| 单词 | 涡轮风扇发动机 |
| 释义 | 【涡轮风扇发动机】 拼译：turbofan engine 简称涡扇发动机，又称为双路式涡轮喷气发动机或内外函涡轮喷气发动机。是目前广泛使用的航空燃气轮机之一。涡扇发动机是继涡喷发动机和涡桨发动机之后发展起来的。 20世纪40年代初涡喷发动机问世以后，首先用于军用歼击机，也曾用于运输机和旅客机，但由于涡喷发动机的燃气喷射速度很高，大量的燃气动能损失在周围大气之中，推进效率低，耗油率高，不宜用于民用飞机。为了提高推进效率，将燃气轮机的可用功分配给更大量的空气，降低气体的喷射速度，于50年代初研制了涡轮螺桨发动机，用它代替活塞式航空发动机，提高了运输机和旅客机的飞行速度和高度。但是由于螺桨设计的原因，涡桨发动机不适宜于在高亚音速飞行条件下工作。为了进一步提高飞机的飞行速度，50年代中期开始发展涡轮风扇发动机。涡轮风扇发动机有内外两个函道，内函的结构和工作原理相当于一台涡轮喷气发动机，但是内函涡轮产生的功率除了带动内函压气机以外，还要带动外函通道中的压气机(或称风扇)。外函风扇出口的气流可以由外函喷管直接向后喷出，也可以与内函涡轮后燃气混合后喷出。外函风扇与内函同处于飞机进气道内，可以在跨音速或超音速飞行时工作，克服了涡桨发动机的螺桨在高亚音速飞行时效率低的缺点。涡扇发动机与涡喷发动机相比，具有推进效率高、耗油率低的优点。然而50年代前苏联曾有人认为涡扇发动机降低了发动机的单位推力(通过发动机每单位空气流量所产生的推力)，因而是没有发展前途的。他没有认识到，对不加力涡扇发动机来说，单位推力是应该以通过内函每单位空气流量所产生的推力来衡量的，外函的作用只是相当于螺桨那样的推进器而不是热机的一部分。从60年代开始，涡扇发动机得到了迅速的发展，目前它已取代涡喷发动机和涡桨发动机成为高亚速旅客机和运输机的主要动力装置。70年代发生世界能源危机以后，美国开展了节能发动机的研究。研究的目标是提高涡轮前燃气温度，并合理地提高压气机的增压比以提高热效率；提高涡扇发动机的函道比(外函空气流量与内函空气流量之比)以提高推进效率。因此，现在用于高亚音速旅客机和运输机的涡轮发动机的设计出现了高涡轮前燃气温度、高压气机设计增压比和高风扇函道比的“三高”趋势。目前涡轮前燃气温度已达到和超过1600K、压气机设计增压比已接近50、风扇函道比已达到8～10，耗油率已降低到0．03kg／N·h以下。将涡扇发动机的外函空气与内函涡轮后的燃气相掺混，并进行加力燃烧，就成为加力涡扇发动机。目前，加力涡扇发动机已经成为军用歼击机和超音速运输机的动力装置。由于加力燃烧室内的压力不能太低，因此，加力涡扇发动机只能采用较小的函道比。小函道比加力涡扇发动机与加力涡喷发动机相比较，不加力时涡扇发动机的耗油率较低，而加力燃烧时涡扇发动机又具有较大的推重比(推力重量比)。因此，在今后相当长的时期内，涡扇发动机将是民用和军用航空的主要动力装置。(北京航空航天大学朱行健教授撰) |
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