涵道

涵道（duct）是指气体流过的通道1。涵道有内外涵道之分。

简介涵道（duct）是指气体流过的通道。

涵道有内外涵道之分。

内涵道内涵道就是通过风扇后进入压气机然后进入燃烧室燃烧后膨胀对涡轮做功，最后排出来的那部分气体通过的通道1。

外涵道外涵道是通过风扇气流后直接排出发动机的那部分气体通过的通道。一般来说，发动机80%的推力都来自外涵道排出的气体形成的。当然内外涵道比是根据不同发动机特性来制定的1。

涵道比涵道比（bypass ratio），也称旁通比，是涡扇发动机外涵道与内涵道空气流量的比值。内涵道的空气进入燃烧室与燃料混合，燃烧做功，外涵道的空气不进入燃烧室，而是与内涵道流出的燃气相混合后排出。外涵道的空气只通过风扇，流速较慢，且是低温，内涵道排出的是高温燃气，两种气体混合后降低了喷嘴平均流速与温度，较低的流速带来了较高的推进效率和较低的噪声，而根据热机原理，较低的温度能带来较高的热力学效率。两种因素共同作用，使涡扇发动机在相同油耗的情况下能获得比涡喷发动机更大的推力1。

涵道比的作用通常涵道比的提高会改进涡扇发动机的SFC但是降低发动机的单位推力。这里有一系列现实因素对一台给定发动机的设计规定了涵道比的上限：

（1）发动机的进口面积增大，因此重量和短舱阻力也增大。同样成本也会上升。

（2）驱动风扇的涡轮级数会快速上升。这是因为当涵道比上升时，风扇叶尖切线速度需保持在大概的常数，因此其转速会下降。对于一个给定的核心机尺寸，驱动风扇涡轮的尺寸是同定的，因此它的叶尖切线速度则会下降。与此同时，驱动风扇涡轮的比功必须提高，因为风扇流量与涡轮流量之比上升了，这意味着此处涡轮载荷会高得不可接受。这将使涡轮效率降低，除非此处涡轮加级。迄今已经证明了现在存涡轮和风扇间放置一个传动箱是不切实际的，因为一台大型的涡扇发动机需给其传输50 MW的功率。

（3）座舱空气和飞机附件功率提取将对SFC和单位推力带来更大影响。

（4）在反推力装置不工作时，所需婴的密封周长增加，将会带来更多的漏气。

涵道风扇涵道风扇（Ducted Fan），指在自由螺旋桨的外围设置涵道的一种推进装置。国内外很早就有人开始研究涵道风扇螺旋桨，并取得了很多研究成果，广泛应用于各种交通工具尤其是航空器中。

涵道风扇螺旋桨的优点：由于叶尖处受涵道限制，冲击噪声减小。诱导阻力减少，而效率较高。在同样功率消耗下, 涵道风扇较同样直径的孤立螺旋桨, 会产生更大的推力。同时由于涵道的环括作用, 其结构紧凑、气动噪声低、使用安全性好,因此作为一种推力或升力装置, 被应用于飞行器设计当中。

涵道风扇螺旋桨的缺点：良好的效率要求叶尖和管道间的间隙要非常小，风道三维形状设计复杂，需要高转速和最小的振动。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所