大,小涵道比涡扇发动机在结构上的区别

什么叫大涵道比涡扇发动机~

第一个难点是风扇，除的外型的设计，主要是加工制造。为了追求更高的函道比，要求风扇具备细长的外型，但是起恶劣的工作环境要求风扇的机械强度不能太低，还要尽可能的减少重量，很多风扇就设计成空心结构。
第二个是压气机，难点主要是如何尽可能提高单级增压比以减少级数，提高压气机的抗热能力，以及减少压气机工作振喘。
这些会牵涉到材料学，以及高难度的铸造技术，机械加工技术和多轴联动数控机床等很多难题。
以上领域我国还存在很大不足，其他的如涡轮，喷管，各种伐门通路等问题我国都拥有比较成熟设计制造技术。

　　大小涵道比涡扇发动机的区别主要集中在外涵道的大小上，其他方面的结构区别并不是很大，所以在发动机的研制上才有利用同一核心机研发多种发动机的方式，但将来的发展趋势会使这两种发动机逐渐彻底成为两种发动机，核心机也可能会有很大区别。

　　大小涵道比涡扇发动机在其他方面或者说细部上的区别主要是和其工作条件和要求造成的，大涵道比涡扇发动机主要为民用，需要更高的效率、更低的噪音；小涵道比涡扇发动机主要为军用，需要更高的推重比；他们都需要更长久的寿命和更低的油耗，从而出现使用技术的不同。具体如下：

1、大涵道比涡扇发动机采用高压比多级高压压气机。

　　高压比多级高压压气机是大涵道比涡扇发动机的关键技术。由于民用发动机的总压比不断提高的趋势，目前超过40，今后将进一步提高到50以上。军用发动机的高压压气机压比一般为6~8，还没有超过10的，但是民用发动机的一般为12~20，GE90的10级（在后来的GE90-115B中减为9级）高压压气机的压比更达到23，平均级压比为1.37，都是所有实用中发动机的高压压气机之最。正在研制中的PW6000发动机的高压压气机以6级达到11的压比，平均级压比近1.5。研究中的平均级压比为1.4~2.1。

2、大涵道比涡扇发动机采用多种降噪技术。

　　这是由于民航客机常在城市上空飞行，需要控制噪音，这是军用飞机不需要的。大涵道比涡扇发动机主要为民用，当前采用或在研究中的降噪措施主要有：

　　（1）尽量提高涵道比，降低发动机平均排气速度，但受到风扇和发动机尺寸的限制。

　　（2）在对气动性能不造成大的损失的条件下，降低风扇叶尖切线速度；采用掠形叶片和倾斜叶片；锯齿形风扇出口导向叶片后缘和吹气式尾迹管理；合理选择叶轮机转子叶片和静子叶片的数目比例；加大转子和静子的轴向距离；减小叶尖间隙；低损失空腔设计。

　　（3）采用对转风扇 在欧洲航空第6框架内的环境友好航空发动机计划下正在研究对转风扇，并将在俄罗斯中央航空发动机研究院的试验台上进行气动声学试验。希望能降低噪声5分贝。

　　（4）在减少喷气噪声方面，正研究各种加快内外流气流之间和喷流与大气混合的喷管，具体的方案有非轴对称风扇喷管、中心线偏置的风扇和核心喷管以及锯齿形核心和风扇喷管。

　　（5）采用向上倾斜的进气口(scarf inlet)和喷口，使噪声向上传布。

　　（6）采用加长外涵道，广泛敷设利用赫姆霍茨效应原理的消声衬垫，包括频率自适应衬垫，甚至噪声主动控制技术。

3、小涵道比涡扇发动机多采用混合排气喷口。

　　我们常见的民航客机所采用的大涵道比涡扇发动机，多半是分别排气涡轮风扇发动机，内、外涵道中的气体分别在内、外涵尾喷管中排出，发动机组成如下：进气道、风扇、压气机、燃烧室、涡轮、外涵道、内外涵尾喷管。

　　内涵气流：压气机增压--燃烧室加热--涡轮膨胀作功带动风扇和压气机--内涵尾喷管膨胀加速--排气到体外

　　外涵气流：外涵道--外涵尾喷管膨胀加速--排气到体外

　　现代先进军用歼击机一般均采用低涵道比的混合加力涡扇发动机，内、外涵道中的气体混合后从尾喷管中喷出，发动机组成如下：进气道、风扇、压气机、燃烧室、涡轮、外涵道、混合器、尾喷管。

　　内涵气流：压气机增压--燃烧室加热--涡轮膨胀作功带动风扇和压气机--混合器

　　外涵气流：外涵道--混合器

　　虽然混合排气效率更高，但是大涵道比涡扇发动机几乎没有采用混合排气的，主要是为了节省重量。另外在现在军用歼击机使用的涡扇发动机上还有加力燃烧室，这也是需要内外涵道气流混合的原因，内涵道气体已经经过一次燃烧，混合外涵道气体可以补充氧气，从而获得更高的加力燃烧温度。

4、其他

　　小涵道比发动机主要追求高推力和高速，因而多数采用了加力燃烧室，加力燃烧效果主要与温度有关，所以需要消耗大量燃油获得高推力。

　　歼击机使用的小涵道比涡扇发动机还会有可以调节喷口直径的调节片，从而控制喷气的流速，进一步改进即为推力矢量技术，可以控制喷气的方向。

5、说明

　　由于问题比较笼统，每一款发动机都有与其他发动机的区别之处，不能很详细的说清每种发动机的区别。关于涡轮风扇发动机不同分类所造成的结构区别，如单转子与多转子、轴流式压气机与离心式压气机、环管形燃烧室和环形燃烧室，不应属于大小涵道比涡扇发动机的区别，在这里就不详细描述了，可以参考百度百科“涡扇发动机”词条。

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曹飘妙纳： 从外观上差别不大. 两者的共同点都是压气机压缩空气在燃烧室燃烧膨胀做功推动涡轮然都涡轮驱动压气机.这个也是燃气涡轮发动机的基本工作原理. 区别就是涡喷发动机只有单个流道. 而涡扇发动机通常是在普通的双转子的涡喷发动机的...

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舟曲县15384994422： 发动机的涵道比越大好还是越小好? - ？
曹飘妙纳： 函道比就是涡扇发动机外函道和内函道的比值,这个直接影响到飞机的推力.战斗机一般会使用小函道比的涡扇发动机,这样发动机的功率高,可变化量大,也能满足战机需要的高推力.而客机一般使用高函道比的发动机,有利于推力持续的输出.

舟曲县15384994422： 运输机和战斗机发动机的区别 - ？
曹飘妙纳： 运输机等大型飞机来说,主要考虑其燃油经济性和续航能力,而大涵道比涡轮风扇发动机具有良好的推进效率和低速性能,由于大涵道比涡扇机的主要推力来自流经外涵道的冷空气,因此排气温度很低,风扇直径很大,也没有安装加力燃烧室,所以这种发动机又短又粗. 而对于战斗机而言,突出的是它的加速性,推重比,以及高速特性,而大涵道比发动机无法满足这一要求,而且由于战斗机体积较小,也不适合安装大涵道比发动机,所以战斗机用发动机常用小涵道比混合排气发动机,涵道比大约1.2左右,为了获得额外动力,还会在排气通道加装加力燃烧室,能另外获得25%以上的推力.

舟曲县15384994422： 飞机用什么发动机？
曹飘妙纳： 客机用的是涡轮发动机 战斗机用 喷气式发动机 火箭发动机是喷气发动机的一种,将推进剂箱或运载工具内的反应物料(推进剂)变成高速射流,由于牛顿第三定律而产生推力.火箭发动机可用于航天器推进,也可用于导弹等地面应用.大部分火 箭发动机都是内燃机,也有非燃烧形式的发动机.

舟曲县15384994422： 涡轮风扇喷气发动机的工作原理!? - ？
曹飘妙纳： 涡轮喷气发动机是燃气轮机的一种,其工作原理简单归纳起来如下: 1、用压气机蜗轮风扇发动机··次肖·次高 ··静止状态自启动··只能用于航空器 蜗轮

舟曲县15384994422： 涡桨发动机和涡扇、涡喷的区别? - ？
曹飘妙纳： 涡喷:最基本的,结构简单,直径小,所以迎风阻力小.有大量的热量没有利用即从尾喷管排出,费油.涡桨:介于涡喷与活塞螺旋桨之间,在涡轮后再加一自由涡轮,带动螺旋桨转动,燃料利用率提高,省油.但速度快时螺旋桨翼尖易达到音速,导致效率降低,阻力也大,所以飞行速度不高.涡扇:介于涡喷与涡桨之间,是在涡桨基础上改进的.将螺旋桨直径缩小,叶片增多,是为风扇,放进外层壳体内,即形成发动机的外涵道.外涵道所占比例(涵道比)越大,就越省油,所以民用大型飞机多用之.但涵道比大了直径也大了,迎风阻力增大,导致速度降低,因此战斗机多用小涵道比涡扇.

舟曲县15384994422： 请问航空引擎中涡喷发动机与涡扇发动机的根本最大区别是否在于有无内外涵道之分? - ？
曹飘妙纳： 涡喷发动机和涡扇发动机的区别主要是有无内外涵道.涡喷和涡扇,采用的旋转的叶片做压气机.冲压发动机没有旋转的压气机部件,但是也压气部件,只是结构简单罢了.