桨扇发动机发动机是一种怎样结构的发动机，具有怎样的优势

在二战结束前夕，德国施密特公司研发的ME262冲上欧洲上空，给予了喷火战机最后致命一击，虽然德国的败局已定，但是ME262战机的喷气式发动机却成为了二战后航空动力的主要发展方向，ME262发动机采用的是轴流式涡喷发动机，其主要由最前端的压气机和后面核心的涡轮叶片组成，压气机将空气压缩后送入燃烧室内与燃料混合燃烧产生高燃气体，高燃气体推动涡轮旋转带动最前面的压气机叶片旋转，并从尾部喷口喷出产生较大的反推力，这就是最简单的涡喷发动机工作原理。

如果在涡喷发动机最前面的压气机组件前加装一个尺寸较大的风扇，就构成了涡扇发动机。最前端的风扇直接和压气机硬连接驱动，这样就可以在提升压气机进气效率的同时，将多余空气从压气机外侧喷出，既提升发动机推力的同时，外部涵道的空气不经过燃烧室内部也降低了油耗，而且在保证足够的输出功率前提下，外涵道流过的冷空气比内部流过的热空气流量越多，发动机的推力就越大，经济性就越好。

虽然流过外涵道的冷空气和流过内部的热空气流量差值较大，发动机的推进效率就越高，但是内外涵道差值不可能无限大，也就是说外涵道尺寸并不能无限提升，那么索性取消外部涵道，直接将最前端的风扇叶片暴露在外，就形成了涡桨发动机，这样风扇叶片的尺寸可以尽可能的设计的更大，发动机的节油性也就越好。

但是尺寸更大的螺旋桨叶片直接暴露在外产生的空气阻力也更大，导致飞行器的最大飞行速度受限，特别是螺旋桨叶片是通过变速器和发动机主轴直接连接的，叶片尺寸过长、桨尖线速度也就更高，很容易导致叶尖失速，继而导致发动机推进效率直接为零，而且变速器的存在也使得叶片的转速根本不能直接和主轴转速保持一致，严重限制了涡桨发动机的推力提升。

解决这个问题最好的方式之一就是减少叶片的长度、增加叶片的数量，这样在单位时间内空气穿过的叶片数量更多，流量也就越高、推力也就越大。但是发动机叶片数量增多后，带来的正面空气阻力更大了，航空器的最大飞行速度仍然受到很大的限制。

所以只能减少发动机叶片的尺寸来降低空气阻力，但是叶片尺寸减少了单位时间内通过的空气流量也就少了很多，依然无法实现更大推力的输出，所以最简单的方式就是取消变速器，并增加螺旋桨叶片的数量，如果一副螺旋桨不够，那就再前后串联一副叶片，并且让两个发动机叶片旋转方向相反，且前后桨叶数量不同、采用跨音速翼型设计、桨叶大幅度后掠，这样就能够提高叶尖失速的速度，让航空器的飞行速度更快，且桨叶的旋转速度更高，同时相向对转也避免了前后叶片气流的撞击，噪音也更小。而且螺旋桨转速可以提升到更大后，就可以取消变速器，让螺旋桨直接和主轴硬连接，依靠主轴更高的转速优势来提升螺旋桨叶片的转速，继而提升发动机的推力，而这种结构的发动机就是桨扇发动机。

桨扇发动机的优势有多明显呢？

相比涡扇发动机，桨扇发动机最大的优势就是同样大的推力输出，桨扇发动机有着更高的经济性优势，这是因为桨扇发动机的桨叶没有外涵道包裹，内外叶片的直径差更大，和涡桨发动机一样大部分推力都由外面的桨叶产生，所以经济性更好，同时前后串联的对转桨叶设计也使得其转速更高、推力更大。反观涡扇发动机由于有外壳的限制，最前面的风扇叶片直径受到很大的限制，所以其外涵道贡献的推力占比并没有没有外部限制的桨扇发动机大，经济性也就没有桨扇发动机高。

相比同样没有外涵道限制的涡桨发动机而言，桨扇发动机特殊的桨叶设计使得其转速更高，单位时间内流过的空气流量更高、且跨音速桨叶翼型设计使得其空气阻力更小，搭载桨扇发动机的航空器最大飞行速度也更高，而且前后串联对转桨叶设计也使得最大输出推力要比只有一副桨叶的涡桨发动机更大，所以桨扇发动机相比涡桨发动机飞行速度快、输出推力更大。

就算是和涡喷发动机相比，由于所有推力都由最外面的串联对转桨叶提供，内部的压气机和涡轮结构只用于驱动最外面的桨叶高速对转，以最大巡航速度飞行时，其油耗要比同样大推力的涡喷发动机低至少20%以上。

但是为什么桨扇发动机没有得到市场广泛应用呢？说白了还是因为其技术复杂、且数量更多、转速更高的桨叶没有外部涵道的保护，相比涡扇发动机安全性差、噪音也更大，而民航市场和大部分军用运输机市场，更看重的是安全性和舒适的客舱环境，所以桨扇发动机虽然优秀、但是没有市场也只能沦为过客。