【簡介：】客機用的航空發(fā)動機一般都是渦扇式噴氣機發(fā)動機，而航天發(fā)動機通常使用一次性的火箭。相比而言，航空發(fā)動機難度更大一點，例如航空發(fā)動機既要追求高性能，又要兼顧長壽命，需要滿足“

客機用的航空發(fā)動機一般都是渦扇式噴氣機發(fā)動機，而航天發(fā)動機通常使用一次性的火箭。相比而言，航空發(fā)動機難度更大一點，例如航空發(fā)動機既要追求高性能，又要兼顧長壽命，需要滿足“體積小、重量輕、壽命長、可重復(fù)使用”等要求。例如航空發(fā)動機需要在高溫環(huán)境下連續(xù)工作1萬小時以上，而火箭則可以在關(guān)鍵的高溫處加裝一次性隔熱材料即可。我國CCAR 33部《航空發(fā)動機適航規(guī)定》提到：危害性發(fā)動機后果的預(yù)期發(fā)生概率不超過定義的極小可能概率（概率范圍是10-7~10-9次/發(fā)動機飛行小時）。1950年代時，錢學森回國，再一次高級別會議上討論了一個重大戰(zhàn)略問題，中國到底是先搞火箭還是優(yōu)先發(fā)展飛機？錢老的意見是優(yōu)先發(fā)展火箭而不是飛機。因為一代飛機的研發(fā)周期通常是10~15年，還需要大量電子元器件的配套，而且飛機需要反復(fù)使用，各部件的可靠性必須有保障，其中最關(guān)鍵的就是航空發(fā)動機。而火箭則不同了，一次性就能滿足需求，根據(jù)系統(tǒng)工程原理，將普通的部件組合起來也能達到好的效果。

航空發(fā)動機的難度主要體現(xiàn)在性能要求高、材料制備難和加工技術(shù)復(fù)雜等方面。推重比決定了航空發(fā)動機性能，因此想要提高推重比，就要提高渦輪前燃氣溫度和吸入空氣流速，第五代發(fā)動機渦輪前溫高達1400~1600℃和30~50倍大氣壓壓強下工作。因此對新材料也提出了更高要求。20 世紀 80 年代中期與后期投入使用的發(fā)動機,到 90 年代后期的空中停車率已降低到 0.01~0.05 (有些發(fā)動機達到 0.001 ),即空中停車次數(shù)已由每 3 千 EFH 出現(xiàn)一次降低到每 2 萬 EFH 到 10 萬 EFH 才出現(xiàn)一次。

數(shù)十年前面臨的問題，現(xiàn)在看來這個問題仍然存在，我國的火箭水平的確是世界一流的，但是航空發(fā)動機還不行。我們已經(jīng)深刻認識到航發(fā)的重要性，并在2016年5月成立中國航空發(fā)動機集團公司，專門攻克這個制約我國航空水平的核心問題。

航空發(fā)動機難度高。

航天發(fā)動機是火箭用的，一般一次性使用，而且采用直接噴射的方式。

航空發(fā)動機不一樣，是燃燒高溫產(chǎn)生氣體推進，必須重復(fù)使用。要求高。

飛機發(fā)動機的原理是怎樣的？

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航空發(fā)動機是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機械，為航空器提供飛行所需動力的發(fā)動機。作為飛機的心臟，被譽為“工業(yè)皇冠上的明珠”，是一個國家科技、工業(yè)和國防實力的重要體現(xiàn)。航空發(fā)動機發(fā)展主要經(jīng)歷以下步驟：

航空發(fā)動機主要包括活塞式、渦輪噴氣和沖壓發(fā)動機，下面主要介紹一下應(yīng)用廣泛的渦輪噴氣發(fā)動機原理。

渦輪噴氣發(fā)動機主要包括5大部件：進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管。

附件系統(tǒng)包括燃油、潤滑、啟動、空氣、電氣、加力燃燒室，推力轉(zhuǎn)向裝置以及矢量噴管等系統(tǒng)：

工作原理渦噴發(fā)動機工作時連續(xù)不斷地吸入空氣，空氣在發(fā)動機中經(jīng)過壓縮、燃燒和膨脹過程產(chǎn)生高溫高壓燃氣從尾噴管噴出，氣體動量增加，使發(fā)動機產(chǎn)生反作用推理。

工作過程進氣道將工質(zhì)引入→壓氣機增壓→燃燒室噴油燃燒加熱→渦輪膨脹做功帶動壓氣機→尾噴管膨脹加速→高速排氣到體外。

各部件主要工作原理如下：進氣道將足夠的空氣量，以最小的流動損失順利地引入壓氣機；當飛行速度大于壓氣機進口處的氣流速度時，可以通過沖壓壓縮空氣，提高空氣的壓力。

壓氣機壓氣機是用來提高進入發(fā)動機內(nèi)的空氣壓力，供給發(fā)動機工作時需要的壓縮空氣，也可以為座艙增加、渦輪散熱和其他發(fā)動機的啟動提供壓縮空氣。主要由轉(zhuǎn)子和靜子組成。

燃燒室高壓空氣和燃油混合、燃燒，將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，形成高溫高壓的燃氣。燃燒室都是由擴壓器、殼體、火焰筒、燃油噴嘴和點火器等基本構(gòu)件組成。

渦輪把高溫、高壓燃氣的部分熱能、壓力能轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)的機械功，從而帶動壓氣機與其他附件工作的旋轉(zhuǎn)部件。

尾噴管使氣流不斷加速的管道成為噴管，作用是使渦輪后的燃氣持續(xù)膨脹，將燃氣中剩余的熱能充分轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，使燃氣以高速從噴口中噴出?/p>

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飛機使用的發(fā)動機具有多種類型，不同類型的發(fā)動機工作原理并不相同。目前主要的飛機發(fā)動機包括活塞發(fā)動機、渦輪噴氣（簡稱“渦噴”）發(fā)動機、渦輪螺旋槳（簡稱“渦槳”）發(fā)動機、渦輪風扇（簡稱“渦扇”）發(fā)動機、渦輪軸發(fā)動機（簡稱“渦軸”）、沖壓噴氣發(fā)動機和火箭發(fā)動機。

活塞發(fā)動機是歷史最為悠久的飛機發(fā)動機。航空活塞發(fā)動機與車用活塞發(fā)動機的原理基本沒有差別，主要區(qū)別在于車用活塞發(fā)動機帶動的是車軸，而航空活塞發(fā)動機帶動的是槳葉，并通過槳葉轉(zhuǎn)動產(chǎn)生拉力使飛機獲得向前飛行的速度。

渦噴、渦槳、渦扇可以說是“一門三兄弟”，三者的共通性在于都具有進氣道、壓氣機、燃燒室與渦輪、噴管，部分還具有加力燃燒室。三者的區(qū)別在于渦槳發(fā)動機具有減速齒輪和螺旋槳，而渦扇發(fā)動機比渦噴發(fā)動機增加一到兩級低速渦輪。從工作原理來說，三者都是吸入空氣后進行加壓、燃燒并排氣，但渦扇和渦噴為通過噴管產(chǎn)生推力推動飛行器飛行，而渦槳則是驅(qū)動螺旋槳拉動飛行器向前飛行（這一點與活塞發(fā)動機相同）。

渦軸發(fā)動機在結(jié)構(gòu)和工作原理上與渦槳發(fā)動機基本雷同，同一種核心機能夠發(fā)展出相同功率級別的渦槳發(fā)動機和渦軸發(fā)動機。所不同的是，渦軸發(fā)動機具有自由渦輪，可以通過自由渦輪帶動傳動機構(gòu)，并帶動旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。渦軸發(fā)動機是直升機的標準動力裝置，目前世界各國的直升機除少數(shù)采用活塞發(fā)動機外，絕大多數(shù)都是渦軸發(fā)動機動力。

沖壓發(fā)動機是高空高速飛行器動力裝置的標配。與渦輪發(fā)動機相比，沖壓發(fā)動機的結(jié)構(gòu)要簡單得多，僅具有進氣道、擴壓器、燃燒室和噴管，工作時吸入空氣高速沖入發(fā)動機致使壓力上升，在壓力達到一定數(shù)值后噴入燃料并與高溫空氣混合燃燒、形成燃氣由噴管噴出形成推力。由于沖壓發(fā)動機難以在低速條件下啟動和工作，因此沖壓發(fā)動機一般與其他類型的航空發(fā)動機配合使用。

火箭發(fā)動機在結(jié)構(gòu)和工作原理上與運載火箭或?qū)検褂玫幕鸺l(fā)動機基本相同?；鸺l(fā)動機具有燃燒室和噴嘴，工作時燃料和氧化劑注入燃燒室進行燃燒并產(chǎn)生燃氣，通過噴嘴排出產(chǎn)生推力。一般來說，火箭發(fā)動機僅用作高速飛行器或?qū)椀膭恿ρb置，如美國的X-15高空高速試驗機即采用火箭發(fā)動機，大部分空空導彈也采用火箭發(fā)動機。另外，在常規(guī)起降飛機需要短距起飛時，也可以掛裝助推火箭加快起飛速度。