為什麼噴氣發動機需要壓氣機和渦輪？
（非航空發動機設計專業人士）
我理解的噴氣發動機的原理是燃料和氧氣在燃燒室混合燃燒，產生高溫高壓氣體，然後從噴嘴噴出，利用牛頓第三定律產生推力。這個工作流程並沒有涉及到渦輪。但為什麼現在的航空發動機都有壓氣機和渦輪，形成各種渦輪發動機（尤其是渦噴和渦扇）呢？就算是衝壓發動機雖然沒有渦輪，但本質上也有加壓的步驟。加一步額外的壓氣環節會提供什麼好處呢？或者說，我們為什麼要在發動機上加這麼多重量和昂貴的設備來狂做增壓呢？我的猜想是可能有以下原因，向各位專業人士求證
1. 航空發動機工作的高空氣壓太低，需要額外加壓維持足夠的燃燒速度和功率？
2. 低空條件下氣壓其實是夠的，加壓只是為了增大燃燒速度=&>功率？
3. 其他原因？主要想問的是這到底是工作原理上的必須（沒有渦輪，發動機就無法持續工作）還是經濟上的選擇（沒有渦輪，發動機還是能工作，但為了在高空飛行=&>阻力小=&>省錢，所以加上渦輪）？
我查閱了wiki，也在知乎上搜索過，但沒有找到明確的答案。所以想向各位請教一下。還有請問有相關的航空發動機發展歷史的書目推薦嗎？
簡要說幾點……
1.航空燃氣渦輪發動機理想循環過程可簡化為布雷頓循環：進氣道和壓氣機中等熵壓縮，燃燒室中等壓加熱，渦輪和尾噴管中等熵膨脹，外界大氣中等壓放熱。布雷頓循環的熱效率基本由增壓比決定，增壓比越高，循環熱效率越高。
2、在葉輪機內部流動中，通常更關心的不是流動阻力，而是流動損失。由管流模型可知，如果流體的能量更多地以壓力能而不是動能的形式存儲和運輸，則流動損失會大大降低。氣體在壓氣機中減速增壓恰恰有這方面的考慮。
3、通常壓氣機氣流進口速度約為二三百米每秒，而燃燒室中燃燒區氣體流動速度只有十幾或幾十米每秒的量級。為了使得火焰燃燒穩定，勢必要對氣流採取減速的措施。當然啦，壓氣機中的減速增壓只是其中一部分，燃燒室中還有擴壓器使氣流減速。
4.燃氣在壓氣機中減速增壓所消耗的功，由燃氣在渦輪中膨脹加速所產生的功來提供。如果沒有渦輪驅動，壓氣機是轉不起來的。如果從燃燒室出來的低速氣體不經渦輪與尾噴管膨脹加速，發動機也不可能會產生巨大的推力。
以上……
題主通過有些衝壓發動機沒有渦輪推論出了是否一定有渦輪的猜測。 非常佩服題主，能想這麼深的層次。
題主想對了，渦輪和壓氣機不是必須有，用它們是因為追求效率或者是最大有用功。
理由如下:
1，很多人都提了，噴氣發動機需要布雷頓循環，就是大家都知道需要有壓縮和膨脹，但是，壓縮和膨脹不是必須通過壓氣機和渦輪完成。比如只有進氣道、燃燒室和噴管，也可以產生推力。
2，那為什麼用壓氣機和渦輪呢？因為發動機總體性能設計中，需要根據發動機的用途（軍用:高單位推力，民用:低耗油率）和工作包線（亞音速，超音速等）選擇發動機的最優總壓比。簡單點說，最優增壓比可以由進氣衝壓和壓氣機增壓完成。最優增壓比不同用途不同包線選擇相差很多。比如現在的民航商用發動機，飛行速度比較低，一般亞音速巡航，為了低耗油率，需要較高最優增壓比。這個最優的增壓比光靠進氣道衝壓無法達到，所以需要壓氣機來達到。有壓氣機，就得有渦輪帶。所以民航發動機有壓氣機和渦輪。再比如老美的組合發動機，高速飛行時會關閉壓氣機和渦輪，因為光用進氣道，增壓比就足夠了，這時候不需要壓氣機來增壓了。
綜上:沒有壓氣機和渦輪一樣有推力，只不過這個熱力循環不是最合適的（最合適不是最大）的，達到最合適的循環，很多情況下需要壓氣機和渦輪。
樓上很多答案已經把布雷頓循環點出來了，這裡做一些個人的補充吧
首先，你說的「噴氣式發動機」並不是一個學術概念。你理解的"噴氣式發動機"實際上是火箭發動機Rocket engine。燃燒室是只有一端開口，壓力沿表面積分可以得到向上的推力
這是渦輪發動機的燃燒室
如果真的劇烈燃燒產生高溫高壓氣體，氣體一樣會從前面噴出，無法獲得多大的推力。事實是理想的布雷頓循環里，燃燒室只升溫，不加壓。Brayton cycle
常見的航空發動機最根本的分類方式是活塞式發動機和渦輪式發動機，可以去這個問題下看一下波音 737 算不算噴氣式飛機？噴氣式飛機和螺旋槳飛機本質區別在哪兒？ - Debil Red 的回答。還有衝壓發動機之類的，這裡就不討論了
所以整個事情的邏輯應該是：不是因為我們要用噴氣推進所以採用渦輪，而是因為我們發現渦輪具有很高的效率，所以設計了對應的一整套壓氣機，燃燒室，造就了各種渦輪發動機。即使不是靠噴氣推進的發動機，一樣會採用渦輪作為動力輸出，如渦槳，渦軸，大涵道比的渦扇實際上絕大多數推力也來自外涵道而非噴氣。為什麼？因為渦扇，渦軸和渦槳都設置了更多級的渦輪，能夠將高溫高壓氣體的能量儘可能提取出來，輸出給前端壓氣機，渦扇，螺旋槳或旋翼，效率更高。再回去看布雷頓循環，出口處壓強等於入口處壓強，或者說完全不噴氣時，發動機反而效率最高。所以某種意義上渦輪和噴氣是對立的，只是我們在開發渦輪發動機的初期，出於技術水平的限制，必須採用噴氣推進，所以噴氣式發動機／飛機這個概念就流傳開來了
----------------------------------分隔線------------------------------2015.4.17---------------------------------------
看了所有的回答，有些回答的表述是不準確的甚至是完全錯誤的。這個問題很有意思，之前我也有過類似的疑問，我想根據我的理解再仔細回答一下這個問題。
先從力學的角度解釋，再從熱力學的角度解釋。
理解力學角度的解釋只需要一些高中物理、化學知識和一般感性常識。
首先這裡要回憶一下牛頓三大定律：
1、第一定律：物體在沒有外力作用的情況下會保持原有的狀態；（慣性定律）
2、第二定律：F=ma，物體的加速度與施加在該物體上的外力成正比，與該物體質量成反比； （動量定理）
3、第三定律：作用力與反作用力大小相等，方向相反。
每一個定律都是非常重要的，是解決所有力學問題的基礎，同樣對理解這個問題必不可少。
以及高中化學：還原劑（燃料）與氧化劑（氧氣）能發生放熱反應，二者反應時遵循一定質量比，叫做化學恰當比。偏離了化學恰當比，要麼反應速率低，要麼不能反應。
當然物理和化學原理的理論知識都來自於實踐，所以得對生活中的一些現象有一定的感性認識。
不知道你小時候玩過這個沒有，我過年買鞭炮和煙花的時候總會買這個，我們叫「穿天哨」，這是我們老祖宗發明的，或者應該說是發現的。這也是現在的固體火箭的原型。
假設現在你想給飛機做一個推進裝置，如果你想獲得的是一台能產生推力的噴氣發動機，自然地根據一般感性常識，首先你會想到做一個管子，這個管子中有流體從前向後加速噴出，管子會受到從後向前的推力。
為什麼必須加速噴出呢，這裡同時用到牛頓第二定律以及牛頓第三定律。
由第二定律，氣流受到外力才會加速噴出，只有流體加速噴出才會有加速度，才會產生推力；
由第三定律，受到管子的作用力被加速的氣流也會對管子產生反作用力，即推力。
這樣首先會想到火箭發動機，因為它裡面的流體是從零加速的。
但是對於航空發動機，雖然它和火箭發動機一樣都是噴氣式發動機，但區別是火箭發動機除了攜帶燃料，還自帶氧化劑，而航空發動機只攜帶燃料，氧化劑則來自於空氣中的氧氣。這也決定了二者飛行範圍不同，火箭發動機從地面到大氣層外的真空環境都能正常噴氣產生推力，但航空發動機只能在大氣中飛行。同時也因為航空發動機不用帶氧化劑，飛機就不像火箭那麼笨重，因為減少了大量的不必要載荷。
如果把火箭發動機是看成一個管子，它只有一個開口，氣流當然從唯一的開口噴出了，那麼，對於航空發動機這個兩端開口的管子，怎麼讓大氣中靜止的空氣進入發動機，並從前往後加速噴出呢。
如果你只是在管子中間噴油點火，由於航空發動機不自帶氧化劑，由高中化學，這樣管子內的空氣很快耗盡，你根本不可能在管子中間形成持續的火焰，燃油沒有氧化劑就算碳化了也燒不著的。那麼儘管假設燒著了，流體也會從管子兩端噴出，由力的矢量性，推力抵消為零，而且這種狀態由於沒有連續的空氣進氣是不會持續下去的。
為了解決這兩個問題（即1.為燃油供應連續不斷的氧化劑，即空氣；2.使空氣從管子前口進後口出），就需要壓氣機了。
由牛頓第一定律，大氣中的空氣具有慣性，在沒有外力作用的情況下會保持原有的狀態，即靜止狀態。那麼怎麼讓靜止的空氣源源不斷地進入發動機呢，這就需要外力把大氣中靜止的空氣拽進來，負責這個功能的部件就是壓氣機了。
當然你拽空氣，由牛頓第三定律，空氣也會拽你，這樣壓氣機上就產生了發動機的一部分推力。
首先別因為壓氣機的名字把航空發動機的壓氣機僅僅看作了一個空氣壓縮機，其實這裡的壓氣機要麼是離心式壓氣機要麼是多級軸流式壓氣機，不是打氣筒，它和電吹風、鼓風機、電風扇一個道理，可以通過葉片的旋轉連續不斷地吹氣，也可以說是抽氣，把空氣從管子前口拽進來，為中間噴入的燃油供應氧化劑，這樣火焰可以連續存在了，同時氣流也單向流動了，即前面進後面出。
（軸流式壓氣機和電風扇一個原理）
軸流式壓氣機不但有轉子，還有靜子，這是因為僅僅一級轉子的總壓增壓比不會超過2，靜子的作用是改變氣流方向以實現多級增壓，這樣整個多級壓氣機的增壓比可以達到25以上。
軸流式壓氣機是渦輪噴氣發動機的三大核心部件之一，它追求高單級增壓比（可以更少的級實現同樣的增壓比）同時追求高效率（可以降低發動機燃油消耗率）和高穩定性（以實現發動機大範圍變化工況下的穩定運行），它本身的逆壓力梯度（即氣流從低壓處流向高壓處）流場很難實現高增壓比同時高效率，設計難度很大。
（離心式壓氣機與電吹風、鼓風機是一個原理）
離心式壓氣機單級增壓比更大，但是由於氣流是徑流的，難以實現多級增壓，即便做成多級的，由於氣流轉折角度大，效率便沒多級軸流壓氣機高；同時它的流通能力沒軸流式的好，單位迎風面積大。這都是造成現在的渦輪噴氣式發動機都使用軸流壓氣機的原因。
在小型發動機上離心式壓氣機仍然常見，因為軸流式壓氣機做的太小，葉片間隙占葉片高度的比例增大，軸流式壓氣機效率會大大降低。而且離心式壓氣機結構更簡單，性能更穩定。
電風扇、鼓風機、電吹風有電動機驅動，壓氣機也需要動力驅動，那麼就需要渦輪了。
不知道你玩過大風車沒有，或者看看荷蘭風車，和渦輪一個原理。
軸流式渦輪是把高溫高壓燃氣的能量轉換成軸功的部件，也可以做成多級的，它的難點在於高溫環境的冷卻和耐溫材料的研製。
渦輪和壓氣機用一根軸連起來，自成一個能量平衡系統，壓氣機耗功等於渦輪做的功。中間噴油的叫燃燒室，前面需要一個進氣道，後面需要一個尾噴管，渦輪噴氣發動機見下圖：
至於進氣道和尾噴管，後面再說它們的用處。。。。。關於每個部件，相關的東西還很多，
這樣就解釋了「為什麼航空渦輪噴氣發動機需要壓氣機和渦輪？」
----------------------------------------------繼續補充2015.4.21------------------------------------------------------
先說航空渦輪噴氣發動機為什麼需要進氣道。
由於飛機是從地面到上萬米高空的不同高度，以及從靜止到馬赫數大於1的不同速度下飛行的。而目前的壓氣機都是亞音速或跨音速（葉片根部亞音，葉尖超音）壓氣機，其進口氣流都是亞音速的。這樣沒有進氣道的話，壓氣機進口的氣流密度，速度，壓力都在大範圍變化，但壓氣機是一個對進口氣流狀態極其敏感的部件。一般壓氣機有一個設計點，設計點是壓氣機獲得設計指標並能夠穩定工作的狀態點，設計點的壓氣機進口氣流是亞音速的，但當壓氣機進口氣流狀態偏離這個設計點太多，就會出現喘振和堵塞，喘振會造成壓氣機葉片的破壞，導致發動機停車。喘振常常發生於起飛和低速飛行時，多通過放氣來避免。而高速飛行時，如壓氣機進口馬赫數大於1，則會產生激波，壓氣機不能穩定工作。
對於一般民航的亞音速飛機，其進氣道就是一個普通光滑管子，但對於超音速飛行的飛機，進氣道的型面十分精細的，它會通過激波系把超音速氣流減速增壓為亞音速氣流以滿足壓氣機的進口條件，而且進氣道是可以調節的。
通用電氣GEnx的進氣道
J10 的隔道式進氣道
J10b的鼓包式進氣道
進氣道會產生一部分推力，因為雖然氣流在進氣道中減速，但進氣道進口的壓力比其出口（即壓氣機進口）的壓力小得多，從而作用在進氣道上的力是向前的。且飛行馬赫數越高，進氣道的增壓能力越強，它產生的推力越大。
至於尾噴管，它是發動機的後閥門，對流過發動機的氣流起到很重要的調節作用（主要是調節渦輪的落壓比，如果沒有尾噴管渦輪是不能正常工作的），並保證燃氣充分膨脹加速。普通民航飛機的尾噴管也是個普通的管子，但先進的民航發動機則有消聲尾噴管，而大多數超音速飛機的尾噴管，由於需要把亞音速燃氣膨脹加速到超音速，是可以調節的拉瓦爾噴管。
民航大飛機的鋸齒形消聲噴管
Su35三維矢量尾噴管
f22的二維矢量尾噴管
從超音速進氣道到拉瓦爾尾噴管，氣流速度越高，對型面的要求越高。
實際上收斂型尾噴管不但不產生推力，而且產生與推力相反的力，因為雖然氣流在尾噴管中加速了，但由於尾噴管進口壓力比出口壓力（即大氣壓)大很多，作用在尾噴管上的力是向後的。
在尾噴管為收斂型的渦輪噴氣發動機中，進氣道和壓氣機及燃燒室是產生推力的部件，而渦輪和尾噴管上作用的力是與推力相反的。作用在發動機所有部件上力的合力便是
發動機的推力F=F（進氣道）+F（壓氣機）+F（燃燒室）-F（渦輪）-F（尾噴管）。
對發動機的每個部件產生的推力如下圖：
這裡很多人會產生疑問，既然渦輪和尾噴管不但不產生推力，還產生與推力相反的力，那麼去掉渦輪和尾噴管行不行？
當然不行，之前就說了有壓氣機就必須有渦輪帶動，所以渦輪不能去掉。而尾噴管要調節渦輪的落壓比，即調節渦輪的做功，去掉尾噴管渦輪就不能正常工作了。
當然什麼情況下可以去掉尾噴管，或者說尾噴管不那麼重要呢，這就是渦輪軸發動機（直升機的發動機）了，它有兩組渦輪，第一組用來帶動壓氣機，第二組用輸出軸功帶動直升機旋翼，燃氣的能量幾乎都通過這兩組渦輪做功了，從渦輪出來的燃氣壓力已經接近大氣壓，其尾噴管就不那麼考究了，做個普通管子就行。
其實輸出軸是輸出來自動力渦輪的軸功率，所以渦軸發動機就能給直升機，坦克，艦船，發電機做動力。
但對於收斂-擴張型尾噴管的渦輪噴氣發動機，尾噴管是產生推力的，如美YF-12A型殲擊機的動力裝置J58-P-4，當設計飛行馬赫數為3時，進氣道產生凈推力的70%，前錐體產生的阻力約佔14%，噴管產生凈推力的27%，而核心機（壓氣機-燃燒室-渦輪）只產生凈推力的17%，這個推力分配充分說明了進氣道和尾噴管這兩個部件在高速飛行飛機的動力裝置中的地位。
當飛行速度進一步增大，壓氣機的增壓作用相比進氣道越來越小，完全可以由進氣道實現所需增壓作用，這就產生了沒有壓氣機的衝壓發動機。
對於高超音速發動機（衝壓發動機），進氣道的增壓作用代替了壓氣機的增壓作用。但如之前所述，這種發動機不能單獨使用，要與火箭發動機或者渦噴發動機組合使用，先由火箭發動機或渦噴發動機將飛行器加速到高馬赫數狀態，達到衝壓發動機的點火條件時，再啟動衝壓發動機。如一些導彈，靶機，高超音速飛行器如美國的X－43。
一般的衝壓發動機，它的燃燒室中氣流速度比普通的渦輪噴氣發動機高，但仍是是亞音速的；而超燃衝壓發動機燃燒室中的氣流已經達到了超音速，所以點火非常困難，大概像是在十二級颱風下點燃一根火柴。
--------------------------------------------重新排版---------------------------------------------------------------------
以下以熱力學中布雷頓循環的角度解釋航空發動機。
這裡先把渦輪噴氣發動機看做熱機（將燃料的化學能轉化成內能再轉化成機械能的機器）。
理想布萊頓循環：
1.工質是空氣，可視為理想氣體，且整個過程中，空氣的比熱為常數，不隨氣體的溫度和壓力而變化；
2.整個工作過程無流動損失，壓縮與膨脹過程為絕熱等熵，燃燒及放熱前後壓比不變，沒有熱損傷和機械損失。
循環功W等於P-V圖中曲線所包圍的面積，即流過發動機時工質（氣流）所獲得的機械能，即熱機循環功
0-1:進氣道壓縮過程（絕熱等熵減速增壓過程）：
亞聲速飛行時，以較小的總壓損失輸送空氣；
超聲速飛行時，減速增壓是進氣道的一個主要功用，同時保證總壓損失較小；
當飛行速度很高時，不再需要壓氣機、渦輪，變成衝壓發動機。
1-2:壓氣機的壓縮過程（絕熱等熵加功壓縮過程）：
壓氣機所需的動力（機械能）由渦輪提供；
壓氣機對氣流加功，壓力增加，能量增加。
2-3:燃燒室加熱過程（加熱等熵等壓燃燒過程）：
氣流近似於等壓燃燒，溫度大幅提高；燃燒室出口的總溫由渦輪葉片材料及冷卻技術決定。
3-4:渦輪的膨脹過程（絕熱等熵膨脹輸出功過程）：
高溫高壓燃氣在渦輪中膨脹，氣流將焓轉變為動能，對渦輪葉片做功，使得渦輪向外輸出功，帶動壓氣機和發動機附件系統（並向外輸出軸功）。
4-9 尾噴管中膨脹過程（絕熱等熵膨脹加速過程）：
燃氣在尾噴管中繼續膨脹，將部分熱焓轉變為動能，增加氣流速度，增大發動機推力；
調節尾噴管面積改變了噴管出口氣流速度，可以改變發動機的工作狀態。
9-0 發動機發熱過程（放熱等熵等壓過程）：
高溫燃氣從噴管排出後與大氣摻混，經過與大氣熱交換後，燃氣溫度逐漸趨於大氣溫度；
這部分熱量損耗，無法再利用。
理想布萊頓循環下：
1.增壓比越大，熱效率越高。
2.有一個使循環功最大的增壓比。
實際布雷頓循環（如實線所示）：
1.工質為非理想燃氣，比熱隨溫度及壓力變化；
2.考慮流動過程損失，壓縮與膨脹過程為絕熱多變（非等熵），燃燒及放熱壓比發生變化，噴管未完全膨脹
實際布雷頓循環下：
熱效率不再隨增壓比的增大而單調增大，而是隨著增壓比的增大先增後降，存在極值（最經濟增壓比）。
對於渦輪噴氣發動機，我們當然是考慮它的推進功率，即推力與飛行速度之積。
然而這裡是的循環功W是工質（氣流）獲得的能夠做功的能量（而不是發動機做出的功），即燃燒室中加給工質（空氣）的熱量通過布萊頓循環轉化成氣流的機械能（動能和壓力能）的部分，即是熱機的循環功。
而渦輪噴氣發動機既是熱機又是推進器，推進器效率小於1，所以循環功W不能全部變成發動機的有效推動功。
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
至於先出現的布雷頓循環，還是先出現的渦輪噴氣發動機，請看以下內容：
「大約在1872年，美國的布萊頓（1830——1892）製造了一種定壓燃燒的發動機，該機能使燃氣完全膨脹到大氣壓並發出功率。後來燃氣輪機循環就以布萊頓循環命名。1906年，法國人阿爾芒等成功地應用布萊頓循環原理研製出世界歷史上第一台能輸出功的燃氣輪機，這台燃氣輪機的壓比只有4，熱效率只有3%，因而沒有推廣使用。1920年，德國人霍爾茨.瓦特製成第一台實用的燃氣輪機，其熱效率為13%，功率為370kW，但因其按定容加熱循環工作，從在重大缺陷而被放棄。.........直到1930年，英國機械工程師福蘭克.惠特爾（1907——1996）得到了第一個關於噴氣式發動機的專利，但因為英國政府的官僚主義作風，直到1941年該設計才付諸實施。而德國人奧海因（1911——1998）利用此技術製造出世界上第一台渦輪噴氣發動機Hes-3B，推力為4.54kN，並於1939年安裝在飛機上，成功地進行了第一次飛行。自那以後，對航空高速飛行的嚮往成為燃氣輪機技術不斷進步的主要動力。」
可見是先出現布萊頓循環，後出現的渦輪噴氣式發動機。
正是布萊頓循環指導著人們將渦輪噴氣式發動機向著 更高發動機增壓比、更高渦輪前燃氣溫度 的方向繼續發展。。。
-------------------------------------2015.4.26補充---------------------------------------------------------------------
這裡再介紹一下幾種典型的氣體動力循環：
一、內燃機（燃料的燃燒產物直接作為工質）循環：
1.混合加熱循環（薩巴德循環）：柴油機
2.定容加熱循環（奧托循環）：汽油機，天然氣發動機
3.定壓加熱循環（狄塞爾循環）：柴油機
4.定壓加熱燃氣輪機循環（布萊頓循環）：燃氣輪機
燃氣輪機（飛機，艦船，坦克發動機）與汽車發動機（汽油機/柴油機/天然氣機）的區別：
前者：工質的壓縮—加熱—膨脹—放熱過程是在不同空間同時連續進行的；
後者：工質的壓縮—加熱—膨脹—放熱過程是在同一空間不同時刻間斷進行的。
二、外燃機（燃料的燃燒產物和循環的工質是不同的，前者加熱後者）循環：
斯特林循環：蘇格蘭人羅伯特.斯特林（1790——1878）於1816年發明了斯特林發動機。
「瑞典於1996年7月正式服役的世界上第一艘AIP（Air Independent Propulsion，不依賴空氣的推進裝置）潛艇「哥特蘭」號就使用了兩台功率各為75kW的V4—275R斯特林發動機。它大約能以6kn的航速在水下連續航行15天不換氣，燃用液氧和柴油。燃燒過程平穩，發動機雜訊與振動較小，減小了噪音，對潛艇隱蔽有利。同時，由於排氣壓力大于海水壓力，發動機上的吸收裝置可把廢氣與水充分攪合後排出艇外，不會在周圍環境中形成氣泡，從而減少了尾跡，降低了紅外輻射，大大增加了潛艇的隱蔽性。據報道，日本海上自衛隊的新式改進型「親潮」級潛艇也有可能裝備瑞典的斯特林發動機推進系統。」
-------------------------------------------------分隔線----------------------------------------------------------------
1.布雷頓理想循環下，熱量在越高的壓力下加入工質,則做功效率越高（如上面所說，幾乎所有的理想熱機循環都是這樣），如果直接在大氣壓下燃燒那熱效率為0，即不能輸出有效功。而布雷頓實際循環下，則有一個使循環功最大的最佳增壓比，故並不是增壓比越高越好。
2.發動機靜止或低速飛行時壓氣機壓縮空氣，同時起抽氣的作用（想想家裡的電風扇電吹風，輪船的螺旋槳，飛機的螺旋槳，都是把工質從低壓處抽到高壓處，它們和壓氣機一個原理，只不過壓氣機有好多級更複雜，但它們都叫做葉片機），為發動機提供每秒鐘幾十公斤的空氣流量，燃油流量則相對小得多，單位推力一定時流量越大則推力越大。而高速飛行時，由進氣道衝壓起主要增壓作用。
3.壓氣機出口即燃燒室進口，燃燒室壓力大則氧氣的分壓力大，有利於燃燒 。
4.壓氣機工作需要耗功，需要燃氣推動渦輪做功來帶動壓氣機。
5.衝壓發動機不需要壓氣機和渦輪，因為高速飛行時進氣道的衝壓作用能夠滿足流量和燃燒條件，但衝壓發動機只有在高速時才能穩定工作，多用於導彈和高超音速飛行器，其從靜止到高速飛行的過程需要其它推進器輔助才能完成。
6. 普通渦噴渦扇能從地面靜止狀態到高速飛行狀態這麼寬廣的範圍工作，就是因為有壓氣機抽氣並壓縮空氣來滿足流量和燃燒條件，而它需要渦輪帶動才能工作，而推動渦整輪需要高溫高壓燃氣才能完成。
可見渦噴發動機（壓氣機-燃燒室-渦輪）作為核心機（燃氣發生器）就是一個有機的整體，壓氣機、燃燒室、渦輪缺一不可。
---------------------------------------------分隔線------------------------------------------------------------------------
核心機（燃氣發生器）配合上不同的進氣道（亞音/超音），風扇（渦扇才有），動力渦輪（渦軸、渦槳才有）和尾噴管（收斂/收斂擴張，即拉瓦爾噴管），就能做成純渦噴，小涵道比渦扇（軍用，有加力燃燒室），大涵道比渦扇（民航大飛機），渦槳（支線飛機），渦軸（直升機/坦克/艦船/燃氣渦輪發電機）。
J7 純渦噴（有加力燃燒室）
J10 小涵道比渦扇（軍用，有加力燃燒室）
C919 大涵道比渦扇（民航大飛機）
新舟700 渦槳（支線飛機）
WZ10 渦軸
美軍M1坦克 使用1500馬力的燃氣輪機，以達到高度機動性（世界上就兩款坦克用燃氣輪機，還有蘇聯T80）
哈爾濱號驅逐艦 動力系統採用了LM2500燃氣輪機，最為中美「蜜月時期」的特惠產品
燃氣輪機發電機組
----------------------------------------分隔線------------------------------------------------------------------------
以下是火箭發動機，有時間再補充。。。。
但是你的問題「為什麼噴氣發動機需要壓氣機和渦輪？」，其實火箭發動機也是噴氣發動機，我又看了火箭發動機的一點描述，對於液體火箭發動機，仍然需要壓氣機和渦輪，如上圖所示，其中的離心壓氣機它們叫增壓泵，其實還是離心壓氣機，要理解液體火箭發動機為什麼需要增壓泵就得用工程熱力學的知識了，但火箭發動機不是布萊頓循環，原因後面在再補充。。。。
主要是為了燃燒工作方便。
對於吸氣式發動機，如果你不做任何壓縮，那麼高速氣流會：- 溫度、壓力低，不利於燃料點燃。
- 燃料能量直接耗費在加熱低溫進氣上，浪費能量。
- 速度高，弄不好比燃速還高，就不好玩了。
所以我們需要對進氣進行壓縮，提高溫度、壓力，以便於工作。
其實進氣道，特別是超音速進氣道，本身就會有減速、增壓的效果，但是不夠。那麼不妨弄一個專門的「壓氣機」。為了驅動這個壓氣機，就需要有個能源，所以在燃燒室後面接一套渦輪，用來榨取一些能量。
其實也不是必須要旋轉工作的壓氣機。衝壓發動機就沒有壓氣機，但是就沒辦法在進氣氣流低速的時候用，因為進氣的流量不足以讓燃燒室穩定工作。所以壓氣機的另一個作用就是作為「抽氣」機，在來流速度慢的時候仍然保持足夠的進氣。高票答案很詳細，這裡是簡略民科版
題主的疑惑並不是單純的功用問題，還有為什麼明明可以不用卻非得用的問題
用四個字概括壓氣機，控制空氣
用四個字概括渦輪，輸出軸功
一句話概括航發，壓氣機工作保證燃燒室工作，燃燒室工作保證渦輪工作，渦輪工作保證壓氣機工作
～～～～～～～壓氣機～～～～～～～～～～
基本作用是給燃燒室提供（充足）（穩定）（連續）的（高壓）空氣
而在民用航空領域，我們更多的還要考慮到經濟性的問題，不能過於低效，壓氣機的作用不僅僅是為了保證燃燒穩定，也擔負著優化整個發動機工作效率的作用
航發的工作條件是非常大動態的，起飛1000公里每小時落地0，起飛太陽落地冰雪，起飛海平面落地高原……速度，高度，溫度，氣壓，這些工況參數時刻在變化，使得來流空氣也在時刻變化。好比日常生活中的用電器適合工作的額定電壓是220伏特，為了使得發動機也工作在「額定工況參數」下，從而獲得更好的發動機工作效率和延長發動機壽命，我們需要壓氣機來控制空氣
如何控制？
①提供的是高壓空氣。在整個發動機工作循環中，也就是所謂的布萊頓循環，提高空氣的壓力，在壓力-體積圖上表示為增大了等溫壓縮這一過程的高度，也就是輸出功變大
②降低來流速度。軸流式壓氣機利用亞音速氣流在擴張通道中流動時降速增壓的原理，既將來流空氣由200+m/s降到100+m/s，又提高了空氣的壓力
③控制空氣流量。壓氣機，燃燒室，渦輪，三位一體整體工作，渦輪壓氣機共軸，飛機減速時，供油減少，則渦輪壓氣機轉速降低，空氣流量減少，避免進氣過多導致熄火，反之亦然
③引氣源。壓氣機可以將某一點的高壓空氣引到發動機或者飛機上的另一處，完成熱空氣防冰，渦輪冷卻等功能，從而提高整機效率
………………
壓氣機的功用還有很多很多，這裡是講不完的，總之，擁有壓氣機的航發，效率和可控性比衝壓發動機高到不知哪裡去，我和它談笑風生！
～～～～～～～～渦輪～～～～～～～
渦輪是整個燃料——熱能——機械能轉換的最後一部分
渦輪做成凹扇葉狀，燃燒室燃燒後的高溫高壓燃氣噴射在上面會改變氣流方向和氣流速度，由動量守恆可知，扇葉會獲得一個反向作用力，從而持續不斷的旋轉渦輪軸
渦輪軸是和壓氣機共軸的，這意味著壓氣機是由渦輪帶動的，事實上大部分的燃燒能量都被用於渦輪帶動壓氣機上，只有少部分用於加速空氣，雖然加速空氣獲得反作用力是發動機工作的原理……
～～～～～～～～～～～～～～～～
老規矩
下面哪個體積最小？哪個最大？a壓氣機
b燃燒室
c渦輪
d平野綾的歐派
我們可以從兩個方面理解:
1.根據工程熱力學中p-v圖，在一個循環當中想要有凈輸出功必須有增壓-增溫-膨脹過程。所以依靠壓氣機增壓，燃燒室增溫，噴管膨脹，而渦輪的出現是為了驅動壓氣機。換言之，如果沒有壓氣機就不需要渦輪。
2.從生活經驗方面考慮，發動機就相當於一個管道，氣流從管道進口低速流入管道出口高速流出而產生推力。而壓氣機就是保證氣流有序流動的保證，壓氣機增加氣流壓力使其順暢的經過渦輪、噴管(例如一段直管道內的水想要持續流動，管道兩端必須要有壓差)；另外，不增壓的膨脹例如我們放鞭炮一樣，是絕對不可能產生推力並做功的。
氣流有序流過發動機是發動機產生推力的基本前提。例如 喘震，其表現形式就是發動機氣流向入口流動，類似於我們的"咳嗽"癥狀，在"咳"的時候推力肯定會減小或產生負推力。
有壓氣機的發動機依靠壓氣機提高發動機內氣流壓力，沒有壓氣機的衝壓發動機依靠氣流的動壓頭提升壓力。雖然兩者結構不同，但是基本原理是一樣的。題主想多了
為什麼需要壓氣機
因為發動機要對外噴氣產生推力，壓差大，噴的快，所以要加壓
為啥要渦輪
因為這貨是要給壓氣機提供動力
結束了
補一句，工程熱力學有說，提高工質壓力和溫度，有利於工質對外做功，所以還有一個燃燒室燃燒得到的高溫氣體如果壓力很低則無法直接轉換成動能或者機械能加以利用。
高溫高壓的燃氣可以膨脹推動活塞，也可以膨脹加速流動從屁股後面噴掉。
高溫而低壓拿來怎麼用？想像一下在熱機裡面有一團燃氣，溫度1000攝氏度，壓力和外界相同，你如何利用它做功，拿去推動一個笨重的斯特林發動機？
靠傳熱來降低燃氣的能量對外做功不是好辦法，減壓膨脹才是簡單粗暴的法門。
噴氣發動機中壓氣機和渦輪配合可以從排氣中獲取部分能量加壓進氣，進而燃燒得到高壓燃氣。液體火箭發動機中燃料和氧化劑會被渦輪泵加壓進入燃燒室燃燒得到高壓燃氣。
衝壓發動機也類似。
道理都是一樣的。
布雷頓循環···壓比相同，低溫下壓縮需要的能量比高溫下壓縮需要的能量少，反過來放出的能量低溫下也比高溫下少，常溫加壓後燃料加熱，在高溫下渦輪減壓釋放能量，同樣的壓比，同樣的流量（實際渦輪最後流量比壓氣機流量要大）渦輪釋放的能量大於壓氣機所需能量，剩餘能量即為對外做工
航空邊緣人員～～～～
原因很簡單，效率嘛！
發動機推力取決於流過發動機的空氣的速度變化！質量變化很小，不用管。簡單的動量原理，大家都明白。
空氣有相對於飛機的速度，經過發動機一番折騰後，高速噴出，空氣動量的變化，與之對應的就是飛機獲得的動量。
關鍵就是怎麼提高空氣噴出的速度。
沒有增壓環節的話，僅僅是噴燃料燃燒，那點兒推力，太微弱了。沒用。
所以發動機要有增壓環節，通過低壓壓氣機高壓壓氣機，把空氣層層加壓，在燃燒室噴入霧化好的燃料，點燃，空氣～燃氣混合物以類似弱於爆炸的形式燃燒，爆燃，變成高溫高壓氣體，驅動渦輪，通過噴嘴高速噴出，實現加速空氣的目的。渦輪呢又通過機械結構驅動壓氣機部分。
簡單說，燃料的內能大部分用於加速空氣，少部分用於驅動壓氣機給空氣加壓。
有點像爬樹。使勁推動空氣，獲得動量。
～～～～不是發動機專業的，但航空發動機這門課比較熟。
～～～～這玩意，真心牛逼。大家說的都太複雜了。我試著說的通俗點吧。噴氣式發動機靠什麼產生推力呢？不是第三定律，而是第二定律。把本來速度不高的工質高速排出，這個過程中的工質動量變化就產生了推力。（解釋一下，動量定理是牛二定律對時間的積分）所以只要能對工質加速就行，航空發動機上靠的是噴管。噴管怎麼對工質加速？靠進入噴管前的工質有壓力。要增壓，就要有個東西實現這個增壓的功能。有的時候，就用壓氣機來實現。至於渦輪，那是帶動壓氣機用的。
不喜歡的話，可以不用壓氣機和渦輪啊，比如衝壓發動機。
一定需要麼？不一定吧。衝壓式噴氣發動機，就沒有壓氣機和渦輪。
原理很簡單的，燃料和空氣混合好了，點燃噴射，推動做功。這個就是最早的脈衝式噴氣發動機的原理的簡化表達。
布雷登循環
參見高教社第五版《工程熱力學》綠皮
上海交大寫的
通俗的說燃氣總溫是熱能的總量，但壓力是熱能的品質，無壓力的熱能只是廢熱無法做功。
這是工程熱力學基本原理，沒有壓縮，就沒有效率。任何熱機都是這樣，不止是噴氣發動機
先問是不是，再問為什麼。誰告訴題主，噴氣發動機就一定需要壓氣機和渦輪？亞音速，超音速噴氣發動機，因為進氣氣流的能量不夠，所以才需要壓氣機和渦輪。像衝壓發動機工作在高速下，就不需要壓氣機和渦輪。
沒有壓氣機和渦輪的噴氣式發動機么。抱歉我想到了煤油噴燈
基本沒有推力
這樣，就拿理想簡單循環分析吧。
第一個過程是等熵壓縮，就是給氣體加壓，你想像一下彈簧，壓完之後如果外界不再給它壓力，那它肯定彈起來，如同伸縮那樣，這不就能做功了嗎？壓氣機的葉片形狀是扭的，就跟你家廁所排氣扇那個道理一樣，轉起來的葉片就相當於在把氣體往裡面拍，就是壓縮，增加氣壓。渦輪那個也差不多道理，自己轉就是壓氣體，氣體推它它就能轉。渦噴或者渦扇里的渦輪的作用就是帶動壓氣機、風扇做功。
但是壓完就推渦輪轉動那肯定是輸入等於輸出，沒意義，咋辦呢？給壓完的氣體加熱！因為加熱過程非常快所以看為等壓加熱，但是到了渦輪那就能膨脹開了，壓力一定，一加熱，那肯定體積膨脹，就相當於推渦輪的氣體多了一樣，這樣在第三個過程等熵膨脹就把熱能拿來推動渦輪做功了。
最後第四個過程很好理解，大氣參數一定，排出的氣體跟大氣搞平衡。
題主你主要是定義不清，概念不清才會有這樣的疑問。
廣義上的噴氣式發動機定義是（來源於維基百科）：噴氣發動機（Jet engine）是一種通過加速和排出的高速流體做功的熱機或電機。它既可以輸出推力，也可以輸出軸功率
英文：
A jet engine is a reaction engine discharging a fast moving jet that generates thrust by jet propulsion in accordance with Newton"s laws of motion. This broad definition of jet engines includes turbojets, turbofans, rockets, ramjets, and pulse jets. In general, jet engines are combustion engines but non-combusting forms also exist.
而至於被加速和排出的「高速流體」，沒有定義來源。
題主你理解的那只是噴氣發動機的一種：火箭發動機。火箭發動機最大的特點絕不是「沒有壓氣裝置」，而是「自帶氧化劑，不需要空氣助燃」。既然不需要空氣助燃，那麼壓縮空氣提高溫度相關的裝置自然就不需要了。
在空氣中飛行的時候，自帶氧化劑太過沉重，成本過高，所以說需要利用空氣助燃。為了高效的利用空氣進行助燃，節約燃油，提高輸出功率，在工程中就是加入壓縮機，而為了驅動壓縮機，就要在後面加入渦輪；在熱力學理論上面就是對布雷頓循環的研究。之後題主看上面的答案就行了。
平時的習慣性用法是狹義的噴氣發動機，不包含火箭發動機，甚至有的時候連渦輪軸動力發動機都不算（大部分時候是包括的，看上下文），這個都是習慣性用法了，不是廣義定義。推薦閱讀：