涡扇发动机剖面:风扇、外涵道与核心机的气流分流
涡扇发动机沿用涡轮喷气的思路,却把气流一分为二。跟着气流从前方的大风扇出发,分别走冷的外涵道与热的核心里,最后成为从尾部排出的两股气流。
涡扇发动机沿用涡轮喷气的思路,却把气流一分为二。跟着气流从前方的大风扇出发,分别走冷的外涵道与热的核心里,最后成为从尾部排出的两股气流。
涡扇发动机是几乎所有商用客机的动力来源。它像是给涡轮喷气发动机前方装上一组大得多的叶片(风扇),外面再套一圈大涵道。风扇把大部分空气作为冷气流送核心机外侧,只有其余部分穿过燃烧的核心机。正是这个“分流”,让它更安静、也更高效。
从外面看,涡扇发动机不过是一根两端开口的粗管子。它最关键的特点——一台发动机同时产生两股气流——只有剖开、并跟着空气一路分流,才能看得清楚。
在最前方,一只大风扇转动着吸入大量空气,并给它一个向后的初始推力。仅这一步,就已经贡献了总推力的很大份额。
就在风扇之后,空气被分开。大部分被转向流入外涵道,绕核心机外侧前行;其余则被引入中央的核心机。
进入核心机的空气被核心机压气机压缩到高得多的压力,随后燃料在燃烧室中与它一起燃烧。这与涡轮喷气产生的同样是高温高压燃气——只不过在这里,它只占总流量的一小部分。
高温燃气吹动核心机涡轮,主轴把这份旋转传到前方的风扇和核心机压气机。发动机正是靠这样维持自身运转。
尾部有两个出口:高温核心燃气从内侧的核心机喷管排出,冷的外涵空气从外侧的外涵喷管排出。两股气流——又大又慢的冷流与又小又快的热流——共同构成总推力。
涡轮喷气发动机的全部空气都穿过核心机并被燃烧;涡扇发动机则用一个大风扇把大部分空气作为冷的外涵气流送核心机外侧,因此同样推力下更安静、更省油。
让大量空气小幅加速,比把少量空气大幅加热更高效。大而缓的外涵气流以更低的噪声与油耗完成了大部分推动工作。
不会。它只流经外涵道、绕过核心机外侧,从外涵喷管排出,从不接触火焰。只有进入核心机的那部分空气才被燃烧。
内侧的核心机喷管加速高温燃气,外侧的外涵喷管释放涵道里的冷空气。两股气流共同构成总推力。
大部分推力来自又大又慢、相对较冷的外涵气流,而不是又小又快的热射流。更慢更宽的气流与空气混合得更平缓,从而降低了喷流噪声。