9涡桨发动机
第三章 燃气轮机的主要性能指标
小结
混排涡扇发动机推进效率的表达 与涡喷发动机相同。 忽略尾喷管产生的少量推力，涡 轮螺旋桨发动机的推进效率等于 螺旋桨效率。 低速飞行条件下（M<0.5），涡轮 螺旋桨发动机具有较高的推进效 率。 有效循环功相同的条件下，参与 推进的气流质量流量越大，推进 效率越高。 亚声速飞行条件下，随涵道比的 增加，涡扇发动机的推进效率提 高。
f (λ ) = p + ρv 2 / pt
(
)
在发动机净推力表达式中引入气体 冲量函数，可以得到净推力的表达：
⎡p ⎤ FN = A9 p 0 ⎢ t 9 f (λ9 ) − 1⎥ − W0 v0 ⎣ p0 ⎦
单位推力的单位是N/(kg/s)，量纲与速 度相同。 完全膨胀条件下，单位推力等于排气速 度与飞行速度之差。 相同推力级的发动机，单位推力高，则 空气流量小，发动机的尺寸和重量小。 单位推力与有效循环功的关系为：
迎面推力 ( frontal area thrust ) 迎风面积 ( frontal area )
发动机推力与发动机迎风面积之比 称为迎面推力，即：
Fa = FN Am
发动机迎风面积指发动机最大直径 处的截面面积。 发动机迎风面积直接影响到飞行器 的阻力特性和隐身性能。
GE 公司生产的发动机的推重比发展趋势
安装阻力主要包括进气道附加阻力x部阻力xext第二节涡喷发动机的推进效率循环热效率循环加热量有效循环功推进效率有效循环功推进功推进效率定义为推进功与有效循环功之比其物理意义在于评价发动机有效功转化为推进器推进功的程度
第三章 燃气轮机的主要性能指标
第一节 涡喷发动机的推力 总推力 ( gross thrust )
冲压阻力 W0v0 压力推力 (P9-P0)A9 动量推力 W9v9
国外涡桨发动机控制技术的发展
国外涡桨发动机控制技术的发展陈怀荣;王曦【摘要】Development situation of turboprop engine in western countries was overviewed, and several key technologies related with the control system of turboprop engine were analyzed, including working parameters, features, performance, propeller model, design method of control system, fault diagnosis technology of different types of turboprop engines and so on. The adaptive fuel control logic and implementation method of the hydro-mechanical control system of Garret early YT76 single spool turboprop engine were mainly analyzed. In addition, the development process of Pratt&Whitney Canada three-spool turboprop engine from the first generation of supervisory digital electronic control with mechanical back up system of PW120 engine to the dual channel full authority digital eletronic control system of PW150 engine was selective analyzed. These efforts are intended to provide a clear idea for the technological development of domestic turboprop engine control system.%概述了国外涡桨发动机的发展状况，分析了涡桨发动机控制系统相关的若干关键技术，包括不同类别涡桨发动机的工作参数、特点、性能、螺旋桨模型、控制系统设计方法、故障诊断技术等。
9涡桨发动机
涡桨发动机的工作特点：
涡轮螺桨发动机其涡轮既带动压气机也带动 螺旋桨。
约2/3的涡轮功率用来转动压气机，其余的1/3用
第九章
涡轮螺旋桨发动机
1 工作原理和结构特点 2 主要性能参数 3 涡桨发动机工作特性
涡轮螺旋桨发动机
由燃气涡轮发动机和螺旋桨组成,在它们之间还安
排了一个减速器 涡轮螺旋桨发动机的工作原理
螺旋桨产生拉力 气体流过发动机时产生反作用推力
在较低的飞行速度下,具有较高的推进效率, 所以
涡轮螺旋桨发动机由燃气涡轮发动机和螺旋桨组成在它们之间还安排了一个减速器涡轮螺旋桨发动机的工作原理气体流过发动机时产生反作用推力在较低的飞行速度下具有较高的推进效率所以它在低亚音速飞行时的经济性较好适用于低空低速的运输机和民航机当从涡喷发动机基本部分常常称为燃气发生器的排气用于旋转附加的涡轮通过减速器驱动螺旋桨这就是涡桨发动机直接传动涡轮螺桨发动机
涡桨发动机特性分为 转速特性 高度特性 速度特性
转速特性：保持飞行高度和飞行速度不变的情况 下，涡轮螺旋桨发动机的当量功率和当量燃油消 耗率随发动机转速的变化规律称为涡桨发动机的 转速特性。 高度特性：保持发动机转速和飞行速度不变的情 况下，涡轮螺旋桨发动机的当量功率和当量燃油 消耗率随飞行高度的变化规律称为涡桨发动机的 高度特性。 速度特性:保持发动机转速和飞行高度不变的情况 下，涡轮螺旋桨发动机的当量功率和当量燃油消 耗率随飞行速度的变化规律称为涡桨发动机的速 度特性。
目前使用的涡桨发动机有三种形式：
中国涡扇系列-涡扇 -9 ( WS-9 )
中国涡扇系列-涡扇 -9 （ WS-9 ）资料来源：西北工业大学涡扇 -9 （ WS-9 ）：用途军用涡扇发动机类型涡轮风扇发动机国家中国厂商西安航空发动机公司生产现状用英国毛料试制成功，现进行部分国产化生产装机对象歼击轰炸机概述：涡扇 9 发动机是我国 70 年代中期根据从英国罗尔斯·罗伊斯公司购买的“斯贝”MK202 型涡扇发动机的生产许可证生产的一种中等推力发动机，也是我国第一种从西方国家以许可证方式引进的发动机，提高了我国航空发动机的研制水平。
“秦岭”发动机( 涡扇 -9)是英国斯贝 MK202 发动机的国产型。
MK202 曾是英国皇家空军 F-4 “鬼怪”式战斗机的标准发动机“斯贝”MK202 型是英国在 60 年代中期研制的一种性能较为先进的涡扇发动机，长 5025 毫米，直径 1093 毫米，重 1850 千克，最大推力 54.5 千牛，加力推力 91.1 千牛，推重比 5.05 ，最大军用耗油率 0.684 千克 / 牛·小时，最大加力耗油率 2.0 千克/牛·小时，涵道比 0.62 ，与当时国内的涡喷发动机相比，具有推力大、耗油低、可维护性好、使用寿命长的特点。
历史：70 年代，我国航空发动机工业受到“文化大革命”的影响，这个时期所生产的航空发动机的质量明显下降，性能上与当时的国际先进水平相比存在着很大差距。
对这种不利的状况，周恩来总理在 11 月份召开的航空产品质量座谈会上语重心长地指出，“飞机的关键在发动机，发动机是心脏，心脏不好，问题不解决，何以打仗”。
周总理的话一针见血。
会后，全国包括航空发动机厂在内的航空制造单位开始了全面的质量整顿，以保证现阶段研制生产的航空产品的质量要求，并考虑从国外引进先进技术的问题。
从当时的国际环境看，要从国外航空发达国家引进先进发动机是有很大困难的，直接引进较先进的军用航空发动机的可能性较小。
1972 年，我国开始与英国接触，讨论引进其“斯贝”MK511 型民用涡扇发动机的可能，并考虑引进后再在其基础上发展出自己的军用型涡扇发动机。
涡扇9的特征
涡扇9的特征
涡扇9型涡轮风扇发动机是中国自主研制的一种先进的涡扇发动机，具有多种显著特征。
首先，涡扇9型涡轮风扇发动机采用了先进的材料和制造技术。
它采用了高强度合金材料，具有较高的耐高温性能和耐腐蚀性能，保证了发动机在各种极端环境下的稳定运行。
此外，涡扇9还采用了先进的数字化加工设备和精密的制造工艺，确保了发动机的高精度和高质量。
其次，涡扇9型涡轮风扇发动机具有较高的推力和效率。
它采用了先进的涡轮设计和空气动力学技术，使得发动机在较低的耗油率下产生较高的推力。
这种高效的设计使得涡扇9在执行多种任务时具有出色的性能，如空中优势作战、对地攻击等。
此外，涡扇9型涡轮风扇发动机还具有较高的可靠性和维护性。
它采用了模块化设计，使得维护和修理变得更加方便快捷。
同时，涡扇9还具有较高的可靠性，能够在各种恶劣条件下稳定运行，提高了飞机的出勤率和作战效能。
最后，涡扇9型涡轮风扇发动机还具有广泛的应用前景。
它不仅可以用于多种固定翼飞机和直升机，还可以用于一些无人机和导弹系统。
这种广泛的应用前景使得涡扇9在未来航空领域具有较大的发展潜力。
总之，涡扇9型涡轮风扇发动机是中国自主研制的一种先进的涡扇发动机，具有材料先进、推力大、效率高、可靠性和维护性好等显著特征，具有广泛的应用前景。
涡扇9的特征
涡扇9的特征涡扇9（GE9X）是由通用电气（General Electric）公司开发的一款大型涡扇发动机，用于推动大型客机如波音777X系列飞机。
作为世界上最大、推力最大的商用航空发动机之一，涡扇9具有一系列卓越的特征和创新技术，为飞机提供了卓越的性能和效率。
首先，涡扇9具有出色的推力和动力性能。
它的推力可达100,000磅，比其前任发动机波音GE90-115B提高了10%。
这使得涡扇9能够满足更大、更重的飞机的需求，并提供更高的速度和载重能力。
同时，涡扇9采用了先进的设计和材料，使其具有较低的燃油消耗和噪声水平，提供更高的经济性和舒适性。
其次，涡扇9采用了先进的技术和创新的设计，使其具有更高的效率和可靠性。
例如，涡扇9采用了新型的高压比压缩机，以提高压缩机的效能和功率输出。
它还采用了先进的低排放燃烧系统，以减少对环境的影响。
此外，涡扇9还具有自动监测和故障诊断功能，可以实时监测发动机的性能和状态，提高维修和保养效率，并确保飞机的安全性。
涡扇9还具有出色的耐用性和适应性。
它采用了先进的材料和制造工艺，使其能够经受长时间和高强度的使用。
此外，涡扇9还具有可调桨叶设计，可以根据飞机的需求和飞行阶段进行优化调整，提供最佳的性能和效率。
除了以上特点外，涡扇9还具有许多其他创新和技术特性。
例如，它采用了全数字化的控制系统，具有更高的精度和响应速度，提高发动机的操控和性能。
涡扇9还采用了先进的涡轮增压器和冷却系统，以提高发动机的功率输出和效率。
此外，涡扇9还具有更好的热防护和风雪保护能力，可以在极端的气候条件下运行。
总的来说，涡扇9是一款具有卓越性能和效率的大型涡扇发动机。
它的推力大、动力强，具有出色的耐用性和适应性。
通过先进的设计和创新技术，涡扇9实现了较低的燃油消耗、噪声和排放，提高了经济性和环保性。
涡扇9的出现为大型客机提供了更高的性能和效率，同时也促进了航空工业的发展和进步。
涡喷、涡扇、涡桨、涡轴傻傻分不清？今天我们就来讲讲清楚
涡喷、涡扇、涡桨、涡轴傻傻分不清？今天我们就来讲讲清楚提及航空发动机，其种类之多让我们眼花缭乱，⽽涡喷、涡扇、涡桨、涡轴这四⼤类航空发动机出现频率是最⾼的，但是有多少⼈清楚的知道他们之间的区别、优劣以及性能呢？你真的能分清它们吗？今天，就让我来为⼤家简单介绍⼀下。
涡轮喷⽓发动机涡喷发动机通常⽤于⾼速飞机，其完全依赖燃⽓流产⽣推⼒，它主要有两种类型，分别是离⼼式（离⼼式由英国⼈弗兰克·惠特尔爵⼠于1930年发明，但是直到1941年装有这种发动机的飞机才第⼀次上天，也没有参加第⼆次世界⼤战）和轴流式（诞⽣在德国，世界上第⼀款喷⽓式发动机——Me-262就是采⽤轴流式涡喷发动机作为动⼒）。
涡喷发动机⼤体由进⽓道、压⽓机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，飞机飞⾏时空⽓先进⼊进⽓道，通过管道调整使⽓流达到合适的速度，之后压⽓机对⽓流加压加热（在亚⾳速时，压⽓机是⽓流增压的主要部件），流⼊燃烧室后形成⾼温⾼压燃⽓，在涡轮内经过燃烧后的⽓流能量⼤⼤增加，由于涡轮内的膨胀⽐远⼤于压⽓机中的压缩包，因此涡轮出⼝处的⽓流压⼒和温度要⽐进⽓⼝处⾼很多，这部分⾼温⾼压⽓流在尾喷管内继续膨胀，随后⾼速沿发动机轴向从喷⼝向后排出，就是这部分⽓流使涡喷发动机产⽣了推⼒。
理论上来说，⽓流从燃烧室中出来后，温度越⾼能量就越⼤，发动机所获得的推⼒也就越⼤，但是由于涡轮材料的限制，推⼒最多只能达到1650KN左右，⽽要想在短时间内增加推⼒，现代的普遍做法是在涡轮后再加上⼀个加⼒燃烧室，在其中喷⼊燃油让未充分燃烧的燃⽓与喷⼊的燃油混合再次燃烧，由于加⼒燃烧室内⽆旋转部件，温度可达2000℃，能使发动机的推⼒增加⾄原来的1.5倍左右。
但是其缺点就是会使油耗急剧加⼤，同时过⾼的温度也会影响发动机的寿命。
▲前苏联的传奇战⽃机⽶格-25⾼空超⾳速战机即采⽤留⾥卡设计局的涡喷发动机作为动⼒，曾经创下3.3马赫的战⽃机速度纪录与37250⽶的升限纪录。
涡扇发动机——精选推荐
涡轮风扇发动机科技名词定义中文名称涡轮风扇发动机英文名称turbofan engine其他名称内外涵发动机定义由在压气机前安装的一级或多级风扇形成的外涵气流与内涵喷管排出的或内外涵气流掺混后排出的燃气共同产生推力的燃气涡轮发动机。
应用学科航空科技一级学科推进技术与航空动力装置二级学科本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片涡轮风扇发动机涡扇发动机全称为涡轮风扇发动机Turbofan是飞机发动机的一种由涡轮喷气发动机Turbojet发展而成。
与涡轮喷气比较主要特点是首级压缩机的面积大很多同时被用作为空气螺旋桨?冉 糠治 氲目掌 ü 缟湟 娴耐馕 蚝笸啤７⒍ 诵牟糠挚掌 牟糠殖莆 诤 澜鲇蟹缟瓤掌 暮诵幕 獠嗖糠殖莆 夂 馈Ｎ猩纫 孀钍屎戏尚兴俣?00至1000公里时使用因此现在多数的飞机引擎都采用涡扇作为动力来源。
目录概述原理旁通比涵道比结点诞生研发首例效能分类涡喷发动机涡轮风扇发动机研制单转子和多转子风扇压气机燃烧室与涡轮喷管与加力概述原理旁通比涵道比结点诞生研发首例效能分类涡喷发动机涡轮风扇发动机研制单转子和多转子风扇压气机燃烧室与涡轮喷管与加力展开编辑本段概述涡桨发动机的推力有限同时影响飞机提高飞行速度。
因此必需提高喷气发动机的效率。
发动机的效率包括热效率和推进效率两个部分。
提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比就可以提高热效率。
因为高温、高密度的气体包含的能量要大。
但是在飞行速度不变的条件下提高涡轮前温度自然会使排气速度加大。
而流速快的气体在排出时动能损失大。
因此片面的加大热功率即加大涡轮前温度会导致推进效率的下降。
要全面提高发动机效率必需解决热效率和推进效率这一对矛盾。
涡桨发动机17张涡轮风扇发动机的妙处就在于既提高涡轮前温度又不增加排气速度。
涡扇发动机的结构实际上就是涡轮喷气发动机的前方再增加了几级涡轮这些涡轮带动一定数量的风扇。
风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样送进压气机术语称“内涵道”另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出“外涵道”。
全面介绍涡扇9
全面介绍涡扇9“秦岭”涡扇发动机的最新性能以及MK205,Mk807，Mk821和TF-41发动机中国航空发动机‐WS9牌 号 涡扇9用 途 军用涡扇发动机类 型 涡轮风扇发动机国 家 中国厂 商 西安航空发动机公司生产现状 现进行全国产化的批生产装机对象 歼击轰炸机研制情况涡扇9双转子加力式涡轮风扇发动机是西安航空发动机公司根据1975年12月13日中国技术进口总公司与英国罗尔斯∙罗伊斯公司签订的斯贝MK202发动机专利许可权和生产合同制造的。
中国代号为WS9。
英国MK202发动机装用于英国“鬼怪”(Phantom 2)F‐4K和F‐4M上，中国的WS9发动机原拟装用于中国的歼击机或歼轰机上。
1976年3月开始试制，1979年7月25日第一台使用英国毛料制造的零组件并用罗尔斯∙罗伊斯公司的外购件和附件的涡扇9发动机完成装配，同年11月 13日完成150h持久试车。
首批共制造4台。
按计划，当时应该接着进行国产毛料试制，但由于当时国民经济调整，使涡扇9国产化进度拖后，1983年才取得初步进展。
压缩机叶片的铸造技术到1988年才得以突破。
90年代初期，随着飞豹研制工作的展开，涡扇9的全面国产化工作也提到议事日程上来，95 年11月，部分国产化的涡扇9通过150小时试车，此时涡扇9的国产化率已达到70％，仍有部分零件不能生产。
1999 年下半年，涡扇9发动机全面国产化工作启动，西安航空发动机厂先后攻克无余量精锻(精铸)工艺，数字式电子控制系统等 一系列难关，西航集团公司仅用了20 天时间就完成了发动机的装配，在成功进行了两次冷运转后，于2000年底一次点火成功，随即开始的150小时工艺试车于2001年圆满结束，试车检验结果 表明各项性能技术指标均达到要求，涡扇9被重新命名为秦岭发动机，2002年6月1日上午，凝聚着西航航空人无数心血和汗水的秦岭发动机首飞成功。
在2003年7月17日，国产化涡扇9终于通过国产化工程技术鉴定，获准投入批量生产。
涡喷发动机
飞行原理（HowAndWhy）升力原理：飞机是比空气重的飞行器，因此需要消耗自身动力来获得升力。
而升力的来源是飞行中空气对机翼的作用。
在下面这幅图里，有一个机翼的剖面示意图。
机翼的上表面是弯曲的，下表面是平坦的，因此在机翼与空气相对运动时，流过上表面的空气在同一时间(T)内走过的路程(S1)比流过下表面的空气的路程(S2)远，所以在上表面的空气的相对速度比下表面的空气快(V1=S1/T> V2=S2/T1)。
根据帕奴利定理——“流体对周围的物质产生的压力与流体的相对速度成反比。
”，因此上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。
F1、F2的合力必然向上，这就产生了升力。
从机翼的原理，我们也就可以理解螺旋桨的工作原理。
螺旋桨就好像一个竖放的机翼，凸起面向前，平滑面向后。
旋转时压力的合力向前，推动螺旋桨向前，从而带动飞机向前。
当然螺旋桨并不是简单的凸起平滑，而有着复杂的曲面结构。
老式螺旋桨是固定的外形，而后期设计则采用了可以改变的相对角度等设计，改善螺旋桨性能。
飞行需要动力，使飞机前进，更重要的是使飞机获得升力。
早期飞机通常使用活塞发动机作为动力，又以四冲程活塞发动机为主。
这类发动机的原理如图，主要为吸入空气，与燃油混合后点燃膨胀，驱动活塞往复运动，再转化为驱动轴的旋转输出：单单一个活塞发动机发出的功率非常有限，因此人们将多个活塞发动机并联在一起，组成星型或V型活塞发动机。
下图为典型的星型活塞发动机。
现代高速飞机多数使用喷气式发动机，原理是将空气吸入，与燃油混合，点火，爆炸膨胀后的空气向后喷出，其反作用力则推动飞机向前。
下图的发动机剖面图里，一个个压气风扇从进气口中吸入空气，并且一级一级的压缩空气，使空气更好的参与燃烧。
风扇后面橙红色的空腔是燃烧室，空气和油料的混和气体在这里被点燃，燃烧膨胀向后喷出，推动最后两个风扇旋转，最后排出发动机外。
而最后两个风扇和前面的压气风扇安装在同一条中轴上，因此会带动压气风扇继续吸入空气，从而完成了一个工作循环涡轮喷气发动机这类发动机的原理基本与上面提到的喷气原理相同，具有加速快、设计简便等优点。
涡轮发动机基础知识—航空发动机类型
目录
CONTENTS
1
2
3
4
航空发动机的类型 涡喷发动机的组成和工作原理 涡扇、涡桨、涡轴、桨扇发动机
核心机
航空燃气涡轮发动机
定义 将燃油燃烧释放的热能转变为机械能的装置 热机－将热能转换为动能 推进器－气流喷出获取反作用力
火箭发动机 发 动 机
飞机发动机
发动机的分类
展
史
第一台
重75kg，功率12hP 。
火箭发动机 发 动 机
飞机发动机
化学火箭发动机 核火箭发动机 电火箭发动机
活塞式 喷气式
冲压式 涡轮式
固体燃料火箭发动机 液体燃料火箭发动机
涡轮喷气发动机 涡轮螺旋桨发动机 涡轮风扇发动机 桨扇发动机 涡轴发动机
冲压发动机
定义： 冲压式发动机是利用高速气流在速度改变下产生的压力改变，达到气体压缩的目的原 理来运作。
活塞式航空发动机
航 空 活
至今
由于造价低、易于维修等优点仍用于一些初级教练机和小型运输 机上，多为气冷式小功率活塞式发动机。
塞
飞机性能迅猛发展，速度达到700～800km/h，高度达到10000m以
式 发 动
20世纪40年代
上。 诸多原因决定了活塞式发动机+螺旋桨的推进模式的终结。
机
发 20世纪30年代 活塞式发动机+螺旋桨的组合成为飞机固定的推进模式。
装活塞式发动机的早期飞机的致命缺陷
音障
一 发动机发展历程
第二代 第一代
涡喷 活塞 发动机
发动机
四十年代，在对飞机快、高、远的要求下，航空喷气发动机研 制成功并开始广泛应用，为飞机突破音障提供了动力。
飞机结构与系统：11-4涡桨、涡轴和涡扇发动机
11.4涡轴涡桨和涡扇发动机本节主要介绍：¾双转子发动机的特点¾涡桨发动机¾涡轴发动机¾涡扇发动机1、双转子发动机的结构特点低压转子：低压压气机 低压涡轮高压转子：高压压气机高压涡轮两个转子之间只有气动联系、没有机械联系2.双转子发动机的性能特点提高了压气机的稳定性，压气机喘振裕度增加提高了压气机效率发动机加速性好，起动性好1、涡桨发动机结构特点2、涡桨发动机分类单轴式涡桨双轴式涡桨（自由涡轮式）双轴式涡桨涡桨发动机的类型3、涡桨发动机的性能特点推进力＝螺旋桨的拉力＋喷气推进力主要推进力4、涡桨发动机的性能特点性能参数：—当量功率：包括涡轮输出给螺旋桨的轴功率与喷气推进力折合功率—座舱中用扭矩来反映，但不包括喷气推进力经济性参数：—总效率和当量燃油消耗率—涡桨发动机的总效率比涡喷发动机高—涡桨发动机适合中低速飞行1、涡轴发动机结构典型的涡轴发动机2、涡轴发动机特点：将95％以上的能量用作传动旋翼，尾将和发动机附件用扭矩反映发动机功率结构：多采用自由涡轮结构形式，压气机多采用混合式使用：直升机状态：起飞、额定、巡航、慢车和应急。
1、涡扇发动机的组成和分类涡轮风扇发动机（混合排气）涡轮风扇发动机（低涵道，双转子，混合排气，不加力）涡轮风扇发动机（高涵道，三转子，不加力，分开排气）涡扇发动机 （低涵道双转子 混合排气加力）涡轮风扇发动机的分类涵道比：B＝m a.out/m a.in几种发动机涵道比发动机型号空气流量涵道比选用的飞机JT8D CF6-6D V2500-A1 CFM56-B5144.65853552721.056.05.45.88B727-100,100C,200B737-100,200,200C等DC-10-10A320A321,A320,A3192、质量附加原理和涡扇发动机结构特点质量附加原理在一定的飞行速度下，当工质获得的可用能量（即可转变成气体动能的能量）一定时，如果工质的质量越大，即参加产生推力的质量越多，则发动机的经济性越好，推力越大。
活塞,涡轴和涡轮螺桨发动机的区别
活塞式发动机活塞发动机很简单，原理就跟你汽车的发动机一样，空气和燃料在汽缸中燃烧、爆炸，燃气驱动活塞，活塞驱动曲轴，这样化学能就变成机械能了。
活塞式发动机必须带动螺旋桨，由螺旋桨产生推（拉）力。
所以，作为飞机的动力装置时，发动机与螺旋桨是不能分割的。
由于汽缸在燃气排出后气压低过大气压，那么新鲜的空气会因为气压差而自然进入汽缸之中，这是自然吸气的活塞发动机。
当然啦，还有机械增压或者废气涡轮增压的活塞发动机。
活塞发动机结构图活塞发动机安排方式（一）活塞式发动机的主要组成主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。
气缸是混合气（汽油和空气）进行燃烧的地方。
气缸内容纳活塞作往复运动。
气缸头上装有点燃混合气的电火花塞（俗称电嘴），以及进、排气门。
发动机工作时气缸温度很高，所以气缸外壁上有许多散热片，用以扩大散热面积。
气缸在发动机壳体（机匣）上的排列形式多为星形或V形。
常见的星形发动机有5个、7个、9个、14个、18个或24个气缸不等。
在单缸容积相同的情况下，气缸数目越多发动机功率越大。
活塞承受燃气压力在气缸内作往复运动，并通过连杆将这种运动转变成曲轴的旋转运动。
连杆用来连接活塞和曲轴。
曲轴是发动机输出功率的部件。
曲轴转动时，通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力。
除此而外，曲轴还要带动一些附件（如各种油泵、发电机等）。
气门机构用来控制进气门、排气门定时打开和关闭。
（二）活塞式发动机的工作原理活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置叫上死点、最近的位置叫下死点、从上死点到下死点的距离叫活塞冲程。
活塞式航空发动机大多是四冲程发动机，即一个气缸完成一个工作循环，活塞在气缸内要经过四个冲程，依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。
发动机开始工作时，首先进入“进气冲程”，气缸头上的进气门打开，排气门关闭，活塞从上死点向下滑动到下死点为止，气缸内的容积逐渐增大，气压降低——低于外面的大气压。
于是新鲜的汽油和空气的混合气体，通过打开的进气门被吸入气缸内。
现代飞机动力系统-涡轮发动机工作原理与未来展望
涡扇，英文Turbofan，是指有管道的高速风扇，由燃气涡轮驱动。
和所有燃气涡轮机一样，动力都是来自由空气压气机压缩，再和油料一起燃烧后的高能气体，用涡轮把高温高压的气体中部份的动能化为机械能，再用这机械能驱动前端的压气机继续吸入空气,燃气涡轮机的操作过程基本就是这样循环着。
同时涡轮也驱动着高速风扇带来更多的推动力。
现代涡扇，通常风扇都在发动机的最前端。
民航机或任何亚音速的飞机通常只有一级风扇。
风扇后接着是低压气机，然后是高压气机。
无论是高压还是低压，压气机的级数因个别设计而异。
低压从小型涡轮的一级到大型民航机的九级不等。
高压从小型的一级离心式到大型的17级不等的轴向式。
新式的涡扇多是三轴的，一轴从另一轴间穿过。
由不同级的涡轮以不同的速度驱动。
现代涡扇发动机的压比大的可达40以上（GE90系列，Trent 900，1000）。
压比越大效率越高越省油。
也有涡扇把风扇安装在后面。
比如GE的CF700，虽然简化了发动机的构造，但是结果令人失望。
第一，涡扇基本是一级低压缩比的压气机。
早期的涡扇静压比在1.2左右，现代的大涵道涡扇可到1.8左右。
涡扇后面要有足够长度的扩散器，让空气有效的把静压转换为动能。
而后置式涡扇如果要做到这一点必须增加不必要的长度，影响飞机的升力。
其次是后置式涡扇因为前端压气机造成的付面層而让涡扇入口处的空气状态不理想，需要加大风扇的口径才能达到所要求的推动力。
而大口径的风扇如果不增加推动力，飞行的阻力依旧的增加。
所以推力/阻力比不好。
最后，前置式风扇的好处在于增加空气进入压气机前的压力，并且把速度减低，让进入压气机前空气先被处理过，缩小压气机的正面口径从而不增加发动机总体积的情况下增加涵道比。
因为涡扇、低压机和高压机由不同的轴及涡轮以不同的速度驱动，总体操作范围可以受到控制，增加安全性。
现代民航用涡扇的涵道比可达8左右，而战斗机涡扇却只有在0.3-0.7之间。
战斗机因为要兼顾亚音速的机动性和超音速的稳定性而不能有大涵道的经济。
浅谈航空涡桨与涡轴发动机
提到涡桨与涡轴发动机，不得不先提到“燃气轮机”。
燃气轮机，是“燃气涡轮轮机”的同义词。
某重型燃气轮机压气机凡是有“涡”字的，就是“涡轮盘”（英文，turbine）的简称。
一大半就是燃气的。
哦还有另一样半啊？那就是“蒸汽轮机”(“蒸汽涡轮机”)。
“蒸汽轮机”和“燃气轮机”原理相同的地方就是都是高温气体推动涡轮盘运转，把热能转化为机械能。
“蒸汽轮机”的蒸汽，就是锅炉烧水产生的，由于要用蒸汽锅炉烧水重量大，所以只能用在火车，船舶，发电厂，在此就不多说了。
言归正传，回到“燃气轮机”，就是直接烧氧气和燃油的混合气体，用在飞机，船舶，发电厂，车辆。
使用蒸汽轮机的火车头还有依据中国的相关行业习惯，“轮机”这个词，用在船舶和发电设备的那种巨型的“涡轮盘”（英文，turbine）。
而用在飞机上的“燃气轮机”，一般叫“燃气涡轮”(gas turbine)，包括:涡喷（turbojet），涡扇（turbofan），涡桨(turboprop)，涡轴（turboshaft）,桨扇发动机（Propfan），也自然是“燃气涡轮”的成员。
不多见的桨扇发动机涡喷和涡扇发动机工作原理类似，主要区别是涡扇发动机是在涡喷发动机的压气机前再增加低压压气机，又称风扇，风扇由低压涡轮提供动力。
涡扇发动机工作原理图下面我们主要谈涡桨和涡轴发动机。
航空涡轴发动机是一种以空气为作功工质的燃气涡轮发动机。
它主要是靠输出功率带动负载工作的燃气涡轮发动机，能将动力涡轮有效功率的绝大部分(95%以上)通过输出轴带动负载。
涡桨发动机是用燃气涡轮带动螺旋桨的燃气涡轮发动机。
涡轴发动机有进气装置、压气机、燃烧室、涡轮及排气装置等五大机件。
涡桨发动机涡桨和涡轴最本质的区别还是动力输出方式略有不同。
涡桨由于用在固定翼飞机上，在设计时必须考虑桨叶叶尖速度问题，桨叶的叶尖速度不能过快，所以涡桨飞机对于螺旋桨的转速是有限制的。
为什么螺旋桨的桨尖和旋翼的翼尖速度不能过快? 过快会导致飞行中叶尖激波出现，从而加大旋翼和螺旋桨的气动阻力,降低其推进效率。
涡桨涡轴发动机技术
涡桨涡轴发动机技术--航空发动机技术;直升机技术;燃气涡轮发动机--发动机;涡轴发动机;涡桨发动机;定义与概念:航空涡轮轴发动机是一种以空气为作功工质的燃气涡轮发动机。
它主要是靠输出功率带动负载工作的燃气涡轮发动机，能将动力涡轮有效功率的绝大部分(95%以上)通过输出轴带动负载。
涡桨发动机是用燃气涡轮带动螺旋桨的燃气涡轮发动机。
涡轴/涡桨发动机与大型涡喷/涡扇发动机的气动热力循环原理基本相同，虽可借助大型燃气涡轮发动机研制所取得的技术成果和经验，但由于涡轴/涡桨发动机属于小型燃气涡轮发动机类，因而在气动和结构上均有其独特之处:(1)小流量、小通道引起的"尺寸效应"对压气机、涡轮性能及冷却等产生不利影响;(2)转速高--高转速给临界共振、高速轴承、轴系、支承、叶片盘的疲劳强度等方面都带来一系列新的问题;(3)流动复杂--小涡轮叶片短叶型使得流动转折加大，三维特性及粘性影响突出;(4)冷效差--小涡轮叶片短而薄，相对外表面积大，而内部冷却孔型很难布置，且冷气流程短，因而冷却效果随尺寸减小而降低;(5)需要进气防护装置(粒子分离器)。
涡轴发动机的优点是:功重比大(500-600kW级的发动机，几乎比活塞发动机高2倍);发动机维修简单(特别在低温下不需加温起动);振动小(无往复运动件、发动机转子平衡精度高);较小的最大截面改善了直升机的气动力性能。
所以，从50年代开始涡轴发动机逐步取代活塞式发动机，成为直升机的主要动力装置。
当然它也有缺点:动力涡轮转速高，传动旋翼减速比大，造成减速器大而复杂;燃料消耗率一般较活塞式略高;周围介质(空气中的粉尘、湿度、温度)对其工作的影响较大;还有小尺寸的涡轴发动机生产难度大等。
随着40多年不断的研究发展、更新换代，现代涡轴发动机具有以下特点:(1)性能先进:起飞耗油率0.267-0.358kg/(kW/h);功重比4-8kW/daN;(2)经济性好:巡航工作状态的耗油率可达0.299-0.367kg/(kW/h)，维护费用低、寿命长(单元体寿命3000-5000h);(3)可靠性高:发动机提前更换率低、平均故障间隔时间长、性能衰减率低;(4)有技术发展潜力:具有良好的功率覆盖面和改型的可能性;(5)环境适用性强:武装直升机动力的防砂能力(一般具有粒子分离器)、红外抑制能力、抗作战损伤和防坠毁能力都比较强。
第13讲 涡轮螺桨发动机
8.2 涡轮螺桨发动机的分类
单轴式涡轮螺桨发动机 优点：结构简单。 缺点：在非设计状态下工作时效率较低，当发动机从设 计状态降低功率时，随着燃气发生器供油量减少 。
8.2 涡轮螺桨发动机的分类
分轴式涡轮螺桨发动机 优点：采用变矩螺桨以后，可以根据飞行速度和动力涡 轮的功率自动调节桨矩，保持螺桨转速不变。燃气发生 器的工作不受螺桨转速的约束。 分轴式涡轮螺桨发动机的燃气发生器一般采用单轴式燃 气发生器。若为了提高燃气发生器的性能可以采用双轴 式燃气发生器
8.6 涡轮螺桨发动机特性 1、速度特性 给定飞行高度，并设调节规律为：n=nmax=常数 和T4*=T4*max=常数
随着飞行速度c0的增 大，ηPr下降，螺桨 拉力将迅速下降
8.6 涡轮螺桨发动机特性 2、高度特性 功 耗油率 给定飞行速度，并设调节规律为：n=nmax=常数 *=T * 和T4随着飞行高度的增加，大气温度下降，由于大气温度随着飞行高度 4 max=常数
8.1 涡桨发动机概述
螺桨风扇发动机（桨扇发动机）： 既具有涡桨发动机的低油耗，又具有涡扇发动机适于高速飞行 的特点。
8~10片后掠叶片组成桨扇 克服一般螺旋桨在飞行马赫数达到0.65后效率就急剧下降的缺点；推进效 率较高，优越性保持到飞行马赫数0.8左右 更适用于巡航马赫数为0.7~0.8的短途运输机
8.1 涡桨发动机概述
涡轮螺桨发动机将燃气发生器产生的大部分可用 同参数条件下热力循环与涡喷相同，热效率相同； 功通过涡轮、减速器和螺桨传给通过螺桨的大量空气 将热机获取机械能中的绝大部分转换为涡轮功（95%）， ，使螺桨产生拉力。其余一小部分可用功以燃气动能 少部分转换为动能增量，排气速度低，减小余速损失； 的形式从尾喷管喷出，产生反作用推力。 涡轮输出功率带动螺旋桨高速旋转，使通过桨叶的气流 加速，气流对叶片产生反作用力而使桨叶产生巨大的拉 力； 具有相同燃气发生器的涡轮螺桨发动机由于提高了推进 效率，在低速飞行时比涡喷发动机和涡扇发动机具有更 大的推力。