（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： 和分別代表當飛行速度為零時，在某一高度上的推力和耗油率的值；
和是在當飛行速度為v 時，在同一高度上的推力和耗油率；，
Pv=0 Cev=0
Pv Cev
M 是飛行速度為v 時對應的飛行M 數，以上兩式，僅適用于M＜1.5 的情況。
（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： 、分別代表在海平面某一飛行速度時的推力和耗油率；
、是在各種飛行高度，同一飛行速度時的推力和耗油率；
是計算高度的空氣相對密度。
PH =0 CeH =0
PH CeH
Δ
三、渦輪螺旋槳發動機
渦輪螺旋槳發動機由燃氣渦輪發動機通過減速器帶動螺旋槳組成，燃氣渦輪發動機噴氣
產生的推力很小，主要是靠螺旋槳產生拉力。
與活塞式發動機相比，渦輪螺旋槳發動機有許多優點：耗油率與活塞式發動機相近，功
率、耗油率的速度特性和高度特性優于活塞式發動機；功率重量比比較大；由于不需要特殊
的冷卻裝置，單位迎風面積的功率值較大；由于沒有往復運動構件，振動特性較好，故障率
低，使用壽命長等。因渦輪螺旋槳發動機具有明顯的優越性，所以在50～60 年代，許多民用
飛機和一些軍用飛機都采用這種發動機。但這種發動機性能的進一步提高，和活塞式發動機
動力裝置一樣，也要受到螺旋槳效率的限制。
螺旋槳的效率槳η 定義為螺旋槳的有用功率與發動機的功率之比， 槳η 隨飛行速度和飛行
高度變化的關系曲線如圖4.12 所示。
從圖4.12 可以看到，螺旋槳的效率槳η 隨M 變化的情況，當飛行M 數增大到0.5 左右時，
槳η 最大，M 數進一步增大時，則迅速下降。這是因為普通的螺旋槳當飛行M 數大于0.5 出后，
螺旋槳槳葉尖部即可能出現激波，所以，為了進一步提高飛行速度和降低發動機的耗油率，
必須改善螺旋槳的設計參數，延緩激波的產生，提高螺旋槳的效率。有一些螺旋槳的槳尖做
成平頭形狀，增大槳尖處翼型的弦長，減小其相對厚度，或將槳葉的平面形狀做成彎曲的馬
刀形，相當于后掠，這些都是為了能提高槳葉的臨界M 致，從而使螺旋槳在較高的飛行速度
下，仍能保持其高效率，如圖4.12（a）中的虛線所示。
· 49 ·
(a) 槳η ～M 曲線 （b） 槳η ～H 曲線
圖4.12 槳η ～M 曲線和槳η ～H 曲線
為了能夠適用于比一般的渦輪螺旋槳發動機更高一些的飛行速度，同時又能使其耗油率
保持接近渦輪螺旋槳發動機的水平，近幾年來美、歐一些國家正在研制和發展一種稱之為“螺
旋槳風扇”（Propfan）或“無涵道風扇”（UDF）的新型發動機。這種發動機采用由10 葉左右
組成的多葉單排或雙排對轉的小直徑螺旋槳風扇，簡稱槳扇。槳葉的平面形狀為大后掠馬刀
型，翼型為寬弦、相對厚度很薄的超臨界翼型。槳扇有的是由發動機直接帶動，有的則是通
過減速器帶動，有推進式的，也有拉進式的。槳扇與發動機的空氣流量比高達30～40。這種
發動機已在空中飛行驗證，試驗證明，當飛行M 數增至0.8～0.85 時，仍能保持高效率。其
耗油率與一般的渦輪螺旋槳發動機很相近。
四、渦輪風扇發動機
渦輪風扇發動機是以渦輪噴氣發動機為基礎，增加一個外涵道而形成的，故也可以稱之
為內外涵發動機。當氣流通過其內涵道和外涵道時，動量均有所增加，因此內外涵道都能產
生推力。與渦輪噴氣發動機相比，由于增加了外涵道，使空氣流量增加，排氣的平均速度降
低，故在低速時效率提高，耗油率降低。其外涵道與內涵道的空氣流量之比，稱為發動機的
涵道比。
如果從涵道比的角度來看，也可以把渦輪噴氣發動機看成是一種涵道比為零的發動機。
而渦輪螺旋槳發動機，雖然并沒有外涵道，但也可以把流經螺旋槳的空氣流量與流經發動機
的空氣流量之比看成是涵道比。這樣，也可以把渦輪螺旋槳發動機看成是一種涵道比極大的
發動機。一般來說，渦輪螺旋槳發動機的流量比約為50～100，對于渦輪風扇發動機，按其
涵道比的大小，可以分為低、中、高和超高涵道比的渦扇發動機。通常認為，涵道比為3 以
下的稱為低、中涵道比；在5～6 左右的為高涵道比；高達15～40 左右的稱為超高涵道比。
渦輪風扇發動機的外部工作特性與其涵道比的大小有直接關系。不帶加力燃燒室的渦輪風扇
發動機的推力及耗油率與其涵道比的關系如圖4.13 所示。
· 50 ·
圖4.13 渦輪風扇發動機推力及耗油率與涵道比的關系曲線
從圖4.13 可以看出，隨著涵道比的提高，發動機推力的速度特性會下降，同時發動機的
耗油率也隨之顯著地降低。從工作原理上來看，渦輪風扇發動機在低速不加力時，是一種介
于渦輪噴氣與渦輪螺旋槳之間的發動機。
高涵道比的渦輪風扇發動機的耗油率已與渦輪螺旋槳發動機相近，所以廣泛用于許多高
亞音速的民用飛機和一些軍用飛機。尤其是對于民用飛機，使用經濟性十分重要，希望耗油
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