航空發(fā)動機作為飛機的心臟，被譽為“工業(yè)之花”，它的的優(yōu)劣直接影響著飛機的性能與可靠性，我國雖然是工業(yè)大國，但在航空發(fā)動機這一塊，技術(shù)發(fā)展仍舊十分緩慢，無論是軍用飛機還是民用飛機，發(fā)動機技術(shù)長久以來一直受制于人。
我國自主研發(fā)的WS-10太行發(fā)動機
航空發(fā)動機種類繁雜，但是如今大面積投入商用的主要還是以渦噴/渦扇發(fā)動機為主，今天我們主要來說一說兩類渦噴發(fā)動機。
▲離心式渦輪噴氣發(fā)動機
▲軸流式渦輪噴氣發(fā)動機
渦輪噴氣發(fā)動機是渦輪機的一種，其特點是完全依賴燃氣流產(chǎn)生動力，通常作為高速飛機或火箭的動力裝置。渦噴發(fā)動機分為離心式和軸流式兩種，其中離心式由英國人弗蘭克·惠特爾爵士于1930年取得發(fā)明專利，但直到1941年才有第一架裝有這種發(fā)動機的飛機飛上藍天，其也沒有機會參加第二次世界大戰(zhàn)。而軸流式渦噴發(fā)動機則誕生于德國，其作為世界上第一款實用的噴氣式戰(zhàn)斗機Me-262的動力于1944末投入戰(zhàn)場，相比起離心式渦噴發(fā)動機，軸流式具有橫截面小，壓縮比高的優(yōu)點，當今的渦噴發(fā)動機絕大多數(shù)都為軸流式。
大體上說，渦噴發(fā)動機分為5個部分
判斷一款渦噴發(fā)動機是軸流式還是離心式最簡單的方法就是看壓氣機（壓氣機是向氣體傳輸機械能、完成發(fā)動機熱力循環(huán)中氣體工質(zhì)壓縮過程，以提高氣體壓力的機械裝置，是渦噴發(fā)動機的重要部件）。
▲A-4天鷹攻擊機裝備的J65渦噴發(fā)動機上的軸流式壓氣機
要知道渦噴工作時燃燒室的壓力是十分巨大的，在燃燒室前有軸流式或離心式壓氣機用來給進氣道吸入的空氣加壓,最終要加壓到壓力超過燃燒室內(nèi)的壓力,這樣才能使吸入的空氣進入燃燒室,如果沒有壓氣機燃氣就要從進氣道倒流了。簡而言之，壓氣機的主要作用就是將進入發(fā)動機的空氣壓力提高，為燃燒室提供高壓空氣，進而提高發(fā)動機熱力循環(huán)效率。
根據(jù)氣流在壓氣機中的流動方向，可將壓氣機分為軸流式壓氣機和離心式壓氣機——空氣軸向流入又軸向流出壓氣機的稱為軸流式壓氣機；軸向流入而沿離心方向流出的稱為離心式壓氣機（離心式壓氣機的單級增壓比高,體積小,不易發(fā)生喘振但是不易多級串接影響從而系統(tǒng)總增壓比,效率也低,常用在渦軸發(fā)動機的第一級和民航客機的輔助動力裝置(APU)上。軸流式壓氣機體積較大,單級增壓比較離心式低,易喘振,但是多級串聯(lián)后效率高,多用在現(xiàn)代的航空燃氣渦輪發(fā)動機[除渦軸外]上）。
▲軸流式壓氣機葉片眾多，使其成為噴氣式發(fā)動機上辨識度最高的部件
采用離心式壓氣機的渦輪噴氣發(fā)動機叫離心式渦輪噴氣發(fā)動機，因為離心式壓氣機結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，堅固耐用，工作穩(wěn)定性好，早期的渦輪噴氣發(fā)動機大多為離心式，但是由于離心式壓氣機單位迎風(fēng)面積大，效率、增壓比和空氣流通能力都不如軸流式，推力也受到限制，因此在20世紀50年代以后，大中型發(fā)動機都不用離心式了，只有小型渦輪螺旋槳和渦輪軸發(fā)動機才采用離心式或軸流加離心組合式壓氣機。
▲美國空軍XB-52和YB-52安裝的8臺普惠YJ57-P-3軸流渦輪噴氣發(fā)動機
軸流式渦輪噴氣發(fā)動機即為采用軸流式壓氣機的渦噴發(fā)動機，由于其效率高，增壓比大，空氣流通能力強，目前推力稍大一些的渦噴發(fā)動機均采用軸流式，而軸流式渦噴發(fā)動機又分為單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機。
其中，單轉(zhuǎn)子渦輪噴氣發(fā)動機是壓氣機和渦輪共用一根軸的渦噴發(fā)動機，其優(yōu)點是造價低廉，結(jié)構(gòu)簡單，但缺點是穩(wěn)定工作范圍窄，隨著隨著大推力發(fā)動機需求的日益增長，其以逐漸被雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機所取代，而法國“幻影”戰(zhàn)斗機所用的M53發(fā)動機是目前世界上唯一還在服役的單轉(zhuǎn)子渦輪風(fēng)扇發(fā)動機。
法國“幻影”戰(zhàn)斗機
雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機是由兩個只有氣動聯(lián)系、且具有同心軸轉(zhuǎn)子的渦輪噴氣發(fā)動機，它把一臺高增壓比的壓氣機分為兩臺壓氣機即高壓壓氣機和低壓壓氣機，分別由各自的渦輪即高壓渦輪和低壓渦輪帶動，以各自最佳的轉(zhuǎn)速工作，形成兩個只有氣動聯(lián)系的高、低壓轉(zhuǎn)子。這種發(fā)動機具有啟動功率小，效率高，穩(wěn)定工作范圍寬，加速性好，總增壓比高等優(yōu)點，世界上第一臺雙轉(zhuǎn)子渦噴發(fā)動機是1952年定型的美國J57渦輪噴氣發(fā)動機。除早期發(fā)展的渦輪噴氣發(fā)動機外，絕大多數(shù)渦輪噴氣發(fā)動機都是雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機。
至此，軸流式與離心式渦輪噴氣發(fā)動機基本上介紹完畢，如想繼續(xù)了解不同種類的航空發(fā)動機，歡迎點擊渦噴、渦扇、渦槳、渦軸傻傻分不清？今天我們就來講講清楚性能優(yōu)異卻無人使用？淺談槳扇發(fā)動機的前世今生
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