天使與魔鬼4:談談民航飛機龐大的發動機

    天使與魔鬼系列，是大C推出的探究飛機和航空的一系列文章，包括飛機的構造、飛機的安全性、乘坐飛機的相關知識、周遭環境對飛機的影響等等。通過天使與魔鬼系列的文章，能夠幫助大家全面的了解飛機和飛行安全知識，對大家乘坐飛機出行更有幫助。本次為大家帶來天使與魔鬼系列文章的第四篇，聊聊民航客機的發動機。

    飛機的最核心部件，當屬它的發動機。發動機就相當於飛機的心臟，發動機停了，飛機也就不能繼續飛行了。發動機提供了飛機的動力和能源，也保障了飛機能夠順利的起飛、降落和航行。目前還在使用的飛機的發動機主要分為：活塞式、螺旋槳式、渦輪噴氣式、渦輪螺旋槳式、渦輪軸式、渦輪風扇式和槳扇式幾種類型。這些發動機被普遍應用在各種類型飛機上，比如戰鬥機、運輸機、民航客機等等。接下來，我們就來跟大家說道說道民航客機的發動機。

    註：本文只是科普民航客機常用的發動機類型和其簡單的性能，並不涉及發動機結構、原理等等方面的深入分析，此類型內容大家可以自行百度，介紹的文章數量非常豐富。

天使與魔鬼4:談談民航飛機龐大的發動機

● 目前主流客機都用什麼發動機？

    既然談到了主流客機，那麼目前各家航空公司和各大機場出鏡率最高的肯定當屬波音和空中巴士生產的飛機了。接著，我們就來給大家介紹一下波音和空中巴士主流型號的飛機都採用了什麼樣的發動機。

波音主流客機的發動機配備表

空中巴士主流客機的發動機配備表

    從大C整理表格來看，空中巴士和波音公司生產的主流客機，無非就是採用兩個發動機或者四個發動機的配備，發動機的製造商主要是通用電氣、羅爾斯·羅伊斯、勞斯萊斯、普拉特·惠特尼和CFM等這幾家，這些生產商也是國際知名的發動機生產商，涉及飛機、汽車和很多軍事設備的發動機製造。

目前絕大部分民航飛機發動機都是渦輪風扇式發動機

    在最開始給大家羅列了很多種飛機發動機的類型，但是在民航客機的範疇內，主要使用的就是渦輪發動機，其中的渦輪風扇式發動機的使用率幾乎佔到了全部。由於渦扇發動機最適合飛行速度400至1000公裡每小時時使用，因此現在多數的飛機引擎都採用渦扇作為動力來源。渦扇發動機優點是推力大、推進效率高、噪音低、燃油消耗率低並且飛機航程遠。它的缺點是風扇直徑大、迎風面積大，因而阻力大，發動機結構複雜，設計難度大。

● 延伸閱讀

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     我們常見的客機中，除了麥道等廠商之外，波音和空中巴士兩家廠商製造的客機的發動機基本上都懸掛在主機翼的下方，只是分為兩個發動機、四個發動機或者六個發動機的區別，當然有些特殊型號擁有三個發動機設計，發動機懸掛的位置也不同。

大部分主流客機的發動機懸掛在主機翼的下方

    飛機發動機的數量，主要是根據飛機的整體大小、載重量、計劃飛行距離等因素來設計的。發動機是飛機的主要動力來源，除了提供推力以外，還為飛機提供電源，氣源以及飲用水、液壓、空調的增壓。發動機的體積和重量都很大，體積與一輛小轎車相當。接下來，我們看看常用的幾款發動機的性能如何：

常見發動機的性能表

    從這張表格中，我們可以看到目前正在應用的主流的民航客機發動機，全都是渦輪風扇式發動機。它們之間的區別除了製造的廠商不同之外，還分為雙轉子軸和三轉子軸的區別，而它們提供的推力也有較大的區別。小推力的發動機主要用於短途飛行的小型客機，大推力的發動機主要用於中長途飛行的大、中型客機。至於飛機的推力究竟有多大，可以這麼形容：例如18000-22000磅推力的發動機，推力約為8噸左右，發動機可以在一秒內將一間幾十平米的房子抽成真空。而目前發動機的最大推力超過50噸，大家可以自己想像威力。

    由於渦輪風扇式發動機運轉時會在前方進氣、後方排氣，後方排氣的溫度可以到達500-600度之高。發動機的噪音很大，可達到100分貝以上，近處屬於讓人無法忍受的級別，地面發動機運轉時，需要保護聽力。

    渦輪風扇式發動機的運行原理和結構請大家自行百度搜索，有非常多相關介紹，這裡不再重複介紹了。涵道比的概念，我們將在本文後面為大家單獨介紹。

    如果說讓發動機停止運轉，一般也就是三種情況：燃料耗盡、發動機機械故障、發動機損毀。

● 燃料耗盡

    我們首先聊聊第一種情況，燃料耗盡。一般在所有民航航班起飛前，地面工作人員都會對飛機進行詳細全面的檢查，並且將航空燃油加滿，也就是飛機起飛的時候都會是燃料滿載的情況。所以一次正常的航線飛行，因為燃料耗盡造成的飛機發動機停轉基本上是不可能發生的。

飛機油箱內部

    還有一種情況，就是在航行終點的機場因為天氣因素或者其它因素造成無法降落，飛機就不得不在天上盤旋，這種情況在雷暴天氣時經常會發生，如果說飛機燃料快要耗盡，一定會尋找合適的機場進行備降。而燃料耗盡造成發動機停轉的最大可能性就是飛機飛行途中油箱大量快速的漏油，這樣飛機就只能夠選擇迫降了。不過這種情況在民航客機的飛行史中實在是太少了，可以忽略不計。

● 發動機機械故障

飛機發動機發生機械故障造成迫降

    目前來看，常見的發動機機械故障主要出現在點火系統、汽化器、滑油系統等部位，如果不掌握其原理，就難以正確判斷故障類別，就不能正確進行處置。即使是國際知名的飛機發動機生產廠商製造的頂級發動機，也不能夠保證發動機完全的安全運轉，所以飛行員在飛行的訓練中，都會訓練一些常見發動機機械故障時，如何保證飛機能夠安全的著陸。只要不是因為機械故障造成發動機破損或者機體破損，都不會引發過於嚴重的事故或者空難。

● 發動機損毀

鳥對飛機的飛行安全造成很大的威脅

    飛機的發動機損毀，發生的情況非常稀少，一般來說是遭受裝機之後引起發動機結構解體或者爆炸，從而威脅到飛行安全。在罪魁禍首方面，飛彈和鳥類的威脅是同等的。早期的民航客機，有很大概率的事故原因是鳥類在飛行過程中被吸入飛機的發動機中，造成飛機發動機故障或解體。即便是現在，鳥類對飛機發動機的威脅也是非常大的，另外鳥類與飛機相撞還會造成飛機玻璃或者機體的破損，同樣影響了飛機的飛行安全。

● 客機的一個發動機失靈了怎麼辦？

    前不久南航珠海-北京CZ3739航班起飛後發動機故障，後安全備降白雲機場，這個就是一個發動機損壞還成功降落的案例。當時出事的飛機是空客A330，理論上單一發動機的飛行時間為三小時，也就是起飛後即便是發動機損壞，也是可以安全飛到北京的。但是國際民航管理機構要求任何情況下，單發都要在最近的機場備降。每個雙發動機的飛機，如果一個發動機壞掉，單靠另一個發動機飛行都可以堅持飛行2-3小時時間，具體時間因機型而異。但是諸如空客A380這種四發動機飛機，如果壞掉一個發動機，基本上不會有太多的飛行能力技術的限制。

    一臺發動機故障的狀況，安全仍然在機組的能力控制範圍之內，訓練有素的機組都擁有應對能力。而單發動機飛行，也是所有機組訓練的基本項目，對於機組來說甚至比應對一些極端天氣條件（比如說風切變、晴空顛簸）更加嫻熟。

    所以說，只要失靈的發動機不會發生爆炸等損壞飛機完整性的狀況，就不會有太多的飛行安全問題。遇到這種情況發生，要相信機組人員，聽從機組人員的指揮，自己盲目的慌亂一定會威脅到自己和其他人的生命安全。

● 客機和軍用飛機發動機哪個更貴？

    如果說只是泛泛的比較，客機和軍用飛機的發動機不一定哪個更加昂貴，比如說空客A380的發動機比殲七戰鬥機的發動機更貴，但是比F35的發動機便宜很多。一般來說，使用同樣核心機生產的發動機，軍用飛機要比客機的發動機貴很多，畢竟軍用飛機對於發動機的要求更多，研發和配備的能力也有很大的區別。比如說波音747和F15戰鬥機的發動機採用了同一種核心機，但是F15的發動機需要大範圍的推力變化和其它方面的苛刻要求，所以價格會昂貴很多。

● 客機與軍用飛機的發動機差在哪？

什麼是涵道比：

    在解釋兩種發動機之間區別之前，我們首先來學習一個概念，就是之前出現過的涵道比。涵道比是渦扇發動機外進氣道與進氣道空氣流量的比值。涵道比高的發動機，大部分動力來自由風扇加速的外進氣道空氣。大涵道比發動機在次音速時有非常好的能效，通常用於客機、運輸機和戰略轟炸機。涵道比低的發動機，大部分動力來自驅動核心機的內進氣道尾氣這種發動機通常採用混合碰嘴，即內進氣道尾氣在於外進氣道氣流混合後再行排出。小涵道比發動機可以用於超音速飛行，通常用於戰鬥機。

涵道和涵道比的示例

    了解了涵道比的概念，我們正式來探討。客機與軍用飛機的發動機，最大的差別就是涵道比，還有就是有沒有設計加力燃燒室。一般來說，軍用飛機諸如戰鬥機都是小涵道比發動機設計，但是民航客機全都是大涵道比發動機設計。民航客機的發動機涵道比可以達到40:1到50:1，而且80%的動力來源於外涵道；軍用飛機發動機的涵道比只有10:1，動力主要來自於內涵道。客機沒有加力燃燒室，工作平緩穩定；軍機有加力燃燒室，油耗大，能提供超強動力以適應空戰。

● 為什麼戰鬥機的發動機能噴火？

    一般我們在看軍事演習的時候，可以看到戰鬥機的發動機會噴射火焰，但是民航客機的發動機並不會噴射火焰，這是因為軍用飛機都會在發動機中設計一個加力燃燒室，但是民航客機的發動機並沒有這個設計。加力燃燒室的原理是在發動機噴出的氣流中注射入燃料，由於氣流溫度很高，燃料即時燃燒，膨漲而產生額外推力。

戰鬥機發動機可以噴火

    有了加力燃燒室的加持，一般來說軍用飛機的推力可以瞬間提升到之前的1.5倍，這樣在實行軍事用途的時候可以瞬間讓飛機加速起飛或者加速前行，比如在航母上起飛、突破音障達到超音速飛行等等。由於一般氣體通過加力燃燒室後的含氧量非常低，所以加力燃燒室的效率很低，而且耗油量非常大。飛機所攜帶的燃料只足夠加力燃燒室使用數分鐘而已，因此加力燃燒室一般只會在需要最高推力時使用很短的時間。由於成本高、作用時間短，所以民航飛機的發動機幾乎不安裝加力燃燒室，當然也有安裝的案例，比如協和號及Tu-144超音速客機。

● 寫在最後

    本文為大家簡單的科普了部分民航客機發動機的知識，希望大家看完之後能夠對民航客機的發動機有一個初步的了解，至少能夠知道幾個飛機發動機的製造廠商，常見機型用的什麼類型的發動機等等。這一篇文章其實只是一個開端，我們後續還會繼續推出關於客機發動機的文章，屆時會為大家帶來關於發動機的更深入的解析和介紹，敬請期待。

● 延伸閱讀

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新技能GET√ 在機場一眼識破飛機的型號

（以下資料參考自百度百科）

● 活塞式發動機時期

    早期液冷發動機居主導地位。19世紀末，在內燃機開始用於汽車的同時，人們即聯想到把內燃機用到飛機上去作為飛機飛行的動力源，並著手這方面的試驗。

    1903年，美國萊特兄弟把一臺4缸、水平直列式水冷發動機改裝之後，成功地用到他們的"飛行者一號"飛機上進行飛行試驗。這臺發動機只發出8.95 kW的功率，重量卻有81 kg，功重比為0.11kW/daN。發動機通過兩根自行車上那樣的鏈條，帶動兩個直徑為2.6m的木製螺旋槳。首次飛行的留空時間只有12s,飛行距離為36.6m。但它是人類歷史上第一次有動力、載人、持續、穩定、可操作的重於空氣飛行器的成功飛行。

    在飛機用於戰爭目的的推動下，航空特別是在歐洲開始蓬勃發展，法國在當時處於領先地位。美國雖然發明了動力飛機並且製造了第一架軍用飛機，但在參戰時連一架可用的新式飛機都沒有。在前線的美國航空中隊的6287架飛機中有4791架是法國飛機，如裝備伊斯潘諾-西扎V型液冷發動機的"斯佩德"戰鬥機。這種發動機的功率已達130~220kW, 推重比為0.7kW/daN左右。飛機速度超過200km/h，升限6650m。

    當時，飛機的飛行速度還比較小，氣冷發動機冷卻困難。為了冷卻，發動機裸露在外，阻力又較大。因此，大多數飛機特別是戰鬥機採用的是液冷式發動機。期間，1908年由法國塞甘兄弟發明旋轉汽缸氣冷星型發動機曾風行一時。這種曲軸固定而汽缸旋轉的發動機終因功率的增大受到限制，在固定汽缸的氣冷星型發動機的冷卻問題解決之後退出了歷史舞臺。

    在兩次世界大戰之間，在活塞式發動機領域出現幾項重要的發明：發動機整流罩既減小了飛機阻力，又解決了氣冷發動機的冷卻困難問題，甚至可以的設計兩排或四排汽缸的發動機，為增加功率創造了條件；廢氣渦輪增壓器提高了高空條件下的進氣壓力，改善了發動機的高空性能；變距螺旋槳可增加螺旋槳的效率和發動機的功率輸出；內充金屬鈉的冷卻排氣門解決了排氣門的過熱問題；向汽缸內噴水和甲醇的混合液可在短時內增加功率三分之一；高辛烷值燃料提高了燃油的抗爆性，使汽缸內燃燒前壓力由2~3逐步增加到5~6，甚至8~9，既提高了升功率，又降低了耗油率。

    從20世紀20年代中期開始，氣冷發動機發展迅速，但液冷發動機仍有一席之地在此期間，在整流罩解決了阻力和冷卻問題後，氣冷星型發動機由於有剛性大，重量輕，可靠性、維修性和生存性好，功率增長潛力大等優點而得到迅速發展,並開始在大型轟炸機、運輸機和對地攻擊機上取代液冷發動機。在20世紀20年代中期，美國萊特公司和普·惠公司先後發展出單排的"旋風"和"颶風"以及"黃蜂"和"大黃蜂"發動機，最大功率超過400kW，功重比超過1kW/daN。到第二次世界大戰爆發時，由於雙排氣冷星型發動機的研製成功，發動機功率已提高到600~820kW。此時，螺旋槳戰鬥機的飛行速度已超過500km/h，飛行高度達10000m。

    在第二次世紀大戰期間，氣冷星型發動機繼續向大功率方向發展。其中比較著名的有普·惠公司的雙排"雙黃蜂"（(R-2800)和四排"巨黃蜂"(R-4360)。前者在1939年7月1日定型，開始時功率為1230kW, 共發展出5個系列幾十個改型，最後功率達到2088kW，用於大量的軍民用飛機和直升機。單單為P-47戰鬥機就生產了24000臺R-2800發動機，其中P-47 J的最大速度達805km/h。雖然有爭議，但據說這是第二次世界大戰中飛得最快的戰鬥機。這種發動機在航空史上佔有特殊的地位。在航空博物館或航空展覽會上，R-2800總是放置在中央位置。甚至有的航空史書上說，如果沒有R-2800發動機，在第二次世界大戰中盟國的取勝要困難得多。後者有四排28個汽缸，排量為71.5L，功率為2200~3000kW, 是世界上功率最大的活塞式發動機，用於一些大型轟炸機和運輸機。1941年，圍繞六臺R-4360發動機設計的B-36轟炸機是少數推進式飛機之一，但未投入使用。

    萊特公司的R-2600和R-3350發動機也是很有名的雙排氣冷星型發動機。前者在1939推出，功率為1120kW，用於第一架載買票旅客飛越大西洋的波音公司"快帆"314型四發水上飛機以及一些較小的魚雷機、轟炸機和攻擊機。後者在1941年投入使用，開始時功率為2088kW，主要用於著名的B-29"空中堡壘"戰略轟炸機。R-3350在戰後發展出一種重要改型--渦輪組合發動機。發動機的排氣驅動三個沿周向均布的廢氣渦輪，每個渦輪在最大狀態下可發出150kW的功率。這樣，R-3350的功率提高到2535kW，耗油率低達0.23kg/(kW·h)。1946年9月，裝兩臺R-3350渦輪組合發動機的P2V1"海王星"飛機創造了18090km的空中不加油的飛行距離世界紀錄。液冷發動機與氣冷發動機之間的競爭在第二次世界大戰中仍在繼續。液冷發動機雖然有許多缺點，但它的迎風面積小，對高速戰鬥機特別有利。而且，戰鬥機的飛行高度高，受地面火力的威脅小，液冷發動機易損的弱點不突出。所以，它在許多戰鬥機上得到應用。例如，美國在這次大戰中生產量最大的5種戰鬥機中有4種採用液冷發動機。其中，值得一提的是英國羅-羅公司的梅林發動機。它在1935年11月在"颶風"戰鬥機上首次飛行時，功率達到708kW；1936年在"噴火"戰鬥機上飛行時，功率提高到783kW。

    這兩種飛機都是第二次世界大戰期間有名的戰鬥機，速度分別達到624km/h和750km/h。梅林發動機的功率在戰爭末期達到1238kW，甚至創造過1491kW的紀錄。美國派克公司按專利生產了梅林發動機，用於改裝P-51"野馬"戰鬥機，使一種平常的飛機變成戰時最優秀的戰鬥機。"野馬"戰鬥機採用一種不常見的五葉螺旋槳，安裝梅林發動機後，最大速度達到760km/h，飛行高度為15000m。除具有當時最快的速度外，"野馬"戰鬥機的另一個突出的優點是有驚人的遠航能力，它可以把盟軍的轟炸機一直護送到柏林。到戰爭結束時，"野馬"戰鬥機在空戰中共擊落敵機4950架，居歐洲戰場的首位。而在遠東和太平洋戰場上，則是由於裝備了氣冷發動機的F6F"地獄貓"戰鬥機的參戰，才結束了日本"零"式戰鬥機的霸主地位。航空史學界把"野馬"飛機看作螺旋槳戰鬥機的頂峰之作。

    在第二次世界大戰開始之後和戰後的最主要的技術進展有直接注油、渦輪組合發動機和低壓點火。

    在兩次世界大戰的推動下，發動機的性能提高很快，單機功率從不到10 kW增加到2500 kW左右，功率重量比從0.11 kW/daN 提高到1.5 kW/daN左右，升功率從每升排量幾千瓦增加到四五十千瓦，耗油率從約0.50 kg/(kW·h)降低到0.23~0.27 kg/(kW·h)。翻修壽命從幾十小時延長到2000~3000h。到第二次世界大戰結束時，活塞式發動機已經發展得相當成熟，以它為動力的螺旋槳飛機的飛行速度從16km/h提高到近800 km/h，飛行高度達到15000 m。可以說，活塞式發動機已經達到其發展的頂峰。

● 噴氣時代的活塞式發動機

    在第二次世界大戰結束後，由於渦輪噴氣發動機的發明而開創了噴氣時代，活塞式發動機逐步退出主要航空領域，但功率小於370 kW的水平對缸活塞式發動機發動機仍廣泛應用在輕型低速飛機和直升機上，如行政機、農林機、勘探機、體育運動機、私人飛機和各種無人機，旋轉活塞發動機在無人機上嶄露頭角，而且美國NASA還正在發展用航空煤油的新型二衝程柴油機供下一代小型通用飛機使用。

    美國NASA已經實施了一項通用航空推進計劃，為未來安全舒適、操作簡便和價格低廉的通用輕型飛機提供動力技術。這種輕型飛機大致是4~6座的，飛行速度在365 km/h左右。一個方案是用渦輪風扇發動機，用它的飛機稍大，有6個座位，速度偏高。另一個方案是用狄塞爾循環活塞式發動機，用它的飛機有4個座位，速度偏低。對發動機的要求為： 功率為150 kW； 耗油率0.22 kg/(kW·h)； 滿足未來的排放要求； 製造和維修成本降低一半。到2000年，該計劃已經進行了500h以上的發動機地面試驗，功率達到130 kW，耗油率0.23 kg/(kW·h)。

● 燃氣渦輪發動機時期

    第二個時期從第二次世界大戰結束至今。60年來，航空燃氣渦輪發動機取代了活塞式發動機，開創了噴氣時代，居航空動力的主導地位。在技術發展的推動下（見表1），渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機、槳扇發動機和渦輪軸發動機在不同時期在不同的飛行領域內發揮著各自的作用，使航空器性能跨上一個又一個新的臺階。

● 渦噴/渦扇發動機

    英國的惠特爾和德國的奧海因分別在1937年7月14日和1937年9月研製成功離心式渦輪噴氣發動機WU和HeS3B。前者推力為530daN，但1941年5月15日首次試飛的格羅斯特公司E28/39飛機裝的是其改進型W1B，推力為540daN，推重比2.20。後者推力為490daN，推重比1.38，於1939年8月27日率先裝在亨克爾公司的He-178飛機上試飛成功。這是世界上第一架試飛成功的噴氣式飛機，開創了噴氣推進新時代和航空事業的新紀元。

    世界上第一臺實用的渦輪噴氣發動機是德國的尤莫-004，1940年10月開始臺架試車，1941年12月推力達到980daN，1942年7月18日裝在梅塞施米特Me-262飛機上試飛成功。自1944年9月至1945年5月，Me-262共擊落盟軍飛機613架，自己損失200架（包括非戰鬥損失）。英國的第一種實用渦輪噴氣發動機是1943年4月羅·羅公司推出的威蘭德，推力為755daN，推重比2.0。該發動機當年投入生產後即裝備"流星"戰鬥機，於1944年5月交給英國空軍使用。該機曾在英吉利海峽上空成功地攔截了德國的V-1飛彈。

    戰後，美、蘇、法通過買專利，或藉助從德國取得的資料和人員，陸續發展了本國第一代渦輪噴氣發動機。其中，美國通用電氣公司的J47軸流式渦噴發動機和蘇聯克裡莫夫設計局的RD-45離心式渦噴發動機的推力都在2650daN左右，推重比為2~3，它們分別在1949年和1948年裝在F-86和米格-15戰鬥機上服役。這兩種飛機在韓戰期間展開了你死我活的空戰。 20世紀50年代初，加力燃燒室的採用使發動機在短時間內能夠大幅度提高推力，為飛機突破聲障提供足夠的推力。典型的發動機有美國的J57和蘇聯的RD-9B，它們的加力推力分別為7000daN和3250daN，推重比各為3.5和4.5。它們分別裝在超聲速的單發F-100和雙發米格-19戰鬥機上。

    在50年代末和60年代初，各國研製了適合M2以上飛機的一批渦噴發動機，如J79、J75、埃汶、奧林帕斯、阿塔9C、R-11和R-13，推重比已達5~6。在60年代中期還發展出用於M3一級飛機的J58和R-31渦噴發動機。到70年代初，用於"協和"超聲速客機的奧林帕斯593渦噴發動機定型，最大推力達到17000daN。從此再沒有重要的渦噴發動機問世。

    渦扇發動機的發展源於第二次世界大戰。世界上第一臺運轉的渦輪風扇發動機是德國戴姆勒-奔馳研製的DB670(或109-007)，於1943年4月在實驗臺上達到840千克推力，但因技術困難及戰爭原因沒能獲得進一步發展。世界上第一種批量生產的渦扇發動機是1959年定型的英國康維，推力為5730daN，用於VC-10、DC-8和波音707客機。涵道比有0.3和0.6兩種，耗油率比同時期的渦噴發動機低10%~20%。1960年，美國在JT3C渦噴發動機的基礎上改型研製成功JT3D渦扇發動機，推力超過7700daN，涵道比1.4，用于波音707和DC-8客機以及軍用運輸機。

    以後，渦扇發動機向低涵道比的軍用加力發動機和高涵道比的民用發動機的兩個方向發展。在低涵道比軍用加力渦扇發動機方面，20世紀60年代，英、美在民用渦扇發動機的基礎上研製出斯貝-MK202和TF30，分別用於英國購買的"鬼怪"F-4M/K戰鬥機和美國的F111（後又用於F-14戰鬥機）。它們的推重比與同時期的渦噴發動機差不多，但中間耗油率低，使飛機航程大大增加。在70~80年代，各國研製出推重比8一級的渦扇發動機，如美國的F!00、F404、F110，西歐三國的RB199，前蘇聯的RD-33和AL-31F。它們裝備在一線的第三代戰鬥機，如F-15、F-16、F-18、"狂風"、米格-29和蘇-27。推重比10一級的渦扇發動機已研製成功，即將投入服役。它們包括美國的F-22/F119、西歐的EFA2000/EJ200和法國的"陣風"/M88。其中，F-22/F119具有第四代戰鬥機代表性特徵--超聲速巡航、短距起落、超機動性和隱身能力。超聲速垂直起飛短距著陸的JSF動力裝置F136正在研製之中，預計將於2010~2012年投入服役。

    自20世紀70年代第一代推力在20000daN以上的高涵道比（4~6）渦扇發動機投入使用以來，開創了大型寬體客機的新時代。後來，又發展出推力小於20000daN的不同推力級的高涵道比渦扇發動機，廣泛用於各種幹線和支線客機。10000~15000daN推力級的CFM56系列已生產13000多臺，並創造了機上壽命超過30000h的記錄。民用渦扇發動機依然投入使用以來，已使巡航耗油率降低一半，噪聲下降20dB, CO、UHC、NOX分別減少70%、90%、45%。90年代中期裝備波音777投入使用的第二代高涵道比（6~9）渦扇發動機的推力超過35000daN。其中，通用電氣公司GE90-115B在2003年2月創造了56900daN的發動機推力世界紀錄。普·惠公司正在研製新一代渦扇發動機PW8000，這種齒輪傳動渦扇發動機，推力為11 000~16 000daN，涵道比11，耗油率下降9%。

● 渦槳/渦軸發動機

    第一臺渦輪螺旋槳發動機為匈牙利於1937年設計、1940年試運轉的 Jendrassik Cs-1。該機原計劃用於本國Varga RMI-1 X/H型雙引擎偵察/轟炸機但該機項目被取消。1942年，英國開始研製本國第一臺渦槳發動機羅爾斯-羅伊斯 RB.50 Trent。該機於1944年6月首次運轉，經過633小時試車後於1945年9月20日安裝在一臺格羅斯特「流星」戰鬥機上，並做了298小時飛行實驗。以後，英國、美國和前蘇聯陸續研製出多種渦槳發動機，如達特、T56、AI-20和AI-24。這些渦槳發動機的耗油率低，起飛推力大，裝備了一些重要的運輸機和轟炸機。美國在1956年服役的渦槳發動機T56/501，裝於C-130運輸機、P3-C偵察機和E-2C預警機。它的功率範圍為2580～4414 kW ，有多個軍民用系列，已生產了17000多臺，出口到50多個國家和地區，是世界上生產數量最多的渦槳發動機之一，至今還在生產。前蘇聯的HK-12M的最達功率達11000kW,用於圖-95"熊"式轟炸機、安-22軍用運輸機和圖-114民用運輸機。終因螺旋槳在吸收功率、尺寸和飛行速度方面的限制，在大型飛機上渦輪螺旋槳發動機逐步被渦輪風扇發動機所取代，但在中小型運輸機和通用飛機上仍有一席之地。其中加拿大普·惠公司的PT6A發動機是典型代表，40年來，這個功率範圍為350~1100kW的發動機系列已發展出30多個改型，用於144個國家的近百種飛機，共生產了30000多臺。美國在90年代在T56和T406的基礎上研製出新一代高速支線飛機用的AE2100是當前最先進的渦槳發動機，功率範圍為2983～5966 kW，其起飛耗油率特低，為0.249 kg/（kW·h）。

    在20世紀80年代後期，掀起了一陣性能上介於渦槳發動機和渦扇發動機之間的槳扇發動機熱。一些著名的發動機公司都在不同程度上進行了預計和試驗，其中通用電氣公司的無涵道風扇（UDF）GE36曾進行了飛行試驗。

    從1950年法國透博梅卡公司研製出206 kW的阿都斯特Ⅰ型渦軸發動機並裝備美國的S52-5直升機上首飛成功以後，渦輪軸發動機在直升機領域逐步取代活塞式發動機而成為最主要的動力形式。半個世紀以來，渦軸發動機已成功低發展出四代，功重比已從2kW/daN提高到6.8~7.1 kW/daN。第三代渦軸發動機是20世紀70年代設計，80年代投產的產品。主要代表機型有馬基拉、T700-GE-701A和TV3-117VM，裝備AS322"超美洲豹"、UH-60A、AH-64A、米-24和卡-52。第四代渦軸發動機是20世紀80年代末90年代初開始研製的新一代發動機,代表機型有英、法聯合研製的RTM322、美國的T800-LHT-800、德法英聯合研製的MTR390和俄羅斯的TVD1500，用於NH-90、EH-101、WAH-64、RAH-66"科曼奇"、PAH-2/HAP/HAC"虎"和卡-52。世界上最大的渦輪軸發動機是烏克蘭的D-136，起飛功率為7500 kW,裝兩臺發動機的米-26直升機可運載20 t的貨物。以T406渦輪軸發動機為動力的傾轉旋翼機V-22突破常規旋翼機400 km/h的飛行速度上限，一下子提高到638 km/h。

    航空燃氣渦輪發動機問世以後的60年來在技術上取得的重大進步可用下列數字表明：

    服役的戰鬥機發動機推重比從2提高到7~9，已經定型並即將投入使用的達9~10。民用大涵道比渦扇發動機的最大推力已超過50000 daN，巡航耗油率從50年代渦噴發動機1.0 kg/(daN·h)下降到0.55 kg/(daN·h), 噪聲已下降20dB，CO、UHC和NOx分別下降70%、90%和45%。

    服役的直升機用渦軸發動機的功重比從2kW/daN提高到4.6~6.1 kW/daN，已經定型並即將投入使用的達6.8~7.1 kW/daN。

    發動機可靠性和耐久性倍增，軍用發動機空中停車率一般為0.2~0.4/1 000發動機飛行小時，民用發動機為0.002~0.02/1 000發動機飛行小時。戰鬥機發動機整機定型要求通過4300~6000TAC循環試驗，相當於平時使用10多年，熱端零件壽命達到2 000h；民用發動機熱端部件壽命，為7000~10000 h，整機的機上壽命達到15000~20 000 h，也相當使用10年左右。

    總之，航空渦輪發動機已經發展得相當成熟，為各種航空器的發展作出了重要貢獻，其中包M3一級的戰鬥/偵察機，具有超聲速巡航、隱身、短距起落和超機動能力的戰鬥機、亞聲速垂直起落戰鬥機、滿足180min 雙發乾線客機延長航程（ETOPS）要求的寬體客機、有效載重大20t的巨型直升機和速度超過600km/h的傾轉旋翼機。同時，還為各種航空改型輕型地面燃氣輪機打下基礎。