Камера сгорания (варианты) и способ использования камеры сгорания

008575 Область техники Настоящее изобретение относится к технологиям сжигания топлива. Более конкретно, изобретение относится к конструкции камеры сгорания, в особенности пригодной для использования в газотурбинном двигателе. Предпосылки для создания изобретения Газотурбинные двигатели широко используются в стационарных энергетических установках в качестве первичных источников энергии. Однако было бы желательным улучшить полноту сгорания с целью уменьшения эмиссий (выброса в атмосферу загрязняющих веществ). Многочисленные попытки предпринимались для достижения указанной цели; в частности, были предложены различные методы и конструкции, которые были проверены в экспериментах или нашли применение в промышленности. Некоторые из таких попыток включали использование зон рециркуляции для обеспечения источника непрерывного воспламенения путем смешивания горячих продуктов сгорания с поступающей топливовоздушной смесью. Для получения зон рециркуляции с целью обеспечения устойчивости пламени обычно использовались такие структурные элементы, как завихривающие лопатки, плохо обтекаемые тела и пороги, обращенные против потока. Однако проблема заключалась в способах подачи топлива и в конструкции стабилизатора пламени, который обеспечивал бы достаточные характеристики (включая приемлемые уровни выбросов и акустической устойчивости) и уменьшение капиталовложений и эксплуатационных расходов. Критерии стабилизации пламени являются даже более важными при работе в условиях околозвуковых или сверхзвуковых потоков на входе. Было бы крайне желательно, чтобы камеры сгорания, работающие в таких условиях, имели стабилизаторы пламени, которые были бы устойчивы к динамике обтекания потоком и/или его возмущениям. Следовательно, было бы желательно обеспечить камеру сгорания для газотурбинного двигателя, в частности, имеющую такую конструкцию, которая позволяет поддерживать высокую степень полноты сгорания при уменьшении выброса нежелательных продуктов сгорания, таких как оксиды азота, частично окисленные углеводороды и монооксид углерода. Кроме того, для таких установок будет выгодным использование эффективного охлаждения камеры сгорания. Такой подход к конструкции повышает срок службы камеры сгорания, что позволяет уменьшить общие эксплуатационные расходы, максимизируя в то же время степень полноты сгорания. В зависимости от специфических требований эксплуатации для конкретного исполнения, некоторые подварианты (или даже все) вышеизложенного могут быть осуществлены с использованием различных сочетаний реализаций или модификаций некоторых аспектов таких реализаций. Сущность изобретения Один вариант реализации новой конструкции камеры сгорания для газотурбинного двигателя, раскрытый ниже, имеет конфигурацию, снабженную стабилизатором пламени, проходящим между внутренней и внешней стенками камеры сгорания. В указанном варианте реализации изобретения внутренняя и внешняя стенки имеют, в основном, цилиндрическую форму и, таким образом, формируют кольцевую камеру сгорания, в которой обеспечиваются стабилизаторы пламени, проходящие в радиальном направлении. В указанном варианте реализации изобретения используется центральная впускная часть, в которой степень сжатия достигается при заданных скоростях на входе путем использования косого скачка уплотнения, проходящего от носковой части, находящейся при расчетной скорости сбоку снаружи от прилегающих центральных частей. В этом случае центральные части и относящиеся к ним плохо обтекаемые хвостовые части фиксируются в заданном положении, при этом их ориентация, в основном, согласована так, чтобы обеспечить плавный и непрерывный поток чистого сжатого воздуха на впуске и эффективный и надежный выпуск продуктов сгорания. В одной компоновке центральные части ориентированы по спирали внутри кольцевого кожуха камеры сгорания. Кольцевой кожух камеры сгорания имеет упрощенную конструкцию за счет того, что задняя стенка центральных впускных частей служит в качестве противоточной стенки камеры сгорания, обеспечивая стабилизацию пламени. С помощью задней стенки центральной впускной части, проходящей от внутренней стенки камеры к ее внешней стенке, и за счет использования первой плохо обтекаемой части,также проходящей от внутренней стенки камеры к ее внешней стенке, на некотором расстоянии в направлении потока формируется полость камеры сгорания с захватом вихрей, которая обеспечивает полное перемешивание топлива и воздуха и достаточное время нахождения для реакции топлива с окислителем для того, чтобы минимизировать возможность выброса продуктов неполного сгорания и обеспечить, в основном, устойчивость пламени. Вышеприведенная конструкция камеры сгорания предназначена для эффективного смешивания топлива с воздухом, в особенности на сверхзвуковых скоростях впуска. За счет использования задней стенки впускной части формируется разделительная линия потока, которая отделяет входящую холодную горючую смесь от высокоэнергетической замкнутой вихревой пары, находящейся между головными и хвостовыми частями. Такая компоновка обеспечивает более компактную первичную зону и устойчивую стабилизацию пламени, которая желательна при расширенном диапазоне рабочих режимов. Было найде-1 008575 но, что использование впрыска топлива и/или окислителя в направлении, противоположном направлению естественного вращения захваченных вихрей, дополнительно улучшает смешивание топлива и воздуха в таких камерах сгорания. Вышеприведенный вариант реализации изобретения обеспечивает усиление интенсивности сгорания за счет улучшения смешивания топлива с воздухом по сравнению с известными конструкциями. Дополнительное свойство обеспечивается в варианте реализации изобретения, в котором используются боковые поперечины, проходящие возле задней стенки центральной части или прилегающие к ней так, что некоторые горячие продукты первичной зоны легче поступают в результате конвекции в непрореагировавший поток на входе для улучшения рабочих характеристик. В другой модификации полости захвата вихрей обеспечиваются за счет использования плохо обтекаемых хвостовых тел, которые могут использовать (но не обязательно) вторичный впрыск для улучшения характеристик работы. Кроме того, необходимо понимать, что, хотя на чертежах изображена полость камеры сгорания,имеющая в грубом приближении сегментированную кольцевую форму и, в основном, прямоугольное сечение в любой точке сечения вдоль потока, однако, возможны и другие конструкции, в которых используются формы задней стенки впускной части, отличающиеся от описанной (например, правильная прямоугольная форма сечения или непрямоугольная форма). Однако оптимизируя объем камеры сгорания, то есть обеспечивая работу при давлениях и температурах, необходимых для оптимизации тепловыделения при поддержании желаемого профиля температур и уровня выбрасываемых вредных продуктов,можно уменьшить количество работающих при повышенных температурах частей двигателя, в котором используются такие камеры сгорания с захватом вихрей. В другом варианте реализации изобретения предварительная смесь топлива с воздухом может подаваться на высокой скорости по впускным трубопроводам сжатия текучей среды, прилегающим к центральной впускной части так, что обратная вспышка может быть надежно предотвращена даже в случае топлив, имеющих очень высокую скорость распространения пламени. Указанный впуск на высокой скорости также может обеспечивать акустическую развязку в камере сгорания. Краткое описание чертежей Для того, чтобы дать более полное представление об изобретении и его новых признаках и преимуществах, ниже приводится подробное описание со ссылками на следующие прилагаемые чертежи. Фиг. 1 - общий вид с частичным вырезом секции камеры сгорания, предназначенной для установки в газотурбинном двигателе, в которую через впускной канал между внутренней и внешней стенками камеры поступает сжатый воздух, кроме того, на фигуре показаны внутренние и внешние кольцевые каналы для поступления предварительной смеси топлива и воздуха, а также ряд камер сгорания, смещенных друг относительно друга, и использование центральной части и двух плохо обтекаемых хвостовых частей, причем в каждом из них имеется подача пускового топлива, чтобы улучшить смешивание и стабилизацию пламени, как раскрыто ниже. Фиг. 2 - вид сечения камеры сгорания в соответствии с изобретением, показанной установленной в газотурбинном двигателе, имеющем компрессор с тремя осевыми и одной центробежной ступенями, при этом сжатый воздух, проходящий через камеру сгорания и впускные каналы для топлива перед центральной частью для приготовления предварительной смеси топлива с воздухом, и выхлопные газы приводят газовую турбину, соединенную с центральным валом, перед выходом в переднюю часть газовой турбины. Фиг. 3 - упрощенная схема известной конструкции камеры сгорания с захватом вихрей, в которой показано, как использование впрыска топлива и нагнетания воздуха в зону сгорания предназначено для направления кинетической энергии поступающих потоков в направлении вихря, возникающего в результате обтекания потоком исходной центральной части. Фиг. 4 - упрощенная схема варианта реализации настоящего изобретения, в котором ввод топлива и/или воздуха устроен таким образом, чтобы направить импульс в направлении, противоположном направлению вихря, возникающего в результате обтекания потоком исходной центральной части, что приводит к закручиванию вихря в противоположном направлении. Фиг. 5 - общий вид варианта реализации настоящего изобретения, похожего на схему, приведенную на фиг. 4, но с дополнительным использованием боковых поперечин, отходящих в сторону от исходной центральной части, причем боковые поперечины создают малые зоны рециркуляции для дополнительного смешивания горячих продуктов первичной зоны с потоком впускного канала. Фиг. 6 - схема еще одного варианта реализации настоящего изобретения, на которой показано использование регулируемой по оси плохо обтекаемой хвостовой части, при котором плохо обтекаемая часть может устанавливаться в положение по отношению к заднему концу основной плохо обтекаемой части для создания первичной зоны необходимого размера, кроме того, показано использование выпускных каналов в плохо обтекаемой хвостовой части для пускового топлива и охлаждающего воздуха. Фиг. 7 - конструкция камеры сгорания, в которой используется простая плохо обтекаемая часть,имеющая улучшенные характеристики в отношении необходимого охлаждения, для которого используется сочетание инжекционного и эффузионного охлаждения на передней стороне стабилизатора пламени. Фиг. 8 - конструкция камеры сгорания, дополнительно усовершенствованная путем использования-2 008575 форсунок пускового топлива для стабилизации первичной зоны горения. Фиг. 9 - вид камеры сгорания, рабочие параметры которой дополнительно улучшены за счет использования схемы захвата вихрей, в которой стационарные вихри запираются между головными (или"центральными") и хвостовыми частями, и улучшается захват потока воздуха и/или предварительной смеси за счет подачи вторичного воздушного потока в первичную зону, при этом топливо и/или воздух добавляются в направлении, противоположном направлению вращения захваченного вихря. Фиг. 10 - вид конструкции камеры сгорания, содержащей каналы смешивания топлива выше центральной части и каналы подачи дополнительного топлива, проходящие сквозь центральную часть, для обеспечения обедненной предварительной топливной смеси в камере сгорания с захватом вихрей. Фиг. 11- схема конструкции камеры сгорания с захватом вихрей, аналогичной конструкции, показанной на фиг. 10, в которой ось камеры сгорания смещена по отношению к оси газовой турбины так, как показано на фиг. 1, для обеспечения спирального потока внутри кольцевого пространства, с целью расширения зоны догорания для уменьшения выброса СО. Фиг. 12 - вид частичного сечения, представляющего вид сверху, камеры сгорания с захватом вихрей, на котором показано использование впрыска топлива от головной части для улучшения устойчивости пламени и при использовании впрыска топлива и/или нагнетания воздуха от хвостовой части для придания импульса в направлении, противоположном направлению вращения захваченного вихря, с целью улучшения смешивания, интенсивности горения и полноты сгорания. Фиг. 13 - вид камеры сгорания, аналогичной показанной на фиг. 12, но с введением второй плохо обтекаемой хвостовой части, в которой вторая плохо обтекаемая хвостовая часть использует впрыск топлива и/или нагнетание воздуха для придания импульса в направлении, противоположном направлению вращения вихря, с целью улучшения смешивания, интенсивности горения и полноты сгорания. Фиг. 14 - схема использования впрыска топлива и нагнетания воздуха таким образом, что топливо и воздух подаются с целью придания импульса для поддержания вращения захваченного вихря. Фиг. 15 - вид одного варианта реализации оригинальной камеры сгорания с захватом вихрей, в котором обеспечивается простая плохо обтекаемая головная часть (или "центральная часть"), содержащая сменный модуль части, и в котором обеспечивается хвостовая часть, имеющая каналы для впрыска топлива и нагнетания воздуха. Фиг. 16 - вид варианта реализации, аналогичный приведенному на фиг. 15, в котором введены боковые поперечины, отходящие в сторону от исходной плохо обтекаемой головной части, для создания малых зон рециркуляции для дополнительного смешивания. Фиг. 17 - общий вид с частичным вырезом примера сменной плохо обтекаемой хвостовой части, на котором показано расположение каналов охлаждающего воздуха и каналов подачи топлива и воздуха. Фиг. 18 - вид частичного сечения, сделанного по линии 18-18 фиг. 17, на котором показаны проходы для топлива и воздуха, а также выходные каналы охлаждающего воздуха, угол наклона которых обеспечивает улучшение обтекания потоком охлаждающего воздуха всей поверхности плохо обтекаемой хвостовой части. Фиг. 19 - частичный вид сбоку плохо обтекаемой хвостовой части, на котором показаны ориентация выходных каналов охлаждающего воздуха, а также несколько выходных каналов пускового топлива. Фиг. 20 - вид еще одного варианта реализации изобретения, похожего на приведенный на фиг. 16,который содержит боковые поперечины, прилегающие к головной части, однако, предполагающий дополнительно использование второй хвостовой части для обеспечения вторичной полости для захвата вихрей, имеющей необходимую длину. Фиг. 21 - вид головной части, показанной на фиг. 16, в конфигурации камеры сгорания, имеющей прямоугольное поперечное сечение. Фиг. 22 - вид еще одного варианта реализации второй хвостовой части, в котором обеспечиваются только каналы для охлаждающего воздуха, то есть в этом варианте реализации второй хвостовой части отсутствует подача топлива и/или воздуха (не для охлаждения). Фиг. 23 - диаграмма зависимости выброса NOx от коэффициента избытка топлива первичной зоны(передний край), где fe = все топливо/воздух на переднем конце, для исходной конструкции TVC (камера сгорания с захватом вихрей), участвовавшей в испытаниях. Фиг. 24 - диаграмма зависимости выброса СО от коэффициента избытка топлива fe первичной зоны (передний край), построенная по результатам проведенных испытаний исходной TVC. Фиг. 25 - общая диаграмма зависимости между NOх и СО, построенная по результатам проведенных испытаний исходной TVC. Фиг. 26 - диаграмма зависимости полноты сгорания от показателя серьезности, построенная по результатам проведенных испытаний исходной TVC. Фиг. 27 - диаграмма зависимости между NOх и СО, построенная по результатам проведенных испытаний исходной TVC, для случаев, где содержание СО ниже 50 ррm. Фиг. 28 - диаграмма зависимости полноты сгорания от показателя серьезности для двух различных конфигураций TVC, а именно камера сгорания без поперечин и камера сгорания с поперечинами.-3 008575 Фиг. 29 - диаграмма общей зависимости между NOх и СО для испытаний камеры сгорания с захватом вихрей с поперечинами, раскрытыми ниже. Вышеуказанные фигуры, являясь всего лишь примерами, содержат элементы, которые могут использоваться или нет в конкретных вариантах реализации в зависимости от необходимости. Представленные фигуры по возможности иллюстрируют, по крайней мере, те элементы, которые являются существенными для понимания различных вариантов и особенностей изобретения. Однако различные другие элементы и параметры также показаны и кратко описаны для того, чтобы дать возможность понять, как могут быть использованы другие необязательные особенности для того, чтобы обеспечить эффективную и надежную камеру сгорания для газотурбинного двигателя. Подробное описание Подробный вид типичного варианта реализации камеры сгорания 72 с захватом вихрей для газотурбинного двигателя приведен на фиг. 1. Впускаемая текучая среда, обычно сжатый воздух, отмеченный ссылкой А, подается через впускной канал 34, сформированный между внутренней впускной стенкой 36 и внешней впускной стенкой 38. Далее, после впускного канала 34 текучая среда А разделяется на три потока, а именно внешний поток В охлаждающего воздуха, поток воздуха С для горения и внутренний поток D охлаждающего воздуха. Таким образом, передние кромки 40 и 42 разделяют поступающий поток воздуха А. Внешний поток В охлаждающего воздуха заключен во внешней полости 44, сформированной между внешней стенкой 46 камеры сгорания и внешней стенкой 48 полости. Внутренний поток D охлаждающего воздуха заключен во внутренней полости 50, сформированной между внутренней стенкой 52 камеры сгорания и внутренней стенкой 54 полости. Как показано, каждая из стенок 48, 46, 52 и 54 обеспечивается в значительной степени трубчатыми цилиндрическими секциями требуемого диаметра для того, чтобы соответствовать другим частям газотурбинного двигателя требуемого размера и выходной мощности. Расположение внутренней стенки 52 камеры сгорания и ее внешней стенки 46 обеспечивает кольцевой кожух 60 камеры сгорания, внутри которого размещены центральные впускные части 128(также называемые "головные части"). Эти центральные части 128 проходят от стенки 52 к стенке 46 и,как показано, смещены по спирали на уголпо отношению к продольной оси 64 кожуха 60 камеры сгорания. Одним приемлемым угломявляется угол 30. В случаях, когда соображения охраны окружающей среды являются существенными для того, чтобы получить требуемые условия горения, обеспечивающие низкий уровень выброса загрязняющих продуктов сгорания, система подачи топлива обеспечивает ступень предварительного смешивания, на которой топливо и воздух для горения предварительно смешиваются до прохождения центральных частей 128. На этой стадии (лучше всего это видно на фиг. 10) топливные форсунки 70 добавляют топливо F к вводимой текучей среде, обычно воздух А или другой поток окислителя, не содержащий топлива, но который может содержать некоторые высококачественные топлива, такие как водород, или низкокачественные топлива, такие как метан, полученный из угля, продувочный газ угольной шахты, метан из органических отходов, топливный газ, полученный из биомассы, некондиционный природный газ или другие виды низкосортных топлив. Для того, чтобы осуществить действительное сгорание способом, надежным в эксплуатации, скорость входящей сжатой предварительной топливовоздушной смеси предпочтительно должна быть высокой в точке промежуточного смешивания между камерой сгорания 72 и точкой доставки горючей топливовоздушной смеси, так чтобы полностью избежать или снизить возможность обратной вспышки фронта пламени из камеры сгорания 72 в направлении топливных форсунок 70. В описанной типичной конструкции при работе в описанных приемлемых условиях время нахождения в части диффузора 74 слишком мало для запуска процесса самовоспламенения. Кроме того, аэродинамика конструкции диффузора 74 и впускных секций 76 и 78 не благоприятствуют стабилизации пламени. Для того, чтобы стабилизировать процесс горения после задней стенки 104 центральной части 128,скорость газов через камеру сгорания 72 снижается путем существенного увеличения площади сечения камеры сгорания 72 по сравнению с площадью сечения впускных секций 76 и 78. Как показано на фиг. 10,обеспечиваются локализованные зоны рециркуляции, охватывающие захваченные вихри V для того,чтобы получить требуемое время нахождения для существенного снижения образования монооксида углерода в камере сгорания 72, и обеспечивается соответствующая длина зоны догорания LBz для того,чтобы привести содержание СО, остающегося в выходящих продуктах сгорания, к допустимым уровням. Вначале было определено, что длина первичной зоны смешивания LPz в камере сгорания может быть существенно сокращена за счет использования конструкции, показанной на фиг. 7 и 8, даже при отсутствии полостей с захваченными вихрями. Указанные фигуры представляют собой виды внутрь вдоль камеры сгорания так, как если бы она была установлена радиально, как первоначально показано на фиг. 1, вид сверху на типичную камеру сгорания 100, раскрытую в описании. Камера сгорания 100 расположена между первой стенкой 122 и второй стенкой 124, за задней стенкой 122 центральной части 128. В одном варианте реализации задняя стенка 126 центральной части 128 включает обеспечение с помощью перфорированной стенки 130 сообщения с источником охлаждающего газа (например, путем создания избыточного давления во внутреннем пространстве 133 центральной части 128), для инжекционного охлаждения задней стенки 126 с использованием перфораций 138 во внутренней задней стенке 140, как-4 008575 показано стрелками 142 на фиг. 7. В качестве альтернативного варианта или в дополнение обеспечивается эффузионное охлаждение задней стенки 126 потоком охлаждающего воздуха 144 через перфорации 146 в задней стенке 126. Улучшение, заключающееся в сочетании инжекционного и эффузионного охлаждения на задней стенке (стабилизаторе пламени) 126 центральной части 128 с использованием внутренней задней стенки 140 с имеющимися в ней проходами 138 для охлаждающего агента, является полезным во многих конструкциях, показанных на других фигурах. Хотя описанная простая конструкция камеры сгорания с плохо обтекаемой частью, не требующая большой точности, позволяет легко подобрать размер для заданной скорости на входе, однако, можно ожидать, что полнота сгорания будет меньше оптимальной, поскольку первичная зона не так компактна, как могла бы быть, и поэтому может иметь место неустойчивость вихревых потоков и снижение интенсивности горения в первичной зоне, и, таким образом, это не будет оптимальным решением для многих конструкций камер сгорания, используемых в промышленности. Соответственно, полнота сгорания может быть ниже оптимальной. Поэтому можно ожидать, что интенсивность горения будет пониженной, особенно в сравнении с новой конструкцией камеры сгорания с захватом вихрей, описанной ниже. На фиг. 9 приведен иллюстративный пример разработанной конструкции камеры сгорания 200. В камере сгорания 200 используется хвостовая часть 202 для обеспечения захвата вихрей 204 и 206. Приведенная конструкция камеры сгорания 200 имеет меньшее падение давления потока в нем по сравнению с простой конструкцией плохо обтекаемой части, показанной на фиг. 7 и 8. Кроме того, улучшается устойчивость пламени за счет запирания вихрей 204 и 206 между задней стенкой 126 центральной части (или"головной части") 128 и хвостовой частью 202. За счет создания достаточного пространства за хвостовой частью 202 обеспечивается зона догорания, имеющая длину LBz. Таким образом, обеспечивается компактная первичная зона Pz, позволяющая получить сравнительно высокую эффективность камеры сгорания. Необходимо отметить, что в данной и других конструкциях, приведенных в описании, могут использоваться преимущества сочетания способов инжекционного и эффузионного охлаждения, которые первый раз были описаны здесь со ссылками на фиг. 7 и 8. Первичная зона с высокой степенью турбулентности конструкции, приведенной на фиг. 9, позволяет получить эффективное сгорание и высокую теплоотдачу на единицу объема камеры сгорания. Важным является то, что ударная сила струи и эффект всасывания, показанные на фиг. 10, могут повысить эффективность камеры сгорания до по меньшей мере 99% или более или более предпочтительно до 99,5% или более. На фиг. 10 и 8 показано, что топливовыпускные отверстия 150 могут использоваться для питания реактивных горелок 152 и 154 для усиления эффекта всасывания. Сравнивая конструкции, приведенные на фиг. 4-9, можно легко заметить одно из усовершенствований предшествующего уровня по отношению к конструкции фиг. 4. Как показано на фиг. 4, обеспечивается камера сгорания 300 с захватом вихрей для газотурбинного двигателя. Система подачи воздуха обеспечивает поступление приточного воздуха А. Поступление газообразного топлива F обеспечивается с помощью системы подачи топлива. Система подачи топлива имеет ступень предварительного смешивания, в которой топливо F выбрасывается из структурных элементов 302 системы подачи топлива и смешивается с приточным воздухом А для получения обедненной предварительной смеси 304 перед первой полостью 303 для захвата вихрей. За задней стенкой 306 головной части 308 обеспечивается первая полость 303 для захвата вихрей. Обеспечивается первая плохо обтекаемая хвостовая часть 310 с передней стенкой 312 для того, чтобы сформировать заднюю или первую полость 303 для захвата вихрей. При прохождении основного потока предварительной смеси мимо головной части 308 обеспечивается завихрение потока в направлениях, указанных стрелками 320 и 322. Обеспечивается по крайней мере одна ступень подачи пускового топлива с использованием одной или более форсунок 330, сообщающихся с системой подачи топлива. Каждая форсунка 330 подачи пускового топлива предназначена для впрыска топлива в первую полость 303 для захвата вихрей. Как показано на фиг. 4, форсунки подачи пускового топлива предназначены для впрыска топлива, как показано стрелками 332 и 334, в первую полость 303 для захвата вихрей таким образом, чтобы обеспечить импульс топлива и горючих газов в направлении,противоположном направлениям завихрения основного потока, показанным стрелками 320 и 322. На фигуре показаны две форсунки 330 подачи пускового топлива, хотя может быть использовано другое необходимое количество форсунок для обеспечения необходимых условий смешивания и требуемой эффективности горения, а также для обеспечения нужного количества дополнительного топлива. Например, было найдено, что обеспечение порядка 95% необходимого газообразного топлива в основном потоке предварительной смеси является приемлемым, и в таких случаях добавление примерно 5% необходимого газообразного топлива будет добавляться ступенью топливных форсунок подачи пускового топлива системы подачи топлива. На фиг. 5 показан общий вид с частичным вырезом варианта камеры сгорания с захватом вихрей,приведенного на фиг. 4, на котором более отчетливо иллюстрируется использование первой поперечины 340 и второй поперечины 342, которые частично имеют аэродинамический профиль, с задней стенкой 344, которая, по существу, лежит в одной плоскости с задней стенкой 306 головной части 308. Поперечины 340 и 342 обеспечивают дополнительные возможности захвата вихрей 350 и 352. Необходимо за-5 008575 метить, что поле течения будет трехмерным, а не только в поперечном направлении, как показано на фигуре в целях иллюстрации и объяснения. В качестве альтернативного варианта может использоваться поперечина 360 цилиндрической формы. Цилиндрическая поперечина 360 показана смещенной против потока на расстояние SL от задней стенки 306 головной части 308, и при необходимости поперечины 340 и 342 могут быть также смешены против потока в отношении стенки 306. Как показано на фиг. 5, поперечины 340, 342 или 360 отходят вбок от первой боковой стенки 362 и второй боковой стенки 364 переднего элемента 308 в направлении внешних боковых стенок 370 и 372 камеры сгорания 300. Необходимо понимать, что в камере сгорания, приведенной на фиг. 4, могут использоваться способы охлаждения задней стенки 306, рассмотренные выше со ссылками на фиг. 7, 8 и 9. Снова обратившись к фиг. 5, можно видеть, что камера сгорания 300 имеет один или более проходов 380, прилегающих к головной части 308. Такие проходы формируются в данной конфигурации между стенками 364 и 372 на одной стороне и стенками 362 и 370 на другой стороне и между основанием 380 и верхней стенкой 382 камеры сгорания. Задняя стенка 306 головной части определяет уменьшение проходимости плоскости поперечного сечения между основанием 380 и верхней стенкой 382 и боковыми стенками 370 и 372. Площадь сечения указанной плоскости складывается из суммы площади сечения задней стенки 306 головной части и площадей сечения одного или более проходов, прилегающих к задней стенке 306 головной части. Коэффициент уменьшения проходимости, определяемый отношением площади сечения задней стенки 306 головной части к общей площади указанной плоскости, превышает 60%. В одном варианте реализации изобретения коэффициент уменьшения проходимости равен примерно 63%. Снова обратившись к фиг. 6, можно видеть, что камера сгорания снабжена оригинальной полостью 403 для захвата вихрей, имеющей механизм регулировки ее объема. Данный вариант представлен на фиг. 6 в виде сечения по линии 6-6 фиг. 5, однако, с добавлением регулируемой плохо обтекаемой хвостовой части 410. Плохо обтекаемая хвостовая часть 410 имеет, по существу, двутавровый профиль, который снабжен верхним фланцем 412, имеющим нижнюю уплотняющую поверхность 414, для уплотнения вместе с верхней уплотняющей поверхностью 416 верхней стенки. Нижний фланец 422, имеющий верхнюю уплотняющую поверхность 424, предназначен для уплотнения вместе с нижней уплотняющей поверхностью 426 основания. Верхняя стенка 430 и основание 432 имеют разрывы, определяемые краевыми стенками 434 и 435 по отношению к верхней стенке и краевыми стенками 436 и 437 по отношению к основанию, и точное положение плохо обтекаемой хвостовой части 410 регулируется либо движением вперед,которое показано стрелкой 440, либо движением назад, показанным стрелкой 442. Регулировка положения обеспечивается с помощью серводвигателя 448 и соответствующей передачи, например червячной передачи 450, взаимодействующей с винтовой нарезкой в верхнем фланце 412. Такая схема позволяет регулировать объем полости 303 для захваченных вихрей с целью обеспечения полноты сгорания. На фиг. 11 показано использование впускных центральных частей 500 и 502 между боковыми стенками 506 и 508, смещенных по спирали на уголпо отношению к продольной оси 504 газовой турбины или иной машины. Угол спирали в газотурбинном двигателе может быть 30 или больше. Как показано на фигуре, за задними стенками 514 и 516 центральных частей 500 и 502, предназначенными для стабилизации пламени, имеются хвостовые части 510 и 512 для обеспечения захвата вихрей между задней стенкой 514 и хвостовой частью 510 и между задней стенкой 516 и хвостовой частью 512. На фиг. 12 представлен усовершенствованный вариант двойной задней стенки 600, предназначенной для стабилизации пламени, с инжекционными каналами 602 в первой стенке 603 и эффузионными каналами 604 во второй стенке 605, предназначенными для охлаждения впускной центральной части 610. Также обеспечиваются каналы 612 и 614 для подачи пускового топлива. Задняя часть 620 с каналами 622 и 624 для подачи пускового топлива дополнительно обеспечивает механизм захвата вихрей камеры сгорания 630. На фиг. 13 представлен вариант схемы с двумя плохо обтекаемыми хвостовыми частями. Как можно видеть, используются первая плохо обтекаемая хвостовая часть 620 и вторая плохо обтекаемая хвостовая часть 700. В этом варианте может использоваться двойная задняя стенка 600, представленная на схеме фиг. 12. Однако в этом случае используется вторая плохо обтекаемая хвостовая часть 700 с задней стенкой 704 для создания второй зоны 710 рециркуляции в дополнение к первой зоне 630 рециркуляции,показанной на фиг. 12. Такая схема обеспечивает дальнейшее повышение степени полноты сгорания. На фиг. 14 представлен один из вариантов известной конструкции камеры сгорания с захватом вихрей, в которой используется основной принцип подачи топлива и воздуха таким образом, что подаваемые топливо и воздух передают импульс завихряющемуся потоку, в основном, в направлении вращения захваченного вихря. Однако в настоящем изобретении было найдено, что можно улучшить интенсивность горения и полноту сгорания путем подачи топлива и/или воздуха таким образом, что подаваемыетопливо и воздух передают импульс завихряющемуся потоку, в основном, против направления вращения захваченного вихря. На фиг. 15 представлен вариант реализации оригинальной камеры сгорания 800 с камерой сгорания 803 с захватом вихрей, в котором обеспечивается простая плохо обтекаемая головная часть (или "центральная часть") 802, содержащая сменный модуль 804 для обеспечения сменной части 805 задней стен-6 008575 ки. Центральная часть 802 имеет боковые стенки 804 и 806, которые вместе с боковыми стенками 810 и 814 камеры сгорания формируют проходы 816 трубопровода. Обеспечивается первая хвостовая часть 820 с топливными каналами 830 и топливными форсунками 832. В форсунки 832 может подаваться часть основного топлива или пусковое топливо. Также первая плохо обтекаемая хвостовая часть 820 снабжена проходами 840 для охлаждающего воздуха, соединенными с системой подачи охлаждающего воздуха, и перфорациями 842 для нагнетания воздуха, которые обеспечивают подачу охлаждающего воздуха для пленочного охлаждения плохо обтекаемой хвостовой части 820. Перфорации 842 сообщаются с системой подачи охлаждающего воздуха так, что они обеспечивают эффузионное охлаждение стенок, особенно передней стенки 821 первой плохо обтекаемой хвостовой части 820. В варианте конструкции, показанном на фиг. 19, обеспечиваются перфорации 842, которые имеют проход 843 с наклоном под заданным углом (то есть вверх и вниз по отношению к продольной оси потока, указанной как осевая линия 850 на фиг. 15) и с поворотом по горизонтали на заданный угол (то есть вбок по отношению к продольной оси потока, указанной как осевая линия 850 на фиг. 15) относительно упомянутой передней стенки первой плохо обтекаемой хвостовой части. В одном варианте используется угол наклона перфораций порядка 30 против потока. В таком варианте полезно также обеспечить перфорации с углом поворота по горизонтали примерно 30 в одну или другую сторону так, что охлаждающая пленка обтекает плохо обтекаемую часть 820 по часовой стрелке или против часовой стрелки. Обычно перфорации имеют одинаковые углы наклона и поворота, так чтобы создать однородную воздушную охлаждающую пленку, которая обтекает переднюю стенку первой плохо обтекаемой хвостовой части. Однако, как дальше будет показано со ссылками на фиг. 18, одинаковые углы наклона и поворота могут быть изменены на противоположные на первой стороне 860 и второй стороне 862 (то есть вверх на одной стороне и вниз на другой), так чтобы создать завихривающий эффект для пленочного охлаждения. В этих случаях угол наклона вверхможет быть обеспечен равным углу наклона вниз В, но направление закручивания предпочтительно поддерживается при этом неизменным. На фиг. 16 представлен вариант реализации, аналогичный приведенному на фиг. 15, однако, с введением в усовершенствованную конструкцию камеры сгорания 801 боковых поперечин 870 и 872, отходящих в сторону от исходной плохо обтекаемой головной части, для создания малых зон рециркуляции для дополнительного смешивания горячих сгорающих газов, что позволяет повысить полноту сгорания. Как можно видеть, поперечины 870 и 872 аналогичны поперечинам 340 и 342, показанным на фиг. 5. На фиг. 17 представлен общий вид с частичным вырезом варианта сменной плохо обтекаемой хвостовой части 820, на котором показано расположение каналов 842 подачи охлаждающего воздуха и каналов 832 впрыска топлива. На фиг. 18 представлен вид частичного сечения, сделанного по линии 18-18 фиг. 17, на котором показаны проходы 830 для топлива и проходы 840 для воздуха, а также выходные каналы охлаждающего воздуха, угол наклона которых обеспечивает улучшение потока охлаждающего воздуха по всей поверхности плохо обтекаемой хвостовой части, как было объяснено выше. На фиг. 19 представлен частичный вид сбоку плохо обтекаемой хвостовой части 820, на котором показаны ориентация выходных каналов 842 охлаждающего воздуха, а также несколько выходных каналов 832 пускового топлива. На фиг. 20 представлен вид еще одного варианта реализации камеры сгорания 803, аналогичного приведенному на фиг. 16, в котором используются боковые поперечины 870 и 872, прилегающие к переднему элементу 802, однако, в котором дополнительно используется вторая хвостовая часть 880,имеющая переднюю стенку 882, для обеспечения второй полости 882 для захваченных вихрей между стенкой 882 и задней стенкой 884 первой хвостовой части 820, чтобы обеспечить необходимую длину камеры сгорания с захватом вихрей. Как пояснялось выше, принцип сжигания топлива с использованием камеры сгорания с захватом вихрей (TVC) основывается на подавлении вихревого потока от плохо обтекаемого тела, который в противном случае дестабилизировал бы первичную зону, ограничивая преждевременно диапазон рабочих режимов системы. Расширенный диапазон рабочих режимов крайне желателен для многих систем сгорания, особенно для систем наземного базирования в связи с требованиями производства частичной мощности. Кроме того, интенсивное горение, происходящее между головными и хвостовыми частями (см. фиг. 16), должно служить в качестве механизма, способствующего взаимодействию между холодной смесью и горячими продуктами горения, что улучшает эмиссионные характеристики. Для оценки характеристик устройства величины отношения воздух/топливо (A/F) нормализуются стехиометрическим отношением воздух/топливо (A/F), чтобы получить коэффициент избытка топлива: =(A/F) стехиометрическое/(А/F) измеренное. При таком определении 1 указывает на сгорание в условиях обогащенной смеси, а 1 указывает на сгорание обедненной смеси. В общем случае, к сожалению, получение максимальной эффективности для обедненной смеси сопровождается увеличением выброса NOx в некоторых диапазонах содержания топлива в обедненных смесях, хотя при дальнейшем уменьшении температур горения для обедненных смесей выброс NOx также уменьшается. Таким образом, усовершенствованная конструкцияTVC, раскрытая в данном описании, которая обеспечивает эффективное сгорание обедненных смесей при уменьшении эмиссии нежелательных продуктов, является важным улучшением в данной области-7 008575 техники. Ниже описываются результаты испытаний, проведенные на двух конструкциях TVC, одна из которых показана на фиг. 15, а вторая, с боковыми поперечинами, расположенными в проходном сечении и предназначенными для улучшения смесеобразования, показана на фиг. 16. Первое, в отношении TVC, представленной на фиг. 15, выполнялись два испытания с базовой TVC и с установкой плохо обтекаемой части. Подача топлива осуществлялась с использованием систем с предварительным смешиванием. Подача топлива в область плохо обтекаемой части (частичное предварительное смешивание) или диффузионная подача пускового топлива не использовались. Все испытания проводились для подачи 5% (3,5% от всего воздуха) приточного воздуха в TVC и 95% в основной канал. Испытания проводились для трех точек коэффициентов избытка топлива fe, равных 0,51, 0,55 и 0,60, в первичной зоне (передний край) при изменениях подачи в TVC основных компонентов смеси для заданного коэффициента fe в первичной зоне. Доля воздуха для охлаждения кожуха жаровой трубы поддерживалась на уровне 25% (от полного потока воздуха) во всех испытаниях TVC (с поперечинами, фиг. 16,и без поперечин, фиг. 15). Делались попытки увеличения подачи воздуха в TVC до 10% от всего приточного воздуха, но они оказались безуспешными из-за выдувания и/или перегрева частей (кожуха и/или модулей термодатчиков). Необходимо отметить, что во всех экспериментах температуры кожуха были неоднородными по длине камеры сгорания, изменяясь от 800 до 1700F (от 427 до 927 С), в зависимости от места тепловыделения и/или содержания топлива (от коэффициента избытка топлива). Были получены давление полного сгорания (270 фунтов/дюйм абс. или 1900 кПа абс.) и температуры предварительного нагрева (761F или 405 С). На фиг. 23 и 24 приведены эмиссии NOх и СО, соответственно, в зависимости от коэффициента избытка топлива fe в первичной зоне (передний край) для всех данных, полученных для этой схемы, независимо от распределения топлива между TVC и основным каналом. Надо отметить, что величины эмиссии были приведены к стандартной концентрации О 2 (15%). Изменение эмиссии NOx в зависимости от увеличения коэффициента избытка топлива fe в первичной зоне (передний край) или от температуры пламени в передней части имеет стандартный характер, а именно: увеличение температуры пламени в первичной зоне приводит к увеличению эмиссии NOx из-за механизма образования первичных продуктовNOx. Эмиссия СО, напротив, имеет противоположный характер, что опять же является типичным для кинетической реакции. Очевидно, что в процессе проведения экспериментов не удалось получить равновесное образование СО, при котором уровни СО начинают увеличиваться при росте температуры. Необходимо отметить, что использование логарифмической шкалы по оси у было вызвано скачкообразным увеличением уровней СО при более бедных смесях. На фиг. 25, на которой представлена диаграмма зависимости между эмиссиями Nox и СО, сведены результаты трех экспериментов для основных величин коэффициента избытка топлива (0,51, 0,55 и 0,60). Для каждого коэффициента избытка топлива, рассчитанного для основного канала, main=топливо в канале/воздух в канале, проводились эксперименты для коэффициента избытка топлива, рассчитанного дляTVC, TVC=топливо в TVC/воздух в TVC, для того, чтобы поддерживать постоянным содержание топлива для каждой расчетной таблицы. Это приводит к большим колебаниям коэффициента избытка топлива,рассчитанного для TVC: 0,51-1,5. Очевидно, что задание меньших значений коэффициента избытка топлива оказывает сильное влияние на образование СО так, что в экспериментах были зарегистрированы высокие уровни (сотни ррm). При обогащении всего объема смеси в передней части было достигнуто существенное уменьшение уровня СО, поскольку смесь эффективно "догорала" или происходило преобразование СО в СО 2. Оптимальное разделение подачи топлива было получено для значения основного коэффициента избытка топлива main=0,6, при котором были зарегистрированы одновременные значения NOx/CO, равные 28/28 ррm, приведенные к содержанию О 2 15%. Фиг. 27 представляет развитие предыдущей фигуры. Необходимо иметь в виду, что для ясности кривая для значения основного коэффициента избытка топливаmain=0,51 была исключена из набора данных. На фиг. 26 представлена полнота сгорания, характеризуемая эмиссией, в зависимости от показателя серьезности, который был определен Рокемором и др. в 2001 следующим образом: По существу, параметр серьезности является индексом подачи смеси, который обеспечивает эффективную стандартизацию различных анализов соотношения топливо/воздух. Было ясно показано, что полнота сгорания увеличивается по мере увеличения индекса подачи смеси от 7,0 до 8,0, и после этого она стабилизируется. Ожидаемое увеличение объясняется интенсификацией турбулентности и, соответственно, активностью горения в области TVC (область между плохо обтекаемой частью и хвостовой частью) в результате увеличения подачи топлива. Однако более важным является то, что были показаны высокие уровни полноты сгорания (99,5%). Это результат превосходных качеств, присущих, в целом,новой конструкции, раскрытой в данном описании, по сравнению с другими способами стабилизации-8 008575 пламени с использованием, например, аксиальных и/или радиальных приточных устройств предварительного смешивания. В отношении конструкции, приведенной на фиг. 16, то есть TVC с поперечинами, полученные данные подтверждают, что требуется дальнейшее расширение взаимодействия первичного и высокоэнергетического центрального потока с холодным попутным потоком в канале для полного использования достоинств концепции TVC. Когда горячие и турбулентные продукты сгорания между головной и хвостовой частью распределяются более эффективно внутри потока в канале, достигаются более высокая интенсивность горения и, следовательно, более высокая полнота сгорания. Далее, это расширенное взаимодействие уменьшает эмиссию СО, поскольку воспламенение начинается раньше внутри кожуха, обеспечивая,таким образом, большее время для догорания. В эксперименте в качестве поперечин использовались стержни диаметром 0,25 дюйма (6,4 мм), установленные в проходной плоскости, охватывающей равные площади потока для обеспечения прохода горячих продуктов сгорания TVC в поток в канале. Вдоль оси стержней использовался простой ряд отверстий 842 для охлаждения (см. фиг. 21), чтобы обеспечить надежность части при температурах камеры сгорания. На фиг. 29 приведены точки с полной информацией,для которых проводились испытания для указанной конструкции. Для всех точек поддерживалось давление при горении на уровне порядка 270 фунтов/дюйм абс. (1860 кПа абс.) и коэффициент избытка топлива TVC (TVC) 0,75. После установления указанных базовых условий коэффициент избытка топлива в передней части изменялся путем регулировки канального или основного коэффициента избытка топлива(main). На фиг. 28 приведены сравнительные результаты таких изменений по отношению к базовым результатам для TVC, представленным выше. Также представлена степень полноты сгорания в зависимости от параметра серьезности. Ясно показан больший диапазон на уровне почти 100% полноты сгорания по сравнению с предыдущими экспериментами, и при этом область почти идеальной полноты сгорания расширена на меньшие значения параметра серьезности по сравнению с предыдущими результатами. Возможно, наилучшим свидетельством улучшения характеристик данной конструкции является диаграмма зависимости содержания СО от содержания NOx (приведенные к 15% О 2), которые были получены в достаточно большом диапазоне стехиометрического отношения, что намного превосходит аналогичные показатели для всех предшествующих конструкций (TVC или плохо обтекаемое тело). Далее,был даже достигнут и улучшен порог концентраций 10 ppm NOx/10 ppm CO. На диаграмме представлены оба механизма образования СО: равновесное образование для более обогащенных смесей и кинетическое образование для обедненных смесей. Была наглядно продемонстрирована важность расширения взаимодействия между холодной и горячей смесями. Были выполнены испытания для трех конфигураций оборудования. Испытания начались с простейшим стабилизатором пламени (плохо обтекаемое тело, представленное на фиг. 7) с коэффициентом уменьшения проходимости 63% с ожидаемыми результатами. Были получены обычные эффективности сгорания, превышающие 99%, однако, не были получены приемлемые уровни эмиссий. Во второй серии испытаний оценивалась концепция TVC, основанная на захвате пары вихрей между головной и хвостовой частями (схема фиг. 15). Для данной конфигурации уровни эмиссии упали от сотен ppm (характеристика конфигурации с плохо обтекаемым телом) до 20-30 ppm с увеличением общей полноты сгорания(99%). Понимание того, что улучшение взаимодействия между в высшей степени турбулентным потоком TVC и потоком в канале благоприятно для повышения эффективности, ведет к оценке третьей концепции, предполагающей использование поперечин внутри самого канала (фиг. 4, 5 и 16). Для целей испытаний использовались стержни, как показано на фиг. 4. Эти трубопроводы оказались эффективными для улучшения взаимодействия поступающей холодной предварительной смеси с горячими циркулирующими горящими газами. Полученные уровни эмиссий (NOx/CO ниже 10 ppm) и высокие эффективности сгорания (99,9%) доказали успешность этой конфигурации для возможного внедрения в промышленные системы, использующие газотурбинные двигатели. Необходимо понимать, что различные особенности и варианты реализации конструкций камеры сгорания, раскрытой в описании, являются важным усовершенствованием в области техники камер сгорания с захватом вихрей. Хотя только отдельные примеры вариантов реализации были подробно описаны, различные детали представлены в достаточной степени на чертежах и в описании для того, чтобы специалист среднего уровня смог реализовать и использовать изобретение без необходимости включения в данное подробное описание дополнительных разъяснений. Важно, что объекты и варианты реализации,описанные и заявленные, могут быть модифицированы без существенного отклонения от новых идей и преимуществ, обеспечиваемых настоящим изобретением, и могут быть реализованы в других конкретных формах без отклонения от его существа и основных характеристик. Поэтому варианты реализации,представленные в описании, должны рассматриваться во всех отношениях как иллюстративные и не имеющие ограничительного характера. Данное раскрытие предназначено для того, чтобы охватить все описанные конструкции и не только конструктивные эквиваленты, но также и эквивалентные конструкции. Возможны различные модификации и вариации в рамках раскрытых идей. Поэтому необходимо понимать, что в объеме прилагаемой формулы изобретения, изобретение может быть реализовано в фор-9 008575 мах, отличных от вышеописанных. Таким образом, объем изобретения в том виде, как он определяется в прилагаемой формуле изобретения, иллюстрируется на чертежах и объясняется в вышеприведенном описании, предназначен для того, чтобы включать все модификации приведенных вариантов, которые,тем не менее, охватываются расширительным толкованием и пределами, которые следуют из явного смысла формулы изобретения, изложенной ниже. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Камера сгорания с захватом вихрей, содержащая:(a) одну или более полостей для захвата вихрей;(b) систему подачи воздуха для подачи приточного воздуха;(c) систему подачи топлива для подачи газообразного топлива, содержащую:(i) ступень предварительного смешивания, в которой топливо из системы подачи топлива смешивается с приточным воздухом для обеспечения обедненной предварительной смеси перед первой из указанных полостей для захвата вихрей;(ii) по крайней мере одну топливную ступень, содержащую одну или более форсунок, сообщающихся с системой подачи топлива, причем по крайней мере одна форсунка предназначена для впрыска топлива в первую полость для захвата вихрей;(d) при этом указанная первая полость предназначена для обеспечения завихрения основного потока текучей среды в заданном направлении; а(e) указанная по крайней мере одна форсунка предназначена для впрыска топлива в первую полость для захвата вихрей; причем форсунка имеет такую ориентацию, чтобы обеспечить струю из форсунки для обеспечения импульса топлива и горючих газов в направлении, которое противоположно заданному направлению завихрения основного потока текучей среды. 2. Камера сгорания по п.1, содержащая дополнительно две или более форсунок, сообщающихся с системой подачи топлива, причем каждая из указанных форсунок направлена таким образом, чтобы обеспечить струю топлива для обеспечения импульса в направлении, которое противоположно заданному направлению завихрения основного потока текучей среды. 3. Камера сгорания по п.1, содержащая головную часть, имеющую заднюю стенку, и первую хвостовую часть, имеющую переднюю стенку, причем первая полость для захвата вихрей расположена между задней стенкой головной части и передней стенкой первой хвостовой части. 4. Камера сгорания по п.3, содержащая вторую хвостовую часть, имеющую переднюю стенку, причем первая хвостовая часть дополнительно содержит заднюю стенку и вторая полость для захвата вихрей расположена между задней стенкой первой хвостовой части и передней стенкой второй хвостовой части. 5. Камера сгорания по п.4, содержащая, по крайней мере, первую топливную ступень и вторую топливную ступень, причем вторая топливная ступень обеспечивает по крайней мере одну топливную форсунку для подачи топлива во вторую полость для захвата вихрей. 6. Камера сгорания по п.3, содержащая один или более проходов, прилегающих к головной части,причем задняя стенка головной части определяет проходное сечение, площадь которого складывается из суммы (i) площади сечения задней стенки головной части и (ii) площадей сечения одного или более проходов, прилегающих к задней стенке головной части, при этом коэффициент уменьшения проходимости,определяемый отношением площади сечения задней стенки головной части к общей площади проходного сечения, превышает 60%. 7. Камера сгорания по п.5, в которой коэффициент уменьшения проходимости равен примерно 63%. 8. Камера сгорания по п.3, в которой задняя стенка головной части охлаждается с использованием эффузионного охлаждения. 9. Камера сгорания по п.3, в которой задняя стенка головной части охлаждается с использованием инжекционного охлаждения. 10. Камера сгорания по п.3, в которой первая хвостовая часть охлаждается с использованием эффузионного охлаждения. 11. Камера сгорания по п.3, дополнительно содержащая одну или более поперечин, отходящих в сторону от головной части. 12. Камера сгорания по п.11, в которой поперечины отходят в сторону от места, прилегающего к задней стенке головной части. 13. Камера сгорания по п.11 или 12, в которой поперечины имеют цилиндрическую форму. 14. Камера сгорания по п.11 или 12, в которой поперечины имеют частичную аэродинамическую форму с оконечной частью в направлении потока. 15. Камера сгорания по п.3, в которой головная часть дополнительно содержит внешнюю боковую стенку, соединенную с задней стенкой головной части с использованием достаточного уплотнения, так что внутри головной части образуется камера, которая может наддуваться охлаждающим воздухом, причем камера с охлаждающим воздухом сообщается с задней стенкой головной части, так чтобы обеспечивать инжекционное охлаждение задней стенки головной части.- 10008575 16. Камера сгорания по п.3, в которой задняя стенка содержит перфорации, сообщающиеся с камерой, которая может наддуваться охлаждающим воздухом, и с первой полостью для захвата вихрей, при этом перфорации предназначены для обеспечения эффузионного охлаждения задней стенки головной части. 17. Камера сгорания по п.16, в которой перфорации имеют заданные углы наклона и поворота по отношению к задней стенке. 18. Камера сгорания по п.17, в которой угол наклона перфораций равен примерно 30 вверх. 19. Камера сгорания по п.18, в которой угол поворота равен примерно 30. 20. Камера сгорания по п.17, в которой перфорации имеют одинаковые углы наклона и поворота,так чтобы создавать пленку охлаждающего воздуха, которая обтекает заднюю стенку головной части. 21. Камера сгорания по п.3, которая дополнительно содержит систему подачи охлаждающего воздуха, причем первая плохо обтекаемая хвостовая часть содержит перфорации, сообщающиеся с системой подачи охлаждающего воздуха, и при этом перфорации предназначены для обеспечения эффузионного охлаждения передней стенки первой плохо обтекаемой хвостовой части. 22. Камера сгорания по п.21, в которой перфорации имеют заданные углы наклона и поворота по отношению к передней стенке первой плохо обтекаемой хвостовой части. 23. Камера сгорания по п.22, в которой угол наклона перфораций равен примерно 30 вверх. 24. Камера сгорания по п.23, в которой угол поворота равен примерно 30. 25. Камера сгорания по п.22, в которой перфорации имеют одинаковые углы наклона и поворота,так чтобы создавать пленку охлаждающего воздуха, которая обтекает переднюю стенку первой плохо обтекаемой хвостовой части. 26. Камера сгорания с захватом вихрей для газотурбинного двигателя, содержащая:(a) по крайней мере одну головную часть, имеющую сменную часть задней стенки;(b) по крайней мере одну плохо обтекаемую хвостовую часть;(c) одну или более полостей для захвата вихрей;(d) систему подачи воздуха для подачи приточного воздуха;(e) систему подачи топлива для подачи газообразного топлива, содержащую:(i) ступень предварительного смешивания, в которой топливо из системы подачи топлива смешивается с приточным воздухом для обеспечения обедненной предварительной смеси перед первой из указанных полостей для захвата вихрей;(ii) по крайней мере одну топливную ступень, содержащую одну или более форсунок, сообщающихся с системой подачи топлива, причем по крайней мере одна форсунка предназначена для впрыска топлива в первую полость для захвата вихрей;(f) при этом первая полость предназначена для обеспечения завихрения основного потока текучей среды в заданном направлении; а(g) по крайней мере одна форсунка предназначена для впрыска топлива в первую полость для захвата вихрей; причем форсунка имеет такую ориентацию, чтобы обеспечить струю из форсунки для обеспечения импульса топлива и горючих газов в направлении полости для захвата вихрей. 27. Камера сгорания по п.26, в которой по крайней мере одна форсунка предназначена для впрыска топлива в первую полость для захвата вихрей; причем форсунка имеет такую ориентацию, чтобы обеспечить струю, которая обеспечивает импульс от топлива и горючих газов в направлении, которое противоположно заданному направлению завихрения основного потока текучей среды. 28. Камера сгорания по п.27, содержащая дополнительно две или более форсунок, сообщающихся с системой подачи топлива, причем каждая из указанных форсунок направлена таким образом, чтобы обеспечить струю топлива для обеспечения импульса в направлении, которое противоположно заданному направлению завихрения основного потока текучей среды. 29. Камера сгорания по п.26, в которой по крайней мере одна плохо обтекаемая хвостовая часть содержит первую хвостовую часть, имеющую переднюю стенку, и при этом первая полость для захвата вихрей расположена между сменной частью задней стенки головной части и передней стенкой первой хвостовой части. 30. Камера сгорания по п.29, содержащая вторую хвостовую часть, имеющую переднюю стенку,причем первая хвостовая часть дополнительно содержит заднюю стенку и вторая полость для захвата вихрей расположена между задней стенкой первой хвостовой части и передней стенкой второй хвостовой части. 31. Камера сгорания по п.30, содержащая, по крайней мере, первую топливную ступень и вторую топливную ступень, причем вторая топливная ступень обеспечивает по крайней мере одну топливную форсунку для подачи топлива во вторую полость для захвата вихрей. 32. Камера сгорания по п.29, содержащая один или более проходов, прилегающих к головной части,причем задняя стенка головной части определяет проходное сечение, площадь которого складывается из суммы (i) площади сечения задней стенки головной части и (ii) площадей сечения одного или более проходов, прилегающих к задней стенке головной части, при этом коэффициент уменьшения проходимости,- 11008575 определяемый отношением площади сечения задней стенки головной части к общей площади проходного сечения, превышает 60%. 33. Камера сгорания по п.32, в которой коэффициент уменьшения проходимости равен примерно 63%. 34. Камера сгорания по п.32, в которой сменная задняя стенка головной части охлаждается с использованием эффузионного охлаждения. 35. Камера сгорания по п.26, в которой сменная задняя стенка головной части охлаждается с использованием инжекционного охлаждения. 36. Камера сгорания по п.26, в которой первая плохо обтекаемая хвостовая часть является сменной. 37. Камера сгорания по п.36, в которой первая хвостовая часть охлаждается с использованием эффузионного охлаждения. 38. Камера сгорания по п.26, дополнительно содержащая одну или более поперечин, отходящих в сторону от головной части. 39. Камера сгорания по п.38, в которой поперечины отходят в сторону от места, прилегающего к задней стенке головной части. 40. Камера сгорания по п.38 или 39, в которой поперечины имеют цилиндрическую форму. 41. Камера сгорания по п.38 или 39, в которой поперечины имеют частичную аэродинамическую форму с оконечной частью в направлении потока. 42. Камера сгорания по одному из пп.1, 26 или 38, имеющая прямоугольное поперечное сечение. 43. Камера сгорания по п.26, в которой головная часть дополнительно содержит внешнюю боковую стенку, соединенную с задней стенкой головной части с использованием достаточного уплотнения, так что внутри головной части образуется камера, которая может наддуваться охлаждающим воздухом, причем камера с охлаждающим воздухом сообщается со сменной частью задней стенкой головной части, так чтобы обеспечивать инжекционное охлаждение сменной части задней стенки головной части. 44. Камера сгорания по п.43, в которой сменная часть задней стенки содержит перфорации, сообщающиеся с камерой, которая может наддуваться охлаждающим воздухом, и с первой полостью для захвата вихрей, при этом перфорации предназначены для обеспечения эффузионного охлаждения сменной части задней стенки головной части. 45. Камера сгорания по п.44, в которой перфорации имеют заданные углы наклона и поворота по отношению к задней стенке. 46. Камера сгорания по п.45, в которой угол наклона перфораций равен примерно 30 вверх. 47. Камера сгорания по п.46, в которой угол поворота равен примерно 30. 48. Камера сгорания по п.17, в которой перфорации имеют одинаковые углы наклона и поворота,так чтобы создавать пленку охлаждающего воздуха, которая обтекает сменную часть задней стенки головной части. 49. Камера сгорания по п.26, которая дополнительно содержит систему подачи охлаждающего воздуха, причем первая плохо обтекаемая хвостовая часть содержит перфорации, сообщающиеся с системой подачи охлаждающего воздуха, и при этом перфорации предназначены для обеспечения эффузионного охлаждения передней стенки первой плохо обтекаемой хвостовой части. 50. Камера сгорания по п.49, в которой перфорации имеют заданные углы наклона и поворота по отношению к передней стенке первой плохо обтекаемой хвостовой части. 51. Камера сгорания по п.50, в которой угол наклона перфораций равен примерно 30 вверх. 52. Камера сгорания по п.51, в которой угол поворота равен примерно 30. 53. Камера сгорания по п.52, в которой перфорации имеют одинаковые углы наклона и поворота,так чтобы создавать пленку охлаждающего воздуха, которая обтекает переднюю стенку первой плохо обтекаемой хвостовой части. 54. Камера сгорания по п.1 или 26, в которой эмиссии оксидов азота (NOx), приведенные к содержанию кислорода 15%, меньше чем 20 частей на миллион. 55. Камера сгорания по п.1 или 26, в которой эмиссии оксидов азота (NOx), приведенные к содержанию кислорода 15%, меньше чем 10 частей на миллион. 56. Камера сгорания по п.1 или 26, в которой эмиссии монооксида углерода, приведенные к содержанию кислорода 15%, меньше чем 20 частей на миллион. 57. Камера сгорания по п.1 или 26, в которой эмиссии монооксида углерода, приведенные к содержанию кислорода 15%, меньше чем 10 частей на миллион. 58. Камера сгорания по п.1 или 26, в которой (а) эмиссии оксидов азота (NOx), приведенные к содержанию кислорода 15%, меньше чем 10 частей на миллион и (b) эмиссии монооксида углерода, приведенные к содержанию кислорода 15%, меньше чем 10 частей на миллион. 59. Камера сгорания по п.58, в которой полнота сгорания превышает 99,5%. 60. Камера сгорания по п.58, в которой полнота сгорания равна или превышает 99,9%. 61. Камера сгорания по п.1 или 26, в которой топливные форсунки являются форсунками подачи пускового топлива.- 12008575 62. Камера сгорания по п.1 или 26, содержащая дополнительно один или более инжекторов для подачи воздуха, причем по крайней мере один из инжекторов направлен таким образом, чтобы обеспечить струю в направлении, которое противоположно заданному направлению завихрения основного потока текучей среды. 63. Камера сгорания по п.26, дополнительно содержащая одну или более поперечин, отходящих в сторону от головной части. 64. Камера сгорания по п.62, в которой каждый из воздушных инжекторов направлен таким образом, чтобы обеспечить струю в направлении, которое противоположно заданному направлению завихрения основного потока текучей среды. 65. Камера сгорания по п.63, в которой каждый из воздушных инжекторов является инжектором вторичного воздуха. 66. Способ использования камеры сгорания с захватом вихрей, содержащий следующие стадии:(a) обеспечение камеры сгорания с захватом вихрей, содержащей:(1) одну или более полостей, предназначенных для обеспечения завихрения основного потока текучей среды в заданном направлении;(2) систему подачи воздуха для подачи приточного воздуха;(3) систему подачи топлива для подачи газообразного топлива, содержащую (i) ступень предварительного смешивания, в которой топливо из системы подачи топлива смешивается с приточным воздухом для обеспечения обедненной предварительной смеси перед первой из указанных полостей для захвата вихрей, и (ii) по крайней мере одну топливную ступень, содержащую одну или более форсунок, сообщающихся с системой подачи топлива, причем по крайней мере одна форсунка предназначена для впрыска топлива в первую полость для захвата вихрей;(b) впрыск топлива посредством по крайней мере одной форсунки, которая предназначена для подачи топлива в первую полость для захвата вихрей; причем в таком направлении, чтобы обеспечить струю из форсунки для обеспечения импульса впрыскнутого топлива в направлении, которое противоположно заданному направлению завихрения основного потока текучей среды. 67. Способ по п.66, в котором камера сгорания с захватом вихрей содержит дополнительно один или более инжекторов для подачи воздуха, причем способ содержит дополнительно подачу воздуха посредством по крайней мере одного из инжекторов для обеспечения импульса подаваемого воздуха в направлении, которое противоположно заданному направлению завихрения основного потока текучей среды. 68. Способ по п.66, в котором камера сгорания с захватом вихрей используется в газотурбинном двигателе.