航模用渦噴發(fā)動機現(xiàn)在已經(jīng)十分普及。渦噴像真機以其速度和震撼的聲音深深的吸引著眾多航模愛好者。雖說同為噴氣發(fā)動機，但航模使用的噴氣式發(fā)動機與真飛機使用的噴氣式發(fā)動機不同。今天我們就來詳細了解一下航模用微型渦噴發(fā)動機的工作原理。

航模普遍采用離心式渦輪噴氣發(fā)動機，而大型飛機或載人機則更傾向于軸流式渦噴或渦扇發(fā)動機。往期推送曾發(fā)過一篇國外制作的小型軸流渦噴發(fā)動機（點擊查看航模軸流式渦噴發(fā)動機），但目前也僅限于實驗。

別看航模渦噴發(fā)動機體積不大，但麻雀雖小，五臟俱全。一臺渦噴發(fā)動機由進氣喉管、離心式壓氣機、擴壓器、燃燒室、噴油管、蒸發(fā)管、火花塞、渦輪、導(dǎo)流尾椎、發(fā)動機整流罩及發(fā)動機控制單元（ECU）和油泵組成。

渦噴發(fā)動機的工作原理是先由發(fā)動機最前端的壓氣機渦輪將空氣壓縮，壓縮后的空氣溫度上升；空氣從壓氣機進入燃燒室，將燃油霧化后形成油氣混合物；火花塞或電熱塞將混合氣點燃，燃氣爆燃做功，形成高溫高壓氣體；高壓氣體推動渦輪運轉(zhuǎn)，渦輪通過傳動軸帶動壓氣機渦輪吸氣，形成整個熱機循環(huán)。

盡管效率和壓縮比沒有軸流式壓氣機高，但相比于軸流式壓氣機，離心式壓氣機結(jié)構(gòu)簡單，制造相對容易，更適合小型渦噴發(fā)動機使用。

離心式壓氣機由離心渦輪和擴壓器組成。氣流由進氣口進入，渦輪旋轉(zhuǎn)對氣流增速，并將氣流“甩”到四周進入擴壓器，高速氣流進入擴壓器后減速增壓，再進入燃燒室。

離心式渦輪

擴壓器

安裝在渦噴燃燒室上的擴壓器（圖為玄云渦噴）

氣流從壓氣機流出時的速度可以到幾百公里每小時，火焰很難在如此高的風(fēng)速下穩(wěn)定燃燒。所以，氣流在進入燃燒室前，要先進行減速增壓。

從圖中我們可以很直觀的看出氣流的流動方向和發(fā)動機的做功過程

航模渦噴發(fā)動機燃燒室進氣是從發(fā)動機尾部反向流入燃燒室的。氣流從燃燒室外流過，從燃燒室后部的蒸發(fā)管進入。高速氣流在撞到發(fā)動機內(nèi)壁轉(zhuǎn)彎時會產(chǎn)生渦流，引起能量的損失，從而降低氣流速度，同時，這樣做還可以給發(fā)動機和燃燒室降溫，避免燃燒室過熱。

渦噴發(fā)動機燃燒室

燃燒室是整臺發(fā)動機的核心。不要小看燃燒室上的這些小孔，每個小孔的位置及大小都是十分講究的。

發(fā)動機燃燒室上的開孔分為主燃孔、補燃孔、氣膜冷卻孔等，起到組織氣流區(qū)，穩(wěn)定火焰的目的。每個孔的尺寸都會對發(fā)動機的功率、油門線性產(chǎn)生很大的影響，是整臺發(fā)動機技術(shù)的核心。

蒸發(fā)管

渦噴發(fā)動機燃油氣化是通過毛細油管將油噴到蒸發(fā)管內(nèi)壁上，由于蒸發(fā)管溫度高，燃油碰到蒸發(fā)管后受熱會變成燃油蒸汽，與空氣混合后形成油氣混合物，一起噴入燃燒室。

噴油管（圖為玄云渦噴發(fā)動機噴油管）

在啟動時，油氣混合物進入燃燒室后，需要靠外部點火引燃混合氣。早期的渦噴發(fā)動機采用外置火花塞或類似甲醇機的電熱塞，現(xiàn)今渦噴啟動點火方式普遍通過發(fā)動機內(nèi)部的電熱頭引燃混合氣。

電熱式點火頭（玄云渦噴發(fā)動機）

渦噴發(fā)動機的轉(zhuǎn)速可以達到10萬轉(zhuǎn)以上，主軸采用強度高、耐熱好的材料制作，軸承為陶瓷軸承。

渦噴發(fā)動機主軸

高溫高壓燃氣從燃燒室噴出后，經(jīng)過定子葉片，驅(qū)動渦輪轉(zhuǎn)動。定子葉片起到改變氣流方向的作用，如果沒有定子調(diào)整氣流方向，燃燒室的氣流直接作用在渦輪上，那么渦輪的扭矩和轉(zhuǎn)速都會大打折扣。

圖為定子葉片和渦輪

定子和發(fā)動機軸承座

拆去外殼后的發(fā)動機整體核心部分

渦噴發(fā)動機雖說結(jié)構(gòu)看起來很簡單，但每處的尺寸都是非常嚴格的，技術(shù)含量非常高，而且加工也很復(fù)雜。這也是渦噴發(fā)動機價格昂貴的原因。我們在使用渦噴發(fā)動機時一定要嚴格按照說明書上的要求進行操作，由于渦噴發(fā)動機更容易產(chǎn)生明火，在操作時要格外謹慎