（4.2）
（4.3）
(1 0.32 0.40 2 0.01 3 )
0 P P M M M v v = − + − =
(1 0.38 0.05 2 )
Cev = Cev 0 + M + M =
其中： 和分别代表当飞行速度为零时，在某一高度上的推力和耗油率的值；
和是在当飞行速度为v 时，在同一高度上的推力和耗油率；，
Pv=0 Cev=0
Pv Cev
M 是飞行速度为v 时对应的飞行M 数，以上两式，仅适用于M＜1.5 的情况。
（2）推力P 和耗油率Ce 的高度特性近似公式
= Δ
= Δ
=
=
01.20
0.35
0
H H
H H
P P
P P
（4.4）
⎭ ⎬ ⎫
≥
<
( 11 )
( 11 )
H km
H km
0
0.12
0
0.863 =
=
=
= Δ
eH eH
eH eH
C C
C C
（4.5）
⎭ ⎬ ⎫
≥
<
( 11 )
( 11 )
H km
H km
其中： 、分别代表在海平面某一飞行速度时的推力和耗油率；
、是在各种飞行高度，同一飞行速度时的推力和耗油率；
是计算高度的空气相对密度。
PH =0 CeH =0
PH CeH
Δ
三、涡轮螺旋桨发动机
涡轮螺旋桨发动机由燃气涡轮发动机通过减速器带动螺旋桨组成，燃气涡轮发动机喷气
产生的推力很小，主要是靠螺旋桨产生拉力。
与活塞式发动机相比，涡轮螺旋桨发动机有许多优点：耗油率与活塞式发动机相近，功
率、耗油率的速度特性和高度特性优于活塞式发动机；功率重量比比较大；由于不需要特殊
的冷却装置，单位迎风面积的功率值较大；由于没有往复运动构件，振动特性较好，故障率
低，使用寿命长等。因涡轮螺旋桨发动机具有明显的优越性，所以在50～60 年代，许多民用
飞机和一些军用飞机都采用这种发动机。但这种发动机性能的进一步提高，和活塞式发动机
动力装置一样，也要受到螺旋桨效率的限制。
螺旋桨的效率桨η 定义为螺旋桨的有用功率与发动机的功率之比， 桨η 随飞行速度和飞行
高度变化的关系曲线如图4.12 所示。
从图4.12 可以看到，螺旋桨的效率桨η 随M 变化的情况，当飞行M 数增大到0.5 左右时，
桨η 最大，M 数进一步增大时，则迅速下降。这是因为普通的螺旋桨当飞行M 数大于0.5 出后，
螺旋桨桨叶尖部即可能出现激波，所以，为了进一步提高飞行速度和降低发动机的耗油率，
必须改善螺旋桨的设计参数，延缓激波的产生，提高螺旋桨的效率。有一些螺旋桨的桨尖做
成平头形状，增大桨尖处翼型的弦长，减小其相对厚度，或将桨叶的平面形状做成弯曲的马
刀形，相当于后掠，这些都是为了能提高桨叶的临界M 致，从而使螺旋桨在较高的飞行速度
下，仍能保持其高效率，如图4.12（a）中的虚线所示。
· 49 ·
(a) 桨η ～M 曲线 （b） 桨η ～H 曲线
图4.12 桨η ～M 曲线和桨η ～H 曲线
为了能够适用于比一般的涡轮螺旋桨发动机更高一些的飞行速度，同时又能使其耗油率
保持接近涡轮螺旋桨发动机的水平，近几年来美、欧一些国家正在研制和发展一种称之为“螺
旋桨风扇”（Propfan）或“无涵道风扇”（UDF）的新型发动机。这种发动机采用由10 叶左右
组成的多叶单排或双排对转的小直径螺旋桨风扇，简称桨扇。桨叶的平面形状为大后掠马刀
型，翼型为宽弦、相对厚度很薄的超临界翼型。桨扇有的是由发动机直接带动，有的则是通
过减速器带动，有推进式的，也有拉进式的。桨扇与发动机的空气流量比高达30～40。这种
发动机已在空中飞行验证，试验证明，当飞行M 数增至0.8～0.85 时，仍能保持高效率。其
耗油率与一般的涡轮螺旋桨发动机很相近。
四、涡轮风扇发动机
涡轮风扇发动机是以涡轮喷气发动机为基础，增加一个外涵道而形成的，故也可以称之
为内外涵发动机。当气流通过其内涵道和外涵道时，动量均有所增加，因此内外涵道都能产
生推力。与涡轮喷气发动机相比，由于增加了外涵道，使空气流量增加，排气的平均速度降
低，故在低速时效率提高，耗油率降低。其外涵道与内涵道的空气流量之比，称为发动机的
涵道比。
如果从涵道比的角度来看，也可以把涡轮喷气发动机看成是一种涵道比为零的发动机。
而涡轮螺旋桨发动机，虽然并没有外涵道，但也可以把流经螺旋桨的空气流量与流经发动机
的空气流量之比看成是涵道比。这样，也可以把涡轮螺旋桨发动机看成是一种涵道比极大的
发动机。一般来说，涡轮螺旋桨发动机的流量比约为50～100，对于涡轮风扇发动机，按其
涵道比的大小，可以分为低、中、高和超高涵道比的涡扇发动机。通常认为，涵道比为3 以
下的称为低、中涵道比；在5～6 左右的为高涵道比；高达15～40 左右的称为超高涵道比。
涡轮风扇发动机的外部工作特性与其涵道比的大小有直接关系。不带加力燃烧室的涡轮风扇
发动机的推力及耗油率与其涵道比的关系如图4.13 所示。
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图4.13 涡轮风扇发动机推力及耗油率与涵道比的关系曲线
从图4.13 可以看出，随着涵道比的提高，发动机推力的速度特性会下降，同时发动机的
耗油率也随之显著地降低。从工作原理上来看，涡轮风扇发动机在低速不加力时，是一种介
于涡轮喷气与涡轮螺旋桨之间的发动机。
高涵道比的涡轮风扇发动机的耗油率已与涡轮螺旋桨发动机相近，所以广泛用于许多高
亚音速的民用飞机和一些军用飞机。尤其是对于民用飞机，使用经济性十分重要，希望耗油
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