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渦輪扇發動機

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渦輪扇發動機
用於空中巴士A320系列的CFM56-5B渦輪扇發動機前端扇葉
美國使用渦輪扇發動機製作的飛碟VZ-9 Avrocar

渦輪扇發動機(亦稱渦扇發動機或者内外函喷气发动机英文Turbofan Engine)是一种燃气涡轮式航空发动机,主要特點是其首級扇葉的面積大過渦輪噴射發動機的首級扇葉很多,部分空气经过的涡轮喷气发动机称为内涵道,经由内涵的涡轮驱动首級增压扇葉推動空气经过的外侧部分称为外涵道,增压扇葉同時具有螺旋槳和壓縮空氣的用途的作用,能將部分吸入的空氣通過噴射發動機的外圍提供直接推力,内外涵共同产生推力。可同時具有渦輪螺旋槳與渦輪噴射推進發動機的雙重推力供給。

渦輪扇發動機並非只依靠渦輪噴射直接燃油燃燒出高壓空氣提供推力,所以单位推力小时耗油率比純渦輪噴射佳,但螺旋扇葉的推力重量比耗損功率較大,比较純渦輪噴射,超音速飛行时其受到邊界層影響使其低氣壓高空與超音速下推力重量不佳。渦扇發動機最適合飛行速度为每小时400至2,000公里時使用,故此現在多數的噴射機發動機都是採用渦扇發動機作為動力來源。

渦輪扇發動機的涵道比是单位时间内不經過燃燒室的空氣質量,與通過燃燒室的空氣質量的比例。涵道比為零的渦扇發動機即是渦輪噴射發動機,早期的渦扇發動機和現代戰鬥機使用的渦扇發動機涵道比都較低,例如世界上第一款实用渦扇發動機,勞斯萊斯康威型涵道比只有0.3,現代多數民航機發動機的涵道比通常都在5以上。涵道比高的渦輪扇發動機耗油較少,但推力卻與渦輪噴射發動機相當,且運轉時還寧靜得多。

戰鬥機使用低涵道比發動機,主要是因為截面積與常用飛行速度與民航機不同。高涵道比的發動機截面積過大在超音速的時候阻力過大,另外在超音速的狀況下效率也會比純渦輪噴射甚至於低涵道比設計還低,所以戰鬥機皆使用低涵道比發動機(涵道比皆低於1)。只在超音速飛行的協和式客機,因為長時間處於超音速狀態,為了提昇效率與降低成本,就是使用純渦輪噴射而無涵道比的發動機。

主要组成部分[编辑]

  • 进气道
  • 风扇總成
    • 低壓壓縮機(Low pressure compressor)
    • 高壓壓縮機(High pressure compressor)
  • 環型燃烧室
  • 高压涡轮(High pressure turbine)
  • 低压涡轮(Low pressure turbine)
  • 後燃器
  • 噴嘴 (Nozzle)

分类[编辑]

大涵道比涡扇发动机[编辑]

按照技术发展水平:

  • 第一代,1960-1970年代,涵道比4-5、总增压比20-30、巡航耗油0.6-0.7,典型代表JT9DCF6
  • 第二代,1980年代,涵道比5-6、总增压比25-35、巡航耗油0.55-0.65,典型代表CFM56
  • 第三代,1990年代,涵道比6-9、总增压比37-45、巡航耗油0.5-0.6,典型代表GE90
  • 第四代,21世纪初,涵道比8-11、总增压比40以上、巡航耗油0.5以下,典型代表GENX[來源請求]

按照推力:

參見條目[编辑]

外部鏈接[编辑]