本发明涉及一种组合燃烧室，燃烧室头部由主燃级及预燃级组成，主燃级由单级轴向旋流器，主燃级喷嘴及文氏管组成；预燃级由双凹腔及预燃级喷嘴组成。本发明主燃级采用单油路离心喷嘴，通过压力雾化使燃油达到所需要的浓度及粒径大小尺寸分布。预燃级采用蒸发管式喷嘴，燃油通过直射式喷嘴喷到蒸发管进行一次雾化，在蒸发管中与空气剪切作用进行二次雾化及蒸发掺混。本发明通过分级燃烧，特别是预燃级与主燃级特殊的结构设计及布置方式，不仅可以达到低污染燃烧室减少污染物排放的目标，还可以解决高温升燃烧室小状态燃烧的不稳定性及大状态下的可见冒烟问题，从而拓宽高温升燃烧室的稳定工作范围。