渦輪發(fā)動機(jī)
渦輪發(fā)動機(jī)（Turbine engine, or often simply turbine）它是利用旋轉(zhuǎn)部件從通過它的流體中吸取動能的一種發(fā)動機(jī)形式，是內(nèi)燃機(jī)的一種。它經(jīng)常被用作飛機(jī)和大型船只或車輛的發(fā)動機(jī)。
組成
所有渦輪發(fā)動機(jī)都有壓縮機(jī)(compressor)燃燒室(burn)渦輪機(jī)(渦輪，渦輪發(fā)動機(jī)名稱的來源)三大部份。壓縮機(jī)通常也分為低壓壓縮機(jī)(低壓段)和高壓壓縮機(jī)(高壓段)有時，低壓段還具有進(jìn)氣風(fēng)扇增加進(jìn)氣量的作用，進(jìn)來的氣流在壓縮機(jī)中被壓縮成高密度、高壓、低速氣流，以提高發(fā)動機(jī)的效率。氣流進(jìn)入燃燒室后，燃油從供油噴嘴噴出，在燃燒室中與氣流混合并燃燒。燃燒后產(chǎn)生的高熱廢氣再推動渦輪旋轉(zhuǎn)，然后將剩余的能量通過噴嘴或排氣管帶出去至于有多少能量會被用來推動渦輪，這取決于渦輪發(fā)動機(jī)的類型和設(shè)計(jì)和壓縮機(jī)一樣，渦輪也可以分為高壓部分和低壓部分。
盡管渦輪發(fā)動機(jī)可能有許多不同的工作原理，但最簡單的渦輪發(fā)動機(jī)可能只有一種“轉(zhuǎn)子”Rotor）例如，具有中心軸線的風(fēng)扇葉片被放置在流體中（例如空氣或水）流體通過時作用在扇葉上的力會帶動整個轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動，然后從中心軸輸出軸向扭矩。風(fēng)車水車等裝置可以說是人類發(fā)明的渦輪發(fā)動機(jī)的最早原型。
根據(jù)不同的分類方法，渦輪發(fā)動機(jī)也可以分為許多不同的類型。例如，通過區(qū)分燃燒室和轉(zhuǎn)子的位置是否在一起，存在屬于外燃發(fā)動機(jī)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)（Gas turbine）和屬于內(nèi)燃機(jī)的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)（Turbofan）
如果渦輪發(fā)動機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)，就變成了壓縮機(jī)泵等輸入動力后能驅(qū)動流體的一類設(shè)備。
渦輪發(fā)動機(jī)一些渦輪發(fā)動機(jī)具有多組葉片，其中一些用于從流體中獲取動力，一些用于推進(jìn)流體這兩者不能混為一談。例如，在大多數(shù)渦扇發(fā)動機(jī)和渦槳發(fā)動機(jī)中，位于燃燒室前面的葉片實(shí)際上是用來增壓進(jìn)氣的，所以應(yīng)該把它們看作是壓氣機(jī)。真正的渦輪部分是位于燃燒室后面的風(fēng)扇，由燃燒后的廢氣驅(qū)動產(chǎn)生動力，然后通過傳動軸將動力傳遞給主風(fēng)扇葉片（渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)）或螺旋槳（渦輪旋槳發(fā)動機(jī)）處，推動其運(yùn)轉(zhuǎn)。
性能
渦輪增壓發(fā)動機(jī)是一種空氣壓縮機(jī)，它利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣作為動力來驅(qū)動位于排氣道中的渦輪渦輪轉(zhuǎn)動時，帶動位于進(jìn)氣道內(nèi)的同軸葉輪，將空氣濾清器管路送來的新鮮空氣壓縮后送入氣缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速加快時，高速廢氣推動渦輪加速，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速同步加快，空氣壓縮程度增加，發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量相應(yīng)增加，缸內(nèi)燃燒更充分，動力輸出更高。
優(yōu)勢
內(nèi)燃機(jī)是一種消耗氣體的機(jī)器，因?yàn)槿剂闲枰c空氣混合才能完成燃燒沖程一旦空燃比達(dá)到一定值，增加燃油不僅會產(chǎn)生更多的動力，還會向大氣中排放黑煙和未燃盡的燃油。發(fā)動機(jī)供應(yīng)的燃料越多，黑煙就越濃。因此，當(dāng)超過空燃比極限時，連續(xù)供油不僅消耗更多的燃料、縮短柴油機(jī)使用壽命，嚴(yán)重污染大氣。
渦輪增壓最大的好處就是可以在不增加發(fā)動機(jī)排量的情況下，大幅度提高發(fā)動機(jī)的功率非渦輪增壓發(fā)動機(jī)通過曲軸的運(yùn)動直接從大氣中吸入空氣，而渦輪增壓發(fā)動機(jī)通過渦輪增壓器向發(fā)動機(jī)提供壓縮空氣。隨著進(jìn)入氣缸的空氣量增加，允許噴射更多的燃料，以使發(fā)動機(jī)產(chǎn)生更多的功率，并具有更高的燃燒效率。這意味著同樣大小和重量的發(fā)動機(jī)，增壓后可以產(chǎn)生更大的功率，或者小排量發(fā)動機(jī)增壓后可以產(chǎn)生和更大發(fā)動機(jī)一樣的功率。因?yàn)闇u輪增壓器為發(fā)動機(jī)提供了更多的空氣，所以燃油在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時會燃燒得更充分、更徹底。其他優(yōu)勢包括節(jié)省燃料和減少排放。
分類
根據(jù)發(fā)動機(jī)燃料燃燒所需氧化劑來源的不同，可分為火箭發(fā)動機(jī)和空氣噴氣發(fā)動機(jī)?；鸺l(fā)動機(jī)自帶氧化劑。根據(jù)氧化劑和燃燒劑的不同形式，火箭發(fā)動機(jī)分為液體火箭發(fā)動機(jī)和固體火箭發(fā)動機(jī)。
渦輪發(fā)動機(jī)最近也被用作大型發(fā)電機(jī)。
渦輪噴氣發(fā)動機(jī)
主要用于戰(zhàn)斗機(jī)和超音速客機(jī)，如協(xié)和式飛機(jī)）
渦輪發(fā)動機(jī)這種發(fā)動機(jī)有加速快的優(yōu)點(diǎn)、設(shè)計(jì)簡單等優(yōu)點(diǎn)，是噴氣發(fā)動機(jī)的早期實(shí)用型。而渦噴發(fā)動機(jī)要想提高推力，就需要提高渦輪前氣體的溫度和壓力比，這樣會增加排氣速度，損失更多的動能，從而造成提高推力和降低油耗的矛盾。所以渦噴發(fā)動機(jī)耗油量大，這是商用民機(jī)的致命弱點(diǎn)。
渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)
主要用于民用噴氣式客機(jī)和轟炸機(jī)、預(yù)警機(jī)和運(yùn)輸機(jī)是應(yīng)用最廣泛的渦輪發(fā)動機(jī)）
渦扇發(fā)動機(jī)的妙處在于提高渦輪前溫度而不提高排氣速度。渦扇發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)實(shí)際上是在渦噴發(fā)動機(jī)前增加幾級渦輪，這些渦輪帶動一定數(shù)量的風(fēng)扇。風(fēng)扇吸入的一部分氣流像普通噴氣發(fā)動機(jī)一樣被送到壓氣機(jī)(術(shù)語稱“內(nèi)涵道”另一部分直接從渦輪噴氣發(fā)動機(jī)殼體外圍排出(外涵道”因此，渦扇發(fā)動機(jī)的燃?xì)饽芰勘环謩e分配到風(fēng)扇和燃燒室產(chǎn)生的兩種排氣流中。此時，為了提高熱效率，提高渦輪前的溫度，可以通過適當(dāng)?shù)臏u輪結(jié)構(gòu)和增大風(fēng)扇直徑，將更多的燃?xì)饽芰客ㄟ^風(fēng)扇傳遞到外涵道，從而避免大幅提高排氣速度。熱效率和推進(jìn)效率平衡，發(fā)動機(jī)的效率大大提高。高效率意味著低油耗和更長的航程。從結(jié)構(gòu)上看，目前渦扇發(fā)動機(jī)可以分為單旋翼、雙轉(zhuǎn)子、三轉(zhuǎn)子。
渦扇發(fā)動機(jī)可細(xì)分為加力燃燒室和加力燃燒室。前者不僅渦輪前溫度更高，風(fēng)扇直徑也更大，涵道比可達(dá)8以上這種發(fā)動機(jī)在經(jīng)濟(jì)上優(yōu)于渦輪噴氣發(fā)動機(jī)，在可用飛行速度上也高于活塞發(fā)動機(jī)、軍用運(yùn)輸機(jī)的最大速度是M0.在9左右的飛機(jī)上廣泛使用。根據(jù)熱機(jī)原理，當(dāng)發(fā)動機(jī)功率不變時，參與推進(jìn)的工質(zhì)越多，推力就會越大加力渦扇發(fā)動機(jī)因?yàn)轱L(fēng)扇直徑大，空氣流量會更大，所以推力也會更大。同時，由于排氣速度較低，這款發(fā)動機(jī)的噪音也較小。加力渦扇發(fā)動機(jī)在飛機(jī)巡航時不開加力，所以相當(dāng)于加力渦扇發(fā)動機(jī)但為了追求高推重比，減少阻力，這種發(fā)動機(jī)的涵道比一般為1.0以下。高速飛行時，發(fā)動機(jī)的加力燃燒室打開，外涵道中的空氣和渦輪后的燃?xì)膺M(jìn)入加力燃燒室噴射后再次燃燒，這樣推力可以大大增加，甚至超過加力渦噴發(fā)動機(jī)而且隨著速度的提高，這種發(fā)動機(jī)的加力比會提高，油耗會降低。加力渦扇發(fā)動機(jī)具有低速低油耗加力大推重比的特點(diǎn)。
渦輪發(fā)動機(jī)渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)（主要用于螺旋槳飛機(jī)，后來許多老式活塞螺旋槳發(fā)動機(jī)經(jīng)過改裝，安裝了渦槳發(fā)動機(jī)，從而延長了飛行壽命）
渦輪軸發(fā)動機(jī)（主要用于直升機(jī)）
此外，還有一種螺旋槳和風(fēng)扇組合的螺旋槳風(fēng)扇發(fā)動機(jī)
在噴氣推進(jìn)方面，也有：
沖壓噴氣發(fā)動機(jī)（主要用于導(dǎo)彈和無人機(jī)）利用間歇燃燒原理的脈沖噴氣發(fā)動機(jī)，以及不同類型的組合發(fā)動機(jī)，例如渦輪發(fā)動機(jī)/沖壓噴氣發(fā)動機(jī)。