压气机
压气机是航空发动机中一个重要的组成部分，它对流过它的空气进行压缩，提高空气的压力，为燃气膨胀做功创造条件，改善发动机经济性，增大发动机推力。
压气机的分类
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分类
根据气流流过压气机的流动特点，压气机可分为离心式、轴流式、混合式与斜流式。它们都由发动机涡轮驱动，通常直接与涡轮轴相连接。
离心式压气机
轴流式压气机
混合式压气机
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离心式 V.S. 轴流式
工作特点
离心式压气机：空气在工作叶轮内沿着远离叶轮旋转中心的方向流动；
轴流式压气机：空气在工作叶轮内基本沿着发动机的轴线放心流动。
优缺点对比
离心压气机通常比轴流压气机更结实，也较容易发展和制造；
离心式压气机单级增压比高，一级的可达4-5，甚至更高，重量轻，工作范围较宽，所需的启动功率较小。但流动损失较大，尤其是级间损失更大，不适用于多级，最多两级，因此离心式压气机的效率较低，基本都低于85%。一般在小型涡轴发动机上使用。
同样迎风面积的轴流压气机比离心压气机吸入的空气多得多，并能从设计得到高得多的增压比。因为空气流量是决定推力大小的一项重要因素，这就意味着，在同样的迎风面积条件下，轴流压气机发动机将产生更大的推力。再加上通过额外增加级数就能增加压比的这种能力，使得大多数发动机设计采用轴流压气机。
离心式压气机
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结构
离心式压气机由导风轮(或称进气装置、进气系统等)、叶轮、扩压器和集气管等组成，其中叶轮和扩压器是两个主要部件。
离心式压气机结构示意图
导风轮
导风轮位于叶轮进口处，主要为收敛形通道，使气流以一定的方向均匀流入叶轮。
叶轮
叶轮含有一锻造的盘，在一侧或两侧上有整体式径向配置的导向叶片，与压气机机匣一起形成了收敛通道。导向叶片可以是后掠的，但为了易于制造，通常采用径向平直导向叶片。为了使空气从进气道中的轴向气流易于进入旋转的叶轮，叶轮中心部分的导向叶片做成向旋转方向弯曲，弯曲部分可以与径向导向叶片为一整体，或者单独制成，以使制造更加容易并且制造得更为精确。
扩压器
扩压器组件可以和压气机机匣是整体件，或者是一单独连接的组件，都有许多导向叶片，这些叶片做成与叶轮相切。导向叶片通道呈扩张形，以便将动能转换成压力能，而且，导向叶片的内边缘与从叶轮流出的合成空气流的与向相一致。叶轮和扩压器之间的间隙是个重要参数，因为此间隙太小会形成空气动力抖动冲击，此冲击会传给叶轮，造成不稳定的气流以及振动。
集气管
集气管与燃烧室相连，其作用是进一步降低气流速度，提高压力，并把压缩空气送入燃烧室。为了减少流动损失，在集气管的弯曲部分内装有一些弯曲的叶片，使气流沿着叶片引导的方向流动。
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工作原理
离心式压气机内流动参数变化
收敛的导风轮以较小的流动损失将气流以一定的方向流进叶轮，气流流速增加，温度与压力下降。
高速旋转的叶轮上叶片间的通道是扩张型的，空气流过它时，它对空气做功，增大空气的流速，这为气体在扩压器中的增压创造了条件，同时提高了空气的压力，即扩散增压。同时气体流过叶轮时，由于气体随叶轮一起做圆周运动，气体微团受惯性离心力的作用，气体微团所在位置的半径越大，圆周速度越大，气体微团所受的离心力也越大，因此叶轮外径处的压力远比内径处的压力高，即离心增压。
空气离开叶轮后进入扩压器段，那里的通道呈扩张形，将大部分动能转化成压力能，实际上，离心式压气机压力升高大约一半在叶轮中另一半在扩压器中。
最后由集气管将气流送入燃烧室内参与燃烧。
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材料
选择材料主要考虑重量、温度与载荷三方面。就叶轮而言，离心力是主要的，要求是具有最高强度密度比的金属。机匣而言，要求是重量轻而刚性好的结构，能保持精确的转子叶片尖部间隙，以保证尽可能高的效率。
为达到这些要求，在压缩系统的前部使用铝合金。因为压缩温度提高，后面使用合金钢。如果温度方面提出的要求更高可能超过最好钢材的承受能力，可能还需要镍基合金。目前，钛合金比铝合金和钢更为人们所喜用，尤其在军用发动机中，钛合金的高的刚性密度比可以大大减轻重量。
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特点
优点
结构结实，比较容易发展和制造；
单级增压比高，一级的可达到4-5；
重量轻，工作范围较宽；
所需要的启动功率较小。
缺点
流动损失较大，尤其是级间损失更大，不适用于多级，最多两级；
效率较低，一般都低于85%；
单位面积流通能力低，故迎风面积大，阻力较大。
参考文献
[1] The Jet engine. Fifth edition. ROLLS-ROYCE plc, 1986.
[2] 黄燕晓, 翟红春. 航空发动机原理与结构. 航空工业出版社, 2015.
发
动
机
文案｜星辰时客
排版｜王洋芋
