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？
共轴反桨涡扇发动机：复杂而高效的“双子星”
首先，我们来聚焦这位“主角”——共轴反桨涡扇发动机。它的名字就非常直观地揭示了它的核心特征：“共轴”意味着它有两个螺旋桨是安装在同一根轴上的，但它们是反向旋转的。“反桨”顾名思义，就是螺旋桨的桨叶可以改变迎角（也就是桨叶与气流的夹角），以适应不同的工作状态。“涡扇”则说明它内部依然保留了涡轮风扇发动机的基本结构，有风扇、压气机、燃烧室和涡轮。
那么，它到底是怎么工作的呢？你可以想象一下，它不像普通涡扇发动机那样只有一个巨大的风扇在最前面。共轴反桨涡扇发动机就像是把两台涡扇发动机“叠在一起”，但不是简单地堆砌，而是巧妙地将它们整合。
双转子系统： 最核心的区别在于它采用了双转子（或多转子）设计。通常，它会有两个独立的涡轮系统，分别驱动两个同轴反向旋转的螺旋桨。第一个涡轮系统驱动第一个螺旋桨，第二个涡轮系统驱动第二个螺旋桨，而这两个螺旋桨是安装在同一根转轴上的，但旋转方向相反。
反向旋转的优势： 为什么要反向旋转？这是关键所在。当一个螺旋桨向前旋转时，它会产生一个向前的推力，但同时也会产生一个扭矩，试图让整个发动机向相反的方向旋转（反作用力）。如果只有一个螺旋桨，就需要用一个沉重且复杂的结构来抵消这个扭矩，否则飞机在高速飞行时会不稳定，甚至出现侧滚。而共轴反桨设计巧妙地解决了这个问题：第一个螺旋桨产生的扭矩被第二个反向旋转的螺旋桨产生的扭矩几乎完全抵消。这就好像一对舞者，一个顺时针转，另一个逆时针转，两者互相制衡，整个系统的稳定性大大提高。
桨叶可变： “反桨”这个特性也非常重要。就像飞机的螺旋桨在起飞时需要较大的推力，巡航时需要更高的效率一样，共轴反桨发动机的桨叶角度可以根据飞行状态进行调整。这使得它在不同的速度和高度下都能保持较高的燃油经济性。
低速推力与高速性能的平衡： 它的设计目标往往是在低速（起飞、爬升）和高速（巡航）之间取得一个相对好的平衡。通过改变两个螺旋桨的风扇直径和转速比，可以优化在不同工况下的推力特性。
普通涡扇发动机：简单粗暴却效率卓著
与共轴反桨涡扇发动机相比，我们熟悉的普通涡扇发动机（也称为高涵道比涡扇发动机）就要“简单”得多。它的核心结构依然是涡轮风扇发动机，只是在高涵道比方面做了极致的优化。
单转子与单风扇： 最明显的区别是它只有一个主转子，驱动一个巨大的前置风扇。这个风扇产生的空气流量远远大于核心机（压气机、燃烧室、涡轮）产生的气流，也就是我们常说的高涵道比。
高效的涵道比： 高涵道比意味着大部分空气绕过了核心机，直接被风扇加速后排出，产生推力。这部分空气的能量转换效率很高，而且产生的噪声也相对较低。这是普通涡扇发动机之所以能成为现代客机主流的原因。
扭矩抵消问题： 正因为只有一个巨大的风扇，普通涡扇发动机也存在扭矩问题。但它不是通过反向旋转的螺旋桨来抵消，而是通过发动机的整体结构和飞机的设计来应对。
高速度优势： 普通涡扇发动机在高速飞行时表现更为出色，因为它的气动效率会随着速度的增加而提升。
为什么共轴反桨涡扇发动机与桨扇发动机相似度很高？
现在，我们来聊聊为什么共轴反桨涡扇发动机看起来和桨扇发动机如此相似。原因很简单：它们都高度依赖并放大了螺旋桨的作用来产生推力。
螺旋桨的统治地位： 传统的桨扇发动机（也称为涡轮螺桨发动机）是将涡轮发动机（通常是涡轴发动机）的动力通过减速器传递给一个或多个大型螺旋桨。螺旋桨就像是发动机的“主战场”，它将涡轮产生的动力转化为大量的空气推力。
共轴反桨涡扇的“杂糅”： 共轴反桨涡扇发动机虽然有涡扇的骨架，但它的“手臂”——螺旋桨，却被设计得非常突出和重要。它其实是将涡轮发动机的动力通过两个独立的涡轮系统，分别驱动两个反向旋转的大型螺旋桨，同时在内部也保留了核心涡扇的循环。你可以想象成是在一个涡扇发动机的基础上，又“长出”了两对巨大的螺旋桨。
气动效率的共同追求： 螺旋桨在低速和中低速时具有非常高的气动效率，能够以较低的能耗产生较大的推力。共轴反桨涡扇发动机和桨扇发动机都致力于最大化利用螺旋桨的这一优势，以提升燃油经济性。
外观上的相似： 当你在图片上看到共轴反桨涡扇发动机时，你最先注意到的很可能就是那两对巨大的、像风扇一样的螺旋桨，这和桨扇发动机的标志性特征高度一致。它们都强调了“旋桨”在推力生成中的主导作用。
本质区别：核心与推进方式的侧重
尽管外观上有相似之处，但它们的核心设计理念和动力传输方式是不同的：
共轴反桨涡扇发动机： 它的动力来源依然是涡轮发动机的核心部分（涡轮风扇），只是将产生的推力分散给两个同轴反向旋转的螺旋桨来完成。你可以认为它是在优化涡扇发动机的推力分散和扭矩抵消，同时利用螺旋桨的高效率。它仍然是典型的涡轮发动机驱动。
桨扇发动机： 它的主要动力来源就是螺旋桨。涡轮发动机本身并不直接产生大部分推力，而是通过一个传动系统将动力传递给螺旋桨，由螺旋桨来完成推力生成。所以，桨扇发动机更像是“涡轮发动机+螺旋桨”的组合，而共轴反桨涡扇发动机是“内嵌了两对驱动螺旋桨的涡轮系统的涡轮风扇发动机”。
总结一下：
普通涡扇发动机： 一个大风扇，效率高，适合高速，扭矩抵消靠结构。
共轴反桨涡扇发动机： 两个反向旋转的同轴螺旋桨，扭矩抵消完美，效率可在多种速度下优化，低速性能好，看起来像“大号的带螺旋桨的涡扇”。
桨扇发动机： 涡轮机驱动大型螺旋桨，螺旋桨是核心，低速效率极高，看起来就是发动机带着大螺旋桨。
所以，虽然共轴反桨涡扇发动机在外观上因为其突出的螺旋桨而与桨扇发动机很像，但它内部依然保留了涡扇发动机的核心工作原理，并且通过巧妙的共轴反桨设计解决了扭矩问题，力求在不同速度下都能兼顾燃油经济性和推力性能。它是一种在传统涡扇和纯粹的桨扇发动机之间寻求更优平衡的先进设计。
网友意见
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。
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