一、 活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)

為航空器提供飛行動(dòng)力的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)稱為活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空氣螺旋槳等推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推進(jìn)力?；钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)由汽缸、活塞以及把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)等主要部分組成。曲柄連接著螺旋槳，螺旋槳隨著曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸則支承在軸承上。汽缸上裝有進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)" 進(jìn)氣門(mén)是控制空氣和汽油的混合氣進(jìn)入的零件，汽油燃燒完以后有排氣門(mén)排出。

活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一 種四沖程、電嘴點(diǎn)火的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈，每個(gè)活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)4次，每次稱1個(gè)沖程。4個(gè)沖程依次為吸氣、壓縮、膨脹（作功）和排氣，合起來(lái)形成1 個(gè)定容加熱循環(huán)。

從1903年第一架飛機(jī)升空到第二次世界大戰(zhàn)末期，所有飛機(jī)都用活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置。20 世紀(jì)40年代中期，在軍用飛機(jī)和大型民用機(jī)上，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)逐步取代了活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)，但小功率活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)比燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)，在輕型低速飛機(jī)上仍得到應(yīng)用。

二、 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)

由壓氣機(jī)、燃燒室和燃?xì)鉁u輪組成的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。它的優(yōu)點(diǎn)是重量輕、體積小和運(yùn)行平穩(wěn)，廣泛用作飛機(jī)和直升機(jī)的動(dòng)力裝置。

核心機(jī)：在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，由壓氣機(jī)、燃燒室和驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)的燃?xì)鉁u輪組成發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)?？諝庠趬簹鈾C(jī)中被壓縮后，在燃燒室中與噴入的燃油混合燃燒，生成高溫高壓燃?xì)怛?qū)動(dòng)燃?xì)鉁u輪作高速旋轉(zhuǎn)，將燃?xì)獾牟糠帜芰哭D(zhuǎn)變?yōu)闇u輪功。渦輪帶動(dòng)壓氣機(jī)不斷吸進(jìn)空氣并進(jìn)行壓縮，使核心機(jī)連續(xù)工作。從燃?xì)鉁u輪排出的燃?xì)馊跃哂泻芨叩膲毫蜏囟?，?jīng)膨脹后釋放出能量（ 稱為可用能量）用于推進(jìn)。核心機(jī)不斷輸出具有一定可用能量的燃?xì)?，因此又稱燃?xì)獍l(fā)生器。

現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)的增壓比（壓氣機(jī)出口空氣總壓與進(jìn)口總壓之比）范圍為4-28，消耗功率可高達(dá)數(shù)十兆瓦（幾萬(wàn)馬力）。燃?xì)鉁u輪前的溫度可達(dá)1200-1700K。壓氣機(jī)分為離心式和軸流式兩類，前者增壓比低、直徑大，僅用于小功率發(fā)動(dòng)機(jī)；后者流量大、增壓比高，應(yīng)用廣泛。軸流式壓氣機(jī)增壓比較高時(shí)，為防止壓氣機(jī)喘振常將壓氣機(jī)分成2個(gè)轉(zhuǎn)子（低壓轉(zhuǎn)子和高壓轉(zhuǎn)子），分別由兩組渦輪帶動(dòng)。有的分成3個(gè)轉(zhuǎn)子。

按照核心機(jī)出口燃?xì)獾目捎媚芰康睦梅绞讲煌細(xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)可分為4類：渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。下面分別予以簡(jiǎn)單介紹：

1、渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)：靠噴管高速噴出的燃?xì)猱a(chǎn)生反作用推力的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)稱為渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)由核心機(jī)和噴管等部件組成。核心機(jī)出口燃?xì)庵苯釉趪姽苤信蛎?，使燃?xì)饪捎媚芰哭D(zhuǎn)變?yōu)楦咚賴姵鰵饬鞯膭?dòng)能而產(chǎn)生反作用推力。在不增大核心機(jī)的條件下，為了短時(shí)間內(nèi)增加發(fā)動(dòng)機(jī)推力可采用發(fā)動(dòng)機(jī)加力措施。殲擊機(jī)上最常用的方法是在渦輪后安裝加力燃燒室，成為加力渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴射氣流速度高，如飛行速度在亞音速和低超音速范圍內(nèi)則發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)效率比較低。

渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)按壓氣機(jī)類型分為離心式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和軸流式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)；按發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同分為單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)主要有推力、耗油率和推重比。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的大小通常用海平面靜推力來(lái)表示，小的約200N（約20kgf），大的可達(dá)十多萬(wàn)牛（1 萬(wàn)多公斤力）。在海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的耗油率約為0.08-0.1kg/（N.h)(0.8-1.0kg/(kgf.h)。加力狀態(tài)耗油率約為0.16-0.2kg/（N.h)(1.6-2.0kg/(kgf.h)。提高壓氣機(jī)增壓比和各部件效率，可降低發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率。推重比是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)性能的綜合指標(biāo)。

油門(mén)位置不變，發(fā)動(dòng)機(jī)推力和耗油率隨飛行高度和飛行速度的變化關(guān)系分別稱為高度特性和速度特性。推力和耗油率隨油門(mén)位置（或轉(zhuǎn)速）的變化關(guān)系稱為油門(mén)特性（或轉(zhuǎn)速特性）。

2、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)：由噴管排出燃?xì)夂惋L(fēng)扇排出空氣共同產(chǎn)生反作用推力的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)稱為渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)由風(fēng)扇（風(fēng)扇轉(zhuǎn)子實(shí)際上是一級(jí)或幾級(jí)葉片較長(zhǎng)的壓氣機(jī)）、壓氣機(jī)、燃燒室、驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)的高壓渦輪、驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的低壓渦輪和排氣系統(tǒng)組成。其中壓氣機(jī)、燃燒室和高壓渦輪三部分統(tǒng)稱為核心機(jī)。此種發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流通過(guò)兩個(gè)通道流過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)。由核心機(jī)組成的是內(nèi)涵道，圍繞核心機(jī)的是外涵道，所以又可稱為內(nèi)外涵發(fā)動(dòng)機(jī)或雙涵道發(fā)動(dòng)機(jī)。核心機(jī)出口燃?xì)庠诤诵臋C(jī)后的低壓渦輪中進(jìn)一步膨脹做功，用于帶動(dòng)外涵風(fēng)扇，使外涵道氣流的噴射速度增加，剩下的可用能量在噴管中轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚賴娏鞯膭?dòng)能。這兩股氣流同時(shí)產(chǎn)生反作用推力。流經(jīng)外涵和內(nèi)涵的空氣流量之比稱為涵道比或流量比，涵道比對(duì)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響較大。涵道比大，耗油率低，但發(fā)動(dòng)機(jī)的迎風(fēng)面積大；涵道比較小時(shí)，迎風(fēng)面積小，但耗油率大。內(nèi)外涵兩股氣流分開(kāi)排入大氣的稱為分排式渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。內(nèi)外涵兩股氣流在內(nèi)涵渦輪后的混合器中相互滲混后通過(guò)同一噴管排入大氣的，稱為混排式渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)也可安裝加力燃燒室，成為加力渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。在分排式渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)上的加力燃燒室可以分別安裝在內(nèi)涵渦輪后或外涵道內(nèi)，在混排式渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)上則可裝在混合器后面。

核心機(jī)相同時(shí)，渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的工質(zhì)（ 工作介質(zhì)）流量介于渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)之間。渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)比渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工質(zhì)流量大、噴射速度低、推進(jìn)效率高、耗油率低、推力大。高涵道比（5-8）渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲低，排氣污染小，多用作大型客機(jī)的動(dòng)力裝置，這種客機(jī)在11KM 高度的巡航速度可達(dá)950km/h。但這種高涵道比的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣噴射速度低，迎風(fēng)面積大，不宜用于超音速飛機(jī)上。

有些殲擊機(jī)使用了小涵道比、帶加力燃燒室的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，在亞音速飛行時(shí)不使用加力燃燒室，耗油率和排氣溫度都比渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)低，因而紅外輻射強(qiáng)度較弱，不易被紅外制導(dǎo)的導(dǎo)彈擊中。使用加力作2 倍音速以上的速度飛行時(shí)，產(chǎn)生的推力可超過(guò)加力渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

3、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)：由螺旋槳提供拉力和噴氣反作用提供推力的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)稱為渦輪螺（旋）槳發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)由壓氣機(jī)、燃燒室、燃?xì)鉁u輪、噴管、減速器和螺旋槳等組成。燃?xì)鉁u輪由驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)的渦輪和驅(qū)動(dòng)螺旋槳的動(dòng)力渦輪組成。這種發(fā)動(dòng)機(jī)靠動(dòng)力渦輪把核心機(jī)出口燃?xì)庵写蟛糠挚捎媚芰哭D(zhuǎn)變?yōu)檩S功率用以驅(qū)動(dòng)空氣螺旋槳，燃?xì)庵衅溆嗟纳俨糠挚捎媚芰浚s10%）則在噴管中轉(zhuǎn)化為氣流動(dòng)能，直接產(chǎn)生反作用推力。

由于動(dòng)力渦輪的巡航轉(zhuǎn)速高（一般為$( 10，000-15，000r/min），而螺旋槳軸的轉(zhuǎn)速較低（約為1000-2000r/min），因而在動(dòng)力渦輪與螺旋槳之間需安裝減速器，減速器的減速比一般在10-15范圍內(nèi)。

渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)與活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)相比具有重量輕、振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。特別是隨著飛行高度的增加，它的性能比活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)更為優(yōu)越。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)相比，具有耗油率低和起飛推力大的優(yōu)點(diǎn)。飛機(jī)著陸時(shí)，可以使螺旋槳改變槳矩（反槳）產(chǎn)生反向拉力，以縮短著陸距離。因螺旋槳特性的限制，裝渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)的飛行速度一般不超過(guò)800km/h。

有的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力渦輪與驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)的渦輪裝在同一軸上，稱為單軸渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但在起動(dòng)過(guò)程中和慢車(chē)轉(zhuǎn)速下燃?xì)獾臏囟容^高，小功率時(shí)耗油率較高。與驅(qū)動(dòng)1 氣機(jī)的渦輪無(wú)機(jī)械聯(lián)系的動(dòng)力渦輪稱為自由渦輪。自由渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)比單軸渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和工作性能好，小功率時(shí)耗油率低，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜?？刂茰u輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)除了具有與渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)相同的各種控制外，還增加了一個(gè)螺旋槳槳矩控制。單軸渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)減小油門(mén)位置降低燃油流量時(shí)，槳矩自動(dòng)變小，輸出功率降低，發(fā)動(dòng)機(jī)與螺旋槳一道保持高的轉(zhuǎn)速。自由渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)減小時(shí)，自由渦輪和螺旋槳由于螺旋槳槳矩變小仍維持高轉(zhuǎn)速工作。