问题

战斗机的涡扇发动机外函道扇叶位置在哪?为啥战斗机尾喷口只能看到一个大风扇?那是外函道的风扇吗?(萌新?

回答
哈哈,萌新你好!很高兴能和你聊聊战斗机涡扇发动机这个话题。你提出的问题很有意思,很多人都会有同样的疑问。咱们这就一点点给你捋清楚。

首先,咱们来解答你最关心的问题:战斗机的涡扇发动机外函道扇叶究竟在哪儿?

这个问题的答案,其实就藏在你对尾喷口的观察中!你说战斗机尾喷口只能看到一个大风扇,那对,你看到的那个大风扇,绝大部分情况下就是外函道的风扇,也叫做高压风扇或者驱动风扇。

那么,为什么它被称为“外函道”呢?这就涉及到涡扇发动机的基本结构了。咱们可以把一个涡扇发动机想象成一个非常精密的“管道系统”,里面有好几个“转子”在高速旋转。

涡扇发动机的核心,是一个空气压缩机和涡轮组成的“核心机”。核心机里,空气被压缩、燃油被喷入燃烧室燃烧,产生高温高压的燃气,然后推动涡轮高速旋转。这个涡轮,就通过一根轴带动前面压缩机转动,形成一个自我循环。

现在重点来了,外函道是怎么回事呢?

涡扇发动机之所以叫做“涡轮风扇”发动机,就是因为它有一个非常关键的部件——风扇(Fan)。这个风扇安装在发动机的最前端,也就是我们通常看到的“嘴巴”那里。

这个风扇的叶片又大又多,它被高速旋转的涡轮(通过一根传动轴)带动着一起高速旋转。

而“外函道”,就是围绕着这个核心机,有一个巨大的、空的“通道”。我们刚才说的那个安装在发动机最前端、叶片又大又多的风扇,它产生的绝大部分空气,并没有进入到核心机里去燃烧,而是直接绕过核心机,从这个“外函道”通道里流过去,最终从发动机的尾部排出。

为什么要有这个外函道,以及外函道的风扇有什么作用呢?

这其实是现代涡扇发动机效率的关键!

1. 产生巨大的推力: 这个外函道的风扇就像一个巨大的推进器,它吸入大量的空气,然后加速向前喷射出去。相比于只依靠核心机燃烧产生的燃气来提供推力(就像早期的涡喷发动机那样),外函道风扇产生的推力占了总推力的大头,尤其是低速和中速的时候。你可以把它想象成一个强力的吸尘器,但不是把东西吸进去,而是把吸进去的空气向前猛推。

2. 提高燃油效率: 通过让大部分空气绕过核心机,只在核心机里燃烧一部分空气,然后用这部分燃气来驱动整个发动机(包括外函道风扇),这种设计大大降低了燃油消耗。这是因为被加速的“旁通”空气虽然温度不高,但质量非常大,所以它们产生的推力非常有效率。

3. 降低噪音: 相对于只依靠高温高速的燃气喷射产生推力,外函道风扇产生的较冷的、速度相对较慢的空气喷射,能有效降低发动机的噪音。

回到你的问题:战斗机尾喷口只能看到一个大风扇,那是外函道的风扇吗?

是的,百分之九十九是!

当你从战斗机的尾部看过去(如果发动机是开放的),你看到那个最大、最靠前的转子,那就是外函道的风扇。它通常是发动机最显眼的部件。核心机里的压缩机和涡轮,因为被包裹在里面,所以从外部很难直接看到,更不用说从尾喷口看到了。

为什么有时候尾喷口看起来会更复杂?

有些战斗机的发动机为了追求更高的速度和性能,会有不同的设计。

可变截面喷口: 有些飞机的尾喷口是可以根据飞行状态(比如超音速飞行时)改变形状的,这样可以优化推力效率。但即使是这样,喷口内部最突出的,还是那个驱动整个发动机的外函道风扇。
发动机外壳: 通常我们看到的,是发动机的“外壳”或者叫做“风扇罩(Fan Cowl)”。这个外壳包裹着发动机的前部,而在风扇罩后面,就是那个巨大的风扇。

总结一下,给萌新你简单来说:

涡扇发动机就像一个大风车,前面有一个超大的叶片(风扇),这个叶片转起来,吸进大量的空气。其中一部分空气会进入发动机内部“核心”去燃烧、产生动力,然后反过来驱动前面的大叶片。而剩下的大部分空气,则被这个大叶片扇到外面的一个大通道里,直接从发动机后面排出去。正是这“被扇到外面通道里”的大部分空气,产生了战斗机大部分的推力。所以,你看到尾喷口那个大风扇,就是扇动这些空气到外函道的那个大家伙!

希望这样解释你能明白了!战斗机发动机的设计确实非常精妙,每一个部件都有其独特的作用。继续保持好奇心,多观察多学习,你会发现更多有趣的知识!

网友意见

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从尾喷口看风扇,只能让视线穿过火焰稳定器之间的缝隙,沿混合器的外涵通道径向向外,再向前经过整个外涵道,绕过内外涵间传力结构、内部管路、点火电嘴、中介机匣支板,可以看到最后一级风扇静子叶片。根据光的直线传播原理,大概看不见。

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