用语
Turbofan engine
1. 涡扇发动机的结构

来源: MTU
2. 涡扇发动机的部件
2.1 风扇转子
2.2 齿轮箱
2.3 低压压缩机
2.4 高压压缩机
2.5 燃烧器
2.6 高压涡轮机
2.7 低压涡轮机

3. 涡轮风扇发动机是如何工作的?

source: NASA

涡扇发动机是基本燃气涡轮发动机的最现代的变体。与其他燃气轮机一样,有一个核心发动机。在涡扇发动机中,核心发动机由前部的风扇和后部的额外涡轮机包围。风扇和风扇涡轮机由许多叶片组成,如核心压缩机和核心涡轮机,并连接到一个额外的轴上。所有这些额外的涡轮机在示意图上都是绿色的。与核心压缩机和涡轮机一样,一些风扇叶片随轴转动,而一些叶片保持静止。由于机械原因,风扇轴穿过芯轴。这种类型的布置被称为双阀芯发动机(一个“阀芯”用于风扇,一个“滑阀”用于芯。)一些先进的发动机有额外的阀芯,以提高效率。

涡轮风扇发动机是如何工作的?进入的空气由发动机进气口捕获。一些进入的空气通过风扇,继续进入核心压缩机,然后进入燃烧器,在那里与燃料混合并发生燃烧。热的废气通过核心和风扇涡轮机,然后离开喷嘴,就像在基本的涡轮喷气发动机中一样。其余进入的空气通过风扇并绕过发动机,或绕过发动机,就像空气通过螺旋桨一样。通过风扇的空气的速度从自由流略微增加。因此,涡轮风扇的部分推力来自核心,部分推力来自风扇。发动机周围的空气与通过核心的空气之比称为旁通比。

因为增加风扇只会使堆芯的燃料流速发生很小的变化,所以涡轮风扇在几乎与堆芯使用的燃料量相同的情况下产生更大的推力。这意味着涡轮风扇的燃油效率非常高。事实上,高涵道比涡轮风扇的燃油效率几乎和涡轮螺旋桨一样高。由于风扇由入口封闭,由许多叶片组成,因此它可以在比简单螺旋桨更高的速度下高效运行。这就是为什么在高速运输中使用涡轮风扇,而在低速运输中使用螺旋桨的原因。低涵道比涡轮风扇仍然比基本涡轮喷气发动机更省油。许多现代战斗机实际上使用配备加力的低涵道比涡轮风扇。它们可以有效地巡航,但在混战时仍然有很大的推力。尽管战斗机的飞行速度可以比音速快得多,但进入发动机的空气必须比音速低才能获得高效率。因此,飞机进气口使空气从超音速减速。