說一說螺槳風扇發動機

2021-02-13 全意航空

直升機螺槳風扇發動機是一種介於渦輪風扇發動機和渦輪螺旋槳發動機之間的一種發動機形式，其目標是將前者的高速性能和後者的經濟性結合起來，目前正處於研究和實驗階段。螺槳風扇發動機由燃氣發生器和一副螺槳-風扇組成。

螺槳-風扇由渦輪驅動，無涵道外殼，裝有減速器，從這些來看它有一點象螺旋槳；但是它的直徑比普通螺旋槳小，葉片數目也多，葉片又薄又寬，而且前緣後掠，這些又有些類似於風扇葉片。

根據渦輪風扇發動機的原理，在飛行速度不變的情況下，涵道比越高，推進效率就越高，因此現代新型不加力渦輪風扇發動機的涵道比越來越大，已經接近了結構所能承受的極限；而去掉了涵道的渦輪螺旋槳發動機儘管效率較高，但由於螺旋槳的速度限制無法應用於M0.8——M0.95的現代高亞音速大型寬體客機，螺槳風扇發動機的概念則應運而生。

由於無涵道外殼，螺槳風扇發動機的涵道比可以很大，以正在研究中的一種發動機為例，在飛行速度為M0.8時，帶動的空氣量約為內涵空氣流量的100倍，相當於涵道比為100，這是渦輪風扇發動機所望塵莫及的，將其應用於飛機上，可將高空巡航耗油率較目前高涵道比輪風扇發動機降低15%左右。

同渦輪螺旋槳發動機相比，螺槳風扇發動機的可用速度又高很多，這是由它們葉片形狀不同所決定的。普通螺旋槳葉片的葉型厚度大以保證強度，彎度大以保證升力係數，從剖面來看，這種葉型實際上就是典型的低速飛機的機翼剖面形狀，它在低速情況下效率很高，但一旦接近音速，效率就急劇下降，因此裝有渦輪螺旋槳發動機的飛機速度限制在M0.6—M0.65左右；而螺槳-風扇的既寬且薄、前緣尖銳並帶有後掠的葉型則類似於超音速機翼的剖面形狀，這種葉型的跨音速性能就要好的多，在飛行速度為M0.8時仍有良好的推進效率，是目前新型發動機中最有希望的一種。

當然，螺槳風扇發動機也有其缺點，由於轉速較高，產生的振動和噪音也較大，這對舒適性有嚴格要求的客機來講是一個難題。另外，暴露在空氣中的螺槳-風扇的氣動設計也是目前研究的難點所在。

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