航空發動機（aero-engine）作為飛機的心臟，它不僅是飛機飛行的動力，也是推動航空發展的重要動力人類航空史上的每一次重要變革，都離不開航空發動機的技術進步。

經過一百多年的發展，航空發動機已經發展成為可靠性高的成熟產品，正在使用的航空發動機包括渦噴發動機/渦輪風扇發動機、渦輪軸/渦輪螺旋槳發動機、沖壓發動機和活塞發動機不僅僅作為軍用和民用飛機用于各種用途、無人機和巡航導彈，航空發動機衍生的燃氣輪機也廣泛用于地面發電、船用動力、移動電站、天然氣和石油管道泵站等領域。

21世紀，航空發動機的發展進一步加快，將給人類航空領域帶來新的更大的變革。目前，傳統的航空發動機正在向齒輪傳動發動機轉變、變循環發動機、多電發動機、間接冷卻回熱發動機和開轉子發動機的發展不是傳統的脈沖爆震發動機、超然沖壓發動機、基于渦輪的組合發動機太陽能發電和燃料電池發電也正在走向成熟，這些發動機的發展將使未來的飛機速度更快、更高、更遠、更經濟、更可靠，能滿足更嚴格的環保要求，將是高超音速飛行器、跨大氣層飛行器和天地之間可重復使用的運輸已經成為現實。

活塞發動機

對于航空發動機來說，首先使用的是活塞發動機它的工作原理是活塞攜帶氣體壓力，在氣缸內反復運動，這種運動根據連桿轉化為曲軸的轉動。在20世紀初，萊特兄弟推出了4缸發動機、臥式直列水冷發動機改造后成功使用“飛行者一號”在飛機上，完成了飛行測試。這也是人類歷史上第一次有了動力、可以載人、平穩運行、作戰飛機成功飛行。然后在第二次世界大戰中，對活塞發動機進行了技術革新，優化了發動機的性能和工作效率，從不到10kW到2500kW左右，油耗為0.5kg/kW·h）減少到0.25kg/kW·h）左右。同時，整改后的運行時間從傳統意義上的十幾個小時增加到2000小時-3000個小時。直到二戰結束，活塞發動機的技術已經非常熟練。

活塞式發動機主要由氣缸組成、活塞、連桿、曲軸、氣門機構、螺旋槳減速器、機匣等組成。氣缸是混合氣（汽油和空氣）進行燃燒的地方?；钊菁{在氣缸中，用于往復運動。氣缸蓋裝有火花塞，用于點燃混合氣（俗稱電嘴），以及進、排氣門。發動機工作時，氣缸的溫度很高，所以氣缸外壁上有很多翅片，以擴大散熱面積。氣缸位于發動機殼體內（機匣）桌子上的排列多為星形或V形。常見的星形發動機有五種、7個、9個、14個、18缸或24缸不一樣。在單缸容積相同的情況下，氣缸越多，發動機功率越大?；钊跉怏w的壓力下在氣缸內往復運動，這種運動通過連桿轉化為曲軸的旋轉運動。連桿用于連接活塞和曲軸。曲軸是發動機輸出動力的部件。曲軸轉動時，由減速器帶動螺旋槳轉動，產生拉力。此外，曲軸還帶動一些附件（如各種油泵、發電機等）氣門機構用于控制進氣門、排氣閥有規律地打開和關閉。

二戰結束后，由于渦輪噴氣發動機的發明而開啟了噴氣式時代，活塞發動機逐漸退出了主要的航空領域但功率小于370kW的水平對置活塞發動機仍廣泛應用于輕型低速飛機和直升機，如行政機、農林機、勘探機、體育運動機、私人飛機和各種無人機，無人機上出現了旋轉活塞發動機，NASA也在為下一代小型通用飛機開發一種使用航空煤油的新型二沖程柴油發動機。

渦噴渦扇發動機

從20世紀30年代末到40年代初，英國和德國噴氣發動機的誕生開啟了噴氣推進和航空的新時代。

現代渦輪噴氣發動機的結構包括進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管，戰斗機的渦輪和尾噴管之間還有一個加力燃燒室。渦噴發動機還是熱機的一種，必須遵循熱機做功的原理：高壓輸入能量，低壓釋放能量。所以從產生輸出能量的原理來說，噴氣發動機和活塞式發動機是一樣的，都需要進氣、加壓、燃燒和排氣四個階段的區別在于，在活塞式發動機中，這四個階段是分時順序進行的，而在噴氣發動機中，它們是連續的氣體依次流經噴氣發動機的各個部分，對應活塞發動機的四個工作位置。

空氣首先進入發動機的進氣口飛機飛行時，可以看作是以飛行速度流向發動機的氣流因為飛機的飛行速度是變化的，壓氣機適應的進氣速度有一定的范圍，進氣道的作用就是通過可調管道將未來的流量調節到合適的速度。超音速飛行時，進氣道前方和內部的氣流速度降低到亞音速，此時氣流的停滯可以使壓力增加十倍甚至幾十倍，大大超過壓氣機內的增壓倍數，從而產生了一種只依靠速度沖壓而沒有壓氣機的沖壓發動機。進氣口后面的壓縮機專門用來提高氣流的壓力當空氣流過壓縮機時，壓縮機的工作葉片對空氣流做功，這增加了空氣流的壓力和溫度。亞音速時，壓氣機是氣流增壓的主要部件。5]從燃燒室流出的高溫高壓氣體流經與壓縮機安裝在同一軸上的渦輪。氣體的一部分能量可以在渦輪中膨脹，轉化為機械能，驅動壓縮機旋轉在渦噴發動機中，渦輪中氣流膨脹所做的功，正好等于壓氣機壓縮空氣所消耗的功和傳動附件克服摩擦所需要的功。燃燒后，渦輪前氣體的能量大大增加，所以渦輪中的膨脹比遠小于壓縮機中的壓縮比渦輪出口的壓力和溫度遠高于壓氣機進口的壓力和溫度，發動機的推力就來源于這部分氣體能量。從渦輪流出的高溫高壓氣體在尾噴管中繼續膨脹，沿發動機軸向高速從噴管向后排出。這個速度遠大于氣流進入發動機的速度，使發動機獲得反作用推力。

隨著噴氣技術的發展，渦噴發動機的缺點越來越突出，即在低速時，油耗大，效率低，使得飛機航程很短。雖然這對于執行防空任務的高速戰斗機來說并不是很嚴重，但如果用在對經濟性要求嚴格的亞音速民用運輸機上，則是不可接受的。為了提高噴氣發動機的熱效率和推進效率，出現了渦扇發動機。這種發動機是在渦噴發動機的基礎上增加幾級渦輪，由這些渦輪帶動一排或幾排風扇風扇后面的氣流分為兩部分，一部分進入壓縮機（內涵道）另一部分直接排放到空氣中，沒有燃燒（外涵道）由于渦扇發動機的部分氣體能量用于驅動前風扇，降低了排氣速度，提高了推進效率而且如果提高渦輪前的溫度來提高熱效率，通過調整渦輪的結構參數和增大風扇的直徑，可以將更多的燃氣能量通過風扇轉移到外涵道，排氣速度不會增加。這樣，對于渦扇發動機來說，熱效率和推進效率就不再矛盾了只要結構和材料允許，提高渦輪前的溫度總是有益的。目前航空渦扇發動機主要分為兩大類，即加力渦扇發動機和加力渦扇發動機。前者主要用于高亞音速運輸機，后者主要用于戰斗機由于用途不同，這兩種發動機的結構參數也有很大不同。

渦槳渦軸發動機

渦槳/渦輪軸發動機誕生于渦輪噴氣發動機、當它成熟時，活塞發動機將采用渦輪增壓，并開發一種新型動力。固定翼飛機用發動機代替活塞螺旋槳發動機，旋翼直升機用渦軸發動機代替活塞軸發動機。渦槳、渦軸發動機的主機結構基本相同，但中間減速傳動系統和螺旋槳不同，因此具有很大的通用性，易于相互修改和衍生。

渦輪螺旋槳發動機，簡稱渦槳發動機，由螺旋槳和燃氣發生器組成，螺旋槳由渦輪驅動。由于螺旋槳直徑較大，轉速遠低于渦輪，只有1000轉左右/為了使渦輪和螺旋槳在正常范圍內工作，它們之間需要安裝一個減速器，渦輪轉速降低到十分之一左右才能驅動螺旋槳。這種減速器載荷大，結構復雜，制造成本高其重量一般相當于壓縮機和渦輪的總重量作為發動機的一個組成部分，減速器正在設計中、它在制造和測試中起著重要的作用。渦槳發動機螺旋槳后的氣流相當于渦扇發動機的外涵道由于螺旋槳直徑遠大于發動機直徑，空氣流量遠大于內涵道，這種發動機實際上相當于超涵道比的渦扇發動機。由于涵道比大，渦槳發動機在低速時效率高于渦扇發動機，但由于螺旋槳效率的影響，其適用速度不宜過高，一般小于900km/h。目前，中低速飛機或巡邏機對低速性能有嚴格要求、反潛或滅火飛機被廣泛使用。

渦輪軸發動機于1951年12月安裝在直升機上，進行了首次飛行。當時是渦槳發動機，沒有自己的系統。以后，隨著直升機在軍事和國民經濟中的應用越來越多，渦軸發動機獲得了獨立的地位。在工作和結構上，渦軸發動機類似于渦槳發動機。都是從渦扇發動機的原理演變而來，只是后者把風扇變成了螺旋槳，而前者把風扇變成了直升機旋翼。此外，渦軸發動機也有自己的特點：它通常配備有一個自由渦輪(即設計用于輸出功率而不驅動壓縮機的渦輪機)，主要用于直升機和垂直/短距起落飛機上。按照渦扇發動機的理論，理論上來說，轉子的直徑越大越好。同樣的核心發動機產生同樣的循環功率，旋翼直徑越大，旋翼上產生的升力越大。實際上，由于能量轉換過程中的損耗，轉子不可能做成無限大。因此，轉子的直徑是有限的。一般來說，通過轉子的空氣流量是通過渦軸發動機的空氣流量的500-1000倍。

新型航空發動機

非傳統新型航空動力是指傳統的渦噴、渦扇、渦軸、渦槳、活塞、沖壓、除火箭發動機以外的新型先進航空發動機。非傳統新型航空發動機一般包括以下三類：一個是新概念發動機。在結構、與傳統發動機如脈沖爆震發動機在原理或循環特性上有很大的區別和創新、超燃沖壓發動機、波轉子發動機、等離子體發動機、分布式矢量推進發動機等。二是重大創新引擎。在傳統的發動機原理中、在結構基礎上進行了重大創新。如多電發動機、自適應循環發動機、智能發動機、間冷回熱發動機、槳扇發動機、超微型渦輪發動機、沖壓轉子發動機、骨架發動機和各種組合發動機等。三是新能源發動機。面對石油資源的枯竭和環境保護的要求，我們將開發和使用除航空煤油以外的新燃料和新能源。如氫燃料/合成燃料/生物燃料/天然氣燃料發動機太陽能、核能、燃料電池、激光和微波能量引擎等。

1.超燃沖壓發動機

超燃沖壓發動機是指燃料在超音速氣流中燃燒的沖壓發動機。超越沖壓發動機技術是高超聲速飛行器推進技術乃至整個高超聲速飛行器技術的核心技術。超燃沖壓發動機的適用速度范圍是馬赫數5-16主要用于高超音速巡航導彈、高超音速飛機和可重復使用的航天器。

超燃沖壓發動機由進氣道組成、超聲速燃燒室（一些方案還包括用于亞音速燃燒的預燃室）和噴管組成。燃料分階段噴入進氣道和燃燒室，與超音速氣流混合燃燒，高溫氣體從噴嘴噴出，產生推力。由于超音速燃燒時燃料在燃燒室中停留時間短，需要高熱值才能保證完全燃燒、熱穩定性好、能夠自燃點火延遲時間短反應速度快的燃料（例如液態氫或特殊的碳氫燃料）

有兩種主要類型的超燃沖壓發動機：一種是直接將燃料噴入超音速氣流中，通過控制燃料噴射的位置，燃燒可以從亞音速燃燒模式過渡到超音速燃燒模式，因此被稱為雙模超燃沖壓發動機。另一種是將一部分氣流引入亞音速燃燒室進行預燃，然后與大部分超音速氣流混合進行后燃，再從尾噴管噴出，所以稱為雙燃超燃沖壓發動機。

2.渦輪沖壓組合發動機

渦輪沖壓組合發動機是將渦輪發動機和沖壓發動機結合在一起的吸氣式發動機。按渦輪發動機和沖壓發動機的組合方式可分為分體式和整體式組合發動機，整體式組合發動機按渦輪發動機和沖壓發動機主要部件的關系和過程可分為串聯布局和并聯布局。在渦輪沖壓組合發動機中，沖壓發動機按工作方式分為亞燃、超燃沖壓發動機和雙燃燒沖壓發動機。

在沖壓發動機工作模式下，渦輪發動機主燃燒室停止工作，加力燃燒室作為沖壓發動機的燃燒室。由于渦輪發動機在中低馬赫數時的比沖、油耗低，適合中低速、遠程飛機，而沖壓發動機適合高速、近程飛機將渦輪發動機和沖壓發動機有機地結合在一起，使其兼有渦輪發動機和沖壓發動機的優點、高速、快速到達/攻擊上優勢明顯，可用于高空高速偵察機、運輸機、轟炸機攻擊機和高速遠程巡航導彈等。

渦輪沖壓組合發動機高速飛行器在起飛階段使用渦輪噴氣發動機，爬升到一定高度后再加速到沖壓發動機的工作狀態沖壓發動機投入運行后，逐漸關閉渦輪噴氣發動機，用沖壓發動機爬升、加速至高馬赫數；返回時，關閉沖壓發動機，重新啟動渦輪發動機，使飛機安全返回。所以高空高速飛機具有水平起降的功能，同時航程也很遠、重復使用的特點。

3.脈沖爆震發動機

脈沖爆震發動機(Pulse   Detonates   Engine, PDE)它是一種利用脈沖爆震波產生推力的新概念發動機。這種發動機結構簡單，運動部件少或沒有，熱循環效率高于常規活塞、渦輪發動機和沖壓發動機具有較高的推重比和較低的燃料消耗，被認為是21世紀最具潛力的航天動力因此，它們在現代航空發動機領域具有廣闊的應用前景，可以作為無人飛機的動力裝置、靶機、引誘飛機、靶彈動力裝置、遠程導彈、戰略飛機動力裝置和高超音速飛機動力裝置是航空航天領域的革命性驅動力之一。根據用途的不同，吸氣式脈沖爆震發動機大致可以分為三類：純脈沖爆震發動機、混合脈沖爆震發動機和組合脈沖爆震發動機。

4.間接冷卻再生循環技術

間接冷卻回熱循環的概念于20世紀50年代首次提出，隨后許多國家開始進行大量的理論和實驗研究。中冷回熱渦扇發動機是一種新型節能環保的航空發動機通過在傳統渦扇發動機的熱循環中增加中冷和回熱過程，發動機可以具有更低的燃油消耗?；責崞魇侵欣浠責崾綔u扇發動機的主要特征部件，工作在900K以上的高溫核心流，其性能將直接影響發動機的性能其設計技術是中冷回熱式渦扇發動機的一項關鍵技術。

5.槳扇發動機

槳扇發動機是介于渦槳發動機和渦扇發動機之間的一種結構，看似螺旋槳，實際上與風扇和螺旋槳是不同的。新螺旋槳由兩個旋轉方向相反的螺旋槳組成螺旋槳有更多的葉片，每個葉片彎曲后向后掃時形狀像一把軍刀但是隨著飛行速度的增加，當螺旋槳轉速進一步爆發時，就會遇到很多問題不僅葉尖速度會達到音速，影響阻力和聲學特性，效率也會變低，油耗增加。渦扇發動機的發展彌補了渦扇發動機油耗的不足。3]渦扇發動機的螺旋槳直徑小于渦扇發動機，大于渦扇發動機。渦扇發動機的彎曲葉片有助于大大降低葉尖速度、氣動阻力和聲干擾。螺旋槳風扇發動機有單排和雙排螺旋槳風扇，螺旋槳風扇可以提供90%～92%的推力。本發明具有在高巡航速度下飛行效率高的優點。與單排螺旋槳式風機相比，雙排螺旋槳式風機效率提高10%雙排螺旋槳風扇還可以大大降低出口氣流的扭曲，在保證機翼周圍氣流的同時可以進一步提高效率，增加機翼的升力。

有兩種類型的螺旋槳風扇發動機無導管螺旋槳風扇和導管螺旋槳風扇。雖然無導管螺旋槳風扇可以減少燃料消耗，它可以 因為它的直徑很大，所以不能安裝在飛機的翼下客艙。與無涵道螺槳風扇相比，涵道螺槳風扇對飛機機體的適應性更好，因此在更寬的轉速范圍內擁有涵道螺槳風扇發動機更具優勢。涵道螺旋槳風扇的葉片角度可以調節，這樣飛機就可以不沉重的著陸、復雜而昂貴的反推力裝置可以快速停止，而不會破壞前推力特性。

通用電氣航空集團

通用電氣General Electric，簡稱GE，像世界上單機推力最強的民航發動機GE90一樣，是世界上最大的綜合性動力和設備制造商、最優秀的民用發動機CF6-80C/E、最強大的渦輪軸發動機CT7-8系是GE的代表作，廣泛使用的波音737使用的CFM56發動機也是GE主導的。

英國羅伊斯公司

羅爾斯·羅伊斯公司是歐洲最大的航空發動機企業，最著名的產品是軍用和民用航空發動機。它是世界上第二大軍用發動機和民用發動機制造商。同時，作為大型豪華公務機制造商灣流公司的主要發動機供應商，羅爾斯·在全球1300架灣流公務機中，勞斯萊斯占據了大部分發動機市場。遄達是羅爾斯·羅伊斯開發了迄今為止最大的推力、性能最好的大涵道比民用渦扇發動機。波音787、空客A380、空客A330等使用遄達系列發動機。羅爾斯·羅伊斯已經遠遠超越了通用電氣(GE)航空的趨勢。

美國惠特尼公司

普拉特·惠特尼是聯合技術公司的子公司，聯合技術公司是一家為航空航天和建筑行業提供高科技產品和服務的全球供應商，是著名的軍用發動機、直升機發動機和民用發動機的制造商，其發動機主要是軍用的，在軍用領域一直保持著很強的競爭力。

普拉特·惠特尼是美國主要的戰斗機f-22和F-35 唯一的電源供應商。其中，用于F-22先進戰斗機的F119發動機是世界上第一臺采用二維推力矢量噴管的戰斗機發動機。在民用航空領域，普拉特·惠特尼也一樣。其中，PW4000系列從1984年開始投入使用，一直延續至今不同衍生發動機推力越來越大，也是著名發動機“常青樹”中國支線飛機新舟60飛機使用普拉特·惠特尼公司生產的渦輪螺旋槳發動機。

法國斯奈克瑪公司

法國賽峰集團旗下的斯奈克瑪公司主要從事航空動力和空間推進業務，產品包括一系列高效產品、安全、經濟型低排放民用發動機。20世紀70年代，美國斯奈克瑪公司和通用電氣公司合資成立了CFM國際公司。CFM國際公司制造的發動機一共制造了5多臺.8億飛行小時的世界紀錄。每天有300多萬乘客乘坐由CFM提供動力的飛機。

俄羅斯土星公司

留里卡-土星”科研生產合資企業是俄羅斯最有實力的航空發動機設計制造企業。留里卡-土星”憑借優秀的科研制造能力，正在積極推進第五代戰斗機發動機的研制。作為一種機動性能突出的重型多用途戰斗機，蘇-27系列飛機使用完全相同的“留里卡-土星”的AL-31F發動機。當前，“留里卡-土星”公司還負責AL-31F發動機的生產與維修。由于AL-31F發動機存在推重比低起動高度低的問題“留里卡-土星”該公司還投入了相當大的精力來改進發動機。

2022年11月6日，該航空發動機亮相第五屆中國國際進口博覽會CIIE。