經常坐飛機，來學一點引擎知識吧！

你平常搭飛機的時候，總有機會看到停機坪上的客機，及其翅膀下掛着的巨大引擎。 你當然知道這些飛機都是噴射機 (jet plane)，但你可知道這些引擎是什麼引擎？ 這些引擎叫「渦輪風扇引擎」 (turbofan engine)，是當今噴射引擎裡最普遍的一種。

Ross Royce turbofan engine

引擎的作用在產生向前的推力。 只要能向後噴出大量而高速的氣體，則由於反作用力的關係，引擎就會被往前高速推進，從而帶動飛機向前飛。 基本「渦輪噴射引擎」 (turbojet) 的原理是這樣的：

High bypass turbofan engine schematic

1. 用轉動型的壓縮機強力壓縮入口的空氣，使之增壓增溫，並高速向後送入「燃燒室」。

2. 在「燃燒室」裡連續噴灑燃油於高溫高壓的空氣中引起燃燒，產生更高溫更高壓的氣體。

3. 這高溫高壓的氣體奔離「燃燒室」後衝擊一組渦輪 (turbine)，使之高速轉動，這動力就用來轉動同一根軸上的壓縮機。

4. 通過渦輪後的高壓氣體經由噴嘴向後射入大氣中，產生把引擎向前推的力量。 (如放手讓吹飽氣的氣球飛掉。)

這聽起來有道理，但事實上效率是不好的 – 耗油多、推力小。 Turbofan 是就基本 turbojet 改進而成的。 它的特點是加了一個巨大的風扇在壓縮機的前端。 風扇高速轉動就吸入大量的空氣(每分鐘5000轉，每秒吸進空氣2400磅)，以高速向後送，其中一小部份空氣進入上述的壓縮機，而比之大10倍量的空氣則不經壓縮與燃燒，繞過引擎核心 (bypass)直接向後噴入大氣，產生一大部份的引擎推力；因風扇高速轉動，它本身也有螺旋槳一般的作用，把引擎往前拉。 但是要用什麼動力來使大風扇高速轉動呢？ 曰：在高壓渦輪後面加上一大節低壓渦輪，和風扇架在同一根軸上。 燃燒之後的氣體，除了花一小部份能量去轉動壓縮機外(via 高壓渦輪)，會花一大部份能量來轉動風扇(via 低壓渦輪)。 通過低壓渦輪後的燃氣才經由引擎後端的噴嘴向後射出，完成大約30%的飛機推力。

High bypass turbofan engine cut-away view

這一切聽起來都簡單而美好，但大風扇的直徑有10呎，這麼大的面積在接近音速飛行時會產生絕大阻力，所以上述 high bypass turbofan 引擎只能用在音速以下飛行的民航機。 超音速戰機用的引擎是不同的，這以後再說。

GE90 turbofan engine