一、航空發動機是什么

航空發動機（Aero-engine）是用來產生推力使飛機前進的發動機設備。先進的飛行器需要強大的心臟，航空發動機正是飛行器的動力來源。航空發動機是非常復雜的高端機械，工作條件具有“高溫，高壓，高速”的特點：工作溫度高，內部各處的溫度不同且不斷變化；氣體壓力大，工作載荷高；轉子轉速高，以及承受環境和機動飛行給發動機帶來的各種影響。

航空發動機需要在質量和體積受嚴格限制的前提下產生強大的推力，長時間可靠的工作，其性能還要能靈活精確地調節控制，對設計制造工藝提出極高要求。航空發動機集中了機械制造行業幾乎所有的高精尖技術，因此，航空發動機被譽為是”現代工業皇冠上的明珠“。航空發動機直接影響飛機的性能、可靠性及經濟性，是一個國家科技、工業和國防實力的重要體現。

二、航空發動機種類及原理

1、活塞發動機

對航空發動機而言，最先使用的就是活塞式發動機，其工作原理是指活塞承載燃氣壓力，在氣缸中進行反復運動，并依據連桿將這種運動轉變為曲軸的旋轉活動。活塞式發動機主要由氣缸、活塞、連桿、曲軸、氣門機構、螺旋槳減速器、機匣等組成。

在第二次世界大戰結束后，由于渦輪噴氣發動機的發明而開創了噴氣時代，活塞式發動機逐步退出主要航空領域，但功率小于370kW的水平對缸活塞式發動機仍廣泛應用在輕型低速飛機和直升機上，如行政機、農林機、勘探機、體育運動機、私人飛機和各種無人機，旋轉活塞發動機在無人機上嶄露頭角，而且美國NASA還正在發展用航空煤油的新型二沖程柴油機供下一代小型通用飛機使用。

2、渦噴/渦扇發動機

（1）渦輪噴氣發動機

現代渦輪噴氣發動機的結構由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成，戰斗機的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。渦輪噴氣發動機仍屬于熱機的一種，就必須遵循熱機的做功原則：在高壓下輸入能量，低壓下釋放能量。因此，從產生輸出能量的原理上講，噴氣式發動機和活塞式發動機是相同的，都需要有進氣、加壓、燃燒和排氣這四個階段，不同的是，在活塞式發動機中這4個階段是分時依次進行的，但在噴氣發動機中則是連續進行的，氣體依次流經噴氣發動機的各個部分，就對應著活塞式發動機的四個工作位置。

（2）渦輪風扇發動機

這種發動機在渦輪噴氣發動機的的基礎上增加了幾級渦輪，并由這些渦輪帶動一排或幾排風扇，風扇后的氣流分為兩部分，一部分進入壓氣機（內涵道），另一部分則不經過燃燒，直接排到空氣中（外涵道）。由于渦輪風扇發動機一部分的燃氣能量被用來帶動前端的風扇，因此降低了排氣速度，提高了推進效率，而且，如果為提高熱效率而提高渦輪前溫度后，可以通過調整渦輪結構參數和增大風扇直徑，使更多的燃氣能量經風扇傳遞到外涵道，就不會增加排氣速度。這樣，對于渦輪風扇發動機來講，熱效率和推進效率不再矛盾，只要結構和材料允許，提高渦輪前溫度總是有利的。航空用渦輪風扇發動機主要分兩類，即不加力式渦輪風扇發動機和加力式渦輪風扇發動機。前者主要用于高亞音速運輸機，后者主要用于殲擊機，由于用途不同，這兩類發動機的結構參數也大不相同。

3、渦槳/渦軸發動機

渦輪螺旋槳發動機，簡稱渦槳發動機，由螺旋槳和燃氣發生器組成，螺旋槳由渦輪帶動。由于螺旋槳的直徑較大，轉速要遠比渦輪低，只有大約1000轉/分，為使渦輪和螺旋槳都工作在正常的范圍內，需要在它們之間安裝一個減速器，將渦輪轉速降至十分之一左右后，才可驅動螺旋槳。這種減速器的負荷重，結構復雜，制造成本高，它的重量一般相當于壓氣機和渦輪的總重，作為發動機整體的一個部件，減速器在設計、制造和試驗中占有相當重要的地位。渦輪螺旋槳發動機的螺旋槳后的空氣流就相當于渦輪風扇發動機的外涵道，由于螺旋槳的直徑比發動機大很多，氣流量也遠大于內涵道，因此這種發動機實際上相當于一臺超大涵道比的渦輪風扇發動機。由于涵道比大，渦輪螺旋槳發動機在低速下效率要高于渦輪風扇發動機，但受到螺旋槳效率的影響，它的適用速度不能太高，一般要小于900km/h。在中低速飛機或對低速性能有嚴格要求的巡邏、反潛或滅火等類型飛機中的到廣泛應用。