随着航空动力性能的要求不断提高,航空发动机燃烧室的工作条件也越来越恶劣,为实现极宽油气条件下的高效稳定燃烧,人们设计出很多不同结构的燃烧室。为得到最佳的燃烧效果,喷嘴的燃油雾化特性需要与燃烧室的流场进行匹配,而气旋耦合喷嘴因其能够控制雾化特性的特点即使对于不同燃烧室也具有良好的适应性,为掌握气旋耦合喷嘴对雾化特性的控制规律,本文对其进行了一系列研究。本文研究内容分为数值研究和试验研究,详细研究了气动参数及结构参数对气旋耦合喷嘴雾化特性的影响,得到的主要结论为:(1)气旋耦合喷嘴内两股射流相遇会形成一个椭圆涡的流场结构,燃油能够在预膜片上聚集,并在预膜片边缘形成液柱后在气动力作用下断裂破碎;(2)气液比的变化对流场结构基本上没有影响,增大气液比能减小预膜片上液膜厚度和液膜面积,并使雾化粒径变小,但是会使得雾形难以控制;(3)预膜片流向长度对椭圆涡结构的影响较大,改变该参数可以改变椭圆涡的形状及旋向,增大流向长度,液膜厚度基本不变但是分布面积增加,分布更均匀,同时雾化粒径的分布也更均匀,但会使雾形变得不规则,不利于控制雾形;(4)预膜片展向宽度对空气通道内流场、液膜厚度及分布均匀性以及雾化粒径的大小影响不大,但是展向宽度越大液膜面积也越大,雾化粒径的分布变得更均匀,增大展向宽度还能够增加预膜片对雾形的控制作用;(5)预膜片间距能改变椭圆涡的大小,但是对液膜厚度影响不大,间距越大,涡尺寸越大预膜片上液膜面积越小,当间距为5mm喷嘴雾形最稳定且粒径分布均匀性最好;(6)“C形”预膜片比矩形预膜片得到的雾形更稳定,更扁平,虽然雾化粒径分布均匀性较差,但是可以在较小气液比下获得较好的雾化效果。本文研究内容较为完善,为该喷嘴的实际应用提供了重要参考。