航空发动机类型及特点

      航空发动机以化石燃料作为能源，将化学能转化为机械能、为飞行器提供动力，是飞机、火箭等各类飞行器的心脏和动力之源，更是整个航空工业的动力之源。因其高度的技术难度和复杂性，被称为“工业皇冠上的明珠”和“工业之花”。

      航空发动机从结构上可分为活塞式与喷气式。早期的飞机及直升机几乎全部使用活塞式发动机，由于其功率的限制，只适用于低速飞行。

      从1903年第一架飞机升空到第二次世界大站末期，所有飞机都用活塞式航空发动机作为动力装置。40年代中期在军用飞机和大型民用机上燃气涡轮发动机逐步取代了活塞式航空发动机，但小功率活塞式航空发动机比燃气涡轮发动机经济，在轻型低速飞机上仍得到应用。

      喷气式中按是否有压气机可以主要分为有压气机的燃气涡轮发动机和无压气机的冲压式发动机。20世纪30年代后期到20世纪40年代初，喷气发动机在英国和德国的诞生，开创了喷气推进新时代和航空事业的新纪元。

      有压气机的燃气涡轮发动机主要分为四大类，即：燃气涡轮喷气发动机（涡喷发动机）、燃气涡轮风扇发动机（涡扇发动机）、燃气涡轮轴发动机（涡轴发动机）以及燃气涡轮螺旋桨发动机（涡桨发动机）。

      涡喷发动机速度较高，油耗较高，经济性差，主要用于部分尚未退役的军用二代战机，目前已逐步被涡扇发动机替代。民用领域基本被淘汰，军用机还有不少在用。适合长时间高速飞行的飞行器，比如米格25。

      涡扇发动机由涡轮喷气发动机发展而成，与涡喷发动机比较，涡扇发动机主要特点是首级压缩机的面积大很多。目前大多数先进飞机都使用的是涡扇发动机。涡扇发动机相当于是涡桨和涡喷发动机性能折中的产物，适合400-1000公里时速下飞行。目前主流动力，民航（波音空客几乎全部）、军机（现代战斗机几乎全部）都在用。

      涡桨发动机具有重量轻、耗油率低、起飞推力较大的优点，但飞行速度受限。与涡喷、涡扇发动机相比，又具有耗油率低和起飞推力大的优点，但因螺旋桨特性的限制，装有涡桨发动机的飞机速度受限，一般不超过800千米/小时，目前只在亚音速飞机上使用。主要用户是一些支线客机（支线的螺旋桨小飞机）和一些军用低速机（比如图-95、P-3C）。

      涡轴发动机具有重量轻、体积小、功率大、震动小，易于起动，便于维修和操纵等一系列优点。根据有无自由涡轮，涡轮轴发动机可分为定轴式和自由涡轮式，大部分涡轮轴发动机为自由涡轮式，与定轴式相比，具有起动性能好，工作稳定，加速性能较好，调节性能和经济性好等优点，但结构比较复杂。目前涡轴发动机是军民用直升机主要动力，如涡轴8和涡轴9发动机用于直9和直10直升机上，前苏联研制的D-136发动机用在米-26 直升机上。

      无压气机的冲压式发动机主要分为冲压式喷气发动机和脉冲式喷气发动机。冲压发动机主要应用在超音速飞机、洲际导弹上面，冲压发动机适用于巡航速度4马赫左右的情况。脉动喷气发动机，是一种按一定频率产生高温、高速气流且推力周期变化的喷气发动机，可用于靶机、导弹或航空模型上。脉冲喷气发动机具有燃烧强度高，燃烧效率高，污染小，结构紧凑等突出优点，但其存在着致命的弱点，即噪声大 [1]、只适于低速飞行（速度极限约为每小时640～800公里），飞行高度也有限，单向活门的工作寿命短，加上振动剧烈，燃油消化率大等缺点，使得它的应用受到限制。