導(dǎo)讀：渦槳發(fā)動機(jī)結(jié)合了噴氣機(jī)動力的可靠性，同時有兼具螺旋槳的高效率，能夠?yàn)轱w機(jī)從低海拔到中海拔提供優(yōu)良的動力性能。渦槳發(fā)動機(jī)適用于安全、高效的區(qū)域航行，適用于50多座的通航客機(jī)和小型飛機(jī)，那他們是如何工作的呢。
在所有的渦槳發(fā)動機(jī)中，最受歡迎的是加拿大普惠公司的PT6系列發(fā)動機(jī)，自該發(fā)動機(jī)在20世紀(jì)60年代投入使用以來，已經(jīng)生產(chǎn)了超過41,000臺PT6A發(fā)動機(jī)，累計(jì)飛行時間超過3.35億小時。PT6發(fā)動機(jī)經(jīng)過不斷的改進(jìn)和該型，該系列型號高達(dá)69型，功率范圍覆蓋從500軸馬力（SHP）到超過2,000軸馬力。雖然并非所有的渦槳發(fā)動機(jī)都與PT6發(fā)動機(jī)完全相同，但是它們都遵循相同的基本概念，由于PT6系列發(fā)動機(jī)的廣泛應(yīng)用，它是一個很好的例子。
逆流進(jìn)氣
與渦扇或渦噴飛機(jī)不同，外部空氣進(jìn)入渦槳發(fā)動機(jī)是通過一種逆流的方式，如PT6發(fā)動機(jī)所示。
發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣道位于螺旋槳的下方或旁邊，氣流向后進(jìn)入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道，在到達(dá)進(jìn)氣道后面的極限時，空氣轉(zhuǎn)回180度向飛機(jī)前部流動。
除此之外，空氣在到達(dá)燃燒室時再次反轉(zhuǎn)方向2次，從而允許發(fā)動機(jī)的長度更短，更緊湊。
壓縮
第一個壓氣機(jī)端是“軸向流動”，使用一系列翼型的旋轉(zhuǎn)葉片來加速和壓縮空氣。它被稱為軸流式壓氣機(jī)，因?yàn)榭諝庋仄叫杏诎l(fā)動機(jī)軸的方向穿過發(fā)動機(jī)。當(dāng)空氣穿過壓氣機(jī)時，每組葉片都比前面要小，為空氣增加了更多能量和壓力。
每組壓氣機(jī)動葉之間還有稱之為“靜葉”的不動翼型葉片。這些靜葉（也稱為定子）通過將旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換成靜壓來增加空氣的壓力。靜葉還調(diào)整空氣流動進(jìn)入下一組旋轉(zhuǎn)葉片的角度，換句話說，它們可以拉直并穩(wěn)定空氣流動的方向。（網(wǎng)上曾有一個老外的視頻，如果沒有靜子葉片，全是轉(zhuǎn)子，當(dāng)你用吹風(fēng)機(jī)吹時，你會發(fā)現(xiàn)，只有前面的葉片動，后面的葉片并不動）
在通過軸流式壓氣機(jī)壓縮之后，空氣會進(jìn)入一個離心式壓氣機(jī)，在該壓氣機(jī)段，空氣向外拋出，遠(yuǎn)離發(fā)動機(jī)核心，流向燃燒室，空氣的流向又旋轉(zhuǎn)了90度。
燃燒
燃燒器是點(diǎn)火發(fā)生的地方，當(dāng)空氣離開壓氣機(jī)進(jìn)入燃燒室后，它與燃料混合并被點(diǎn)燃。這聽起來很簡單，但實(shí)際上這是一個非常復(fù)雜的過程。這是因?yàn)槿紵餍枰３秩剂?空氣混合物的穩(wěn)定，恒定燃燒，同時空氣又以極快的速度通過燃燒室。
燃燒室的前段是一個擴(kuò)散器（diffuser）用來減緩壓氣機(jī)過來的空氣流動，使其更容易點(diǎn)燃。發(fā)動機(jī)頭部（dome）和旋流器（swirler）增加了空氣的湍流，使得空氣可以更容易與燃料混合。正如您可能猜到的那樣，燃油噴射器噴嘴（nozzles）將燃油噴射到空氣中，形成可以點(diǎn)燃的燃料/空氣混合物。在那里，火焰筒（liner）是實(shí)際燃燒發(fā)生的地方?；鹧嫱玻╨iner）有幾個入口，允許空氣進(jìn)入燃燒區(qū)的多個點(diǎn)。
點(diǎn)火器（igniters）是燃燒階段的最后部分，它們與汽車或活塞發(fā)動機(jī)的火花塞非常相似。一旦點(diǎn)火器點(diǎn)燃火焰，然后火焰就會自我維持穩(wěn)定燃燒，點(diǎn)火器將會關(guān)閉（盡管它經(jīng)常在惡劣天氣和結(jié)冰條件下用作備用）。
渦輪
一旦空氣通過燃燒室，它就會流過渦輪，渦輪也是一系列的翼型葉片，與軸流式壓氣機(jī)的葉片非常相似。當(dāng)高溫的燃?xì)飧咚俚牧鬟^渦輪葉片時，它的熱能被轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動核心機(jī)旋轉(zhuǎn)，并帶動與核心機(jī)軸鏈接的所有附件一起轉(zhuǎn)動，大約有70%的發(fā)動機(jī)總功率將用于壓氣機(jī)和附件的驅(qū)動。
雖然渦輪可以以超過37,000rpm的速度旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)軸的后部（壓氣機(jī)部分和發(fā)動機(jī)驅(qū)動的附件），但它卻無法驅(qū)動螺旋槳。通常核心機(jī)后面還有一個完全獨(dú)立的第二軸系用來驅(qū)動螺旋槳。
因此經(jīng)過渦輪的氣流接下來會進(jìn)入發(fā)動機(jī)的動力渦輪，這些動力渦輪同樣像核心機(jī)那樣，具有翼型葉片，動力渦輪可以直連螺旋槳，為其提供旋轉(zhuǎn)動力，大約30%的發(fā)動機(jī)總功率被用在PT6發(fā)動機(jī)中用來旋轉(zhuǎn)螺旋槳。
動力渦輪
有趣的事實(shí)：因?yàn)镻T6發(fā)動機(jī)是一種自由渦輪式渦槳發(fā)動機(jī)，理論上，你可以在發(fā)動機(jī)啟動時，用手保持螺旋槳靜止。因?yàn)樾D(zhuǎn)螺旋槳的唯一方法是通過動力渦輪，而動力渦輪與發(fā)動機(jī)的核心機(jī)是完全分開的，所以可以想象，在極低功率下，核心機(jī)出來的氣流經(jīng)過動力渦輪時，螺旋槳可以保持靜止......但請不要在機(jī)場嘗試。
減速齒輪箱
由于渦槳發(fā)動機(jī)的動力渦輪轉(zhuǎn)速仍然可能高達(dá)大約33,000rpm，而大多數(shù)PT6發(fā)動機(jī)的螺旋槳的轉(zhuǎn)速大約在1900rpm，因此需要安裝一系列的減速齒輪。
下一個？你猜對了......推力?，F(xiàn)在螺旋槳以合理的速度旋轉(zhuǎn)，螺旋槳能夠產(chǎn)生推力。
排氣
一旦通過動力渦輪，廢氣就基本沒有實(shí)際用途了，它只是從發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)移出來并通過排氣管排出。在某些飛機(jī)中，廢氣也可以產(chǎn)生一部分推力，但它通常只占總推力的百分之幾。螺旋槳產(chǎn)生的推力仍然是主力。
渦槳飛機(jī)的好處
雖然渦槳發(fā)動機(jī)通常比渦扇或渦噴發(fā)動機(jī)飛機(jī)具有更低的服務(wù)天花板，但它們每位乘客的燃料燃燒明顯更少。由于推進(jìn)效率曲線，它們在速度低于400節(jié)（740.8km/h）時效率最高。雖然價格昂貴，但它們非常可靠。
這使得渦槳飛機(jī)成為相對較短的區(qū)域航班的完美動力引擎。這就是為什么你會在Dash-8-Q400，Cessna Caravan，Pilatus PC-12和Beechcraft King Air等飛機(jī)上找到它們的原因。即便與活塞發(fā)動機(jī)相比，渦槳發(fā)動機(jī)的運(yùn)動部件相對較少，振動較小，因此非?？煽俊８玫氖?.....他們?nèi)紵娇彰河?，每加侖比航空汽油便宜一美元?/p>
螺旋槳的簡單目的是將發(fā)動機(jī)的制動馬力轉(zhuǎn)換為推力。就像翅膀一樣，螺旋槳會加速其弧面上的氣流。高速的空氣導(dǎo)致螺旋槳前方的靜壓降低，使翼型向前拉。
螺旋槳直徑
在理想情況下，可變直徑螺旋槳效率最高，低空速直徑大，高空速直徑小。由于結(jié)構(gòu)，控制和重量問題，可變直徑螺旋槳是不實(shí)用的。相反，大多數(shù)螺旋槳的直徑大小允許在慢速和空速運(yùn)行之間產(chǎn)生“中間級快樂”。
