谁能告诉我 涡喷 涡扇 涡桨 各自都有什么优点和缺点 航空发动机中涡喷,涡扇和涡桨发动机各有什么优缺点

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涡扇发动机是利用涡轮带动发动机前面的风扇转动,从而产生推力。气流分叉成两股。一股是不经过燃烧室的,直接流向发动机尾部,这部分气流是风扇产生的。另一部分则是由燃烧室的空气瞬间膨胀加压产生的,这部分的气流和涡喷发动机的原理是一样的。但是与涡喷发动机不同的是,涡扇发动机的大部分推力来自于风扇产生的气流。有一个指标是衡量这两部分气流的比值的,叫做bypass ratio(B)。就是风扇产生的mass flow rate比上了燃烧室产生的mass flow rate。通常来说,飞机在起飞时B可以达到3-4,就是60%——80%的推力来自于风扇。而飞机做level flight(平飞),B大约在0.8-1左右。就是说两部分气流几乎相等。

涡喷发动机就没有前面的那个风扇了,只有依靠燃烧室的气流推进了。

涡扇发动机在小于或接近1马赫的时候经济性比涡喷好,所以大部分的商用客机使用的是涡扇发动机。而涡喷发动机在大于1马赫也就是超音速的情况下经济性好,所以很多的战斗机使用涡喷发动机。

涡桨发动机其实原理上接近于涡扇发动机,只是风扇换成了螺旋桨,同时螺旋桨不置于涵道中。涡桨发动机在低速度的时候效率比前两种发动机好,但是基本无法达到高速度,同时由于螺旋桨暴露在外,危险性能也大大增加。

上面那张图就很好的说明了经济适用性,绿色代表涡桨,蓝色是涡扇,红色是涡喷。个人觉得,要说优缺点的话基本说不清,很多,但是主要的就是在不同的速度范围内的经济性是个重要指标



1. 涡喷也有风扇的,在核心机(压气机)前一般都会加风扇(而且严格意义上核心机里的多级涡轮压气机,涡轮也是一种风扇)
涡喷相比涡扇就只是没有外涵道
涡喷发动机常见于二代机(F4,米格21等)“高空高速歼击机”,重点在于高速
2. 涡扇根据涵道比大小也有区别,战斗机用的也是涡扇,但涵道比很低,单纯只是为了增加推力和降低油耗,不想影响高速性能,而客机用的涡扇发动机涵道比越来越大(一切为省油)
涡扇发动机是涡喷的改进,降低速度,降低油耗(单位油耗下,提升了推力和推重比)
3. 涡桨和直升机的涡轴并不能直接和前两者比,多数涡桨和涡轴发动机的推力都几乎不来自于喷气(和涡喷,涡扇正相反),涡桨和涡轴的推力几乎全部来自螺旋桨,采用涡轮(燃气)发动机驱动其实是对于活塞发动机(内燃机)的改进
燃气轮机自重小(远小于活塞发动机),动力输出高于活塞发动机(推重比大)
从活塞发动机换成燃气轮机,同等重量下动力更大
4. 为何c130,运9等军用运输机采用涡轮螺旋桨发动机,而干线客机使用涡扇?
这个绝不是安全问题
客机用涡扇因为省油,由此可知涡桨不是效率最高(最省油)的
螺旋桨在低速下提供推力最大(同等推力下载重最大),而高速下螺旋桨本身阻力大所以和涡喷涡扇相当,涡桨是越慢时越经济省油
而军用运输机选择螺旋桨提高载重能力,无非为了满足运输主战坦克的要求,伊尔76,运20,c17这些足够大的,已经满足载重要求的大型运输机才会考虑使用涡扇降低油耗提高航速(越小的军用运输机越不太可能采用涡扇)

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