什麼是渦噴發動機進氣道？渦噴發動機的類型和特點 | 陳光談航發22

渦輪噴氣發動機的類型和特點

渦輪噴氣發動機按其壓氣機的類型不同，可分為離心式渦輪噴氣發動機和軸流式渦輪噴氣發動機。按發動機轉子結構不同，又可分為單轉子和雙轉子渦輪噴氣發動機。

離心式渦輪噴氣發動機

採用離心式壓氣機的渦輪噴氣發動機叫離心式渦輪噴氣發動機（圖4-5）。

離心式壓氣機結構簡單，製造方便，堅固耐用，工作穩定性較好。早期的渦輪噴氣發動機大多為離心式。但離心式壓氣機單位迎風面積大、效率、增壓比和流通能力不如軸流式壓氣機，推力受到限制。

因此，從20世紀50年代后，大中型發動機都不用離心式了，只有小型渦輪螺旋槳和渦輪軸發動機才採用離心式或軸流加離心組合式壓氣機。

圖4-5、離心式渦輪噴氣發動

軸流式渦輪噴氣發動機

即採用軸流式壓氣機的渦輪噴氣發動機（圖4-6）。由於它具有效率高、增壓比大和流通能力強等許多優點，目前推力稍大一些的渦輪噴氣發動機均為軸流式的。

圖4-6、軸流式渦輪噴氣發動機

軸流式渦輪噴氣發動機又有單轉子和雙轉子發動機之分。

(1) 單轉子渦輪噴氣發動機

壓氣機和渦輪共用一根軸的渦輪噴氣發動機。其優點是結構簡單，造價低廉，早期的渦輪噴氣發動機多是單轉子發動機。

但其缺點是穩定工作範圍窄，隨著增壓比的提高，它已被雙轉子發動機所取代，而法國「幻影」戰鬥機所用的M53發動機是目前世界上唯一還在服役的單轉子渦輪風扇發動機。

(2) 雙轉子渦輪噴氣發動機

有兩個只有氣動聯繫、且具有同心軸轉子的渦輪噴氣發動機。它把一台高增壓比的壓氣機分為兩個低增壓比的壓氣機即低壓壓氣機、高壓壓氣機，分別由各自的渦輪即低壓渦輪、高壓渦輪所帶動，以各自的最佳轉速工作，形成兩個只有氣動聯繫的高、低壓轉子。

圖4-7、雙轉子渦輪噴氣發動機簡圖

圖4-7示出了雙轉子渦輪噴氣發動機簡圖，圖4-8示出了雙轉子渦輪噴氣發動機轉子簡圖，由圖可見低壓壓氣機及低壓渦輪的轉子連接形成低壓轉子，高壓壓氣機及高壓渦輪連接形成高壓轉子，低壓轉子的傳動軸由高壓轉子中穿過，兩個轉子分別以各自的最佳轉速工作。

這種發動機具有總增壓比高、效率高、穩定工作範圍寬、起動功率小、加速性好等優點。世界上第一台雙轉子發動機是1952年定型的美國J57渦輪噴氣發動機。

除早期發展的渦輪噴氣發動機外，絕大多數渦輪噴氣發動機都是雙轉子發動機。

圖4-8 雙轉子渦輪噴氣發動機轉子結構簡圖

各部件的功能和工作原理

渦輪噴氣發動機由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪、加力燃燒室、尾噴管、附件傳動裝置與附屬系統等組成。

進氣道又叫進氣擴壓器（圖4-9），它將飛機遠前方自由流空氣引入發動機並將氣流減速增壓（當飛機飛行速度較大時），是飛機的一個重要部件。

為保證在整個飛行範圍內發動機高性能而可靠地工作，要求進氣道在各工作狀態下應具有小的流動損失和低的阻力係數，並滿足發動機所需的空氣流量以及均勻穩定的進口流場（包括速度場、溫度場和壓力場）要求；

在結構上應簡單可靠，重量輕，維護方便。作戰飛機對進氣道還有隱身能力的要求。

圖4-9、進氣道

進氣道按來流馬赫數範圍可分為亞聲速、超聲速和高超聲速進氣道；

按在飛行器上的布局位置不同可分為頭部、兩側、腹部和背置進氣道；

按調節方式不同可分為幾何可調和不可調進氣道。

由於進氣道與機體在氣動布局和結構上，以及與發動機工作性能和穩定性匹配上密不可分。

因此，現代飛機（和導彈）的設計中必須考慮對機體（飛機）—進氣道—發動機進行一體化設計。進氣道的主要性能參數有：總壓恢復係數、流量係數、阻力係數和出口流場畸變指數等。

由於進氣道位於發動機最前端，流入發動機的空氣中如含有水分且在溫度適宜時，在進氣道內就會結冰。為保證發動機進氣流道的暢通，防止因結冰而導致發動機性能變壞以及冰塊脫落而打傷發動機，應對進氣道採取防止結冰的措施。

通常採用從壓氣機後部引來熱空氣，通入整流罩和支板的夾層中，對與空氣流相接觸的表面進行加溫；有些發動機的進氣道中還鋪設有電加溫的防冰層。