螺槳風(fēng)扇發(fā)動機(jī)?機(jī)理

根據(jù)渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的原理，在飛行速度不變的情況下，涵道比越高，推進(jìn)效率就越高，因此現(xiàn)代新型不加力渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的涵道比越來越大，已經(jīng)接近了結(jié)構(gòu)所能承受的極限;而去掉了涵道的渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)盡管效率較高，但由于螺旋槳的速度限制無法應(yīng)用于M0.8~M0.95的現(xiàn)代高亞音速大型寬體客機(jī)，螺槳風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的概念則應(yīng)運而生。

由于無涵道外殼，螺槳風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的涵道比可以很大，以正在研究中的一種發(fā)動機(jī)為例，在飛行速度為M0.8時，帶動的空氣量約為內(nèi)涵空氣流量的100倍，相當(dāng)于涵道比為100，這是渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)所望塵莫及的，將其應(yīng)用于飛機(jī)上，可將高空巡航耗油率較目前高涵道比輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)降低15%左右。

同渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)相比，螺槳風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的可用速度又高很多，這是由它們?nèi)~片形狀不同所決定的。普通螺旋槳葉片的葉型厚度大以保證強(qiáng)度，彎度大以保證升力系數(shù)，從剖面來看，這種葉型實際上就是典型的低速飛機(jī)的機(jī)翼剖面形狀，它在低速情況下效率很高，但一旦接近音速，效率就急劇下降，因此裝有渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)的飛機(jī)速度限制在M0.6~M0.65左右;而螺槳-風(fēng)扇的既寬且薄、前緣尖銳并帶有后掠的葉型則類似于超音速機(jī)翼的剖面形狀，這種葉型的跨音速性能就要好的多，在飛行速度為M0.8時仍有良好的推進(jìn)效率，是目前新型發(fā)動機(jī)中最有希望的一種。

螺槳風(fēng)扇發(fā)動機(jī)由燃?xì)獍l(fā)生器和一副螺槳-風(fēng)扇(因為實在無法給這個又象螺旋槳又象風(fēng)扇的東東起個名字，只好叫它螺槳-風(fēng)扇)組成。螺槳-風(fēng)扇由渦輪驅(qū)動，無涵道外殼，裝有減速器，從這些來看它有一點象螺旋槳;但是它的直徑比普通螺旋槳小，葉片數(shù)目也多(一般有6~8葉)，葉片又薄又寬，而且前緣后掠，這些又有些類似于風(fēng)扇葉片。

當(dāng)然，螺槳風(fēng)扇發(fā)動機(jī)也有其缺點，由于轉(zhuǎn)速較高，產(chǎn)生的振動和噪音也較大，這對舒適性有嚴(yán)格要求的客機(jī)來講是一個難題。另外，暴露在空氣中的螺槳-風(fēng)扇的氣動設(shè)計也是目前研究的難點所在。