徐劳立 刘宇星 王 越

(北京工业大学数理学院， 北京 100124)

航空涡轮发动机中的物理学

徐劳立 刘宇星 王 越

(北京工业大学数理学院， 北京 100124)

航空发动机的技术含量密集而难度高，其制造水平是一个国家工业技术水平的重要标志。航空动力主要使用燃气涡轮发动机，本文简要描述了航空涡轮发动机的结构类型和特性，运用热力学和流体力学的基础理论解释了几种航空涡轮发动机的结构演化，并介绍了航空涡轮发动机的关键技术单晶镍基合金叶片，最后给出了我国航空发动机事业的发展概况。

航空涡轮发动机；物理学；单晶镍基合金叶片

在2016年全国两会期间，媒体透露了我国“十三五”规划将实施的100个重大工程及项目，其中的航空发动机及燃气轮机被列于首位。这一消息凸显了作为军用民用飞机动力的航空发动机和作为舰船动力的燃气轮机的重要性，也表明我国在这方面赶超世界先进技术水平的决心。本文从物理角度揭开航空发动机的面纱。

1 航空发动机的类型

航空发动机主要包括活塞、涡扇、涡桨、涡轴发动机和超燃冲压发动机，它们的用途在表1中列出。

表1 常用航空发动机及其用途

活塞式发动机通过活塞的往复运动将燃气的热能转换为驱动螺旋桨旋转的机械能，是早期飞机的主要动力，现在用于一些小功率的轻型飞机、无人机和直升机。

目前的航空发动机中应用最多的是燃气涡轮发动机，其主要类型为：涡……