一、 活塞式航空發(fā)動機

為航空器提供飛行動力的往復式內(nèi)燃機稱為活塞式發(fā)動機。發(fā)動機帶動空氣螺旋槳等推進器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推進力?；钊桨l(fā)動機由汽缸、活塞以及把活塞的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)運動的曲柄連桿機構(gòu)等主要部分組成。曲柄連接著螺旋槳，螺旋槳隨著曲柄轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，曲軸則支承在軸承上。汽缸上裝有進氣門和排氣門" 進氣門是控制空氣和汽油的混合氣進入的零件，汽油燃燒完以后有排氣門排出。

活塞式航空發(fā)動機是一 種四沖程、電嘴點火的汽油發(fā)動機。曲軸轉(zhuǎn)動兩圈，每個活塞在汽缸內(nèi)往復運動4次，每次稱1個沖程。4個沖程依次為吸氣、壓縮、膨脹（作功）和排氣，合起來形成1 個定容加熱循環(huán)。

從1903年第一架飛機升空到第二次世界大戰(zhàn)末期，所有飛機都用活塞式航空發(fā)動機作為動力裝置。20 世紀40年代中期，在軍用飛機和大型民用機上，燃氣渦輪發(fā)動機逐步取代了活塞式航空發(fā)動機，但小功率活塞式航空發(fā)動機比燃氣渦輪發(fā)動機經(jīng)濟，在輕型低速飛機上仍得到應用。

二、 燃氣渦輪發(fā)動機

由壓氣機、燃燒室和燃氣渦輪組成的發(fā)動機稱為燃氣渦輪發(fā)動機。它的優(yōu)點是重量輕、體積小和運行平穩(wěn)，廣泛用作飛機和直升機的動力裝置。

核心機：在燃氣渦輪發(fā)動機中，由壓氣機、燃燒室和驅(qū)動壓氣機的燃氣渦輪組成發(fā)動機的核心機?？諝庠趬簹鈾C中被壓縮后，在燃燒室中與噴入的燃油混合燃燒，生成高溫高壓燃氣驅(qū)動燃氣渦輪作高速旋轉(zhuǎn)，將燃氣的部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)闇u輪功。渦輪帶動壓氣機不斷吸進空氣并進行壓縮，使核心機連續(xù)工作。從燃氣渦輪排出的燃氣仍具有很高的壓力和溫度，經(jīng)膨脹后釋放出能量（ 稱為可用能量）用于推進。核心機不斷輸出具有一定可用能量的燃氣，因此又稱燃氣發(fā)生器。

現(xiàn)代燃氣渦輪發(fā)動機壓氣機的增壓比（壓氣機出口空氣總壓與進口總壓之比）范圍為4-28，消耗功率可高達數(shù)十兆瓦（幾萬馬力）。燃氣渦輪前的溫度可達1200-1700K。壓氣機分為離心式和軸流式兩類，前者增壓比低、直徑大，僅用于小功率發(fā)動機；后者流量大、增壓比高，應用廣泛。軸流式壓氣機增壓比較高時，為防止壓氣機喘振常將壓氣機分成2個轉(zhuǎn)子（低壓轉(zhuǎn)子和高壓轉(zhuǎn)子），分別由兩組渦輪帶動。有的分成3個轉(zhuǎn)子。

按照核心機出口燃氣的可用能量的利用方式不同，燃氣渦輪發(fā)動機可分為4類：渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪風扇發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機和渦輪軸發(fā)動機。下面分別予以簡單介紹：

1、渦輪噴氣發(fā)動機：靠噴管高速噴出的燃氣產(chǎn)生反作用推力的燃氣渦輪發(fā)動機稱為渦輪噴氣發(fā)動機。渦輪噴氣發(fā)動機由核心機和噴管等部件組成。核心機出口燃氣直接在噴管中膨脹，使燃氣可用能量轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚賴姵鰵饬鞯膭幽芏a(chǎn)生反作用推力。在不增大核心機的條件下，為了短時間內(nèi)增加發(fā)動機推力可采用發(fā)動機加力措施。殲擊機上最常用的方法是在渦輪后安裝加力燃燒室，成為加力渦輪噴氣發(fā)動機。渦輪噴氣發(fā)動機噴射氣流速度高，如飛行速度在亞音速和低超音速范圍內(nèi)則發(fā)動機的推進效率比較低。

渦輪噴氣發(fā)動機按壓氣機類型分為離心式噴氣發(fā)動機和軸流式噴氣發(fā)動機；按發(fā)動機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同分為單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子渦輪噴氣發(fā)動機。

渦輪噴氣發(fā)動機的性能指標主要有推力、耗油率和推重比。渦輪噴氣發(fā)動機的大小通常用海平面靜推力來表示，小的約200N（約20kgf），大的可達十多萬牛（1 萬多公斤力）。在海平面標準大氣條件下的耗油率約為0.08-0.1kg/（N.h)(0.8-1.0kg/(kgf.h)。加力狀態(tài)耗油率約為0.16-0.2kg/（N.h)(1.6-2.0kg/(kgf.h)。提高壓氣機增壓比和各部件效率，可降低發(fā)動機耗油率。推重比是衡量發(fā)動機性能的綜合指標。

油門位置不變，發(fā)動機推力和耗油率隨飛行高度和飛行速度的變化關(guān)系分別稱為高度特性和速度特性。推力和耗油率隨油門位置（或轉(zhuǎn)速）的變化關(guān)系稱為油門特性（或轉(zhuǎn)速特性）。

2、渦輪風扇發(fā)動機：由噴管排出燃氣和風扇排出空氣共同產(chǎn)生反作用推力的燃氣渦輪發(fā)動機稱為渦輪風扇發(fā)動機。渦輪風扇發(fā)動機由風扇（風扇轉(zhuǎn)子實際上是一級或幾級葉片較長的壓氣機）、壓氣機、燃燒室、驅(qū)動壓氣機的高壓渦輪、驅(qū)動風扇的低壓渦輪和排氣系統(tǒng)組成。其中壓氣機、燃燒室和高壓渦輪三部分統(tǒng)稱為核心機。此種發(fā)動機的氣流通過兩個通道流過發(fā)動機。由核心機組成的是內(nèi)涵道，圍繞核心機的是外涵道，所以又可稱為內(nèi)外涵發(fā)動機或雙涵道發(fā)動機。核心機出口燃氣在核心機后的低壓渦輪中進一步膨脹做功，用于帶動外涵風扇，使外涵道氣流的噴射速度增加，剩下的可用能量在噴管中轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚賴娏鞯膭幽堋＿@兩股氣流同時產(chǎn)生反作用推力。流經(jīng)外涵和內(nèi)涵的空氣流量之比稱為涵道比或流量比，涵道比對渦輪風扇發(fā)動機性能影響較大。涵道比大，耗油率低，但發(fā)動機的迎風面積大；涵道比較小時，迎風面積小，但耗油率大。內(nèi)外涵兩股氣流分開排入大氣的稱為分排式渦輪風扇發(fā)動機。內(nèi)外涵兩股氣流在內(nèi)涵渦輪后的混合器中相互滲混后通過同一噴管排入大氣的，稱為混排式渦輪風扇發(fā)動機。渦輪風扇發(fā)動機也可安裝加力燃燒室，成為加力渦輪風扇發(fā)動機。在分排式渦輪風扇發(fā)動機上的加力燃燒室可以分別安裝在內(nèi)涵渦輪后或外涵道內(nèi)，在混排式渦輪風扇發(fā)動機上則可裝在混合器后面。

核心機相同時，渦輪風扇發(fā)動機的工質(zhì)（ 工作介質(zhì)）流量介于渦輪噴氣發(fā)動機和渦輪螺旋槳發(fā)動機之間。渦輪風扇發(fā)動機比渦輪噴氣發(fā)動機的工質(zhì)流量大、噴射速度低、推進效率高、耗油率低、推力大。高涵道比（5-8）渦輪風扇發(fā)動機的噪聲低，排氣污染小，多用作大型客機的動力裝置，這種客機在11KM 高度的巡航速度可達950km/h。但這種高涵道比的渦輪風扇發(fā)動機的排氣噴射速度低，迎風面積大，不宜用于超音速飛機上。

有些殲擊機使用了小涵道比、帶加力燃燒室的渦輪風扇發(fā)動機，在亞音速飛行時不使用加力燃燒室，耗油率和排氣溫度都比渦輪噴氣發(fā)動機低，因而紅外輻射強度較弱，不易被紅外制導的導彈擊中。使用加力作2 倍音速以上的速度飛行時，產(chǎn)生的推力可超過加力渦輪噴氣發(fā)動機。

3、渦輪螺旋槳發(fā)動機：由螺旋槳提供拉力和噴氣反作用提供推力的燃氣渦輪發(fā)動機稱為渦輪螺（旋）槳發(fā)動機。渦輪螺旋槳發(fā)動機由壓氣機、燃燒室、燃氣渦輪、噴管、減速器和螺旋槳等組成。燃氣渦輪由驅(qū)動壓氣機的渦輪和驅(qū)動螺旋槳的動力渦輪組成。這種發(fā)動機靠動力渦輪把核心機出口燃氣中大部分可用能量轉(zhuǎn)變?yōu)檩S功率用以驅(qū)動空氣螺旋槳，燃氣中其余的少部分可用能量（約10%）則在噴管中轉(zhuǎn)化為氣流動能，直接產(chǎn)生反作用推力。

由于動力渦輪的巡航轉(zhuǎn)速高（一般為$( 10，000-15，000r/min），而螺旋槳軸的轉(zhuǎn)速較低（約為1000-2000r/min），因而在動力渦輪與螺旋槳之間需安裝減速器，減速器的減速比一般在10-15范圍內(nèi)。

渦輪螺旋槳發(fā)動機與活塞式航空發(fā)動機相比具有重量輕、振動小等優(yōu)點。特別是隨著飛行高度的增加，它的性能比活塞式航空發(fā)動機更為優(yōu)越。渦輪螺旋槳發(fā)動機與渦輪噴氣發(fā)動機和渦輪風扇發(fā)動機相比，具有耗油率低和起飛推力大的優(yōu)點。飛機著陸時，可以使螺旋槳改變槳矩（反槳）產(chǎn)生反向拉力，以縮短著陸距離。因螺旋槳特性的限制，裝渦輪螺旋槳發(fā)動機的飛機的飛行速度一般不超過800km/h。

有的發(fā)動機的動力渦輪與驅(qū)動壓氣機的渦輪裝在同一軸上，稱為單軸渦輪螺旋槳發(fā)動機。它的結(jié)構(gòu)簡單，但在起動過程中和慢車轉(zhuǎn)速下燃氣的溫度較高，小功率時耗油率較高。與驅(qū)動1 氣機的渦輪無機械聯(lián)系的動力渦輪稱為自由渦輪。自由渦輪螺旋槳發(fā)動機比單軸渦輪螺旋槳發(fā)動機的起動性能和工作性能好，小功率時耗油率低，但結(jié)構(gòu)較復雜?？刂茰u輪螺旋槳發(fā)動機除了具有與渦輪噴氣發(fā)動機相同的各種控制外，還增加了一個螺旋槳槳矩控制。單軸渦輪螺旋槳發(fā)動機減小油門位置降低燃油流量時，槳矩自動變小，輸出功率降低，發(fā)動機與螺旋槳一道保持高的轉(zhuǎn)速。自由渦輪螺旋槳發(fā)動機油門減小時，自由渦輪和螺旋槳由于螺旋槳槳矩變小仍維持高轉(zhuǎn)速工作。