這篇是沉掉的文章，由于時(shí)常還有人來(lái)拜訪并發(fā)問(wèn)，所以整理后再發(fā)一次。。。
渦扇，英文Turbofan，是指有管道的高速風(fēng)扇，由燃?xì)鉁u輪驅(qū)動(dòng)。和所有燃?xì)鉁u輪機(jī)一樣，動(dòng)力都是來(lái)自由空氣壓縮機(jī)壓縮，再與油料一起燃燒后的高能氣體，用渦輪把高溫高壓的氣體中部份的動(dòng)能化為機(jī)械能，再用這機(jī)械能驅(qū)動(dòng)前端的壓縮機(jī)繼續(xù)吸入空氣。同時(shí)渦輪也驅(qū)動(dòng)著高速風(fēng)扇帶來(lái)更多的推動(dòng)力。
現(xiàn)代渦扇，通常風(fēng)扇都在發(fā)動(dòng)機(jī)的最前端。民航機(jī)或任何亞音速的飛機(jī)通常只有一級(jí)風(fēng)扇。風(fēng)扇后接著是低壓渦輪壓縮機(jī)，然后是高壓壓縮機(jī)。無(wú)論是高壓還是低壓，壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)因個(gè)別設(shè)計(jì)而異。低壓從小型渦輪的一級(jí)到大型民航機(jī)的九級(jí)不等。高壓從小型的一級(jí)離心式到大型的17級(jí)不等的軸向式。新式的渦扇都是三軸的，一軸從另一軸間穿過(guò)。由不同級(jí)的渦輪以不同的速度驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)代渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的壓比大的可達(dá)40以上（GE90系列，Trent 900，1000）。壓比越大效率越高越省油。
也有渦扇把風(fēng)扇安裝在后面。比如GE的CF700，雖然簡(jiǎn)化了發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造，但是結(jié)果令人失望。第一，渦扇基本是一級(jí)低壓縮比的壓縮機(jī)。早期的渦扇靜壓比在1.2左右，現(xiàn)代的大涵道渦扇可到1.8左右。渦扇后面要有足夠長(zhǎng)度的擴(kuò)散器，讓空氣有效的把靜壓轉(zhuǎn)換為動(dòng)能。而后置式渦扇如果要做到這一點(diǎn)必須增加不必要的長(zhǎng)度，影響飛機(jī)的升力。
其次是后置式渦扇因?yàn)榍岸藟嚎s機(jī)造成的付面層而讓渦扇入口處的空氣狀態(tài)不理想，需要加大風(fēng)扇的口徑才能達(dá)到所要求的推動(dòng)力。而大口徑的風(fēng)扇如果不增加推動(dòng)力，飛行的阻力依舊的增加。所以推力/阻力比不好。
最后，前置式風(fēng)扇的好處在于增加空氣進(jìn)入壓縮機(jī)前的壓力，并且把速度減低，讓進(jìn)入壓縮機(jī)前空氣先被處理過(guò)，縮小壓縮機(jī)的正面口徑從而不增加發(fā)動(dòng)機(jī)總體積的情況下增加涵道比。因?yàn)闇u扇、低壓機(jī)和高壓機(jī)由不同的軸及渦輪以不同的速度驅(qū)動(dòng)，總體操作范圍可以受到控制，增加安全性。
現(xiàn)代民航用渦扇的涵道比可達(dá)8左右，而戰(zhàn)斗機(jī)渦扇卻只有在0.3-0.7之間。戰(zhàn)斗機(jī)因?yàn)橐骖檨喴羲俚臋C(jī)動(dòng)性和超音速的穩(wěn)定性而不能有大涵道的經(jīng)濟(jì)。戰(zhàn)斗機(jī)的渦扇通常要三級(jí)左右，更象壓縮機(jī)。雙軸的戰(zhàn)斗發(fā)動(dòng)機(jī)則以幾級(jí)的壓縮機(jī)同時(shí)兼顧低壓和渦扇的功能。涵道比越大，渦扇在高亞音速的推動(dòng)越有效，飛行就越省油。但一旦飛機(jī)超越音速，大涵道渦扇的效率就很快下降，涵道比越大高速阻力就越快超過(guò)推動(dòng)力。
前不久有網(wǎng)友提到渦槳，跟渦扇混亂了。渦槳和渦扇不同的是那個(gè)管道，螺旋槳用渦輪燃?xì)鈾C(jī)驅(qū)動(dòng)的就叫渦槳。還有就是速度，渦槳的旋轉(zhuǎn)速度限制于槳葉尖的速度。在常用的螺旋槳尺寸中，通常旋轉(zhuǎn)速度不會(huì)超過(guò)2000轉(zhuǎn)/分鐘。因?yàn)榇笥谶@個(gè)轉(zhuǎn)速葉尖的速度會(huì)超過(guò)音速而造成效率下降，最終失速。所以渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)通常會(huì)有一個(gè)變速箱來(lái)調(diào)整螺旋槳的速度。渦槳在低亞音速時(shí)最有效（大概時(shí)速400英里以下）。當(dāng)空速提高到某一程度時(shí)需要的將葉兩面的壓力差距會(huì)很大，區(qū)區(qū)幾片槳葉無(wú)法把壓力的差距頂住，所以需要很多片槳葉。同時(shí)需要一個(gè)管筒封住葉尖以免空氣因壓力差距而向前流。
小型渦扇Williams International FJ44
最大直徑21英寸
涵道比忘了，應(yīng)該在2-3左右
推力在3500磅左右
FJ44的“內(nèi)臟”
最前端那個(gè)是風(fēng)扇，后面跟著是低壓機(jī)，高壓機(jī)，然后是高壓渦輪，最后兩級(jí)是低壓渦輪。
高壓渦輪靠一條空心軸連接高壓縮機(jī)上，低壓渦輪靠另一條軸穿過(guò)第一條空心軸連接低壓縮機(jī)。兩條軸的速度不一樣，主要目的是平衡高低壓縮機(jī)的流量，稱為“防喘”。這高壓機(jī)是離心式的，用在較小的發(fā)動(dòng)機(jī)上。
這就是CF700。風(fēng)扇在后頭。與最后的一級(jí)渦輪安在同一條軸上
很奇怪的渦槳UDF。兩節(jié)螺旋槳安在燃?xì)鉁u輪機(jī)后面由個(gè)別渦輪驅(qū)動(dòng)。螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不一樣
小型渦噴J402。沒(méi)扇也沒(méi)槳。一級(jí)低壓，一級(jí)離心式高壓。巡行導(dǎo)彈用的是這一種
把航空界嚇呆的Trent 1000，大涵道渦扇，涵道比8左右。看看它的風(fēng)扇比渦輪“心”大多少!!
再看看普惠早期JT8D小涵道渦扇
TPE331 渦槳。前面亂七八糟的是變速箱。
兩級(jí)離心式壓縮機(jī)，三級(jí)軸向式渦輪。
渦槳 TP400，給A400M運(yùn)輸機(jī)用的，一樣有變速箱，但和TPE331不一樣的地方是壓縮機(jī)。TP400有五節(jié)低壓，六級(jí)高壓，全都是軸向式
所謂的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，直升機(jī)用的。其實(shí)在前面安個(gè)螺旋槳就是一部渦槳
好，現(xiàn)在來(lái)看看戰(zhàn)機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)。普惠F100，大名鼎鼎的F15,F16用的。
三級(jí)風(fēng)扇同時(shí)兼顧低壓機(jī)，小涵道設(shè)計(jì)，估計(jì)涵道壓縮比5-9左右。涵道空氣進(jìn)入后面的后燃室（開加力燃燒用的）。
十級(jí)高壓機(jī)，三級(jí)渦輪。渦輪后面那一圈一圈的是后燃油料噴口。雖然推力大，但是很不經(jīng)濟(jì)。
GE 的F110，給F16用的。大同小異，小涵道渦扇。
F35的F136渦扇，前面的渦扇是垂直的
F22的F119渦扇
渦輪噴射機(jī)，英文Turbojet也是一種燃?xì)廨啓C(jī)，就是只有壓縮機(jī)，燃燒室和渦輪重要部分組成的發(fā)動(dòng)機(jī)，就如前面說(shuō)的沒(méi)槳也沒(méi)扇。 渦噴在亞音速表現(xiàn)非常糟糕，雖然推力大但是很耗油。
參考下圖，渦噴（Turbo Jet）、渦扇（Turbo Fan）、無(wú)管道螺旋槳（Free Props）和有管道低速風(fēng)扇（Duct Fans）的推動(dòng)效率（Propulsive Efficiency）都個(gè)別在不同的空速下有一個(gè)高峰。螺旋槳，無(wú)論是渦輪驅(qū)動(dòng)或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，在時(shí)速400英里之后就不行了。在在時(shí)速400英里之后效率就比渦扇低。同樣的，渦扇在時(shí)速500英里之后效率就低于渦噴。
這是很老的圖了，因?yàn)楝F(xiàn)代渦扇和渦噴的先進(jìn)設(shè)計(jì)，效率的高峰位置比這要大得多。
Olympus, 很經(jīng)典的協(xié)和機(jī)用的發(fā)動(dòng)機(jī)就是一部渦噴。
船用的燃?xì)鉁u輪機(jī)就是一部渦軸。上面LM2500有兩節(jié)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)前面的壓縮機(jī)，后面的六級(jí)驅(qū)動(dòng)著螺旋槳。注意后面驅(qū)動(dòng)軸，可接在變速箱上。船用的就是重一點(diǎn)。也可拿來(lái)發(fā)電用。
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