如果把涡扇看作涡喷加了外涵道，那涡扇与涡喷相比降了速度，加了质量，到头来推力F=mv不是还是一样吗？
这个问题问得很有意思，直指了涡扇和涡喷在核心原理上的联系，以及由此带来的性能差异。确实，从最基础的物理概念来看，推力公式 $F = Delta mv$ （更精确地说，是质量流率乘以速度差）是适用于所有喷气发动机的。但正是你提到的“外涵道”和它带来的“降了速度，加了质量”这两点，构成了涡扇与涡喷最本质的区别，也解释了为什么在实际应用中，涡扇并不一定比涡喷推力“还是一样”，反而能在许多方面取得优势。
咱们这就一层一层地剥开来看：
1. 涡喷发动机的原理：一切的开端
先说说涡喷，这是喷气发动机的“纯粹”形态。它的工作原理可以用一句话概括：吸入空气，压缩，燃烧，膨胀，然后高速喷出。
吸气（进气道）： 空气被吸入发动机前部。
压缩（压气机）： 空气经过多级叶片（压气机），压力和温度被大大提高。
燃烧（燃烧室）： 高压高温空气与燃油混合燃烧，产生更高温度和压力的燃气。
膨胀（涡轮）： 高温高压燃气流过涡轮叶片，驱动涡轮高速旋转。涡轮的转子连接着压气机，所以涡轮的能量大部分用于驱动压气机，维持循环。
喷射（喷管）： 剩余能量的燃气以极高的速度从喷管喷出，产生推力。
你可以想象成一个非常强大的压缩机和燃烧器，把空气“烧”得非常热、非常快，然后把这些热气往后狠狠地甩出去。所以涡喷发动机输出的是高温、高速的燃气。
2. 涡扇发动机的“创新”：引入外涵道
现在我们说说涡扇。你非常准确地抓住了它的核心特点——外涵道。涡扇在涡喷的基础上，增加了一个扇叶（风扇）和一个外涵道。
风扇： 在发动机最前端，有一个巨大的风扇。这个风扇是由压气机后端（或者独立的涡轮）驱动的。
外涵道： 风扇产生的气流一部分进入了核心机（也就是我们刚才说的涡喷部分），另一部分则绕过核心机，通过一个独立的“外涵道”被加速并排出。
这就是关键所在：涡扇发动机的大部分空气并没有经过核心机燃烧，而是被风扇加速后从外涵道排出。
3. 推力公式下的“质量”与“速度”
现在我们来审视你提出的推力公式：$F = Delta mv$。
$Delta m$：发动机进出气体的质量差（即单位时间内喷出的质量）。
$v$：喷出气体的速度。
对于涡喷来说，它喷出的气体主要是经过燃烧、温度极高、速度极快的燃气。这意味着涡喷发动机在单位时间内喷出的质量相对较小（只有流经核心机的空气），但是速度非常高。
而对于涡扇，情况就复杂了：
核心机喷出物： 仍然是高温高压的燃气，速度很高，但质量流率相对较小。
外涵道喷出物： 是被风扇加速的空气，它的温度和核心机喷出物相比低很多，因此速度也相对较低。但是，这部分空气的质量流率非常大，因为风扇能够推动比核心机多得多的空气。
所以，虽然涡扇核心机喷出物的速度可能比涡喷略低（因为一部分能量被风扇分走了），但外涵道喷出的大量低速空气，以及核心机喷出的高速气体，加起来的总质量流率是远大于涡喷的。
4. 为什么说涡扇“降了速度，加了质量”？
这里的“降了速度”是指平均喷气速度。涡扇发动机的总推力是核心机喷出物推力和外涵道喷出物推力的叠加。外涵道喷出物的速度远低于核心机喷出物，这会拉低整个发动机的平均喷气速度。
“加了质量”则是因为风扇能够驱动比核心机多得多的空气，总的被加速的质量流率大大增加了。
所以，推力 $F = (Delta m_{核心机} imes v_{核心机}) + (Delta m_{外涵道} imes v_{外涵道})$。
虽然 $v_{外涵道}$ 低于 $v_{核心机}$ （也通常低于涡喷的喷气速度），但是 $Delta m_{外涵道}$ 非常大。关键在于，涡扇发动机通过增加喷出的空气质量，以较低的平均速度也能获得更高的推力。
5. 涡扇相比涡喷的优势在哪里？
仅仅从 $F = Delta mv$ 这个公式来看，似乎可以通过调整质量和速度的组合来达到相同的推力。但真正的优势在于：
燃油效率（推比油耗）： 这是涡扇最核心的优势。
高涵道比涡扇 (High Bypass Ratio): 大部分空气通过外涵道，这部分空气几乎没有经过燃烧，只是被加速，能量损耗相对较低。而低涵道比涡扇（类似于涡喷加上一点风扇）效率也比纯涡喷高。
更低的平均喷气速度： 低速的空气喷出时，其动能损失（与速度的平方成正比）相对较小。这意味着，同样的推力，涡扇消耗的燃油更少。想想看，如果你要推出一辆车，是用一个非常重的锤子（涡喷）猛砸一下，还是用一堆小石子（涡扇）连续不断地抛过去，同时保证石子和锤子都能给车一个相同的推力？从能量利用效率上来说，连续抛掷小石子，尤其是石子有一定体积和质量时，可能更有效率。
噪音降低： 高速的燃气流与周围静止的空气混合时会产生巨大的噪音。涡扇发动机的许多气流速度较低（外涵道），而且高速燃气流被较低速的外涵道气流包裹，能够有效地降低噪音。这对于民航飞机至关重要。
推力在低速下的表现： 风扇在大迎角时也能产生可观的推力，这使得涡扇发动机在起飞和爬升等低速阶段表现更好。涡喷在低速时效率会急剧下降。
更强的推力潜力： 通过加大风扇尺寸和提高涵道比，涡扇发动机可以输出比同等尺寸涡喷发动机大得多的推力，这对于大型客机和运输机是必需的。
举个例子来帮助理解：
假设我们有两个发动机，目标是产生10000牛的推力：
涡喷 A: 喷出 10 kg/s 的空气，速度为 1000 m/s。
推力 = 10 kg/s 1000 m/s = 10000 N。
能量消耗（大致看动能）：1/2 10 kg/s (1000 m/s)^2 = 5,000,000 焦耳/秒。
涡扇 B (低涵道比): 核心机喷出 2 kg/s 的空气，速度为 800 m/s。外涵道喷出 30 kg/s 的空气，速度为 200 m/s。
核心机推力 = 2 kg/s 800 m/s = 1600 N。
外涵道推力 = 30 kg/s 200 m/s = 6000 N。
总推力 = 1600 N + 6000 N = 7600 N (这个例子为了说明不同部分推力贡献，不完全等于10000N)。
假设涡扇B通过优化设计，总推力也是10000N，那么可能的核心机喷气速度更高，外涵道空气质量流率更大。
关键点是效率： 涡扇B的总质量流率是 32 kg/s。假设其总推力为10000N，其平均喷气速度约为 10000 N / 32 kg/s ≈ 312.5 m/s。
能量消耗（大致看动能）：
核心机动能：1/2 2 kg/s (800 m/s)^2 = 640,000 焦耳/秒。
外涵道动能：1/2 30 kg/s (200 m/s)^2 = 600,000 焦耳/秒。
总动能消耗（作为效率参考）= 1,240,000 焦耳/秒。
比较一下：涡喷A达到10000N推力需要5,000,000 J/s 的能量消耗，而涡扇B如果也能达到同等推力（需要调整参数，但可以肯定的是其总喷气速度更低，总质量流率更高），其能量消耗会远小于涡喷A。
总结来说：
你看到的“降了速度，加了质量”是涡扇发动机实现高效、低噪音推力的关键。虽然从 $F=mv$ 的简单公式看，两者似乎可以互相弥补，但实际上，涡扇通过将空气分为核心机和外涵道两部分，利用不同的速度和质量流率组合，实现了比涡喷更高的燃油效率和更低的噪音，尤其是在中低速飞行条件下。这使得涡扇发动机成为现代航空器的主流动力选择。涡喷发动机虽然简单，但在高速飞行时（如战斗机），其高喷气速度的优势才能真正发挥出来，但代价是燃油效率和噪音的问题。
咱们这就一层一层地剥开来看：
1. 涡喷发动机的原理：一切的开端
先说说涡喷，这是喷气发动机的“纯粹”形态。它的工作原理可以用一句话概括：吸入空气，压缩，燃烧，膨胀，然后高速喷出。
吸气（进气道）： 空气被吸入发动机前部。
压缩（压气机）： 空气经过多级叶片（压气机），压力和温度被大大提高。
燃烧（燃烧室）： 高压高温空气与燃油混合燃烧，产生更高温度和压力的燃气。
膨胀（涡轮）： 高温高压燃气流过涡轮叶片，驱动涡轮高速旋转。涡轮的转子连接着压气机，所以涡轮的能量大部分用于驱动压气机，维持循环。
喷射（喷管）： 剩余能量的燃气以极高的速度从喷管喷出，产生推力。
你可以想象成一个非常强大的压缩机和燃烧器，把空气“烧”得非常热、非常快，然后把这些热气往后狠狠地甩出去。所以涡喷发动机输出的是高温、高速的燃气。
2. 涡扇发动机的“创新”：引入外涵道
现在我们说说涡扇。你非常准确地抓住了它的核心特点——外涵道。涡扇在涡喷的基础上，增加了一个扇叶（风扇）和一个外涵道。
风扇： 在发动机最前端，有一个巨大的风扇。这个风扇是由压气机后端（或者独立的涡轮）驱动的。
外涵道： 风扇产生的气流一部分进入了核心机（也就是我们刚才说的涡喷部分），另一部分则绕过核心机，通过一个独立的“外涵道”被加速并排出。
这就是关键所在：涡扇发动机的大部分空气并没有经过核心机燃烧，而是被风扇加速后从外涵道排出。
3. 推力公式下的“质量”与“速度”
现在我们来审视你提出的推力公式：$F = Delta mv$。
$Delta m$：发动机进出气体的质量差（即单位时间内喷出的质量）。
$v$：喷出气体的速度。
对于涡喷来说，它喷出的气体主要是经过燃烧、温度极高、速度极快的燃气。这意味着涡喷发动机在单位时间内喷出的质量相对较小（只有流经核心机的空气），但是速度非常高。
而对于涡扇，情况就复杂了：
核心机喷出物： 仍然是高温高压的燃气，速度很高，但质量流率相对较小。
外涵道喷出物： 是被风扇加速的空气，它的温度和核心机喷出物相比低很多，因此速度也相对较低。但是，这部分空气的质量流率非常大，因为风扇能够推动比核心机多得多的空气。
所以，虽然涡扇核心机喷出物的速度可能比涡喷略低（因为一部分能量被风扇分走了），但外涵道喷出的大量低速空气，以及核心机喷出的高速气体，加起来的总质量流率是远大于涡喷的。
4. 为什么说涡扇“降了速度，加了质量”？
这里的“降了速度”是指平均喷气速度。涡扇发动机的总推力是核心机喷出物推力和外涵道喷出物推力的叠加。外涵道喷出物的速度远低于核心机喷出物，这会拉低整个发动机的平均喷气速度。
“加了质量”则是因为风扇能够驱动比核心机多得多的空气，总的被加速的质量流率大大增加了。
所以，推力 $F = (Delta m_{核心机} imes v_{核心机}) + (Delta m_{外涵道} imes v_{外涵道})$。
虽然 $v_{外涵道}$ 低于 $v_{核心机}$ （也通常低于涡喷的喷气速度），但是 $Delta m_{外涵道}$ 非常大。关键在于，涡扇发动机通过增加喷出的空气质量，以较低的平均速度也能获得更高的推力。
5. 涡扇相比涡喷的优势在哪里？
仅仅从 $F = Delta mv$ 这个公式来看，似乎可以通过调整质量和速度的组合来达到相同的推力。但真正的优势在于：
燃油效率（推比油耗）： 这是涡扇最核心的优势。
高涵道比涡扇 (High Bypass Ratio): 大部分空气通过外涵道，这部分空气几乎没有经过燃烧，只是被加速，能量损耗相对较低。而低涵道比涡扇（类似于涡喷加上一点风扇）效率也比纯涡喷高。
更低的平均喷气速度： 低速的空气喷出时，其动能损失（与速度的平方成正比）相对较小。这意味着，同样的推力，涡扇消耗的燃油更少。想想看，如果你要推出一辆车，是用一个非常重的锤子（涡喷）猛砸一下，还是用一堆小石子（涡扇）连续不断地抛过去，同时保证石子和锤子都能给车一个相同的推力？从能量利用效率上来说，连续抛掷小石子，尤其是石子有一定体积和质量时，可能更有效率。
噪音降低： 高速的燃气流与周围静止的空气混合时会产生巨大的噪音。涡扇发动机的许多气流速度较低（外涵道），而且高速燃气流被较低速的外涵道气流包裹，能够有效地降低噪音。这对于民航飞机至关重要。
推力在低速下的表现： 风扇在大迎角时也能产生可观的推力，这使得涡扇发动机在起飞和爬升等低速阶段表现更好。涡喷在低速时效率会急剧下降。
更强的推力潜力： 通过加大风扇尺寸和提高涵道比，涡扇发动机可以输出比同等尺寸涡喷发动机大得多的推力，这对于大型客机和运输机是必需的。
举个例子来帮助理解：
假设我们有两个发动机，目标是产生10000牛的推力：
涡喷 A: 喷出 10 kg/s 的空气，速度为 1000 m/s。
推力 = 10 kg/s 1000 m/s = 10000 N。
能量消耗（大致看动能）：1/2 10 kg/s (1000 m/s)^2 = 5,000,000 焦耳/秒。
涡扇 B (低涵道比): 核心机喷出 2 kg/s 的空气，速度为 800 m/s。外涵道喷出 30 kg/s 的空气，速度为 200 m/s。
核心机推力 = 2 kg/s 800 m/s = 1600 N。
外涵道推力 = 30 kg/s 200 m/s = 6000 N。
总推力 = 1600 N + 6000 N = 7600 N (这个例子为了说明不同部分推力贡献，不完全等于10000N)。
假设涡扇B通过优化设计，总推力也是10000N，那么可能的核心机喷气速度更高，外涵道空气质量流率更大。
关键点是效率： 涡扇B的总质量流率是 32 kg/s。假设其总推力为10000N，其平均喷气速度约为 10000 N / 32 kg/s ≈ 312.5 m/s。
能量消耗（大致看动能）：
核心机动能：1/2 2 kg/s (800 m/s)^2 = 640,000 焦耳/秒。
外涵道动能：1/2 30 kg/s (200 m/s)^2 = 600,000 焦耳/秒。
总动能消耗（作为效率参考）= 1,240,000 焦耳/秒。
比较一下：涡喷A达到10000N推力需要5,000,000 J/s 的能量消耗，而涡扇B如果也能达到同等推力（需要调整参数，但可以肯定的是其总喷气速度更低，总质量流率更高），其能量消耗会远小于涡喷A。
总结来说：
你看到的“降了速度，加了质量”是涡扇发动机实现高效、低噪音推力的关键。虽然从 $F=mv$ 的简单公式看，两者似乎可以互相弥补，但实际上，涡扇通过将空气分为核心机和外涵道两部分，利用不同的速度和质量流率组合，实现了比涡喷更高的燃油效率和更低的噪音，尤其是在中低速飞行条件下。这使得涡扇发动机成为现代航空器的主流动力选择。涡喷发动机虽然简单，但在高速飞行时（如战斗机），其高喷气速度的优势才能真正发挥出来，但代价是燃油效率和噪音的问题。
网友意见
问题不明，建议修改，把问题讲清楚。涡轮前温度相同怎么就是消耗一样的能量？
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