——大涵道比发动机，为什么现代飞机都爱它？
如果你坐过飞机，可能会注意到机翼下那个巨大的涡轮风扇，它就像一张“贪吃的大嘴”，疯狂吸入空气。相比老式喷气发动机，这玩意儿的扇叶大得离谱，仿佛能把整只鸟吞进去（当然，鸟并不会感谢它）。
你可能会问：为什么现代飞机的发动机越做越大？这东西究竟有什么秘密？
答案就在今天的主角——大涵道比发动机！
CFM56波音737经典型、波音737新世代、空中客车A320系列、空中客车A340-200/300、道格拉斯DC-8-70等飞机上，为目前世界上使用最为普遍的涡轮风扇发动机之一。
今天，我们就来聊聊：什么是大涵道比发动机？它是怎么发展起来的？为什么它成了现代客机的标配？
一、什么是“大涵道比”？
在搞清楚“大涵道比发动机”之前，我们得先明白什么是“涵道比”。
涵道比的概念其实很简单：
- 涵道空气：发动机风扇吸入的空气，有一部分不进入燃烧室，而是直接从风扇外面绕过去，被推力风扇推进后排出——就像电风扇吹出来的风。
- 核心空气：剩下的空气才会进入燃烧室，与燃油混合燃烧，喷射出去提供推力。
而涵道比= 涵道空气流量 ÷ 核心空气流量。
举个例子：如果一个发动机的涵道比是10:1，就意味着有10份空气绕过核心机直接喷出去，而只有1份空气进入燃烧室燃烧。
相比于老式低涵道比发动机（比如战斗机上的发动机，涵道比一般是1:1或更低），大涵道比发动机的涵道比通常在5:1到12:1之间，有的甚至超过15:1！
二、大涵道比发动机的发展历程
1. 早期喷气发动机：涵道比几乎为零
二战末期，德国人首先造出了实用的喷气发动机（比如梅塞施密特Me-262战斗机的Jumo 004发动机），但这种早期喷气发动机的涵道比几乎是零。它们主要依靠高温高压燃气直接喷射出来提供推力，噪音大、油耗高，虽然飞得快，但对燃油的消耗令人心痛。
泛美航空的波音707-121
早期普惠JT4A涡轮喷气发动机
到了50年代-60年代，喷气客机（如波音707、DC-8）开始大规模应用，但它们仍然使用的是低涵道比涡轮喷气发动机，油耗高、噪音大，飞起来像个“空中吸金兽”。
2. 60年代：大涵道比发动机的出现
为了降低油耗和噪音，工程师们想出了一个绝妙的主意——在喷气发动机前面加一个巨大的风扇，让更多的空气绕过核心机直接喷出，这就是涡扇发动机的雏形。
于是，在60年代，第一代大涵道比涡扇发动机诞生了：
B-52同温层堡垒轰炸机上的TF33-P-3发动机
环球航空波音707-331B上的JT3D发动机
- 普惠 JT3D（用于波音707）
- 罗尔斯·罗伊斯 Conway（用于VC10客机）
这些发动机的涵道比大约是2:1到5:1，虽然不算很高，但相比于早期的涡喷发动机，已经让航程更远、燃油经济性更好。
3. 70年代-90年代：大涵道比发动机的黄金时代
随着航空工业的发展，工程师们意识到，涵道比越大，发动机越省油、噪音越小，而且还能让飞机的航程更远。
于是，大涵道比发动机迎来了爆炸式发展，其中一些经典型号包括：
北欧航空一架装有JT9D-70A发动机的波音747-283BM
JT9D（747系列的整流罩）的剖视图
- 普惠 JT9D（用于波音747，涵道比5:1）
- 通用电气 CF6（涵道比6:1到8:1）
- 罗尔斯·罗伊斯 RB211（涵道比5:1）
罗尔斯·罗伊斯 RB211
这些发动机不仅大大降低了航空公司的油耗，还让更大的远程宽体客机成为可能，比如波音747、DC-10、空客A300等。
4. 21世纪：超大涵道比时代
通用电气GE9X
到了21世纪，大涵道比发动机迎来了越做越大的时代，现在的主流客机发动机涵道比已经突破10:1，甚至有些型号超过12:1！
目前最先进的大涵道比发动机包括：
普惠PW1000G发动机
- 通用电气 GE9X（波音777X，涵道比超过12:1，直径堪比波音737机身！）
- 普惠 PW1000G（用于空客A320neo，涵道比12:1，采用齿轮传动风扇，更省油！）
- 罗尔斯·罗伊斯 UltraFan（未来计划涵道比突破15:1！）
三、为什么现代客机都爱大涵道比发动机？
1. 更省油
涵道比越大，越多空气是“免费”喷出去的，而不是靠燃油燃烧提供推力。这意味着更少的燃油消耗，航空公司省钱了，机票价格也能降低。
2. 更安静
你坐飞机时有没有觉得发动机声音比以前小了？那是因为大涵道比发动机的风扇速度相对较低，气流冲击噪音更小，再也不会像早期喷气客机那样“震耳欲聋”。
3. 推力更强，航程更远
大涵道比发动机的扇叶巨大，推力更强，可以让飞机携带更多燃油，飞更远的距离。比如，波音787和空客A350这样的远程客机都依赖这些发动机实现超长航程。
四、总结：大涵道比发动机，让飞行更高效
罗尔斯·罗伊斯遄达900
从早期的喷气发动机到现代超大涵道比涡扇发动机，人类的航空发动机发展经历了一个“越大越好”的过程。如今的大涵道比发动机，不仅让飞机飞得更远、更省油、更安静，还推动了整个航空工业的进步。
C919
未来，随着新技术（比如齿轮传动风扇、复合材料、超高涵道比）的发展，飞机发动机还会继续变得更高效，让我们离更便宜、更环保、更舒适的空中旅行更进一步。
所以，下次坐飞机时，看看窗外那个巨大的发动机——它可不只是个风扇，它是航空工业百年智慧的结晶！
