涡轮风扇发动机 _生活百科

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涡轮风扇发动机【涡轮风扇发动机】涡轮风扇发动机，又称“涡扇发动机” 。是指由喷管喷射出的燃气与风扇排出的空气共同产生反作用推力的燃气涡轮发动机。由压气机、燃烧室、髙压涡轮（驱动压气机）、低压涡轮（驱动风扇）和排气系统组成。其中前3部分称为“核心机”，由核心机流出的燃气中的可用能量，一部分用于带动低压涡轮以驱动风扇，一部分在喷管中用以加速喷出的燃气。涵道比与耗油率关係密切。20世纪50年代末出现的第一代涡轮风扇发动机，涵道比、压气机增压比和涡轮前燃气温度都比较低。
基本介绍中文名：涡轮风扇发动机
外文名：Turbofan
简称：涡扇发动机
来源：涡轮喷气发动机
简介三种发动机的比较涡桨发动机的排气速度太低，推力有限，同时影响飞机提高飞行速度，因此必需提高喷气发动机的效率。发动机的效率包括热效率和推进效率（引擎排气速度与飞行速度之比）两个部分。提高燃气在涡轮前的温度和高压压气机的增压比（转速），就可以提高热效率。因为高温、高密度的气体包含的能量要大。但是，在飞行速度不变的前提下，提高涡轮前温度，意味着提高涡轮叶片以及在同一根轴上的压气机的转速，自然会使排气速度加大。而流速快的气体在排出时动能损失大。一般涡喷发动机的排气速度大多超过音速，而飞机大多数时候是在亚音速飞行。因此，片面地加大热功率，即加大涡轮前温度，会导致推进效率的下降。要全面提高发动机效率，必需解决热效率和推进效率这一对矛盾。涡轮风扇发动机的妙处，就在于既提高了涡轮前温度，又不增加排气速度（通过增加低速的排气流量，降低平均排气速度）。涡扇发动机的结构，实际上就是涡轮喷气发动机的后方再增加了1-2级低压（低速）涡轮，这些涡轮带动一定数量的风扇，消耗掉一部分涡喷发动机（核心机）的燃气排气动能，从而进一步降低燃气排出速度。风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样，送进压气机（术语称“内涵道”），另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出（“外涵道”）。因此，涡扇发动机的燃气能量被分派到了风扇和燃烧室分别产生的两种排气气流上。这时，为提高热效率而提高涡轮前温度，可以通过适当的涡轮结构和增大风扇直径，使更多的燃气能量经低压涡轮驱动风扇传递到外涵道气流，从而避免大幅增加排气速度。这样，热效率和推进效率取得了平衡，发动机的效率得到极大提高。效率高就意味着油耗低，飞机航程变得更远。但是大风扇直径增加了发动机的迎风面积，所以涵道比大于0.3的涡扇发动机不适合超音速巡航飞行。虽然涡扇发动机降低了排气速度，但并未降低推力，因为降低排气速度的同时增加了（外涵）排气流量。从涵道比的角度看，涡扇发动机是涡喷发动机和涡桨发动机的折中。涡扇发动机的优缺点涡扇发动机优点：推力大、推进效率高、噪音低、燃油消耗率低，飞机航程远。

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运行示意图缺点：风扇直径大，迎风面积大，因而阻力大，发动机结构複杂，设计难度大。原理涵道比旁通比（Bypass ratio，也称涵道比）是不经过燃烧室的空气品质与通过燃烧室的空气品质的比值。旁通比为零的涡扇引擎即是涡轮喷气引擎。早期的涡扇引擎和现代战斗机使用的涡扇引擎涵道比都较低。例如世界上第一款涡扇引擎，劳斯莱斯的Conway，其涵道比只有0.3 。现代多数民航客机引擎的涵道比通常都在5以上。涵道比高的涡轮扇引擎耗油较少，但推力却与涡轮喷气引擎相当，且运转时还安静得多。