航空發動機是飛機動力裝置的主要組成部分，為飛機提供飛行所需動力。現代航空發動機主要有兩種：活塞發動機，常用于低速、小型、短程飛

航空發動機是飛機動力裝置的主要組成部分，為飛機提供飛行所需動力。現代航空發動機主要有兩種：活塞發動機，常用于低速、小型、短程飛機；噴氣式發動機，常用于高速、中型、中遠程飛機。其中，渦輪風扇發動機（Turbofan Engine）是燃氣渦輪式航空發動機的一種，其首級扇葉面積較渦輪噴氣發動機大很多，有部分吸入的空氣經由外涵道膨脹而提供推力。流過外涵道與流過內涵道的空氣質量流量之比稱為涵道比

渦扇發動機將內涵的循環功轉換為兩個涵道內全部空氣的動能，氣流流出發動機的平均速度更低、減少了排氣的動能損失，因而在亞音速飛行時的推進效率高于渦噴發動機，而且是涵道比越高、推進效率越高。然而，由于高涵道比渦扇發動機迎風面積更大、空氣阻力更大，在超音速飛行時低涵道比渦扇發動機推進效率反而更高。基于以上特性，高涵道比渦扇發動機是現代商用飛機的主流之選，僅有部分支線飛機選擇渦輪螺旋槳發動機（ATR42/72 系列、龐巴迪 Q 系列、新舟系列）。

民用航空動力發展新方向：齒輪傳動式渦扇技術、開式轉子技術、分布式混合電推技術。
齒輪傳動式渦扇（Geared Turbofan/ GTF）：Pratt & Whitney 1998 年開始研發齒輪傳動式渦扇發動機，GTF 2008 年更名為 PW1000G，2016 年進入量產階段。GTF 相對于傳統的渦扇發動機核心機沒有根本變化，僅增加一個減速箱以實現風扇和低壓渦輪各自轉速的最優。與傳統渦扇發動機相比，GTF 的燃油消耗率可降低 16%、噪音可降低 75%。
? 開式轉子（Open Rotor）：又稱為槳扇發動機（Propfan）、無涵道風扇發動機（UnductedFan/ UDF）。該型發動機采用相互反轉的風扇、風扇沒有短艙包裹，從而實現超高涵道比。與傳統渦扇發動機相比，開式轉子發動機燃油消耗率可降低 30%。在歐盟凈潔天空計劃下，Rolls-Royce、Safran 各自正在承擔一項驗證機項目；Safran 預計開式轉子發動機在 2030 年投入使用。

核心力量：戰機之心、強國之魂
空中力量適應“非接觸”作戰和信息化戰爭趨勢，是現代戰場核心。非
接觸作戰是指運用 C4ISR 系統和遠程作戰武器，對敵實施防區外遠程精
確打擊的作戰模式，其作戰方式主要有兩種：一種是從距目標800至1000
千米的基地或軍艦發射巡航導彈; 另一種是戰機在距目標 40 至 50 千米
的高空發射制導炸彈，兩種方式均依賴信息化裝備和戰斗機等機動載體
支持。 一方面，飛機可搭載雷達、通信系統成為移動情報及指揮中心，可
完成遠程偵察、情報傳輸，是海陸空“網絡化”作戰核心；另一方
面，飛機可擺脫地形限制，搭載精確制導炸彈等進行遠程精確打擊，
這樣的“非接觸”式打擊可以在極大降低己方損失的情況下消滅對
方有生力量。

按構造原理，航空發動機分為活塞式、渦輪噴氣式和沖壓式。首先，判
別之前需要辨析幾組概念及其作用：
? 壓氣機與渦輪。壓氣機安裝在發動機前端，用于吸入空氣并對其減
速升壓，渦輪安裝在發動機后端，用于對燃氣降壓降溫，并為壓氣
機和其他部件提供動力。
? 高壓部件與低壓部件。航空發動機壓氣機與渦輪分為高壓、低壓級，
渦扇發動機的低壓壓氣機第一級也被稱為風扇。高壓壓氣機、燃燒
室與高壓渦輪稱為高壓部件，通常也被稱作核心機（燃氣發生器），
是燃氣產生部件。低壓部件包括低壓壓氣機和低壓渦輪等，主要用
于吸入空氣和排出燃氣提供推力。在大多數發動機中，高壓部件與
低壓部件沒有機械連系，各自工作于不同的轉速。
? 燃氣渦輪與動力渦輪。燃氣產生的能量主要用于兩部分：一部分通
過與燃燒室直接接觸的燃氣渦輪（一般為高壓部件）傳遞給壓氣機；
另一部分通過動力渦輪（一般為低壓部件）傳動其他部件，提高能
量利用效率。
? 內涵與外涵。對渦扇發動機而言，空氣經風扇壓縮后，一部分流入
燃氣發生器，稱為內涵氣流；另一部分圍繞燃氣發生器外環流過，
直接產生推力，稱為外涵氣流。外涵道與內涵道空氣流量的比值稱
為涵道比，涵道比對發動機性能與結構影響巨大。
? 直接反作用與間接反作用。直接反作用是利用向后高速噴出燃氣獲
得向前反推力，包括渦噴發動機、沖壓發動機；而間接反作用是將
燃氣內能轉化為風扇或螺槳機械能，壓縮空氣產生推力，例如渦軸、
渦槳和渦扇發動機。

活塞式發動機在 1900s 至 1940s 統治航空動力領域，1950s 后逐漸被渦
輪噴氣式發動機取代。活塞式發動機燃氣溫度壓強較低，對材料和制備
要求較低，因此最早得到廣泛應用。1903 年首臺活塞式航空發動機飛行
試驗成功，在兩次世界大戰推動作用下性能不斷完善，功率從 10kW 提
高到 2500kW 左右，功重比從 0.11kW/daN 提高到 1.5kW/daN，飛行速度最高達到 0.7 馬赫。但由于輸出功率較低，且飛行速度受到螺旋槳限制，因此在 1950 年代以后逐漸被渦輪噴氣式發動機取代。渦輪式發動機發展歷經兩條主線。一是渦噴發動機的渦扇化，二是飛機螺旋槳和直升機旋翼的噴氣化，即渦槳發動機和渦軸發動機的發展。

民用渦扇向低噪音、低油耗、低排放方向發展，新材料應用比重增
大。以 GE 最新產品 GE9X 為例，核心機增壓比達到 27，是 GE 公
司截至目前發展的增壓比最高的核心機；核心機增壓比的提高，使
得 GE9X 發動機總增壓比由 GE90 的 40 提高至 60 以上。壓氣機后
和高壓渦輪進口工作溫度已經超出現有常規材料的承受范圍，因此
GE 發展了第四代粉末合金材料、陶瓷基復合材料（CMC）火焰筒
與渦輪以及先進冷卻技術。新一代發動機普遍燃油效率提升 10％以
上、排放降低 40%~60%、維修成本降低 20%左右，風扇葉片的減
少也帶來重量減輕和維修成本降低。

最后希望我國航空領域高上一層樓！