涡轮发动机的结构由压气机、燃烧室、涡轮、传动轴和涵道等主要部分组成。
压气机有两种类型:离心式和轴流式。离心式压气机由一个表面布满叶片的圆盘构成,通过旋转叶片产生的吸力吸入空气,并利用离心力将空气甩向周围的涵道内壁,再通过导气管将空气导向燃烧室。然而,由于难以实现多级串联,这种类型的压气机限制了动力的提升潜力,因此现在基本不再使用。
轴流式压气机由若干组串联的叶片结构组成,通常包括可转动的转叶和固定的导叶。转叶负责吸入空气,导叶则整流引导空气直接流向后方,为多级串联提供了保证。这种类型的压气机是目前的主流选择。
传动轴方面,早期的发动机只有一根传动轴,这会限制核心机的工作效率并导致平台偏航。后来,双轴结构被引入,即在空心的单轴内再套入一根轴,拥有两套独立运作的压、涡套组,分为高压与低压之分,两轴不同转速反向对转,从而提高工作效率并抵消旋转力矩。虽然三轴结构也曾被研究,但由于效果不理想、结构复杂,最终被遗忘。
涵道方面,单涵道涡喷发动机只有一个气流通道,在高空动力衰减较小,但巡航油耗较高。涡扇发动机在涡喷发动机的基础上添加了外涵道和风扇,前端风扇将空气吸入外涵道,从喷口高速喷出产生推力,实现低油耗和大推力,适合中、低空飞行。此外,还有三涵道即变循环构型,融合了涡喷和涡扇的优点,并融入了冲压模式。
总的来说,涡轮发动机结构复杂,但各部分协同工作,可以为飞机等提供强大的动力。
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