我們看到民航飛機(jī)的時(shí)候，應(yīng)該注意到一個(gè)很有趣的現(xiàn)象，那就是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的中心會(huì)有一個(gè)錐形物體，上面還有著蚊香一樣的圖案，隨著飛機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)裝置也會(huì)一起跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，那么這是個(gè)什么東西呢？

↑飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中心的“凸起物”↑

它叫進(jìn)氣整流罩

這個(gè)錐形物體的學(xué)名叫做“進(jìn)氣整流罩”，之所以飛機(jī)上要安裝這么一個(gè)裝置，那就必須要從發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)說(shuō)起。

↑工程師正在安裝進(jìn)氣整流罩↑

首先，對(duì)于渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)而言，航空發(fā)動(dòng)機(jī)最前端的結(jié)構(gòu)叫做“風(fēng)扇”或者“低壓風(fēng)扇”，它的作用跟我們家用風(fēng)扇其實(shí)作用是差不多的，就是迫使氣流往后方運(yùn)動(dòng)，從而獲得向前的力。當(dāng)然，轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)扇還能夠稍稍給空氣加壓，不過這個(gè)不是它的主要功能。

↑風(fēng)扇將氣體向后推↑

按理來(lái)說(shuō)，風(fēng)扇應(yīng)該推動(dòng)更多的空氣，才更加有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的性能呀，可是為什么偏偏要用這么個(gè)整流罩擋著呢？把這塊挖個(gè)洞，讓氣流通過這里不好嗎？

這是因?yàn)轱L(fēng)扇的工作過程會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問題：

• 在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，過長(zhǎng)的葉片會(huì)產(chǎn)生巨大的離心力，所以不得不控制葉片的長(zhǎng)度；
• 由于在相同的角速度下，葉片不同直徑位置的切向線速度大小不一樣，所以跟氣流之間的作用關(guān)系也不一樣，葉片越長(zhǎng)，就意味著葉片根部和尖端的氣流流動(dòng)差異越大，越是不利于風(fēng)扇的性能，而且越靠近旋轉(zhuǎn)中心的位置，由于葉片切速度越低，性能就越差。

總而言之一句話：葉片不是越長(zhǎng)越好，為了讓中間那塊小小的區(qū)域通氣（而且通氣的效率很低很低），可能付出的是加長(zhǎng)葉片的代價(jià)，所以不通氣，就不通氣吧。

另外很重要的一點(diǎn)就是，整個(gè)風(fēng)扇是被串在一根細(xì)細(xì)的轉(zhuǎn)子軸上，被轉(zhuǎn)子軸帶動(dòng)著轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以連接轉(zhuǎn)子軸的那一塊，也沒辦法通氣。

↑風(fēng)扇是串在一根細(xì)軸上，被這根軸帶動(dòng)著轉(zhuǎn)動(dòng)的↑

也許未來(lái)會(huì)有一種新的發(fā)動(dòng)機(jī)，可以去掉這根軸，實(shí)現(xiàn)像潛艇的無(wú)軸推進(jìn)那樣的功能，那么我們可能就不再會(huì)看到整流罩了。

↑水面/水下艦艇中的無(wú)軸推進(jìn)↑

而為了讓氣流在經(jīng)過這塊不通氣的地方的時(shí)候，不至于產(chǎn)生太大的阻力，所以需要將這個(gè)部分設(shè)計(jì)出出來(lái)一定的形狀，整流整流，就是要把經(jīng)過這塊“死胡同”的氣流整理完了順順當(dāng)當(dāng)?shù)厮偷桨l(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口嘛！

整流罩可不一定是轉(zhuǎn)動(dòng)的

不過話說(shuō)回來(lái)，雖然目前為止，我們可能看到的絕大部分民用發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩都是跟著轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)的，最直接的體現(xiàn)就是這些整流罩上往往還畫著螺旋形的圖案（關(guān)于這個(gè)圖案有什么作用，也可以挖個(gè)坑單獨(dú)聊）。而像EJ200這樣的軍用發(fā)動(dòng)機(jī)也是一樣的，整流罩會(huì)跟隨風(fēng)扇一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

↑隨著風(fēng)扇一起轉(zhuǎn)動(dòng)的整流罩↑

↑EJ200發(fā)動(dòng)機(jī)↑

但是實(shí)際上，這個(gè)整流罩未必會(huì)隨著風(fēng)扇一起轉(zhuǎn)動(dòng)。比如說(shuō)JT8D發(fā)動(dòng)機(jī)，這種發(fā)動(dòng)機(jī)還可以在最老式的波音737上見到，這種發(fā)動(dòng)機(jī)的正中央也有這個(gè)進(jìn)氣整流罩，但是這個(gè)整流罩就是牢牢固定在那里，不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。而像我們熟悉的很多軍用發(fā)動(dòng)機(jī)，什么AL-31F、RD-33、F110，或者太行，都是進(jìn)氣整流罩不隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的。

↑JT8D發(fā)動(dòng)機(jī)↑

↑F110發(fā)動(dòng)機(jī)↑

而之所以發(fā)生這樣的情況，跟發(fā)動(dòng)機(jī)本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)，最關(guān)鍵的一點(diǎn)，就是看有沒有“風(fēng)扇前支點(diǎn)”這個(gè)結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單說(shuō)，這個(gè)風(fēng)扇前支點(diǎn)就是在發(fā)動(dòng)機(jī)的最前端伸出來(lái)一個(gè)固定不動(dòng)的軸承來(lái)支承著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，所以在軸承前的整流罩自然不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)了。

↑CFM56和GE90大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)就沒有風(fēng)扇前支點(diǎn)↑

↑F110發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇前就有這么個(gè)支點(diǎn)↑

而有沒有風(fēng)扇前支點(diǎn)，基本上都是設(shè)計(jì)取舍的問題，有這個(gè)支點(diǎn)，那么發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的剛度就更好，沒有這個(gè)支點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)就可以更輕，完全看設(shè)計(jì)時(shí)候的具體需求。

整流罩的作用和麻煩

除了剛剛說(shuō)的，整流罩可以用來(lái)調(diào)整氣流的方向外，還有一個(gè)很有趣的功能，那就是：防止外物打傷發(fā)動(dòng)機(jī)。

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言，最怕迎面飛過來(lái)什么東西打傷發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是怕外物直接進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)涵道，萬(wàn)一影響核心機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，造成的損失可就大了。所以通過整流罩的形狀設(shè)計(jì)，可以讓碰撞到整流罩的外物劃出一道優(yōu)美的弧線，直接反彈到外涵道，這樣就盡可能地控制外物打傷引起的發(fā)動(dòng)機(jī)損壞。

↑依靠整流罩防外物打傷的原理↑

但是這么大一個(gè)整流罩可不是只有好處沒有麻煩，事實(shí)上，整流罩結(jié)冰的問題，一直都在威脅發(fā)動(dòng)機(jī)的安全。因?yàn)樵陲w機(jī)高空飛行的過程中，溫度又低，有些時(shí)候還會(huì)有很濃重的水汽，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的整流罩上很容易出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象，一旦冰塊太大了、發(fā)生碎裂，那么跟外物打傷可不一樣，這些冰塊直接就順著氣流滑進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)涵道，引起發(fā)動(dòng)機(jī)故障。

↑整流罩結(jié)冰是個(gè)很嚴(yán)重的問題↑

而為了解決這個(gè)問題，工程師提出來(lái)很多方法，其中最直接的方法就是，往整流罩里面同熱空氣。所以飛機(jī)駕駛員會(huì)控制一個(gè)小按鈕，這個(gè)按鈕一按，就會(huì)有發(fā)動(dòng)機(jī)中提取出來(lái)的熱空氣順著導(dǎo)管進(jìn)入整流罩，順帶還能夠從發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道周圍走一圈，溫暖這些零件，讓冰結(jié)不起來(lái)。

所以啊，不要看這么一個(gè)小小的零件，其實(shí)想要設(shè)計(jì)好可不是一件簡(jiǎn)單的事情。