摘要：为解决航空煤油（RP-3）在椭圆转子发动机中因黏度高、挥发性差导致的雾化困难问题，本文提出将空气辅助喷射技术引入椭圆转子发动机，并基于Converge平台建立了包含进排气道、燃烧室及空气辅助喷射流道的一体化三维CFD模型。以航煤-空气喷射时间间隔（20°~60°曲轴转角）和空气喷射压力（4.0~6.0 bar）为变量，系统探究了两种参数对缸内燃油雾化、混合气形成、燃烧过程、热力性能及污染物排放的影响规律。结果表明：随航煤-空气喷射时间间隔增大，缸内燃料雾化质量先提高后降低；喷射间隔为30°曲轴转角时指示功率达峰值15.8 kW，但燃烧效率偏低致使指示热效率仅为39.1%；喷射间隔增至60°曲轴转角时热效率升至43.4%。提高空气喷射压力可增强缸内湍流动能，改善雾化效果并加速火焰传播；当空气喷射压力从4.0 bar升至6.0 bar时，指示功率与热效率分别提升29.3%和18.9%，HC排放降低70.9%，但NOx排放增加781.4%。本研究可为椭圆转子发动机空气辅助喷射策略的多参数协同优化提供理论依据。
关键词：椭圆转子发动机；空气辅助喷射；航空煤油；雾化；燃烧性能；数值模拟
一、椭圆转子发动机发展概述
1.1 椭圆转子发动机的发展背景
随着低空经济的快速发展，小型无人机对高效、长航时动力系统的需求日益迫切。电动推进系统虽具备低噪声、低排放等优势，但受限于电池能量密度低、充电时间长等因素，在长航时、连续作业场景中的应用仍受到显著制约。增程式或混合动力方案成为解决上述问题的有效途径，这对动力系统的功重比和集成度提出了更高要求。
三角转子发动机（TRE）凭借功率密度高、结构简单、运转平稳、重量轻等优势，在增程式电动汽车和混合动力车辆中得到了广泛研究和应用。Zambalov等指出，基于三角转子发动机的增程器是一种极具前景的解决方案。Varnhagen等利用先进车辆模拟器对采用不同发动机配置和电池容量的插电式混合动力车辆进行建模，结果表明采用三角转子发动机的增程系统较其他发动机具有更低的能耗和温室气体排放。然而，随着排放法规日益严格和低碳目标的推进，传统化石燃料已难以满足无人机动力系统的清洁能源要求，替代燃料成为解决常规转子发动机排放问题的关键技术途径。
椭圆转子发动机（Elliptical Rotary Engine, ERE）作为一种新型高效动力系统，由美国Liquid Piston公司于2012年首次提出。与传统汪克尔三角转子发动机相比，椭圆转子发动机采用“由内而外”的逆向设计理念——在三角形壳体内安装椭圆形转子，而非在椭圆形壳体内安装三角形转子。这一结构反转带来了多重优势：顶点密封和端面密封均安装在固定壳体上并可直接润滑，显著提高了耐用性和可靠性；可以形成更高的燃烧室压力，同时保证密封性和排放性能。椭圆转子发动机采用Liquid Piston公司专利的高效混合循环（HEHC），该热力循环结合了高压缩比、等容燃烧和过度膨胀三大核心原则，理论效率可达75%。
椭圆转子发动机具有结构紧凑、功重比高的优势，被普遍认为是无人机（UAV）极具前景的动力装置。椭圆转子发动机的转子轮廓为渐开线，缸体轮廓是转子轮廓的外包络线，其运动属于二叶摆线轮在三齿针轮中的行星运动——齿圈固定于缸体上，偏心轴角速度是齿圈自转角速度的两倍且方向相反，即曲轴旋转两圈，转子逆向旋转一圈。这种运动学特性使椭圆转子发动机具有三个独立的燃烧室，每个燃烧室依次完成进气、压缩、做功和排气过程。
1.2 椭圆转子发动机结构及运行参数优化研究进展
在椭圆转子发动机结构及运行参数优化方面，学者们开展了大量研究工作。Shkolnik等研究发现，压缩比为18的柴油X1型转子发动机在1800 r/min转速下热效率达到33%。Zambalov等对汽油燃料XMv3型椭圆转子发动机的研究表明，调整过度膨胀系数会影响发动机的进气和排气过程——当过度膨胀系数由1.1提升至1.2时，热效率从32.7%提高到34.5%。Zou等发现，与低转速工况相比，点火正时对中高转速下汽油燃料XMv3椭圆转子发动机峰值压力的影响更为显著；随着点火时刻推迟，低速时NOx的质量分数先增加后降低，而在高速时则持续增加。
压缩比是影响椭圆转子发动机热效率的关键参数。研究表明，当压缩比从9.26提高到11时，热效率可提升18.27%，但同时会带来明显的爆震倾向。采用空气辅助喷油器缸内直喷技术能有效抑制高压缩比产生的爆震，其热效率相比于原型提升14.28%。此外，平移距离和燃烧室半径等几何参数也对小型椭圆转子发动机缸内流场、湍动能和燃烧过程产生显著影响。
在换气过程方面，椭圆转子发动机通过转子上的进、排气口换气，具有3个燃烧室且曲轴转速是转子转速的2倍，其换气特性和排气特征与传统活塞往复式发动机及三角转子发动机有明显区别。研究表明，椭圆转子发动机可以实现更大的气门开口面积，更快地完成缸内换气，在高转速下具有明显优势。
1.3 提升椭圆转子发动机燃烧及热力性能的研究
为了提升椭圆转子发动机的燃烧及热力性能，学者们从燃料改性和燃烧技术两个层面开展了探索。
在燃料掺混方面，氢气凭借火焰速度快和淬火距离短的特点，能够有效改善转子发动机因燃烧室狭长、面容比大而导致的不完全燃烧问题。Hou等研究了不同喷氢策略对汽油椭圆转子发动机燃烧性能的影响，结果表明氢气直喷时刻越晚，发动机指示热效率越高，同时SOOT排放也有所降低。Yang等提出了一种双区模型与神经网络模型相结合的仿真模型，发现在高转速、大点火提前角下，掺氢优化使转子发动机性能提升更为明显。Geng以XMv3型发动机为对象，探究了不同氢气缸内直喷位置对燃烧性能的影响，发现在燃烧室前侧喷氢时燃烧最为充分、热效率最高。在高海拔环境下，掺氢同样显示出显著优势——在6000 m海拔、6%掺氢比条件下，后燃损失和不完全燃烧损失分别降低10.21%和4.63%，指示热效率相对提升26.7%。然而，氢气燃烧产生的高温会加剧氮的氧化反应，导致NOx排放增加。
在燃烧技术方面，湍流射流点火（TJI）技术也被引入椭圆转子发动机。研究表明，基于缸内压缩流场开发的湍流射流点火构型能够进一步优化椭圆转子发动机的热力学和排放性能。此外，氨氢双燃料椭圆转子发动机、正丁醇掺混煤油椭圆转子发动机等新型燃料方案也在积极探索中。
1.4 空气辅助喷射雾化技术研究进展
除燃料掺混外，液体燃料的高效雾化技术也是提升发动机燃烧、热力及环境性能的有效手段。空气辅助喷射（Air-Assisted Fuel Injection, AAFI）技术因其优异的雾化特性和燃料适应性，被公认为是解决高空环境下重油雾化困难和混合气形成困难的关键技术。
国外空气辅助喷射研究起步较早。20世纪90年代，澳大利亚Orbital公司就已开始研发空气辅助喷射雾化系统，成功解决了传统燃油高压共轨直喷的成本高、燃油撞壁多等问题。Sureshkumar等通过三维CFD方法研究了不同喷射压力下空气辅助喷射系统的喷雾特性，发现提高空气喷射压力可有效控制喷雾的贯穿与扩散，且燃料颗粒的索特平均直径在4~14 μm之间。Houston等将空气辅助喷射系统应用于四冲程发动机，实验结果表明空气辅助喷射可实现稀薄燃烧和高EGR率，提高燃油经济性，降低NOx和HC排放。
国内对空气辅助喷射技术的研究起步较晚，相关研究主要围绕定容弹及活塞发动机开展。Zhao等在定容弹上研究了空气辅助喷射系统内部的气液相互作用，发现燃油喷射能量在与喷嘴内气体相互作用后促进了液滴分解；针阀开启后，油气混合气通过膨胀功可获得比针阀开启前高一个数量级的速度。Wu等利用高速背光成像和相位多普勒粒子分析仪研究了定容弹内航空煤油空气辅助喷射的喷雾特性，结果表明延长喷射时长会弱化液滴破碎效果，最终导致液滴粒径增大。Liao等对采用航煤空气辅助喷射的二冲程发动机进行了研究，发现提高喷射压力能够强化缸内气流，但单次喷射燃烧压力较高易引发爆震；采用二次喷射则能实现燃油分层、有效抑制爆震。Xu等对柴油空气辅助喷射系统的宏观喷雾特性进行了实验，结果表明环境背压增大会阻碍喷雾的径向和轴向发展并延缓涡环的形成；增加燃油喷射压力可使液滴直径更小，从而减小喷雾贯穿距离并促进液滴横向扩散。
在数值模拟方面，研究者基于欧拉-拉格朗日法建立了包含完整空气辅助喷油器和定容环境体的数值模型，系统研究了空气辅助喷射系统的内外喷雾过程及气液相互作用引起的雾化机制。研究表明，喷雾过程可分为油气混合阶段和混合物喷射阶段，混合腔设计在气液混合效率与进气稳定性中起关键作用。
与汽油相比，航空煤油RP-3在20℃时的运动黏度为1.814 mm²/s，是汽油的两倍以上，且不易挥发，导致其在低温环境下雾化更为困难、燃烧性能较差，进而影响椭圆转子发动机的点火可靠性与燃烧稳定性。因此，利用空气辅助喷射技术改善RP-3航煤的雾化性能十分必要。
然而，目前空气辅助喷射的相关研究主要集中在定容弹内的喷雾形态以及活塞发动机中的燃烧性能方面。椭圆转子发动机作为近年新出现的内燃机结构，鲜有研究将空气辅助航煤雾化技术应用于其中。为此，本文提出将空气辅助喷射技术引入椭圆转子发动机的方案，以航煤-空气喷射时间间隔和空气喷射压力为变量，系统揭示不同空气辅助喷射策略对航煤椭圆转子发动机燃烧、热力性能及污染物排放等综合性能的影响规律，为该类发动机喷射策略的多参数协同优化设计提供理论依据。
二、数值模型建立与验证
2.1 发动机几何模型
本文以排量为330 cc的某空气辅助雾化航煤椭圆转子发动机为研究对象。椭圆转子发动机的主要几何参数为：创成半径 Rg / mm：60，偏心距 e / mm：9，转子宽度 / mm：40，平动距离 / mm：1.5，转子缸体间隙 / mm：0.3，几何压缩比：11，排量 / cc：3 × 110；空气辅助航煤燃料喷射系统（AADI）由燃油喷嘴、空气喷嘴、喷油管、混合腔和混合气喷嘴组成，具体结构参数为：燃料喷嘴直径 / mm：1.0，空气喷嘴直径 / mm：1.5，混合气喷嘴出口直径 / mm：7.0，针阀行程 / mm：0.15，系统总长度 / mm：58.0。在椭圆转子发动机的3个半球形燃烧室中，均布置了AADI航煤燃料雾化装置。
2.2 计算区域与网格划分
由于转子转动过程中腔室形状变化极大，流体域计算量较大。本文以单个燃烧室作为转子发动机模拟的研究对象，相应的几何模型被导入Converge 3.0软件。计算区域包括进气道、排气口和3个燃烧室，各区域相互连通。空气辅助喷射结构包括空气辅助内部流体域、燃油喷孔及4个空气喷孔共6个区域，各区域相互连通。为避免发动机转子与缸体之间在计算过程中的网格干涉，设置CFD仿真模型时考虑了平动距离，所得模型转子与缸体之间存在一定缝隙。为保证仿真过程中3个燃烧室独立燃烧，通过软件中自带的seal功能将发动机密封片和燃烧室的间隙进行密封。
采用自适应网格细化方法对结构进行网格划分，所有流体计算区域的细化级别均设为2级。相邻网格速度梯度、温度梯度和航煤燃料质量分数的阈值分别设为2.5 m/s、8.0 K、0.0001，设置燃烧室边界加密等级为2级。为提高空气辅助喷射喷雾精度，设置航煤喷雾模型在燃油喷射时的局部加密等级为3级；火花塞处采用球形局部加密，球形半径分别设为1 mm和2 mm，加密等级分别为3级和4级。
2.3 初始条件与边界条件
椭圆转子发动机的初始运行工况为：曲轴转速7000 r/min，当量比0.9，进气压力1.0 bar，点火提前角30°曲轴转角，燃料为航煤。将转子侧壁面、上下壁面、进气口、进气管道、排气口和排气管道设置为运动壁面，缸体上下壁面和燃烧室设置成固定壁面。各个边界的初始条件参考XMv3型号椭圆转子发动机。
在各项参数设置完成后，根据实验数据给定燃烧室初始条件。通过延长计算周期，发现经过几个周期循环后燃烧室内各计算区域的温度和压力逐渐稳定，因此将循环3次后发动机燃烧室内的工况作为仿真模型的初始条件。
空气辅助喷射发动机的环境气体为空气，初始参数为：燃油喷射压力7.5 bar，燃油喷射脉宽60°曲轴转角，空气喷射压力5.5 bar，空气辅助喷射脉宽60°曲轴转角，航煤-空气喷射间隔60°曲轴转角，初始壁面温度300 K，初始背压5.0 bar。
2.4 数学模型
采用RANS k-ε模型开展计算，该模型具有更好的收敛性且适用于更宽雷诺数范围，已广泛应用于转子发动机。采用O'Rourke和Amsden壁面传热模型计算壁面传热损失。燃烧模型为SAGE模型。航煤在空气辅助喷射结构和椭圆转子发动机内均要经历破碎碰壁、航煤蒸发、航煤液滴汇聚等过程，最后在燃烧室内形成均匀的适合点火的航煤-空气混合气。液滴破碎模型选择TAB破碎模型，液滴蒸发模型选择Frossling模型。NOx污染物排放模型采用扩展Zeldovich机理模型。
2.5 网格无关性验证
在Converge软件中对椭圆转子发动机进行网格无关性验证，以保证模拟结果的可靠性和精确性。设置2、3、4、5 mm四种基本网格尺寸，并保持相同的网格加密等级。计算结果表明，当基本网格尺寸小于3 mm后，尺寸变化对发动机瞬时缸压的影响很小，因此本文选择网格尺寸为3 mm。
2.6 模型验证
在定容弹中开展的空气辅助喷射实验结果进行喷雾模型验证。定容弹内腔呈圆柱形，直径为100 mm，高度为100 mm。实验工况如下：正十二烷燃油喷射压力6.5 bar，气体喷射压力4.0 bar，燃油喷射持续时间2 ms，燃油喷射与气体喷射的时间间隔0.5 ms。
基于上述结构参数与实验工况建立定容弹空气辅助燃油雾化CFD仿真模型，各时刻仿真获得的喷雾宏观形态与实验结果吻合良好，喷雾贯穿距离与扩散趋势均呈现一致的变化规律，验证了空气辅助喷雾模型的有效性。
采用XMv3椭圆转子发动机实验数据进行发动机燃烧模型验证，缸内压力仿真值与实验值的趋势基本一致，最大相对误差小于5%，表明本文建立的燃烧模型有效可靠。
三、航煤-空气喷射时间间隔对发动机性能的影响
固定航空煤油喷射压力等空气辅助喷射初始参数不变，探究不同航煤-空气喷射时间间隔（20°、30°、40°、50°和60°曲轴转角）对航空煤油转子发动机综合性能的影响。
3.1 缸内航煤喷射过程与混合气形成
不同喷射时间间隔下空气辅助喷射结构内液滴运动与航煤浓度的分布存在显著差异。当间隔为20°曲轴转角时，部分航煤液滴仍停留在进油管内，未完全进入混合腔，此时进油管内航煤浓度较高。随着间隔增大，航煤有更充分的时间从进油管进入混合腔，喷出的航煤液滴基本进入了混合腔。
在空气辅助喷射开始后20°曲轴转角时刻，由于空气喷射具有一定压力，夹气喷射结构内的环境背压急剧上升，同时喷油管内航煤的湍流动能随时间降低，使得未进入混合腔的航煤被压制在喷油管内，无法进入混合腔。由于环境背压的作用，喷油管内的航煤基本附着在管内壁上，且间隔越短，管内残留的航煤液滴越多。
然而，航煤-空气喷射时间间隔越大，进入混合腔内的航煤质量越高，但不代表喷入燃烧室内的航煤质量越高。在空气辅助喷射结构关闭时（针阀关闭瞬时），针阀位置附近流通面积极小，造成航煤液滴汇聚。随着航煤-空气喷射时间间隔增大，航煤液滴在针阀位置附近越聚集，导致针阀位置附近浓度极高，流通面积极小，液滴汇聚情况更加明显。
综合上述因素，航煤在燃烧室内的喷射情况和雾化情况受多方面因素共同影响。缸内雾化航煤的质量随航煤-空气喷射时间间隔的增大先增大后减小，在喷射间隔为30°曲轴转角工况下达到最大。
3.2 发动机燃烧、热力学及污染物排放性能
（1）燃烧过程分析
从缸内燃烧过程温度云图可以观察火焰前表面的传播过程。在燃烧前期（曲轴转角360°），喷射间隔为20°曲轴转角工况下混合气在燃烧室顶部的分布更加均匀，火花塞附近的火焰宽度更大，火焰传播速度更快。当喷射间隔大于或等于40°曲轴转角时，随着间隔增大，航煤的雾化时间和扩散时间显著缩短，导致燃烧前期的火焰面积减小。
到燃烧中期，各工况下椭圆转子发动机燃烧室内部开始较为剧烈的燃烧，喷射间隔为20°曲轴转角工况下燃烧室内当量比分布更均匀。在燃烧后期（曲轴转角400°），燃烧过程基本结束，喷射间隔为30°曲轴转角工况下的高温区面积最大，表明其燃烧消耗的航煤质量最大，燃烧最剧烈。
（2）热力性能分析
喷射时间间隔为30°曲轴转角工况下的缸内峰值压力最大，所围成的压力-体积（P-V）曲线面积最大，表明其功率最高。随着喷射时间间隔增大，指示功率先增大后减小，而指示热效率在大于30°曲轴转角后呈上升趋势，两者变化并不一致。
喷射间隔为30°曲轴转角工况下，指示功率最高为15.8 kW，但指示热效率仅为39.1%。虽然该工况在单次循环内所做的指示功最高，但与之对应的是进入燃烧室内的航煤质量更多——更多的航煤进入燃烧室虽然能改善混合气的雾化质量，但液态航煤总量也相应增加，导致燃烧效率偏低。与60°曲轴转角工况（14.3 kW、43.4%）相比，30°曲轴转角工况的指示功率提高了10.5%，但指示热效率相对降低了9.9%。
（3）污染物排放分析
喷射间隔为30°曲轴转角工况下的初始HC质量最高，随着燃烧过程持续，HC质量逐渐下降；但在曲轴转角约为375°后，喷射间隔大于等于30°曲轴转角工况下的HC质量略有上升。随航煤-空气喷射时间间隔增大，NOx排放质量逐渐降低，主要原因是缸内燃烧温度呈下降趋势。在各喷射间隔中，20°曲轴转角时缸内燃烧温度上升最快，NOx排放最高，与60°曲轴转角工况相比NOx排放增加了193.2%。
四、空气喷射压力对发动机性能的影响
固定航空煤油喷射压力等空气辅助喷射初始参数不变，探究空气喷射压力（4.0~6.0 bar）对缸内流场分布及发动机综合性能的影响。
4.1 缸内流场分布与混合气形成
在空气辅助喷射结构下，加速后的航煤-空气混合气体在喷嘴下方形成负压区，喷射初期在环形喷嘴附近产生两个对向涡团，促进燃油破碎。随着空气喷射压力增大，涡团中心距离增加，高湍流动能区域扩大。这是因为更高的喷射压力增强了气流扰动，混合气射流贯穿距离也增大，但靠近燃烧室中部时，压缩过程主导的流场冲击更强，导致涡团强度减弱。
从缸内航空煤油索特平均直径（SMD）的变化来看，在喷射初期，随着空气喷射压力的提高，环形喷嘴的空气压比增大，出口混合气流速显著提升，液滴破碎能力增强，使得SMD逐渐减小。然而在喷射后期，不同空气喷射压力下缸内航煤的SMD均呈略微上升趋势。其主要原因是：随着压缩过程的进行，环形喷嘴出口附近的燃烧室背压逐渐增大，导致混合气喷射流速降低，液滴破碎能力随之下降。此外，在喷射后期，随着空气喷射压力增大，SMD上升速率加快——在高空气喷射压力下，燃烧室内高湍流动能区域更大，小液滴相互碰撞加剧，更易聚合成较大液滴。
4.2 发动机燃烧、热力学及污染物排放性能
（1）燃烧过程分析
刚点火时只在火花塞附近小部分航煤开始燃烧。到曲轴转角360°时，随着空气喷射压力增大，火焰前表面燃烧面积增大。在燃烧中期，随着空气喷射压力增大，发动机燃烧速度加快，燃烧更剧烈。当曲轴转角为400°时，随着压力增大，燃烧室内的燃烧进程逐渐趋于结束，大空气辅助压力工况下燃烧速度最高，导致燃烧后期高温区域面积更小。
空气喷射压力为4.0 bar时，缸内压力先上升后逐渐平缓、之后再上升。这是因为该工况下航煤燃烧速度慢，燃烧膨胀对上止点后容积下降的影响不强，因此出现了一段趋于平缓的阶段。空气喷射压力4.0 bar时缸内平均压力峰值和温度峰值仅为3.2 MPa和1507.2 K，而6.0 bar工况下可达5.3 MPa和1953.9 K，分别提高了66.8%和29.6%。
（2）热力性能分析
空气喷射压力越大，指示功率和指示热效率越高。当空气喷射压力为6.0 bar时，指示功率和热效率最高，分别为15.0 kW和43.4%。与4.0 bar相比，指示功率提高了29.3%，指示热效率提高了18.9%。
（3）污染物排放分析
由于不同空气喷射压力导致的航煤雾化效果不同，初始HC质量有所差异。随着空气喷射压力增大，HC消耗速度增大，HC剩余质量减少。低喷射压力下燃烧室内燃烧速度慢、燃烧不充分，HC曲线下降速度最慢且余量最多。6.0 bar时HC排放量约为0.25 mg，与4.0 bar时相比降低了70.9%。
虽然大喷射压力下的燃烧性能更好，但同时会导致NOx生成更多、生成速度更快。这是因为NOx生成速率与温度呈正相关，随着空气喷射压力升高，缸内温度显著上升，导致NOx排放上升。空气喷射压力6.0 bar时NOx排放质量为4.76×10⁻² mg，较4.0 bar时的0.54×10⁻² mg增加了781.4%。
五、结论与展望
5.1 主要结论
本文基于Converge平台建立了椭圆转子发动机与空气辅助喷射系统的一体化三维CFD模型，系统探究了航煤-空气喷射时间间隔和空气喷射压力对缸内航煤分布、雾化、燃烧、热力学及污染物排放性能的影响，得到以下主要结论：
（1）改变航煤-空气喷射时间间隔会直接影响缸内航煤雾化质量。随着喷射时间间隔增大，雾化质量先升后降，喷射间隔为30°曲轴转角时雾化质量最高，指示功率达到峰值15.8 kW，指示热效率为39.1%。然而，与60°曲轴转角工况相比，30°曲轴转角工况虽雾化最佳但燃烧效率较低，致使指示热效率相对降低9.9%，HC排放升高。20°曲轴转角时缸内燃烧温度上升最快，NOx排放最高，与60°曲轴转角工况相比NOx排放增加了193.2%。
（2）提高空气喷射压力能够显著增强缸内流场湍动能，减小航煤平均索特直径，从而改善雾化效果，增大火焰前表面燃烧面积，加快燃烧速度，使发动机燃烧更为剧烈。当空气喷射压力为6.0 bar时，指示功率与指示热效率均达到最高，分别为15.0 kW和43.4%。与4.0 bar相比，6.0 bar时指示功率提高29.3%，指示热效率提高18.9%，HC排放降低70.9%，但NOx排放增加781.4%。
5.2 未来展望
椭圆转子发动机作为一种新型高效动力系统，在低空经济与无人机动力领域具有广阔的应用前景。结合本文研究，未来可在以下方向深入开展：
（1）多参数协同优化。航煤-空气喷射时间间隔与空气喷射压力对发动机性能的影响存在耦合效应，未来可借助机器学习、遗传算法等优化方法开展多参数协同优化，寻求指示功率、热效率与排放性能之间的最佳平衡点。
（2）新型燃料掺混。正丁醇掺混航煤、氨氢双燃料等新型燃料方案已在椭圆转子发动机中展现出潜力。将空气辅助喷射技术与燃料掺混策略相结合，有望进一步提升雾化效果和燃烧性能。
（3）高空环境适应性。高海拔环境会导致进气稀薄、燃烧恶化。研究空气辅助喷射参数在不同海拔条件下的适应性，对于拓展椭圆转子发动机在无人机领域的应用具有重要意义。
（4）爆震抑制机理。空气辅助直喷技术已被证明能有效抑制高压缩比椭圆转子发动机的爆震。未来可深入揭示空气辅助喷射参数对爆震起始与传播的调控机制，为高压缩比高效燃烧提供理论支撑。
（5）实验验证。本文基于数值模拟开展研究，后续应在椭圆转子发动机台架上开展空气辅助喷射参数的实验验证，进一步完善模型精度并为工程应用提供直接依据。
随着低空经济的持续发展和无人机对高效动力系统的迫切需求，椭圆转子发动机凭借其高功重比、结构紧凑等优势，结合空气辅助喷射技术的雾化改善效果，有望成为下一代小型航空动力的重要技术方向。
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