我们看到民航飞机的时候，应该注意到一个很有趣的现象，那就是飞机发动机的中心会有一个锥形物体，上面还有着蚊香一样的图案，随着飞机的转动，这个装置也会一起跟着转动，那么这是个什么东西呢？


↑飞机发动机中心的“凸起物”↑

它叫进气整流罩

这个锥形物体的学名叫做“进气整流罩”，之所以飞机上要安装这么一个装置，那就必须要从发动机的结构说起。


↑工程师正在安装进气整流罩↑

首先，对于涡扇发动机而言，航空发动机最前端的结构叫做“风扇”或者“低压风扇”，它的作用跟我们家用风扇其实作用是差不多的，就是迫使气流往后方运动，从而获得向前的力。当然，转动的风扇还能够稍稍给空气加压，不过这个不是它的主要功能。

↑风扇将气体向后推↑

按理来说，风扇应该推动更多的空气，才更加有利于发动机的性能呀，可是为什么偏偏要用这么个整流罩挡着呢？把这块挖个洞，让气流通过这里不好吗？

这是因为风扇的工作过程会产生两个问题：

在高速转动的情况下，过长的叶片会产生巨大的离心力，所以不得不控制叶片的长度；

由于在相同的角速度下，叶片不同直径位置的切向线速度大小不一样，所以跟气流之间的作用关系也不一样，叶片越长，就意味着叶片根部和尖端的气流流动差异越大，越是不利于风扇的性能，而且越靠近旋转中心的位置，由于叶片切速度越低，性能就越差。

在高速转动的情况下，过长的叶片会产生巨大的离心力，所以不得不控制叶片的长度；

由于在相同的角速度下，叶片不同直径位置的切向线速度大小不一样，所以跟气流之间的作用关系也不一样，叶片越长，就意味着叶片根部和尖端的气流流动差异越大，越是不利于风扇的性能，而且越靠近旋转中心的位置，由于叶片切速度越低，性能就越差。

总而言之一句话：叶片不是越长越好，为了让中间那块小小的区域通气（而且通气的效率很低很低），可能付出的是加长叶片的代价，所以不通气，就不通气吧。

另外很重要的一点就是，整个风扇是被串在一根细细的转子轴上，被转子轴带动着转动的，所以连接转子轴的那一块，也没办法通气。


↑风扇是串在一根细轴上，被这根轴带动着转动的↑

也许未来会有一种新的发动机，可以去掉这根轴，实现像潜艇的无轴推进那样的功能，那么我们可能就不再会看到整流罩了。


↑水面/水下舰艇中的无轴推进↑

而为了让气流在经过这块不通气的地方的时候，不至于产生太大的阻力，所以需要将这个部分设计出出来一定的形状，整流整流，就是要把经过这块“死胡同”的气流整理完了顺顺当当地送到发动机进口嘛！

整流罩可不一定是转动的

不过话说回来，虽然目前为止，我们可能看到的绝大部分民用发动机整流罩都是跟着转子一起转动的，最直接的体现就是这些整流罩上往往还画着螺旋形的图案（关于这个图案有什么作用，也可以挖个坑单独聊）。而像EJ200这样的军用发动机也是一样的，整流罩会跟随风扇一起转动。


↑随着风扇一起转动的整流罩↑


↑EJ200发动机↑

但是实际上，这个整流罩未必会随着风扇一起转动。比如说JT8D发动机，这种发动机还可以在最老式的波音737上见到，这种发动机的正中央也有这个进气整流罩，但是这个整流罩就是牢牢固定在那里，不会转动。而像我们熟悉的很多军用发动机，什么AL-31F、RD-33、F110，或者太行，都是进气整流罩不随转子转动的。


↑JT8D发动机↑


↑F110发动机↑

而之所以发生这样的情况，跟发动机本身的结构有关，最关键的一点，就是看有没有“风扇前支点”这个结构。简单说，这个风扇前支点就是在发动机的最前端伸出来一个固定不动的轴承来支承着转子转动，所以在轴承前的整流罩自然不会转动了。

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↑CFM56和GE90大涵道比涡扇发动机就没有风扇前支点↑


↑F110发动机风扇前就有这么个支点↑

而有没有风扇前支点，基本上都是设计取舍的问题，有这个支点，那么发动机转子的刚度就更好，没有这个支点，发动机就可以更轻，完全看设计时候的具体需求。

整流罩的作用和麻烦

除了刚刚说的，整流罩可以用来调整气流的方向外，还有一个很有趣的功能，那就是：防止外物打伤发动机。

对于发动机而言，最怕迎面飞过来什么东西打伤发动机，尤其是怕外物直接进入发动机的内涵道，万一影响核心机的运转，造成的损失可就大了。所以通过整流罩的形状设计，可以让碰撞到整流罩的外物划出一道优美的弧线，直接反弹到外涵道，这样就尽可能地控制外物打伤引起的发动机损坏。


↑依靠整流罩防外物打伤的原理↑

但是这么大一个整流罩可不是只有好处没有麻烦，事实上，整流罩结冰的问题，一直都在威胁发动机的安全。因为在飞机高空飞行的过程中，温度又低，有些时候还会有很浓重的水汽，所以发动机的整流罩上很容易出现结冰的现象，一旦冰块太大了、发生碎裂，那么跟外物打伤可不一样，这些冰块直接就顺着气流滑进发动机的内涵道，引起发动机故障。


↑整流罩结冰是个很严重的问题↑

而为了解决这个问题，工程师提出来很多方法，其中最直接的方法就是，往整流罩里面同热空气。所以飞机驾驶员会控制一个小按钮，这个按钮一按，就会有发动机中提取出来的热空气顺着导管进入整流罩，顺带还能够从发动机进气道周围走一圈，温暖这些零件，让冰结不起来。


所以啊，不要看这么一个小小的零件，其实想要设计好可不是一件简单的事情。