共轴反桨涡扇发动机和普通涡扇发动机的区别？为什么和桨扇发动机看起来相似度很高？ 第1页

鉴于很多原因，这个问题本身问的不太对。共轴反桨是一种结构形式，共轴反桨涡扇发动机就是采用共轴反桨结构的涡扇发动机，跟普通涡扇发动机的区别就是采用了共轴反桨结构（……）。

所以这么问问题是不太对的，我得掰开来把这个问题重新捋一捋。

首先，什么叫桨扇发动机。

对于桨扇发动机，Propfan Engine，现在严格来说都没有一个准确的定义，各个国家以及发动机企业实体都提出过不一样的计划：

美国有NASA提出的Advanced Turboprop Project（ATP），结构形式上采用齿轮驱动的单转桨扇，相对保守，基本是在现有涡桨发动机的基础上对螺旋桨进行改进；有GE公司提出的Unducted Fan（UDF），有叫开式转子（OpenRotor），这个方案相比于NASA提出的方案更为激进。该方案的结构形式为动力涡轮直接驱动后置的双排对转桨扇。与上一个方案相比，该方案省去了齿轮减速器，不仅减轻了发动机的质量，也避免了减速箱经常需要大修的问题。

丄丄GE公司的UDF发动机丄丄

苏联也对桨扇发动机进行了相关研究，使用了齿轮传动减速器，并且也是惟一一次将桨扇发动机投入使用的。RR公司也有类似的研究。

丄丄苏联在An-70上使用的桨扇发动机丄丄

丄丄RR公司提出的桨扇发动机结构丄丄

桨扇发动机有一种定义，是欧洲航空安全局提出的，现在WIKI百科也采用该定义：

桨扇发动机（英语：Propfan）是一种涡轮发动机，类似于涡扇发动机，但没有风扇涵道。风扇置于发动机短舱之外。和涡扇发动机类似，风扇由涡轮直接带动。在外观上，桨扇发动机和涡桨发动机很相似，但涡桨发动机的螺旋桨是由涡轮通过减速器带动的，桨扇和涡轮之间则无减速器。

这样的说法有一定的道理，不能说错（欧洲航空安全局提出的，也轮不到我说错），也仿佛区分了涡桨发动机、涡扇发动机和桨扇发动机之间的区别，但根据上面介绍的若干个现有的桨扇发动机计划，可以知道上面的定义是片面的。

我更倾向于从涵道比和叶片叶型的角度来说明桨扇发动机，也就是用所谓的“ultra-high-bypass (UHB) turbofan”来描述桨扇发动机的特征——巨大的桨叶，先进的叶型，因为桨扇发动机的本质是希望有更高的涵道比，同时有更好的高速性能。这么说吧，如果你未来看到一台发动机有超大的风扇一样的东西——或者说插满了歪七扭八叶片的螺旋桨，都可以算作是桨扇发动机。

然后，我要回答的是，为什么会有同轴反桨这种结构。

同轴反桨，coaxial contra-rotating，这个概念首先需要强调一下，并不是指的高低压转子对转，而是指的传统意义上的转静子对转（对转之后就不存在静子的概念了，只有内转子和外转子的概念）。

这种结构在涡扇发动机里有什么好处？

要知道，压气机、涡轮要实现一定的效率，那么相邻两组叶片之间的相对转动速度是有一定的要求的。原来的发动机结构，是一级转子一级静子，静子不动，那么就意味着转子的速度一定低不了，但是如果两者之间相对转动，显然内外转子的绝对速度就可以降低很多，这个是很好理解的。

那么有人就要说了，转子转动速度高就高吧，为什么非要降低呢？

固然，转子速度高了，也会给转子自身的结构带来很多麻烦，比如说超多阶临界之类的问题，但是最主要的问题不在这里，而出现在风扇上。要知道，风扇跟压气机、涡轮连着，有着一样的转速，但是由于直径巨大，其叶尖的速度极高，一旦超过了音速，无论是效率还是安全性，都堪忧的很，所以导致了风扇叶片直径不能做大，而且最好有个环包着。但是问题是为了追求良好的节油性能，又需要较大的风扇直径（较大的涵道比），而且最好不要包容的环才好，这样的矛盾就促成了对转转子概念的出现。

所以对转转子在涡扇发动机进化的道路上，有着十分重要的意义。

接着，涡扇/涡桨/桨扇发动机之间的关系是什么样的？

回到刚刚，虽然对转转子被钦定，认为是一种提高涡扇发动机涵道比和效率的解决途径，但是，对转转子没有给自己念诗，而是谦虚了一把，说我这结构太复杂了，不值当，不如另请高明吧，所以一种古老的结构，齿轮传动减速结构装上了涡扇发动机，转子依旧转得快，但是用传动系统减速了，这就可以了，而这种发动机，也就是所谓的GT发动机——齿轮传动涡扇发动机。因此，在涡扇发动机的基础上，GE和PW两家公司在两种不同的结构形式指导下，扮演了自己的老角色：GE作死，上了对转转子发动机的计划；PW等死，上了GT发动机的计划。

而当涡扇发动机一再地要提高涵道比以提高效率的时候，我们的老朋友，拥有超高涵道比（这个概念其实不太恰当，不过暂且这么用吧）、良好的耗油率的涡桨发动机，也在为了自己的高速性能而头疼，积极地为了提高桨叶的高速性能而努力攀登着，爬到一半的时候回过神来一想，不对呀，怎么我的桨叶做的越来越像风扇叶片？扭头一看，发现涡扇发动机也在身边，看着自己在叨咕：“齿轮传动+超大的风扇叶片+没有包容环，我怎么越来越像涡桨发动机？”

所以究竟是从涡扇进化出了桨扇，还是涡桨进化出了桨扇呢？

正所谓技术发展，殊途同归，诚不我欺也。

再次回到问题上来，在普及了上述知识后，我认真回答一下：对转转子是桨扇发动机的一种解决方案，但是不是唯一方案；涡扇发动机/涡桨发动机在前进的道路上傻傻分不清楚；拥有对转转子的涡扇发动机你可以说他是进化版的涡扇发动机，也可以说是桨扇发动机，无所谓，你只要知道，这特么很牛逼，就可以了。

---------------The End------------------------

另，文中大部分观点是个人观点，纯熟YY，无专业机构背书，只图一笑耳。