什么是涡轮螺旋桨喷气发动机

晏砺堂

涡轮螺旋桨喷气发动机是怎么一回事？

在报纸上人们常看到喷气式飞机这一名词。喷气式飞机是因为它装有涡轮喷气式发动机而得名的。世界上闻名的图－104便在两翼上装了两台涡轮喷气发动机。苏联还制出另一批新型的旅客机：图－114与依尔－18莫斯科号等。前一种飞机可乘170－220人，后一种能乘75人。飞行速度都很快，而且特别经济，票价与火车票价相仿。这两种飞机都装着涡轮螺旋桨喷气发动机，每一飞机装4台。

为了说明涡轮螺旋桨喷气发动机的工作原理，下面画了涡轮喷气发动机与涡轮螺旋桨喷气发动机工作原理简图。从图上可以看出这两种发动机是很相似的。涡轮喷气发动机由压气机、燃烧室、涡轮与喷管等主要部分构成。涡轮螺旋桨发动机则除了有这几部分外还有减速器与螺旋桨。涡轮喷气发动机工作时空气被压气机吸入并压缩使压力提高后进入燃烧室中，在其中由喷嘴喷入煤油与进入的空气混合并进行燃烧。燃烧后的气体向后吹动涡轮使之旋转。涡轮是用来带动前面压气机旋转的。吹过涡轮后的燃气再在喷管中膨胀以很高的速度喷出去，利用喷气时的反作用推力使飞机前进。

涡轮螺旋桨发动机

1.压气机2.燃烧室3.涡轮4.喷管5.减速器6.螺旋桨

在涡轮螺旋桨发动机中，涡轮不仅用来带动压气机旋转而且还要通过减速器带动螺旋桨旋转。螺旋桨旋转时桨叶把空气打向后去，空气则有反作用力作用于桨叶。喷管喷出气体的速度却不很高，但也会得到一定的反作用力。这两种反作用力均能推动飞机前进。飞机得到的反作用力我们称它为推力。在这种发动机上，由螺旋桨得到的推力远比由喷管得到的推力大。减速器是用来将涡轮与压气机的每分钟高达10000到30000转的转速降低到螺旋桨的约每分钟1000转的转速。这是因为压气机与涡轮都希望在高转速下工作，而螺旋桨则必须在低转速下工作，以免叶尖达到超音速致使螺旋桨效率大大降低(新近正在研究的超音速螺旋桨除外)。由此看来涡轮螺旋桨喷气发动机是比涡轮喷气发动机更为复杂的一种发动机。在设计与试制中所需的劳动量，需要解决的技术问题以及可能遇到的困难都比设计和试制同样大小的涡轮喷气发动机要多。

涡轮螺旋桨喷气发动机有哪些优点

涡轮螺旋桨喷气发动机有压气机，燃烧室，涡轮与喷管，这都和涡轮喷气发动机相似。但从它又有螺旋桨与减速器方面看又和活塞式发动机相似。所以这种发动机兼有涡轮喷气发动机与活塞式发动机的一些优点如马力大，尺寸小，省油等。

涡轮螺旋桨发动机可以制成大大小小不同马力的发动机。小的可以发几百匹马力，大的现在达到每台发出15000匹马力。而活塞式发动机则只能做到每台最多发2000一3000马力，个别功率大一些的可以超过3000马力，但不到4000马力。涡轮螺旋桨发动机比活塞式发动机结构简单，重量轻，迎风面积小。后一点很重要，因为飞机在空气中飞行有很大的阻力，迎风面积越大，飞机受到的阻力就越大，同样马力情况下飞机就飞得越慢。

涡轮螺旋桨发动机使用煤油，而且每马力每小时消耗的煤油与活塞式发动机消耗的汽油相近甚至还略为少些。而航空汽油的价钱约为航空煤油的两倍。此外由于前者迎风面积小，重量轻使飞机飞得更快。如果以5000马力的飞机来估计，涡轮螺旋桨发动机的飞机飞1000公里约需1小时40分钟；而活塞式发动机的飞机则约需飞3小时。前一种飞机用煤油化费约2000元，而后一种飞机用汽油则约需3500元，这无怪乎用涡轮螺旋桨发动机的飞机票价可以与火车竞赛了。

涡轮喷气发动机作同样距离飞行所消耗的油就更多了。比上述两种发动机都不经济。所以涡轮螺旋桨发动机用于旅客机和运输机是较为经济的。

涡轮螺旋桨发动机在高空时马力降低不多，故适用于飞高原地区的飞机。例如在我国青海，西藏，云贵等高原地区用涡轮螺旋桨飞机就很合适，当然平原地区这种飞机就更没问题。而用一般的活塞式发动机的飞机则往往不能飞越很高的山，因而不适于在高山地区飞行。同时高空活塞式发动机构造复杂，重量很大。

涡轮螺旋桨发动机的工作原理很早就为人们所知道，但成功地使用于飞机上只不过是近几年的事，因为它是一种较新的技术，所以还将会有很大的改进，很大的发展。

涡轮螺旋桨喷气发动机的应用范围

带涡轮螺旋桨发动机的飞机在每小时600－900公里的速度下飞行较为经济。飞行高度一般距海平面8000－10000公尺，也可略为高些。这样的飞机目前不能超音速飞行。它的飞行速度和最高飞行高度都比活塞式发动机的飞机为大，但较涡轮喷气式飞机的要小些。

涡轮螺旋桨发动机较轻便，又经济，故适用于民用交通运输事业。在航空方面适用于直升飞机以及较高速的旅客机与运货机。在陆上和水上运输中也可应用，例如在汽车，火车，轮船上都可应用涡轮螺旋桨喷气发动机，当然在汽车与火车上用不着螺旋桨而是以车轮子来代替。现在国外已经在水陆交通中开始应用涡轮螺旋桨发动机了。可以预期涡轮螺旋桨发动机将会更广泛的应用于各种交通运输工具上。