什么是航空发动机：航空发动机（aero-engine），是一种高度复杂和精密的热力机械，为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏，被誉为“工业之花”，它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性，是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。目前，世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国、法国等少数几个国家，技术门槛很高。

　　航空发动机共有3种类型

　　活塞式航空发动机是早期在飞机或直升机上应用的航空发动机，用于带动螺旋桨或旋翼。大型活塞式航空发动机的功率可达2500千瓦。后来为功率大、高速性能好的燃气涡轮发动机所取代。但小功率的活塞式航空发动机仍广泛地用于轻型飞机、直升机及超轻型飞机。

　　燃气涡轮发动机这种发动机应用最广。包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机，都具有压气机、燃烧室和燃气涡轮。涡轮螺旋桨发动机主要用于时速小于800千米的飞机；涡轮轴发动机主要用作直升机的动力；涡轮风扇发动机主要用于速度更高的飞机；涡轮喷气发动机主要用于超音速飞机。

　　冲压发动机其特点是无压气机和燃气涡轮，进入燃烧室的空气利用高速飞行时的冲压作用增压。它构造简单、推力大，特别适用于高速高空飞行。由于不能自行起动和低速下性能欠佳，限制了应用范围，仅用在导弹和空中发射的靶弹上。

　　其他上述发动机均由大气中吸取空气作为燃料燃烧的氧化剂，故又称吸空气发动机。其他还有火箭发动机、脉冲发动机和航空电动机。火箭发动机的推进剂（氧化剂和燃烧剂）全部由自身携带，燃料消耗太大，不适于长时间工作，一般作为运载火箭的发动机，在飞机上仅用于短时间加速（如起动加速器）。脉冲发动机主要用于低速靶机和航空模型飞机。由太阳电池驱动的航空电动机仅用于轻型飞机，尚处在试验阶段。

　　讲讲民航客机经常用的发动机：——涡轮风扇发动机

　　涡扇发动机全称为涡轮风扇发动机（Turbofan）是飞机发动机的一种，由涡轮喷气发动机（Turbojet）发展而成。 与涡轮喷气比较，主要特点是首级压缩机的面积大很多，同时被用作为空气螺旋桨（扇），将部分吸入的空气通过喷射引擎的外围向后推。发动机核心部分空气经过的部分称为内涵道，仅有风扇空气经过的核心机外侧部分称为外涵道。涡扇引擎最适合飞行速度400至1,000公里时使用，因此现在多数的飞机引擎都采用涡扇作为动力来源。

　　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，片面的加大热功率，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。

　　涡桨发动机（17张）涡轮风扇发动机的妙处，就在于既提高涡轮前温度，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，继续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以上的涡扇发动机 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。

　　其中民航客机发动机的工作原理：

　　涡轮风扇发动机由风扇、低压压气机（髙涵比涡扇特有）、高压压气机、燃烧室、驱动压气机的高压涡轮、驱动风扇的低压涡轮和排气系统组成。其中高压压气机、燃烧室和高压涡轮三部分统称为核心机，由核心机排出的燃气中的可用能量，一部分传给低压涡轮用以驱动风扇，余下的部分在喷管中用于加速排出的燃气。风扇转子实际上是 1级或几级叶片较长的压气机，空气流过风扇后，分成两路：一路是内涵气流，空气继续经压气机压缩，在燃烧室和燃油混合燃烧，燃气经涡轮和喷管膨胀，燃气以高速从尾喷口排出，产生推力，流经路程为经低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮，燃气从喷管排出；另一路是外涵气流，风扇后空气经外涵道直接排入大气或同内涵燃气一起在喷管排出。涡轮风扇发动机组合了涡轮喷气和涡轮螺桨发动机的优点。涡扇发动机转换大部分的燃气能量成驱动风扇和压气机的扭矩，其余的转换成推力。涡扇发动机的总推力是核心发动机和风扇产生的推力之和。这种有内外二个涵道的涡轮风扇发动机又称为内外涵发动机。也就是说，涡扇发动机可以是分开排气的或混合排气的，可以是短外涵的或长外涵（全涵道）的。 风扇可作为低压压气机的第1级由低压涡轮驱动，也可以由单独的涡轮驱动。 涡扇发动机的推力由两部分组成：内涵产生的推力和外涵产生的推力。对于高涵道比涡扇发动机，风扇产生的推力占78%以上。流经外涵和内涵的空气流量之比称为涵道比或流量比。涵道比对涡轮风扇发动机性能影响较大，涵道比大，耗油率低，但发动机的迎风面积大；涵道比较小时，迎风面积小，但耗油率大。内外涵两股气流分开排入大气的称为分排式涡轮风扇发动机。内外涵两股气流在内涵涡轮后的混合器中相互渗混后通过同一喷管排入大气的，称为混排式涡轮风扇发动机。涡轮风扇发动机也可安装加力燃烧室，成为加力涡轮风扇发动机。在分排式涡轮风扇发动机上的加力燃烧室可以分别安装在内涵涡轮后或外涵通道内，在混排式涡轮风扇发动机上则可装在混合器后面。

　　旁通比（Bypass ratio，也称涵道比）是不经过燃烧室的空气质量，与通过燃烧室的空气质量的比例。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旁通比都较低。例如世界上第一款涡扇引擎，劳斯莱斯的Conway，其旁通比只有0.3。现代多数民航机引擎的旁通比通常都在5以上。旁通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，且运转时还宁静得多。

　　核心机相同时，涡轮风扇发动机的工质（工作介质）流量介于涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机之间。涡轮风扇发动机比涡轮喷气发动机的工质流量大、喷射速度低、推进效率高、耗油率低、推力大。50年代发展的第一代涡轮风扇发动机，其涵道比、压气机增压比和燃气温度都较低，耗油率比涡轮喷气发动机仅低25%左右，大约为 0.06～ 0.07公斤/牛·时（0.6～0.7公斤/公斤力·时）。60年代末、70年代初发展了高涵道比（5～8）、高增压比（25～30）和高燃气温度 （1600～1750K）的第二代涡轮风扇发动机，耗油率降低到0.03～0.04公斤/牛·时（0.3～0.4公斤/公斤力·时），推力则高达200～250千牛（20000～25000公斤力）。高涵道比涡轮风扇发动机的噪声低，排气污染小，多用作大型客机的动力装置，这种客机在11公里高度的巡航速度可达950公里/时。但这种高涵道比的涡轮风扇发动机的排气喷射速度低，迎风面积大，不宜用于超音速飞机上。有些歼击机使用了小涵道比、带加力燃烧室的涡轮风扇发动机，在亚音速飞行时不使用加力燃烧室，耗油率和排气温度都比涡轮喷气发动机低，因而红外辐射强度较弱，不易被红外制导的导弹击中。使用加力作2倍以上音速的飞行时，产生的推力可超过加力涡轮喷气发动机，地面标准大气条件下的推重比已达8左右。

　　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。缺点 : 风扇直径大，迎风面积大，因而阻力大，发动机结构复杂，设计难度大。

　　另外，对于各型民航发动机的图鉴及介绍，您又了解多少呢？金属加工小编为您盘点：

　　GE 90

　　GE 90发动机是由通用电气航空发动机公司（以下简称GE公司）研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。于1995年11月正式进入商业运营，有GE 90-94B和GE 90-115B两种型号，其中GE 90-115B这一型号的发动机推力达到127,900磅是吉尼斯世界纪录中推力****的发动机。现用于Boeing 777-200、Boeing 777-200ER、Boeing 777-200LR、Boeing 777-300ER和Boeing 777 Freighter等飞机。

　　GEnx

　　GEnx发动机是由GE公司研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机，****推力63800磅。核心机主要部件（详见示意图）：轴流式压气机（包括1级风扇、4级低压压气机和10级高压压气机 ）、环形燃烧室和轴流式涡轮（包括2级高压涡轮和7级低压涡轮 ）。GEnx发动机现用于Boeing 787和Boeing747-8飞机，未来将用于A350等飞机。

　　GP7000

　　GP7000是由GE公司和普拉特惠特尼公司（以下简称普惠公司）组成的“发动机联盟"联合研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。核心机部件由GE公司的高压部分和燃烧室加上普惠公司的低压部分和齿轮箱组成（GE公司部分包括9级高压压气机、2级高压涡轮和单环燃烧室；普惠公司部分包括： 1级风扇、5级低压压气机和6级低压涡轮）。GP7000发动机可选装于空客A380飞机，根据客机和货机的型号不同，可分为GP7270（推力311KN）和GP7277（推力340KN）两种型号。

　　PW4000系列

　　PW4000型发动机是由普惠公司研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。1987年7月首次交付使用，用于Boeing 767和A310飞机。主要分为三个型号PW4000-94、PW4000-100、PW4000-112。其中PW4000-94发动机用于A310-300，A300-600，B767，B747-400，MD-11等飞机；PW4000-100发动机用于A330飞机；PW4000-112发动机用于Boeing777飞机。

　　PW4000是一系列发动机的总称，具体发动机型号则在PW之后用4位数字表示，其中第1位数字“4”，表示普惠公司生产的民用大推力发动机；第2位数字表示飞机制造商的代号，0表示波音公司，1表示空客公司，4表示麦道公司；第3、4位数字表示推力级，即该2位数乘以1000即为该发动机的以磅为单位的推力值。例如，PW4052表示用于波音公司、起飞推力为52000磅的发动机。

　　PW6000

　　PW6000发动机是由普惠公司研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。于2007年投入使用，发动机推力为 18,000 - 24,000 磅，主要针对100座左右的飞机。目前主要用于空客A318飞机。主要有两种型号PW6122A 和PW6124A分别用于A318和A318 Elite飞机。

　　RB211系列

　　RB211系列发动机是由罗尔斯罗伊斯（劳斯莱斯）股份有限公司（以下简称罗罗公司）研制生产的高涵道比三转子轴流式涡扇发动机。于1972年投入使用，发动机的推力为37400-60600磅，并且RB211发动机是世界上最早的三转子发动机。主要型号有RB211-524和RB211-535分别用于Boeing747-300和Boeing757等飞机。

　　Trent系列

　　Trent系列发动机是由罗罗公司研制生产的高涵道比三转子轴流式涡扇发动机。Trent系列发动机是在RB211系列发动机基础上发展起来的，于1990年8月投入使用，发动机的推力为53000-95000磅。主要型号有Trent500、Trent700、Trent800、Trent900、Trent1000和TrentTWB。分别用于A340-500、A340-600；A330; 777-200、 777-200ER、777-300;A380；Boeing787等飞机。

　　TrentXWB

　　TrentXWB发动机是罗罗公司正在研制的高涵道比三转子轴流式涡扇发动机，未来将用于A350飞机。设计推力分别为75,000磅（适用于A350-800）、84,000磅（适用于A350-900）及97,000磅（适用于A350-1000）。

　　CFM56系列

　　CFM56系列发动机是由美国的GE公司和法国的斯纳克玛公司组成的CFM国际公司研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。于1974年6月投入使用，发动机的推力为18,000至34,000磅。主要型号有CFM56-3、CFM56-5B和CFM56-7B分别用于Boeing 737-300/400/500；A320系列；Boeing737-700/800/900。

　　CFM56 LEAP

　　CFM56 LEAP发动机是由CFM国际公司正在研制的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。设计推力为：24,500 – 32,900 磅（适用于A320neo）；20,000 – 28,000 磅（适用于Boeing737 max）；27,980 – 30,000磅（适用于C919国产大飞机）。

　　V2500

　　V2500发动机是由国际航空发动机公司（IAE）研制生产的高涵道比双转子轴流式涡扇发动机。IAE于1983年成立，由四家航空发动机生产商合资而成，包括普惠公司（负责燃烧室及高压涡轮部分）、罗罗公司（负责高压压气机部分）、日本航空发动机公司（负责风扇及低压压气机部分）和MTU发动机公司（负责低压涡轮部分）。于1988年投入使用，发动机的推力为25000-28000磅，适用于A320系列飞机。

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