2.4.1　涡扇发动机的工作原理

2.4.1　涡扇发动机的工作原理

涡扇发动机结构示意如图2-28所示。其显著的特征是在压气机前布置了一级或几级直径较大的风扇，风扇实质上是直径较大的压气机。涡扇发动机一般采用双转子或三转子结构，低压涡轮通过低压转子轴驱动风扇。

图2-28　涡扇发动机结构示意

在涡扇发动机的工作过程中，气流经过风扇后的流道分为两路，即内涵道和外涵道。内外涵气流可以分开排出，也可以混合后排出。混合排出时，外涵气流掺混入内涵气流中，与内涵气流一起混合排出；分开排出时，外涵气流仅经过风扇增压后从外涵道直接排出，内涵气流经过核心机，形成高温燃气后排出。按空气排出涡扇发动机的方式，涡扇发动机可分为混排式涡扇发动机与分排式涡扇发动机，如图2-29所示。

图2-29　涡扇发动机排气方式

（a）分开排气；（b）混合排气

涵道比是内外涵气流质量流量的比值，是影响涡扇发动机性能的关键参数，通常将涵道比小于3的涡扇发动机称为小涵道比涡扇发动机，大于5的涡扇发动机称为大涵道比涡扇发动机。一般来说，涡扇发动机的涵道比越大，其耗油率越低，但迎风面积越大，阻力越大，不适合高速飞行。因此，为追求大推力、低耗油率，同时兼顾高机动性与高飞行速度，小涵道比涡扇发动机通常用于军用飞机、运输机、无人机等；大涵道比涡扇发动机由于其推力大、油耗低，通常作为亚声速（Ma＜1）民用客机、运输机、中/长航时无人机（飞行时间＞10 h）的动力装置。

涵道比的计算公式如下：

式中，B为涵道比；Wout为流经外涵道的空气质量流量；Win为流经内涵道的空气质量流量。

图2-30所示为大涵道比涡扇发动机与小涵道比涡扇发动机。

图2-30　不同涵道比的涡扇发动机

（a）大涵道比涡扇发动机；（b）小涵道比涡扇发动机