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aeroengine
定義：為航空器提供飛行所需動力的發(fā)動機。
學科：航空科學技術_推進技術與航空動力裝置
相關名詞：燃氣渦輪發(fā)動機 發(fā)動機
圖片來源：視覺中國
【延伸閱讀】
1903年，美國人萊特兄弟（Wright Brothers）研制的“飛行者一號”成功首飛，這架飛機所搭載的功率約9千瓦的活塞式發(fā)動機可以說是世界上第一臺航空發(fā)動機。早期飛機使用的航空發(fā)動機均為活塞式，其原理、結構與汽車發(fā)動機類似。1937年，英國科學家弗蘭克·惠特爾（Frank Whittle）發(fā)明了世界上第一臺燃氣渦輪噴氣發(fā)動機，從此航空發(fā)動機工業(yè)進入了“噴氣”時代，惠特爾也被稱為“噴氣發(fā)動機之父”。
現(xiàn)在，軍用飛機及民航客機基本上都使用燃氣渦輪航空發(fā)動機。它主要由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪及尾噴管等部分組成，其工作原理是使大量空氣通過進氣道進入發(fā)動機，氣流經過壓氣機的壓縮后進入燃燒室。在燃燒室中，空氣與燃油混合并燃燒產生高溫高速的氣流，這些氣流經過渦輪時將動能和熱能轉化為機械能，從而驅動發(fā)動機運轉。之后，氣流排出發(fā)動機，氣流所產生的反作用力，或者渦輪所輸出的軸功率成為發(fā)動機輸出的動力。燃氣渦輪發(fā)動機主要分為渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪風扇發(fā)動機、渦輪螺槳發(fā)動機和渦輪軸發(fā)動機。
渦輪噴氣發(fā)動機簡稱渦噴發(fā)動機。其結構相對簡單，做功方式較為直接，通過使氣流以較高速度從渦輪后排出獲得推力。早期的噴氣式航空發(fā)動機均為渦噴發(fā)動機，由于其排出的氣體仍有較高溫度，因此做功效率較低，耗油率較高，逐漸被渦輪風扇發(fā)動機替代。
渦輪風扇發(fā)動機簡稱渦扇發(fā)動機。其通常具有內外兩個涵道，內涵道結構與渦噴發(fā)動機一樣，但渦輪能將更多的熱能轉化為機械能，以此驅動壓氣機前部的風扇高速旋轉，產生高速氣流從外涵道排出，以此產生推力，其余氣流進入內涵道的壓氣機，為發(fā)動機正常運轉提供足夠的空氣流量。渦扇發(fā)動機內、外涵道空氣流量之比稱為涵道比。涵道比大意味著發(fā)動機直徑較大，民航客機及軍用運輸機為了提高燃油經濟性，通常使用涵道比大的渦扇發(fā)動機；涵道比小意味著發(fā)動機直徑較小，涵道比小的渦扇發(fā)動機適用于對機動要求性較高的戰(zhàn)斗機，它通過增加風扇的數量可以獲得較大的推力。
渦軸渦槳發(fā)動機主要利用渦輪產生的巨大軸功率來驅動飛機螺旋槳或直升機旋翼，為其提供飛行動力。它本身并不依賴尾噴管向后排氣產生推力，能夠更充分地利用燃燒后氣流中的熱能和動能，其耗油率也更低，非常適合亞聲速、長航程的飛行。
航空發(fā)動機在工作時需要吸入大量空氣，吸入空氣的同時可能會將砂石、雨水、冰雹甚至幾千克重的飛鳥吸入，從而對發(fā)動機造成傷害。因此，對發(fā)動機可靠性的要求較高，同時，為了使飛機能以更輕的自重，攜帶更多的物品并飛行更遠的距離，又需要航空發(fā)動機的重量盡可能輕，推力盡可能大?？煽啃?、重量、推力這三者幾乎是相互矛盾的存在，這也是航空發(fā)動機的設計者要不斷解決的難題。
除此之外，研究人員發(fā)現(xiàn)，燃燒后的氣流到達渦輪部件前的溫度越高，航空發(fā)動機的熱轉換效率越高，同等重量的發(fā)動機產生的推力也越大。現(xiàn)在的航空發(fā)動機渦輪部件前部溫度高達1600℃，而制造渦輪所用的高溫合金材料熔點僅有約1300℃，因此需要通入足夠的冷卻空氣對渦輪部件進行大幅降溫，這也給航空發(fā)動機的設計者提出了難題。加之航空發(fā)動機所用材料昂貴，加工難度大，設計出的航空發(fā)動機還要經過大量、長時間的可靠性與安全性試驗，這就使航空發(fā)動機的研制成本極高，研制周期較長。
航空發(fā)動機對于一個國家的航空工業(yè)至關重要，稱得上工業(yè)技術“皇冠上的明珠”。進入21世紀，我國航空工業(yè)飛速發(fā)展，航空發(fā)動機正在從引進與仿制逐步轉入自主研發(fā)與生產。目前，我國的航空發(fā)動機從業(yè)人員努力奮進，已經取得了不少新的重大成果，但在整體設計水平與產品豐富程度上仍有明顯不足，未來還需加大投入，奮發(fā)圖強，才能成為航空發(fā)動機領域的強者。
全國科學技術名詞審定委員會
