涡桨发动机与涡轴发动机的比较（硬核航空涡喷发动机）

Fly Knight / 文

涡喷发动机、涡轴涡桨发动机涡扇发动机三者最大的区别是结构不同。涡喷发动机完全依靠燃气流产生推力，它通常作为高速飞行器的动力，是航空喷气式发动机的第一种形式。而涡桨式发动机驱动原理和活塞发动机作为动力的螺旋桨飞机类似，但是前者的燃气涡轮通常以恒定速率运行，而后者的螺旋桨会根据发动机的转速不同而变化。涡扇发动机典型特征便是首级扇叶面积远超过涡喷发动机的首级扇叶。

图、涡轮喷气式发动机工作原理

上文提到涡喷发动机特点是完全依赖燃气流产生推力，通常作为高速战斗机的动力来源，油耗在三者当中最高。涡喷式发动机又分为轴流式和离心式，离心式由英国弗兰克·惠特尔爵士所发明。轴流式发动机由德国人发明。轴流式的优点在于横截面小，压缩比高，但是需要的材料较为苛刻。

1928年，英国皇家空军学院的弗兰克·惠特尔提出了涡喷式发动机的初步设想。他写的课题名称为“飞机设计的未来发展”。

上图是轴流式涡轮喷气式发动机示意图，其中1：吸入；2：低压压缩；3：高压压缩；4、燃烧；5、排气；6、热区域；7、涡轮机；8、燃烧室；9、冷区域；10、进气口。

典型的涡喷发动机结构由进气道、压气机、燃烧室和涡轮、喷管和加力燃烧室组成。基本参数有推力重量比、压气机级数、涡轮级数、压缩比、海平面最大静推力、单位推力小时耗油率、涡轮前温度、燃气出口温度和平均故障时间。

图、涡轮螺旋桨式发动机

涡轮螺旋桨式发动机其原理主要使用活塞发动机驱动，以螺旋桨旋转时所产生的力作为飞机的推进力。它和活塞式螺旋桨发动机的主要区别是驱动螺旋桨中心轴的动力源，涡桨的燃气涡轮通常以恒定的速度旋转，而活塞动力的螺旋桨则会按照发动机转速不同而又转速高低的差异。

图、典型的涡轮螺旋桨发动机示意图

其主要结构包括：进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管。

图、涡轮轴发动机原理示意图

涡轮轴发动机是涡轮发动机的一种，它利用燃烧室产生的气流带动自由涡轮输出轴功率，而不是喷气推力。其在结构上和涡轮螺旋桨发动机颇有类似之处，但主要差异在于涡轮螺旋桨发动机排出的尾气还会产生一些残余推进力。

图、涡轮风扇发动机原理图

涡轮风扇发动机，主要特点是前部扇叶的面积大于涡轮喷气发动机的首级扇叶很多，部分空气经过涡喷喷气发动机的部分称为内涵道，经由内涵道的涡轮驱动首级增压扇叶推动空气经过的外部为外涵道，增压扇叶同时具有螺旋桨和压缩空气的功能，能让部分吸入的空气通过外围提供直接推力，内外涵道能够同时提供推力。

涡扇式发动机主要由以下几部分构成：进气道、高压压气机和低压压气机、环形燃烧室、高压涡轮、低压涡轮、加力燃烧室和喷管。