我們看到民航飛機的時候，應(yīng)該注意到一個很有趣的現(xiàn)象，那就是飛機發(fā)動機的中心會有一個錐形物體，上面還有著蚊香一樣的圖案，隨著飛機的轉(zhuǎn)動，這個裝置也會一起跟著轉(zhuǎn)動，那么這是個什么東西呢？

↑飛機發(fā)動機中心的“凸起物”↑

它叫進(jìn)氣整流罩

這個錐形物體的學(xué)名叫做“進(jìn)氣整流罩”，之所以飛機上要安裝這么一個裝置，那就必須要從發(fā)動機的結(jié)構(gòu)說起。

↑工程師正在安裝進(jìn)氣整流罩↑

首先，對于渦扇發(fā)動機而言，航空發(fā)動機最前端的結(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)扇其實作用是差不多的，就是迫使氣流往后方運動，從而獲得向前的力。當(dāng)然，轉(zhuǎn)動的風(fēng)扇還能夠稍稍給空氣加壓，不過這個不是它的主要功能。

↑風(fēng)扇將氣體向后推↑

按理來說，風(fēng)扇應(yīng)該推動更多的空氣，才更加有利于發(fā)動機的性能呀，可是為什么偏偏要用這么個整流罩擋著呢？把這塊挖個洞，讓氣流通過這里不好嗎？

這是因為風(fēng)扇的工作過程會產(chǎn)生兩個問題：

• 在高速轉(zhuǎn)動的情況下，過長的葉片會產(chǎn)生巨大的離心力，所以不得不控制葉片的長度；
• 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，就意味著葉片根部和尖端的氣流流動差異越大，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），可能付出的是加長葉片的代價，所以不通氣，就不通氣吧。

另外很重要的一點就是，整個風(fēng)扇是被串在一根細(xì)細(xì)的轉(zhuǎn)子軸上，被轉(zhuǎn)子軸帶動著轉(zhuǎn)動的，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，被這根軸帶動著轉(zhuǎn)動的↑

也許未來會有一種新的發(fā)動機，可以去掉這根軸，實現(xiàn)像潛艇的無軸推進(jìn)那樣的功能，那么我們可能就不再會看到整流罩了。

↑水面/水下艦艇中的無軸推進(jìn)↑

而為了讓氣流在經(jīng)過這塊不通氣的地方的時候，不至于產(chǎn)生太大的阻力，所以需要將這個部分設(shè)計出出來一定的形狀，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)動機進(jìn)口嘛！

整流罩可不一定是轉(zhuǎn)動的

不過話說回來，雖然目前為止，我們可能看到的絕大部分民用發(fā)動機整流罩都是跟著轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動的，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)于這個圖案有什么作用，也可以挖個坑單獨聊）。而像EJ200這樣的軍用發(fā)動機也是一樣的，整流罩會跟隨風(fēng)扇一起轉(zhuǎn)動。

↑隨著風(fēng)扇一起轉(zhuǎn)動的整流罩↑

↑EJ200發(fā)動機↑

但是實際上，這個整流罩未必會隨著風(fēng)扇一起轉(zhuǎn)動。比如說JT8D發(fā)動機，這種發(fā)動機還可以在最老式的波音737上見到，這種發(fā)動機的正中央也有這個進(jìn)氣整流罩，但是這個整流罩就是牢牢固定在那里，不會轉(zhuǎn)動。而像我們熟悉的很多軍用發(fā)動機，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)動的。

↑JT8D發(fā)動機↑

↑F110發(fā)動機↑

而之所以發(fā)生這樣的情況，跟發(fā)動機本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)，最關(guān)鍵的一點，就是看有沒有“風(fēng)扇前支點”這個結(jié)構(gòu)。簡單說，這個風(fēng)扇前支點就是在發(fā)動機的最前端伸出來一個固定不動的軸承來支承著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，所以在軸承前的整流罩自然不會轉(zhuǎn)動了。

↑CFM56和GE90大涵道比渦扇發(fā)動機就沒有風(fēng)扇前支點↑

↑F110發(fā)動機風(fēng)扇前就有這么個支點↑

而有沒有風(fēng)扇前支點，基本上都是設(shè)計取舍的問題，有這個支點，那么發(fā)動機轉(zhuǎn)子的剛度就更好，沒有這個支點，發(fā)動機就可以更輕，完全看設(shè)計時候的具體需求。

整流罩的作用和麻煩

除了剛剛說的，整流罩可以用來調(diào)整氣流的方向外，還有一個很有趣的功能，那就是：防止外物打傷發(fā)動機。

對于發(fā)動機而言，最怕迎面飛過來什么東西打傷發(fā)動機，尤其是怕外物直接進(jìn)入發(fā)動機的內(nèi)涵道，萬一影響核心機的運轉(zhuǎn)，造成的損失可就大了。所以通過整流罩的形狀設(shè)計，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)動機損壞。

↑依靠整流罩防外物打傷的原理↑

但是這么大一個整流罩可不是只有好處沒有麻煩，事實上，整流罩結(jié)冰的問題，一直都在威脅發(fā)動機的安全。因為在飛機高空飛行的過程中，溫度又低，有些時候還會有很濃重的水汽，所以發(fā)動機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)動機的內(nèi)涵道，引起發(fā)動機故障。

↑整流罩結(jié)冰是個很嚴(yán)重的問題↑

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

所以啊，不要看這么一個小小的零件，其實想要設(shè)計好可不是一件簡單的事情。