渦軸發動機

　　在帶有壓氣機的渦輪發動機這一類型中，渦輪軸發動機出現得較晚，但已在直升機和垂直／短距起落飛機上得到了廣泛的應用。

　　渦輪軸發動機于1951年12月開始裝在直升機上，作第一次飛行。那時它屬于渦輪螺槳發動機，并沒有自成體系。以后隨著直升機在軍事和國民經濟上使用越來越普遍，渦輪軸發動機才獲得獨立的地位。

　　在工作和構造上，渦輪軸發動機同渦輪螺槳發動機根相近。它們都是由渦輪風扇發動機的原理演變而來，只不過后者將風扇變成了螺旋槳，而前者將風扇變成了直升機的旋翼。除此之外，渦輪軸發動機也有自己的特點：它一般裝有自由渦輪(即不帶動壓氣機，專為輸出功率用的渦輪)，而且主要用在直升機和垂直／短距起落飛機上。

　　在構造上，渦輪軸發動機也有進氣道、壓氣機、燃燒室和尾噴管等燃氣發生器基本構造，但它一般都裝有自由渦輪，如圖所示，前面的是兩級普通渦輪，它帶動壓氣機，維持發動機工作，后面的二級是自由渦輪，燃氣在其中作功，通過傳動軸專門用來帶動直升機的旋翼旋轉，使它升空飛行。此外，從渦輪流出來的燃氣，經過尾噴管噴出，可產生一定的推力，由于噴速不大，這種推力很小，如折合為功率，大約僅占總功率的十分之一左右。有時噴速過小，甚至不產生什么推力。為了合理地安排直升機的結構，渦輪軸發動機的噴口，可以向上，向下或向兩側，不象渦輪噴氣發動機那樣非向后不可。這有利于直升機設計時的總體安排。

　　渦輪軸發動機是用于直升機的，它與旋翼配合，構成了直升機的動力裝置。按照渦輪風扇發動機的理論，從理論上講，旋翼的直徑愈大愈好。同樣的核心發動機，產生同樣的循環功率，所配合的旋翼直徑愈大，則在旋翼上所產生的升力愈大。事實上，由于在能量轉換過程中有損失，旋翼也不可能制成無限大，所以，旋翼的直徑是有限制的。——般說，通過旋翼的空氣流量是通過渦輪軸發動機的空氣流量的500-1000倍。

　　同渦輪軸發動機和直升機常用的另一種動力裝置——活塞發動機采相比，渦輪軸發動機的功率重量比要大得多，在2.5以上。而且就發動機所產生的功率來說，渦輪軸發動機也大得多，目前使用中的渦輪軸發動機所產生的功率，最高可達6000馬力甚至10000馬力，活塞發動則相差很遠。在經濟性上，渦輪軸發動機的耗油率略高于最好的活塞式發動機，但它所用的航空煤油要比前者所用的汽油便宜，這在一定程度上得到了彌補。當然，渦輪軸發動機也有其不足之處。它制造比較困難，制造成本也較高。特別是由于旋翼的轉速更低，它需要比渦輪螺旋槳發動機更重更大的減速齒輪系統，有時它的重量竟占發動機總重量一半以上。