现在的民用大涵道发动机,是使用后方涡轮,通过一根传动轴来带动风扇,风扇再为飞机提供主要推力。对于涡轮来说,它的转速越高,提供的能量自然越多。但是对于风扇来说,需要增大尺寸的同时控制转速,以降低叶尖速度和叶根载荷,转太快了反而不利。

常规轴流式发动机,所有转子都是一根“轴”上的蚂蚱,这设计限制了性能进一步优化

若想提升发动机性能,自然是涡轮要转的更快,而前方风扇要更大更慢。由于两者是通过传动轴刚性联接,需求互相矛盾,设计时只能折中,结果就是两者都不能在最佳状态工作。既然连在一起不方便,那就干脆在两者之间,加个齿轮组好了,这样速度上实现不同步,于是汽车变速箱上常用的设计,就出现在了喷气动力上。

通过切断刚性连接,发动机两端的需求矛盾,可以被变速箱调和,优化就方便的多

采用齿轮传动技术之后,涡轮可以在更经济的转速工作,可以确保功率和油耗处于最佳水平,油耗可下降20%。同时由于突破了刚性连接的束缚,前方涡扇叶片也能放飞自我的优化,发动机涵道比可提高到12,叶片更大,转速也可以降低,可感噪声能减少70%。

通过解决了发动机两端的矛盾,发动机可以增大到与空客320差不多粗细

【齿轮工作在“地狱”中】

工程师都是聪明人,汽车上用了那么多年的变速器设计,他们之前怎么会没想到用于航空发动机?之所以一直不用,是有原因的,那就是材料与可靠性。其实对汽车本身来说,变速箱也是非常要求材料与技术的一个设备。