會(huì)在噴孔下方形成一個(gè)低壓區(qū)，這不僅促使噴霧向氣缸中心匯聚，還引射側(cè)面空氣形成復(fù)雜的渦流結(jié)構(gòu)（如渦環(huán)）。這種自組織產(chǎn)生的缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)，極大地促進(jìn)了燃油液滴的二次分布與蒸發(fā)混合。實(shí)驗(yàn)也觀察到，AAFI噴霧在發(fā)展中會(huì)形成“紡錘形”或“錨形”等不同形態(tài)，其根部受回流區(qū)影響，增強(qiáng)了局部的湍流混合強(qiáng)度。這些特性對(duì)于在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)短暫而快速的掃氣-壓縮過(guò)程中，快速形成均質(zhì)或分層的可燃混合氣至關(guān)重要。

3.3 雙流體霧化機(jī)理的深入研究

盡管AAFI應(yīng)用廣泛，但其內(nèi)部及近場(chǎng)區(qū)域的微觀霧化機(jī)理，尤其是高速、可壓縮、多相流動(dòng)下的界面動(dòng)力學(xué)，仍是研究的難點(diǎn)與前沿。當(dāng)前的研究正從唯象描述向機(jī)理揭示深化。

研究者借助高時(shí)空分辨率診斷技術(shù)發(fā)現(xiàn)，AAFI的霧化過(guò)程是多尺度、多機(jī)制耦合的結(jié)果。在噴嘴內(nèi)部，可能存在氣泡的生成、合并、潰滅以及液膜的波動(dòng)與破裂。在噴嘴出口，高速可壓縮氣流的膨脹波系與液相的相互作用極為復(fù)雜。噴霧場(chǎng)中形成的“紡錘形”或“錨形”渦環(huán)結(jié)構(gòu)，已被證實(shí)是調(diào)控噴霧形態(tài)和混合速率的關(guān)鍵。這些渦結(jié)構(gòu)通過(guò)其誘導(dǎo)的流場(chǎng)，持續(xù)對(duì)液滴群施加剪切和拉伸作用，并卷吸周圍空氣，實(shí)現(xiàn)宏觀混合。對(duì)渦量、環(huán)量等渦動(dòng)力學(xué)參數(shù)的量化分析，正成為理解和優(yōu)化噴霧過(guò)程的新工具。然而，對(duì)于氣液界面在極端剪切下的失穩(wěn)模式、亞微米級(jí)液絲的形成與斷裂、以及噴嘴內(nèi)部空化與霧化的耦合機(jī)制等微觀物理圖像，仍需更深入的基礎(chǔ)研究。

四、AAFI技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)展望

面向未來(lái)航空動(dòng)力多元化、智能化、高效清潔化的發(fā)展需求，AAFI技術(shù)將在以下幾個(gè)方向持續(xù)演進(jìn)與創(chuàng)新。

4.1 適配多燃料與低碳/零碳燃料的AAFI技術(shù)

未來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料譜系將極大拓展，從傳統(tǒng)的航空煤油、生物航煤，到氫氣、氨氣、合成天然氣等低碳/零碳燃料。AAFI技術(shù)因其介質(zhì)靈活性強(qiáng)，展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

多燃料兼容性：AAFI系統(tǒng)的霧化性能主要依賴氣體動(dòng)能，對(duì)液體燃料的黏度、表面張力等物性變化相對(duì)不敏感。通過(guò)調(diào)節(jié)氣液比和操作參數(shù)，同一套AAFI系統(tǒng)可適應(yīng)從柴油到甲醇等不同物性的燃料，為開(kāi)發(fā)多燃料自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)奠定了基礎(chǔ)。

作為氫、氨等燃料的輸送與混合載體：氫氣、氨氣本身可作為AAFI中的“氣相介質(zhì)”，用于輔助霧化另一種液態(tài)燃料（如柴油），形成氫-柴或氨-柴雙燃料混合氣。這不僅能利用氫的快速燃燒特性改善燃燒，AAFI過(guò)程本身也完成了兩種燃料的預(yù)混合，且能精確控制混合比例，為主動(dòng)管理燃燒速率、抑制爆震提供了可能。例如，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整氫與柴油的比例以及總空燃比，可以主動(dòng)控制燃燒速度和穩(wěn)定性。

4.2 先進(jìn)的智能化控制技術(shù)

AAFI系統(tǒng)參數(shù)多、耦合性強(qiáng)，為獲得全域最優(yōu)性能，必須發(fā)展先進(jìn)的控制策略。

模型預(yù)測(cè)與自適應(yīng)控制：基于發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)工況、環(huán)境狀態(tài)（溫度、壓力）以及燃燒反饋信號(hào)（如缸壓、離子電流），利用物理模型或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，動(dòng)態(tài)優(yōu)化噴油/噴氣壓力、脈寬、時(shí)序及氣液比等全套參數(shù)，實(shí)現(xiàn)噴霧與燃燒過(guò)程的精準(zhǔn)閉環(huán)控制。

人工智能輔助設(shè)計(jì)與優(yōu)化：利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法（如深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、隨機(jī)森林）對(duì)海量的實(shí)驗(yàn)與仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以快速建立從設(shè)計(jì)參數(shù)到噴霧性能（SMD、錐角、貫穿距）的代理模型，并應(yīng)用遺傳算法等進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，加速噴嘴及系統(tǒng)設(shè)計(jì)迭代。

4.3 AAFI結(jié)構(gòu)優(yōu)化與新材料新工藝應(yīng)用

精細(xì)化與集成化設(shè)計(jì)：利用計(jì)算流體力學(xué)對(duì)噴嘴內(nèi)部流道、混合室?guī)缀?、噴孔型線進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，旨在以最小的流動(dòng)損失實(shí)現(xiàn)最均勻的氣液混合和最有效的能量傳遞。例如，異形噴孔的設(shè)計(jì)已被證明能有效改善噴霧的空間分布。

增材制造技術(shù)應(yīng)用：金屬3D打印等增材制造技術(shù)，為制造具有復(fù)雜內(nèi)部流道、多孔介質(zhì)、集成式冷卻流道等傳統(tǒng)機(jī)加工無(wú)法實(shí)現(xiàn)的AAFI噴嘴提供了可能。這不僅能提升性能，還能實(shí)現(xiàn)零件的輕量化與功能集成。

輕質(zhì)高性能材料：采用碳纖維復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料等制造噴嘴關(guān)鍵部件，可以顯著降低運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，同時(shí)增強(qiáng)其在高溫、高壓、燃油腐蝕環(huán)境下的耐久性。

五、系統(tǒng)性總結(jié)與展望

空氣輔助燃油噴射技術(shù)，歷經(jīng)數(shù)十載發(fā)展，已從一項(xiàng)改善二沖程汽油機(jī)排放的專項(xiàng)技術(shù)，演進(jìn)為解決航空重油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)核心霧化難題的關(guān)鍵使能技術(shù)。其根本優(yōu)勢(shì)在于，以“氣動(dòng)賦能”替代“液力加壓”作為霧化的主要驅(qū)動(dòng)力，從而在適中的系統(tǒng)壓力下，實(shí)現(xiàn)對(duì)高黏度燃料的微米級(jí)超細(xì)霧化。這不僅突破了重油發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)瓶頸，也為動(dòng)力系統(tǒng)的小型化、輕量化提供了可能。

當(dāng)前研究已系統(tǒng)揭示了噴油、噴氣、時(shí)序及環(huán)境等控制參數(shù)對(duì)噴霧宏觀特性的影響規(guī)律，確認(rèn)了氣液動(dòng)量比的核心地位，并在二沖程航空發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用探索中取得了積極進(jìn)展。然而，該領(lǐng)域仍面臨深刻挑戰(zhàn)：其一，基礎(chǔ)機(jī)理尚待深入。氣液兩相在噴嘴內(nèi)部及近場(chǎng)的瞬態(tài)、多尺度相互作用機(jī)理，特別是微觀界面動(dòng)力學(xué)，仍需借助更先進(jìn)的診斷與模擬工具進(jìn)行揭示。其二，系統(tǒng)集成與輕量化挑戰(zhàn)。壓縮空氣源（如微型增壓器或儲(chǔ)氣罐）的加入增加了系統(tǒng)復(fù)雜性與質(zhì)量，對(duì)無(wú)人機(jī)的功重比和續(xù)航構(gòu)成挑戰(zhàn)，亟需高效、緊湊的一體化解決方案。其三，全工況自適應(yīng)控制策略。面向高空、寬速域、變負(fù)載的復(fù)雜飛行工況，如何實(shí)現(xiàn)AAFI系統(tǒng)與燃燒室、進(jìn)排氣系統(tǒng)的協(xié)同智能控制，確保始終處于最優(yōu)工作窗口，是工程應(yīng)用的難點(diǎn)。

展望未來(lái)，AAFI技術(shù)的發(fā)展將與航空動(dòng)力多元化、電動(dòng)化、智能化的大趨勢(shì)深度融合。它不僅是重油發(fā)動(dòng)機(jī)的“霧化利器”，更有潛力成為多燃料/混合燃料動(dòng)力系統(tǒng)的“智能混合器”。通過(guò)與電動(dòng)增壓、廢氣能量回收等技術(shù)結(jié)合，有望解決氣源問(wèn)題；通過(guò)與數(shù)字孿生、人工智能結(jié)合，將實(shí)現(xiàn)從“精確執(zhí)行”到“自主優(yōu)化”的跨越。可以預(yù)見(jiàn)，持續(xù)深化機(jī)理研究、推動(dòng)多學(xué)科交叉創(chuàng)新、攻克系統(tǒng)集成瓶頸，將使AAFI技術(shù)在助力我國(guó)搶占航空動(dòng)力技術(shù)制高點(diǎn)、推動(dòng)低空經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的征程中，發(fā)揮不可替代的關(guān)鍵作用。

&注：此文章內(nèi)使用的圖片來(lái)源于公開(kāi)網(wǎng)絡(luò)獲取，僅供參考使用，如侵權(quán)可聯(lián)系我們刪除，如需進(jìn)一步了解公司產(chǎn)品及商務(wù)合作，請(qǐng)與我們聯(lián)系！！

湖南泰德航空技術(shù)有限公司于2012年成立，多年來(lái)持續(xù)學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，成長(zhǎng)為行業(yè)內(nèi)有影響力的高新技術(shù)企業(yè)。公司聚焦高品質(zhì)航空航天流體控制元件及系統(tǒng)研發(fā)，深度布局航空航天、船舶兵器、低空經(jīng)濟(jì)等高科技領(lǐng)域，在航空航天燃/滑油泵、閥元件、流體控制系統(tǒng)及航空測(cè)試設(shè)備的研發(fā)上投入大量精力持續(xù)研發(fā)，為提升公司整體競(jìng)爭(zhēng)力提供堅(jiān)實(shí)支撐。

公司總部位于長(zhǎng)沙市雨花區(qū)同升街道匯金路877號(hào)，株洲市天元區(qū)動(dòng)力谷作為現(xiàn)代化生產(chǎn)基地，構(gòu)建起集研發(fā)、生產(chǎn)、檢測(cè)、測(cè)試于一體的全鏈條產(chǎn)業(yè)體系。經(jīng)過(guò)十余年穩(wěn)步發(fā)展，成功實(shí)現(xiàn)從貿(mào)易和航空非標(biāo)測(cè)試設(shè)備研制邁向航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)、無(wú)人機(jī)、靶機(jī)、eVTOL等飛行器燃油、潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)的創(chuàng)新研發(fā)轉(zhuǎn)型，不斷提升技術(shù)實(shí)力。

公司已通過(guò) GB/T 19001-2016/ISO 9001:2015質(zhì)量管理體系認(rèn)證，以嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)保障產(chǎn)品質(zhì)量。公司注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)和利用，積極申請(qǐng)發(fā)明專利、實(shí)用新型專利和軟著，目前累計(jì)獲得的知識(shí)產(chǎn)權(quán)已經(jīng)有10多項(xiàng)。湖南泰德航空以客戶需求為導(dǎo)向，積極拓展核心業(yè)務(wù)，與國(guó)內(nèi)頂尖科研單位達(dá)成深度戰(zhàn)略合作，整合優(yōu)勢(shì)資源，攻克多項(xiàng)技術(shù)難題，為進(jìn)一步的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

湖南泰德航空始終堅(jiān)持創(chuàng)新，建立健全供應(yīng)鏈和銷售服務(wù)體系、堅(jiān)持質(zhì)量管理的目標(biāo)，不斷提高自身核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為客戶提供更經(jīng)濟(jì)、更高效的飛行器動(dòng)力、潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)等解決方案。