涵道（duct），就是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流動(dòng)通道。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾部的高速氣流產(chǎn)生反作用力，推動(dòng)了飛機(jī)向前運(yùn)動(dòng)。在出口處產(chǎn)生高速噴氣，噴射的速度越高，產(chǎn)生的推力就越大，推力就會(huì)使飛機(jī)向前運(yùn)動(dòng)。這些氣流所流通的通道就稱為涵道。
涵道有內(nèi)外涵道之分。內(nèi)涵道是通過風(fēng)扇后進(jìn)入壓氣機(jī)然后進(jìn)入燃燒室燃燒后膨脹對渦輪做功，最后排出來的那部分氣體通過的通道。外涵道是通過風(fēng)扇氣流后直接排出發(fā)動(dòng)機(jī)的那部分氣體通過的通道。一般來說，發(fā)動(dòng)機(jī)80%的推力都來自外涵道排出的氣體形成的。當(dāng)然內(nèi)外涵道比是根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)特性來制定的?。
內(nèi)涵道
內(nèi)涵道就是通過風(fēng)扇后進(jìn)入壓氣機(jī)然后進(jìn)入燃燒室燃燒后膨脹對渦輪做功，最后排出來的那部分氣體通過的通道。
外涵道
外涵道是通過風(fēng)扇氣流后直接排出發(fā)動(dòng)機(jī)的那部分氣體通過的通道。一般來說，發(fā)動(dòng)機(jī)80%的推力都來自外涵道排出的氣體形成的。當(dāng)然內(nèi)外涵道比是根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)特性來制定的。
涵道比
涵道比（bypass ratio），也稱旁通比，是渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)外涵道與內(nèi)涵道空氣流量的比值。內(nèi)涵道的空氣進(jìn)入燃燒室與燃料混合，燃燒做功，外涵道的空氣不進(jìn)入燃燒室，而是與內(nèi)涵道流出的燃?xì)庀嗷旌虾笈懦?。外涵道的空氣只通過風(fēng)扇，流速較慢，且是低溫，內(nèi)涵道排出的是高溫燃?xì)猓瑑煞N氣體混合后降低了噴嘴平均流速與溫度，較低的流速帶來了較高的推進(jìn)效率和較低的噪聲，而根據(jù)熱機(jī)原理，較低的溫度能帶來較高的熱力學(xué)效率。兩種因素共同作用，使渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)在相同油耗的情況下能獲得比渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)更大的推力。
涵道比的作用
通常涵道比的提高會(huì)改進(jìn)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的sfc.exe但是降低發(fā)動(dòng)機(jī)的單位推力。這里有一系列現(xiàn)實(shí)因素對一臺(tái)給定發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)規(guī)定了涵道比的上限：
（1）發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口面積增大，因此重量和短艙阻力也增大。同樣成本也會(huì)上升。
（2）驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的渦輪級(jí)數(shù)會(huì)快速上升。這是因?yàn)楫?dāng)涵道比上升時(shí)，風(fēng)扇葉尖切線速度需保持在大概的常數(shù)，因此其轉(zhuǎn)速會(huì)下降。對于一個(gè)給定的核心機(jī)尺寸，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇渦輪的尺寸是同定的，因此它的葉尖切線速度則會(huì)下降。與此同時(shí)，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇渦輪的比功必須提高，因?yàn)轱L(fēng)扇流量與渦輪流量之比上升了，這意味著此處渦輪載荷會(huì)高得不可接受。這將使渦輪效率降低，除非此處渦輪加級(jí)。迄今已經(jīng)證明了現(xiàn)在存渦輪和風(fēng)扇間放置一個(gè)傳動(dòng)箱是不切實(shí)際的因?yàn)橐慌_(tái)大型的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)需給其傳輸50 MW的功率。
（3）座艙空氣和飛機(jī)附件功率提取將對sfc.exe和單位推力帶來更大影響。
（4）在反推力裝置不工作時(shí)，所需的密封周長增加，將會(huì)帶來更多的漏氣。
涵道風(fēng)扇
涵道風(fēng)扇（Ducted Fan），指在自由螺旋槳的外圍設(shè)置涵道的一種推進(jìn)裝置。國內(nèi)外很早就有人開始研究涵道風(fēng)扇螺旋槳，并取得了很多研究成果，廣泛應(yīng)用于各種交通工具尤其是航空器中。
涵道風(fēng)扇螺旋槳的優(yōu)點(diǎn)：由于葉尖處受涵道限制，沖擊噪聲減小。誘導(dǎo)阻力減少，而效率較高。在同樣功率消耗下，涵道風(fēng)扇較同樣直徑的孤立螺旋槳，會(huì)產(chǎn)生更大的推力。同時(shí)由于涵道的環(huán)括作用，其結(jié)構(gòu)緊湊、氣動(dòng)噪聲低、使用安全性好，因此作為一種推力或升力裝置，被應(yīng)用于飛行器設(shè)計(jì)當(dāng)中。
涵道風(fēng)扇螺旋槳的缺點(diǎn)：良好的效率要求葉尖和管道間的間隙要非常小，風(fēng)道三維形狀設(shè)計(jì)復(fù)雜，需要高轉(zhuǎn)速和最小的振動(dòng)。
參考資料 >
【干貨】 涵道詳解以及固定翼起飛注意事項(xiàng).民用無人機(jī).2024-03-02
99%的人都不了解涵道設(shè)計(jì)?.LANSAM.2024-03-02
發(fā)動(dòng)機(jī)涵道.沐風(fēng)網(wǎng).2024-03-02