涡扇发动机的风扇的问题

关于涡扇发动机几个问题~

1、涡扇发动机风扇兼具螺旋桨和压气机功能，大涵道比的风扇作螺旋桨产生的推力最多可以占总推力的多大比例？
　　先说压气机的问题。风扇确实具有压气机的作用，但只是初步压缩，主要还是要靠压气机来完成。风扇的单级增压比在1.3-1.6，甚至更高，低涵道比发动机的多级风扇总压比可以到3左右，那是因为风扇和低压压气机合并的结果，而高函道比涡扇发动机现在基本都采用单级风扇，增压比能达到1.5以上。
　　涡扇发动机主要的推力来源肯定是燃烧产生的高速气流，大涵道比涡扇发动机内涵道喷出高温高速气体，外涵道喷出低温低速气体（虽然是低速，但仍然比进气速度快），两者在发动机后自然混合，形成推力。其实看到风扇的密集叶片就知道其作用和螺旋桨还是有一定区别的，虽然能提供动力，但所占比例应该很小。
　　图上是一个典型的双转子大涵道比涡轮风扇发动机，蓝绿色为一个转子，黄色为另一个转子，中间橙红色的是燃烧室。燃烧后的高速气体带动了两个转子，通过轴使风扇、低压压气机、高压压气机转动。如果大部分推力是由风扇产生的，那就说明燃烧室后的叶片大大降低了气体的速度，从而将推力转化为转速，传递给风扇，再带动气体形成推力，完全是多此一举，能量传递的次数越多则效率越低，直接由喷气产生推力显然效率更高。所以燃烧室后的叶片只要吸收一小部分推力，形成压气机需要的转速就可以了。大涵道比涡扇发动机的动力有一部分是来自于内涵道高温高度气体使外涵道低温低速气体膨胀产生的，这部分很重要，占比应该仅次于内涵道直接产生的推力。

2、为什么说涡扇发动机技术复杂，尤其是如何将风扇吸入的气流正确的分配给外涵道和内涵道，是极大的技术难题？
　　内外涵道的大小就是进气流量的大小，而流量大小并不等同于涵道面积的大小。这个地方的复杂之处在于需要大量的试验，虽然大多数涡扇发动机是轴流式，但是气体的流动往往不是规则的，进入发动机的气体还是有离心或者向心的法向速度（上图中，风扇出气体的偏向就是有法向速度），所以进气量并不完全等于涵道的面积，需要大量的试验和计算得出最佳的涵道面积比，得出最佳的进气口形状，得出风扇叶片的形状，这需要大量的试验数据支撑。
　　这里再说明一下涡扇发动机的增推原理。动量等于mv，而动能等于1/2mv^2，同样的动能，如果v减小一半，则m需增大到4m，就能获得两倍的动量，即消耗同样的能量，获得更大的推力，外涵道的出现就是为了增大m，而带动风扇和低压压气机的涡轮就是为了降低v。
　　综合“增推原理”和第一问中“大涵道比涡扇发动机的动力有一部分是来自于内涵道高温高度气体使外涵道低温低速气体膨胀产生的”，可以知道外涵道进气量的大小是非常重要的，可见涵道大小的重要性，只有最合适的大小才能发挥出发动机的最佳性能。
3、为什么大涵道比涡扇 需要更多级的压气机和更好的压比？
　　更大的增压比显然就是因为上面所说的“内涵道高温高度气体使外涵道低温低速气体膨胀”，内涵道的温度和推力越高，就能使外涵道喷出的气体膨胀的越厉害，从而产生更大的推力，这个性能特点在小涵道比涡扇发动机上是不具备的，过高的增压比只会降低小涵道比涡扇发动机的效率，这也是现在大小涵道比涡扇发动机设计分流的原因。

发动机是小排量发动机的主力，有1.4L、1.6两种排量。比如大众的EA111系列发动机融合了缸内直喷、涡轮增压等先进技术，具有小排量、高功率、低油耗等性能优势。材质有铸铁缸体和铝制缸体两种类别，但引进到国内，并搭载在多款大众车型的1.4L和1.6升发动机均为铝制缸盖、铸铁缸体。
在欧洲市场使用大众1.4TSI双增压发动机匹配的车型有高尔夫、尚酷、EOS、Jetta以及途观等，发动机的最大功率可达到125kW/5500rpm，扭矩可达240Nm/1750-4500。



涡轮风扇发动机主要用处：
飞机发动机的一种，由涡轮喷气发动机（Turbojet）发展而成，由风扇、压气机等部件组成。
涡轮风扇发动机推力大、推进效率高、噪音低、燃油消耗率低，飞机航程远，但风扇直径大，迎风面积大，因而阻力大，发动机结构复杂，设计难度大。

解决宽弦风扇的问题并不是只有空心结构这一招。实际上，当风扇的直径进一步加大时，空心结构的风扇扇叶也会超重。比如在波音777上使用的GE-90涡扇发动机，其风扇的直径高达3.142米。即使是空心蜂窝结构的钛合金叶片也会力不从心。于是通用动力公司便使用先进的增强环氧树脂碳纤维复合材料来制造巨型的风扇扇叶。碳纤维复合材料所制成的风扇扇叶结构重量极轻，而强度却是极大。可是在当复合材料制成的风扇在运转时遭到特大鸟的撞击会发生脱层现像。为了进一步的增大GE-90的安全系数，通用动力公司又在风扇的前缘上包覆了一层钛合金的蒙皮，在其后缘上又用“凯夫拉”进行缝合加固。如此以来GE-90的风扇可谓万无一失。
可是，风扇问题的解决并没有完全化解风扇与压气机之间的矛盾，虽然有三转子的涡扇发动机，但仅罗罗公司一家，太复杂。双转子的涡扇发动机的风扇与压气机之间存在的问题如何解决，似乎还没有明确的定论，似乎还是互相将就对方。因此，这留给我们无限的创意空间，需要我们后人无尽的智慧来完善。
其实，在布衣眼里，军用小涵道比的涡扇发动机就是涡喷发动机再加个风扇，而民（军）用大涵道比的涡扇发动机就是个涡轴发动机再加个风扇，都是与风扇有关，所以这个风扇是非常重要的。如果把涡扇发动机的风扇换成我设计的多环分级式推力风扇，就可以解决双转子涡扇发动机中的风扇与低压压气机组之间的矛盾了。
如下图所示，把涡扇发动机的风扇换成我设计多环分级式推力风扇，共有两级，第一级圆心扇做为涡扇发动机内涵道风扇，第二级环形扇做为涡扇发动机外涵道风扇，用一根驱动轴把两级风扇的外缘给联通起来，这样内外涵道风扇的外缘线速度都一样了。第一级的圆心扇做为涡扇发动机内涵道风扇，它与涡扇发动机的低压压气机串联一起同步旋转，就像低压压气机叶片一样。即使低压压气机叶片尖达到音速，在驱动轴的同步联动下外涵道环形风扇外缘的线速度也与内涵道风扇外缘一样，也只达到音速。
这样的风扇有许多好处，是传统风扇所不具备的。
首先就是内涵道风扇与外涵道风扇的外缘线速度相同，内涵道风扇与低压压气机联动，这样低压压气机的转数也能上去，内涵道核心机的进气效率也能提高，就可以减少低压压气机组的级数。
其次而外涵道涡扇也可以加大半径而不影响低压压气机的转数，这样，产生的推力也大了。风扇与低压压气机组不必再互相将就对方，因为二者再也不发生矛盾了。
第三是由于外涵道风扇与传统风扇安装方式（拉叶片）相反，属于推扇叶片的安装形式，是扇叶片外缘最宽处固定在环形轴承上，结构更坚固，抗离心力能力加强，可靠性更好，抗撞击能力加强，不怕鸟的撞击。
第四是由于是从原理上的改进，是从结构上进步，所以不用昂贵的特殊的材料，发动机更经济实用。
当然，此设计可能并非完美，比如风扇外缘齿合同步驱动的可行性，有网友就提到此驱动轴转数可能高达每分钟几万转或更高，但我想这是可以解决的，比方说我所知道的电机转数就可以达到8万转每分。遇到我问题可能很多，关键是原理是否可行，其它都是可以克服的。

大神可当不起，我也就是百度一下，然后搬过来给你，我对涡扇发动机也是一知半解，知道的不多···
1、涡扇发动机的风扇叶片之所以那么密集是为了更好的压缩空气吗？
这个问题就真心不知道，不过我记得有看到过一个图，讲的就是发动机内空气流动的路线，我就凭感觉回答一下吧。发动机内的叶片有不同的作用，有风扇，有压气机，有涡轮什么的，前部的风扇是为了进气，中间的压气机好像叶片方向不统一，有向后吸气的，也有向前推气的，这个我不太了解，好像就是这样通过降低气体速度来压缩气体。至于为什么这么密集可能是叶片级数多了压缩效果好吧。
2、涡扇发动机风扇产生推力由风扇直接推动的吗？
这个我稍微知道点。涡扇发动机的推力实际是由燃烧产生的，燃烧使气体体积膨胀，从而高速喷出。但是燃烧室后面还有叶片，这个叶片是利用喷出的气体带动，从而带动轴，再带动最前部的风扇，这就是飞机在地面低速滑行时，发动机进气的动力来源。
3、F35B的发动机外接的升力风扇有什么特别之处吗？我看图片它和涡扇的风扇很像。
F35B的升力风扇是由发动机直接引出动力，通过轴和齿轮推动的，它只有一级叶片，就和电风扇一样。
我只能回答到这种程度了·······

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铜陵市19663105424： 涡扇发动机的风扇的问题 - ？
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肇祁阿米： 涡扇发动机的风扇和涡轮是连在一起的,但燃烧混合气体后,膨胀的气体向后喷出,带动涡轮转动,在从喷口出去.涡轮就通过一根轴带动风扇一起转动.所以分扇的动力来源就是发动机本身.相比涡喷发动机,涡扇发动机具有省油和燃料利用率大的优点,那是因为风扇在转的同时像螺旋桨发动机那样把空气从外函道往外推,从而获取多余的推力. 风扇反转理论可以,就是在涡轮和风扇之间加一个反转齿轮,但在现在作用不大,没有利用

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铜陵市19663105424： 涡轮风扇式发动机的所有的风扇是什么驱动的 - ？
肇祁阿米： 涡扇式发动机一般只有一级风扇.风扇和低压压气机由低压涡轮驱动,高压压气机由高压涡轮驱动.

铜陵市19663105424： 涡轮和涡扇有啥区别?优点和缺点? - ？
肇祁阿米： 涡喷发动机和涡扇发动机都是常见的喷气式发动机,涡喷发动机是最先发展起来的喷气式发动机,涡扇发动机是在涡喷发动机的基础上发展起来的,两者在原理和结构上是非常相似的.涡喷发动机的推力来源于燃烧室产生的高温燃气,高温燃气...

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