航空發(fā)動機到底有幾種？

姜浩峰

航空發(fā)動機，作為“現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠”，在世界上只有工業(yè)能力頂尖的國家能夠研發(fā)。

特別是大飛機發(fā)動機，目前來說，市場幾乎被世界三大航空發(fā)動機生產(chǎn)商包攬——它們分別是美國通用電氣、英國羅爾斯·羅伊斯和美國普拉特·惠特尼。除此之外，諸如俄羅斯索洛維耶夫設(shè)計局的產(chǎn)品，則無法打入世界主流民航機市場。

8月28日，中國航空發(fā)動機集團公司成立大會在北京舉行。這意味著中國將加速航空發(fā)動機的研發(fā)和生產(chǎn)，未來，中國國產(chǎn)大飛機，將擁有中國心。

回顧歷史，航空發(fā)動機究竟有多少種？其原理大致有何異同？航空發(fā)動機被譽為國之重器，特別是上周中國空軍司令員馬曉天稱，中國空軍正在發(fā)展新一代遠程轟炸機，相信未來我國對航空發(fā)動機越來越重視，整合力度也在不斷加大，會研發(fā)出新一代主流發(fā)動機。

槳扇發(fā)動機

渦槳發(fā)動機的燃油效率通常高于渦扇發(fā)動機，但它也不是盡善盡美，原因之一是，渦槳發(fā)動機上多了一個減速器，也就是變速齒輪。變速齒輪的存在一是增加了發(fā)動機重量，二是多少會帶來一些功率上的損耗。為此，有的國家研制一種不需要變速齒輪的發(fā)動機，它就是槳扇發(fā)動機。比如烏克蘭與俄羅斯共同研發(fā)的安-70運輸機就采用槳扇發(fā)動機。

渦扇發(fā)動機

渦扇發(fā)動機和渦噴發(fā)動機兩者之間的區(qū)別在于，渦噴只有一個空氣通道，專業(yè)上叫做“涵道”，而渦扇發(fā)動機卻有兩個空氣通道。也就是說，渦噴發(fā)動機是單涵道發(fā)動機，而渦扇是雙涵道發(fā)動機。

發(fā)動機在運轉(zhuǎn)時，外涵道與內(nèi)涵道空氣流量的比值叫做涵道比。有一個規(guī)律——涵道比越大越省油，經(jīng)濟性越好，高涵道比的發(fā)動機在亞音速時有非常好的能效，所以它廣泛地運用于客機、運輸機等。

現(xiàn)代戰(zhàn)斗機也大多采用渦扇發(fā)動機，只是，為了追求高空的超音速性能，使用低涵道比的發(fā)動機。美國F22猛禽戰(zhàn)斗機使用的渦扇發(fā)動機，涵道比很低，只有0.3：1。

星型發(fā)動機

星型發(fā)動機，某種程度上就是汽車發(fā)動機的升級版。也就是將發(fā)動機的氣缸環(huán)繞曲軸呈星型排列的一種活塞式發(fā)動機。

在飛機發(fā)明之出，使用的是與汽車發(fā)動機類似的V型活塞式發(fā)動機。但在1903年飛機發(fā)明之際，星型發(fā)動機就用在了飛機上了。在噴氣發(fā)動機出現(xiàn)之前，活塞式飛機發(fā)動機大多采用星型設(shè)計。

盡管星型發(fā)動機顯出了某種優(yōu)勢，但在噴氣式飛機發(fā)明以前，星型發(fā)動機一直與V型發(fā)動機并存，誰都沒有徹底將對方擠出市場。有很大一部分飛機仍采用V型設(shè)計。

由于工藝水平的進步，當代一些仍使用活塞發(fā)動機的輕型飛機，大多采用更簡潔的用直列或水平對置型發(fā)動機。星型發(fā)動機基本已經(jīng)退出了歷史舞臺。

渦槳發(fā)動機

渦輪螺旋槳噴氣發(fā)動機的本質(zhì)類似于渦噴發(fā)動機接上一個減速器，并帶動外部的螺旋槳。中國自行設(shè)計研制的水陸兩棲飛機蛟龍-600，采用國產(chǎn)WJ-6渦槳發(fā)動機。目前，蛟龍-600是世界上最大的水陸兩用飛機，于2016年7月23日總裝下線。

渦噴發(fā)動機

在一戰(zhàn)與二戰(zhàn)之間，飛機制造技術(shù)有了長足的進步。1937年，世界上第一個渦輪噴氣發(fā)動機就裝備在飛機上了。

從大的方面看，渦噴發(fā)動機由5個結(jié)構(gòu)組成?？諝鈴倪M氣道進入發(fā)動機后，首先被高速運轉(zhuǎn)的壓氣機壓縮，產(chǎn)生高壓致密空氣以提供大量氧氣，燃燒室噴油燃燒，向后沖擊渦輪機，而渦輪機又帶動前面的的壓氣機，燃氣流從噴口噴出產(chǎn)生推力。

渦噴發(fā)動機使用范圍很廣，從低空低速到高空超音速飛機都有廣泛應(yīng)用。當年蘇聯(lián)的戰(zhàn)斗機米格-25高空超音速戰(zhàn)機采用渦噴發(fā)動機，曾經(jīng)創(chuàng)下3.3馬赫的飛行紀錄，也創(chuàng)下了37250米的升限紀錄。使用渦噴發(fā)動機的戰(zhàn)斗機很適合在高空進行超音速飛行。