五个模块讲完一台发动机
进气和风扇、压气机、燃烧室、涡轮和喷管、推力,沿着气流一段一段讲,进度条可以停在任何一刻。
发动机、电驱、热管理这类动力产品,要讲给评审、客户和投资人听,难在里面的气流、温度和功的传递都看不见,剖面图又只能停在一个瞬间。下面这个实验室用代码画了一台大涵道比涡扇发动机的纵剖面:空气从进气道进来,被风扇分成内外两股,经过压气机、燃烧室、涡轮,最后从喷管喷出去产生推力。
沿程的温度、压力、喷流速度、推力和油耗,都按带部件效率的布雷顿循环现算。推油门、改涵道比或者让飞机飞起来,发动机的样子、气流颜色和曲线都会跟着变。您的动力产品,也可以照这个方式做成视频、动图或网页演示。
涵道比 10 · 总压比 40 · 涡轮前温度 1800 K · 核心流量 45 kg/s · 海平面标准大气
风扇后面一分为二:外圈的空气只被风扇轻轻加速就吹出去,里圈的进核心机去烧。同样的核心配更大的风扇,推更多的空气、喷得更慢,油耗就更低,民航发动机因此越做越粗。
一级叶片只能把压力提高约三成,所以要一排转子、一排静子交替排十几级。压力越往后越高,流道也越收越窄;空气被压缩也会变热,出口已经接近 900 K。
每公斤空气只配二三十克航油,燃气就能升到 1800 K,比涡轮叶片合金能长期承受的温度高出好几百度。叶片里通着从压气机引来的冷气,从小孔里渗出来贴着表面形成一层气膜,才扛得住。
两根同心轴各管各的:高压涡轮用短轴带高压压气机,低压涡轮用穿过中心的长轴带风扇和增压级。燃气在涡轮里一路降温降压,剩下的压力在喷管里变成速度。温熵图围出的面积,就是每公斤空气净得到的功。
外涵每秒喷出的空气是内涵的十倍,虽然速度慢,大部分推力却是它给的。飞机飞起来以后,进来的空气本身就带着速度,速度差变小,同样的油门推力会掉下去,拖动飞行速度看看。
进气和风扇、压气机、燃烧室、涡轮和喷管、推力,沿着气流一段一段讲,进度条可以停在任何一刻。
沿程温度和压力、喷流速度、推力和油耗都按带部件效率的布雷顿循环算,气流颜色、曲线和读数用同一组数。
推油门看燃气变热、推力变大;改涵道比看风扇变粗、油耗下降;让飞机飞起来看推力怎么掉。
同一个实验室可以录成 4K 原理视频、拆成分步动图,也可以直接放进官网、航展屏幕和项目评审。
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本页内容更新于 2026-10-24
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