航空发动机中涡喷，涡扇和涡桨发动机各有什么优缺点？

航空发动机中涡喷，涡扇和涡桨发动机各有什么优缺点~

涡扇发动机优点
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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。
涡轮风扇发动机运行原理：
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後推。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。

涡轮（turbo），是在汽车或飞机的引擎中的风扇，通过利用废气（exhaust gases）把燃料蒸汽（fuel vapour ）吹入引擎，以提高引擎的性能。
就拿汽油机工作原理来说，每向气缸里面提供1公斤的汽油，大约需要气缸吸入15公斤的空气，才能保证汽油充分燃烧。然而这15公斤的空气，其体积将是非常大的，光靠气缸在发动机进气过程产生的真空度，不容易将这么大体积的空气完全吸入。因此，提高发动机吸入气体的能力，也就是提高发动机的充气效率就显得尤为重要。有两种方法来增加发动机的进气量，第一种是后段式增压技术，从原理上讲，后段式增压技术就是采用专门的压气机将气体在进入气缸前预先进行压缩，提高进入气缸的气体密度，减小气体的体积，这样，在单位体积里，气体的质量就大大增加了，进气量即可满足燃料的燃烧需要，从而达到提高发动机功率的目的。增压过程中采用的压气机又叫做增压器。第二种是前段式进气技术，还是利用气缸的真空度，从进气支管将空气补充进气缸。不管是哪种技术，控制好进气量是关键。
涡轮发动机在概念上与蒸汽机、内燃机、燃气轮机并列，是获得大功率的有效方法。
http://baike.baidu.com/view/43828.htm


后面的涡桨、涡喷、涡扇都是在这个基础上发展过来的。
涡桨发动机的驱动原理大致上与使用活塞发动机作为动力来源的传统螺旋桨飞机雷同，是以螺旋涡轮旋转时所产生的力量来作为飞机前进的推进力。其与活塞式螺桨机主要的差异点除了驱动螺旋桨中心轴的动力来源不同外，还有就是涡桨发动机的螺旋桨通常是以恒定的速率运转，而活塞动力的螺旋桨则会依照发动机的转速不同而有转速高低的变化。
虽然涡桨发动机的燃烧室与涡轮喷气发动机类似，但为了自排废气中回收较多的动力以驱动螺旋桨，涡桨引擎的涡轮（Turbine）端之扇叶级数比较高。相反的，由于涡轮喷气发动机主要的推进力都来自于热气涡轮螺旋桨发动机直接排放至大气中所产生的反作用力，因此其涡轮端的扇叶级距数越小越好，只需保持足够的回收动力用来驱动压缩端的扇叶即可。
事实上，涡桨发动机的效率亦高于涡轮风扇发动机，但是使用涡桨引擎的飞机速度通常较涡轮风扇发动机的飞机来的低。原因是涡桨引擎的涵道比通常比涡轮风扇引擎来的高，但是也造成其桨叶端部分速度很高，有产生激波的可能。另外，因涡轮转动速度很快，使得涡轮与螺桨之间必须要有变速齿轮，来降低螺桨转速使其叶端不要超过音速。所以使用螺桨发动机的飞机会多个变速齿轮的重量。
同活塞式发动机+螺旋桨相比，涡轮螺旋桨发动机有很多优点。首先，它的功率大，功重比（功率/重量）也大，最大功率可超过10000马力，功重比为4以上；而活塞式发动机最大不过三四千马力，功重比2左右。其次，由于减少了运动部件，尤其是没有做往复运动的活塞，涡轮螺旋桨发动机运转稳定性好，噪音小，工作寿命长，维修费用也较低。而且，由于核心部分采用燃气发生器，涡轮螺旋桨发动机的适用高度和速度范围都要比活塞式发动机高很多。在耗油率方面，二者相差不多，但涡轮螺旋桨发动机所使用的煤油要比活塞式发动机的汽油便宜。
由于涵道比大，涡轮螺旋桨发动机在低速下效率要高于涡轮风扇发动机，但受到螺旋桨效率的影响，它的适用速度不能太高，一般要小于900km/h。目前在中低速飞机或对低速性能有严格要求的巡逻、反潜或灭火等类型飞机中的到广泛应用。
http://baike.baidu.com/view/238076.htm

涡轮喷气发动机是一种涡轮发动机。特点是完全依赖燃气流产生推力。
空气首先进入的是发动机的进气道，当飞机飞行时，可以看作气流以飞行速度流向发动机，由于飞机飞行的速度是变化的，而压气机适应的来流速度是有一定的范围的，因而进气道的功能就是通过可调管道，将来流调整为合适的速度。在超音速飞行时，在进气道前和进气道内气流速度减至亚音速，此时气流的滞止可使压力升高十几倍甚至几十倍，大大超过压气机中的压力提高倍数，因而产生了单靠速度冲压，不需压气机的冲压喷气发动机。
进气道后的压气机是专门用来提高气流的压力的，空气流过压气机时，压气机工作叶片对气流做功，使气流的压力，温度升高。在亚音速时，压气机是气流增压的主要部件。
从燃烧室流出的高温高压燃气，流过同压气机装在同一条轴上的涡轮。燃气的部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能，带动压气机旋转，在涡轮喷气发动机中，气流在涡轮中膨胀所做的功正好等于压气机压缩空气所消耗的功以及传动附件克服摩擦所需的功。经过燃烧后，涡轮前的燃气能量大大增加，因而在涡轮中的膨胀比远小于压气机中的压缩比，涡轮出口处的压力和温度都比压气机进口高很多，发动机的推力就是这一部分燃气的能量而来的。
从涡轮中流出的高温高压燃气，在尾喷管中继续膨胀，以高速沿发动机轴向从喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多，使发动机获得了反作用的推力。
一般来讲，当气流从燃烧室出来时的温度越高，输入的能量就越大，发动机的推力也就越大。但是，由于涡轮材料等的限制，目前只能达到1650K左右，现代战斗机有时需要短时间增加推力，就在涡轮后再加上一个加力燃烧室喷入燃油，让未充分燃烧的燃气与喷入的燃油混合再次燃烧，由于加力燃烧室内无旋转部件，温度可达2000K，可使发动机的推力增加至1.5倍左右。其缺点就是油耗急剧加大，同时过高的温度也影响发动机的寿命，因此发动机开加力一般是有时限的，低空不过十几秒，多用于起飞或战斗时，在高空则可开较长的时间。
涡喷发动机适合航行的范围很广，从低空低亚音速到高空超音速飞机都广泛应用。前苏联的传奇战斗机米格-25高空超音速战机即采用留里卡设计局的涡喷发动机作为动力，曾经创下3.3马赫的战斗机速度纪录与37250米的升限纪录。（这个纪录在一段时间内不太可能被打破的）
与涡轮风扇发动机相比，涡喷发动机燃油经济性要差一些，但是高速性能要优于涡扇，特别是高空高速性能。
http://baike.baidu.com/view/119042.htm

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後推。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。
涡扇发动机优点 : 效率高，油耗低，飞机的航程就远。
缺点 : 结构复杂，设计难度大
http://baike.baidu.com/view/42816.htm

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。

涡轮风扇发动机运行原理：

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後推。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。

用涡扇发动机做栗子吧。
涡扇发动机有两个涵道分别流通空气，内涵道既加热又加速，外涵道只加速不加热。
发动机的推力是通过加速空气得到的反作用力产生的。
那么，内涵道既加热又加速，所以同样多的空气，获得的能量大，推力也大。因为热量也可以转化为压力和速度。
但是，同样的能量（燃油）下，内涵道获得的推力反而小了，因为一部分能量变成了热量。

那么好了，如果我们需要发动机推力一定的情况下空气流量尽可能小，或者在空气流量一定的情况下推力尽可能大，就需要把内涵道做大，外涵道做小，完全取消外涵道时就成了涡喷。
如果我们需要在推力一定的情况下燃油消耗尽可能小，或者在燃油消耗一定的情况推力尽可能大，就需要把外涵道做大，内涵道做小。内涵道小到极限时就可以把发动机的外涵道机匣（外罩）去掉，这成了涡桨（内涵道不能取消，因为外涵道的动力需要内涵道提供）。

在地面工作时，航空涡轮发动机的压气机会吸入空气，这时在进气道内形成一个低压区，在进气道外面，越靠近发动机进气口的地方空气压强就越低，压强梯度以音速向外传播并推动空气向发动机流动。因此在亚音速状态下，空气是被发动机“吸”进来的。有限的进气道能够获得大得多的空气流量，那么在空气流量足够的情况下，外涵道大的涡扇甚至涡桨就会比涡喷省油得多。
但在超音速飞行状态下，飞行速度超过压强梯度传播速度，发动机前方的空气不会自发流动，于是只能被动的“冲”进发动机。所以超音速时发动机的空气流量会被进气道的面积严格限定，而扩大进气道又会增大阻力。在阻力（进气道面积）一定的情况下，外涵道小的涡扇甚至涡喷就能获得更大的推力。推力一定时一定条件下会比较省油，因为随着进气道扩大，阻力上升很快。

总结来说。
亚音速条件下，涡扇的涵道比越大越省油，涡桨最省油，涡喷最费油。
超音速条件下，涡扇的涵道比越小有效推力越大，而且一般会省油。涡喷性能最好。涡桨一般超不过音速，因为螺旋桨的桨叶会比飞机更快到达音速，阻力和震动都太大了。

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满爽盐酸： 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. 涡轮风扇发动机运行原理: 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.

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