飞机发动机内部结构

二战前，活塞发动机和螺旋桨的结合已经取得了巨大的成就，使人类能够挑战天空。但是到了30年代末，航空技术的发展使得这种结合达到了极限。当螺旋桨飞行速度达到800 km/h时，桨尖实际上已经接近音速。跨音速流场使螺旋桨效率急剧下降，推力不增反减。螺旋桨迎风面积大，阻力也大，大大阻碍了飞行速度的提高。同时，随着飞行高度的增加和大气稀薄，活塞式发动机的功率也会降低。

这就诞生了一种全新的喷气发动机推进系统。喷气发动机吸入大量空气，燃烧后高速喷出，对发动机产生反作用力，推动飞机前进。

早在1913年，法国工程师雷恩·罗兰就提出了冲压发动机的设计，并获得了专利。但当时没有相应的助推手段和材料，喷气推进只是天方夜谭。从65438年到0930年，英国人弗兰克·惠特尔获得了燃气涡轮发动机的专利，这是第一个实用的喷气发动机设计。11年后，他设计的发动机首飞，从而成为涡喷发动机的鼻祖。

涡轮喷气发动机原理

涡轮喷气发动机简称涡喷发动机，通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和喷管组成。一些军用发动机在涡轮和尾喷管之间有加力燃烧室。

涡喷发动机是热机，做功的原理是一样的:高压输入能量，低压释放能量。

工作时，发动机首先从进气口吸入空气。这个过程不是简单的开一个进气道，因为飞行速度是可变的，压气机对进气速度有严格的要求，所以进气道必须能够将进气速度控制在合适的范围内。

顾名思义，压缩机是用来增加吸入空气的压力的。压缩机主要是风扇叶片的形式，叶片的旋转对气流做了功，增加了气流的压力和温度。

然后高压气流进入燃烧室。燃烧室的燃油喷嘴喷射油，油与空气混合后被点燃，产生高温高压的燃气，向后排放。

高温高压气体通过高温涡轮回流，部分内能在涡轮中膨胀，转化为机械能，驱动涡轮旋转。因为高温涡轮与压缩机安装在同一根轴上，所以也带动压缩机旋转，从而反复压缩吸入的空气。

从高温涡轮流出的高温高压气体在尾喷管中继续膨胀，并从尾喷管高速向后排出。这个速度远大于气流进入发动机的速度，从而对发动机产生反推力，驱动飞机向前飞行。

涡轮喷气发动机的优缺点

这种发动机加速快，设计简单，是喷气发动机的早期实用型。而涡喷发动机要想提高推力，就需要提高涡轮前气体的温度和压力比，这样会增加排气速度，损失更多的动能，从而产生提高推力和降低油耗的矛盾。所以涡喷发动机油耗大，这是商用民机的致命弱点。

涡轮喷气发动机的横截面示意图