現代主流民航客機為何採用渦輪風扇發動機而非渦槳?


渦扇發動機和渦槳發動機的優勢都是相對的,因此具體情況還要具體分析。需要注意的是,渦槳發動機在民航客機上並沒有被棄用,一些載客量相對較少的支線客機上還在用渦槳發動機,譬如ATR系列(ATR-42/72)、龐巴迪Dash 8系列、新舟60/600等。當然了,相對於以渦扇發動機為動力的民航客機而言,渦槳飛機也只不過是佔據著支線航空的一席之地,畢竟不如前者那樣被廣泛採用,往來於各種航線。這也是兩款發動機具備的不同特性導致的。

最著名的波音-747,空軍一號

CFM56發動機是目前世界上使用最為普遍的渦輪風扇發動機之一,各個型號累計造出超過20000台

渦輪風扇發動機工作示意圖

航空發動機無論是採用渦輪風扇還是採用渦輪螺旋槳,本質上都是渦輪發動機,都是利用加壓空氣與燃料混合燃燒產生動力。渦槳發動機主要是通過螺旋槳旋轉時產生的力量作為飛機前進的推進力,優點是低亞音速飛行時效率高、油耗量小、經濟性能比較好,但是一旦飛行速度持續提升的話,槳葉前段部位就有可能因為轉速太快而產生激波,螺旋槳此時的效率反而會有所下降。渦扇發動機產生的推力不光來自燃油燃燒後噴出的高壓燃氣,還包括了渦輪帶動發動機前段扇葉後產生的推力,因此推力大、效率高、油耗量小、飛機航程遠。

幸福航空的新舟60模型

考慮到遠程飛行時的經濟燃油損耗的問題,大型民航客機通常會以亞音速、高亞音速巡航(波音747巡航速度0.85馬赫,每小時913千米)。反觀渦槳飛機,巡航速度只有500-600千米(新舟60經濟巡航速度430千米,最大巡航速度514千米),速度遠不及前者,明顯不適用於長途飛行,而且螺旋槳飛機還有一個缺點就是噪音大,對於長途飛行同樣不太合適,但是如果是短途的話就另當別論了,渦槳發動機的優點此時就可以凸顯出來,比如後勤維護、運營成本、安全性能等等......


渦輪風扇發動機相對於渦輪螺旋槳發動機在燃油經濟性方面更有優勢,而且維護更方便,所以主流民航飛機大部分採用渦扇發動機,渦輪螺旋槳發動機在一些支線客機上採用,優勢是便宜成本低,前蘇聯還有一種槳扇發動機性能更好,由於經濟原因這種發動機沒有批量生產。


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