参考消息网4月19日报道 美国《大众科学》月刊网站3月22日刊登题为《喷气发动机是如何工作的？通过运转到足以熔化其内部的高温》的文章，作者是罗布·维尔格。内容摘编如下：

喷气发动机是一种高度复杂的设备，它的作用很明确：为飞机提供飞行所需的推力。当飞机在跑道上加速后飞向天空时，任何感觉自己在座位上被向后轻推的人都能直观地感受到正在发生的事情。每个机翼下方的涡轮风扇发动机吸入空气，然后将空气从后部加速排出，产生推力。

通用电气、劳斯莱斯和普惠等公司生产的商用发动机内部细节可能有所不同，但工作的基本原理是一样的。

劳斯莱斯的子系统主管埃玛·布思说：“现代涡扇喷气发动机根据牛顿第三定律工作。每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。”

虽然描述听起来很简单，但发动机内部的工作过程既复杂又令人着迷。以下是关于发动机内部工作原理的一些知识，即空气被压缩，燃料被点燃，温度变得非常高。

前部风扇吸入空气

从外部看发动机——你可以从登机口看到——你会注意到安装在发动机体内、位于前部的风扇叶片。这些叶片的直径绝对是巨大的。例如，通用电气的GE9X发动机的风扇有16个叶片，直径超过11英尺（约合3.35米），每台发动机可以产生10.5万磅（约合47.63吨）的推力。

通用电气－航空航天公司首席工程师克里斯托弗·洛伦斯说：“前面有一个大风扇——实际上提供了约90%的推力。”

以GE90发动机为例，它悬挂在波音777飞机的机翼下方。通用电气说，在飞机起飞时，每台发动机每秒吸入大约3600磅的空气。

风扇在空气中发出嘶嘶声，当空气穿过发动机时，一小部分沿着一条路径穿过发动机的核心。但大部分空气绕过核心，跳过它直接从后部排出。就推动飞机而言，发挥大部分作用的是不通过核心的空气。

绕过核心的空气体积与穿越核心的空气体积之间的比值被称为发动机的涵道比。发动机制造商希望该比值高，以实现峰值效率。洛伦斯说：“最有效的办法是吸入大量空气，并稍微增加压力。早期发动机的涵道比很低——因此它们所做的是，大部分空气通过核心，有限(数量)的空气通过旁路，并以相当高的速度通过。”但如今，涡扇发动机的涵道比很高。

军用飞机、比如战斗机上的喷气发动机是个例外，它们缺少商用飞机发动机的大涵道比。除了纯燃料效率，这些飞机还有其他优先考虑事项——比如能够实现高度机动性、达到超音速和保持低调——它们与机身紧密结合的发动机也可以使用加力燃烧室。

空气压缩后被点燃

前部的风扇叶片需要动力来旋转，这就是发动机核心发挥作用的地方。真正通过核心的一小部分空气（劳斯莱斯的布思说大约有10%，另外90%的空气绕过核心）经历了一个多阶段的过程。

核心的第一部分是压缩机阶段，在这个阶段，空气被压缩——你猜对了。空气密度增大，温度升高。布思说：“旋转的压缩机叶片和静止的压缩机管腔有很多级，随着压缩机叶片变得越来越小，空气在某种程度上逐渐被挤压、挤压和挤压。”

空气当然不想被压缩，这需要努力才能实现。布思解释说：“这基本上就像你试图用刷子把水往山上刷。”

然后，在压缩机阶段之后，就是燃烧室了。航空煤油点燃并进一步加热空气。通用电气的洛伦斯说，如果压缩机尾端的空气温度超过1200华氏度（约合650摄氏度），那么在通过燃烧室后，空气温度可以高达3000华氏度左右。相比之下，夏威夷火山喷出的熔岩一般在2140华氏度左右。

洛伦斯说，令人吃惊的是，离开燃烧室的炽热空气“温度比紧随其后的涡轮叶片的熔点还要高。我们实际上必须泵送空气穿过这些叶片，防止它们熔化”。比较凉爽的空气来自压缩机阶段。劳斯莱斯公司也采取类似措施来防止涡轮叶片熔化。

而且就像发动机制造商想要一个大涵道比一样，他们也希望发动机内部温度非常高。洛伦斯说：“温度越高，核心运转的效率就越高。”

涡轮机会收集能量

在空气变得超热后，它有一项重要的工作要做：转动一些涡轮机，然后才能打卡下班过周末和放松。在通用电气的发动机中，有两台涡轮机——高压涡轮机和低压涡轮机。洛伦斯说：“你有一团含有大量能量的空气。你做这一切就是为了能够通过这些涡轮机阶段把这些能量释放出来。”

这两台涡轮机各有各的具体任务。洛伦斯说，首先，高压涡轮机“利用这些能量转动压缩机，压缩机基本上运行核心。然后，低压涡轮机利用这些能量转动转轴，进而转动（在发动机前部）风扇”。

在劳斯莱斯的特伦特发动机中，就像空客A350上的发动机一样，在高压和低压涡轮机之间还有一个中压涡轮机。在这种情况下，前两台涡轮机使压缩机工作，最后一台为前部的大风扇叶片提供动力。

简单来说，进入核心的空气被压缩并被燃烧的燃料加热。然后驱动涡轮机，其中一个涡轮机为发动机前部的风扇叶片提供动力。要记住，与核心排出的尾气相比，提供发动机大部分推力的是绕过核心的空气。

布思说，旁路空气“的速度低于穿过发动机核心的空气，但它的质量很大，仍然会产生很大的推力”。由于这一推力，飞机可以飞上天空。