飞机发动机尾部为何是尖的(飞机发动机后面)

导语：飞机发动机尾巴上的花瓣为什么越来越平？

文/ 航小北的日常科普

有不少朋友坐飞机的时候应该注意到飞机发动机的尾巴上有些时候会有锯齿状的边缘，或者从发动机的尾喷口看进去，里面有花瓣状的结构。这些东西到底是什么？跟飞机先进与否有关系吗？

↑飞机尾部的锯齿状结构↑

↑飞机尾喷管内的花瓣状结构↑

出口气流混合器和火焰稳定器是两个东西

估计有朋友会说，这题我会。尾喷口里面的那个东西是发动机的火焰稳定器，跟飞机的加力飞行有关。

确实，我们经常会在一些军事报道中看到飞机发动机尾喷口内部会有一圈圈铁板状的结构，而一些有经验的军迷朋友甚至于能够根据这些结构的布置形式，再配合尾喷口的形状来判断这到底是什么发动机。

↑加力燃烧室中的火焰稳定器↑

那么，这些铁板状的结构就是发动机加力燃烧室中的火焰稳定器，是用来在加力燃烧室中稳定火焰燃烧用的。简单说，军用发动机往往需要在发动机正常工作的基础上进一步提高推力，所以需要在发动机尾喷口位置喷入燃料，二次点燃，而这个位置就是所谓的加力燃烧室。

↑航空发动机中的加力燃烧室↑

↑飞机开启加力推力可以进一步增大发动机推力↑

但是发动机尾喷口位置的气流速度很高，就好像在大风里面很难点燃火柴一样，这个时候我们往往要伸出手挡住风，利用手背后的宁静之地来点燃火柴，发动机也一样，需要在加力燃烧室安装所谓的“火焰稳定器”，其实就是一块挡板，可以挡住汹涌的来流，而点火装置和喷油嘴就藏在这块挡板的后面，保证火焰的稳定燃烧。

↑火焰稳定器的基本结构↑

但是今天我们经常从民用飞机上看到的花瓣状结构，还真的不是火焰稳定器，毕竟我们常见的那些民用发动机哪儿有加力燃烧室呀？这种花瓣状结构，是另外一种装置，叫做出口气流混合器。

好好的气流，混合它干嘛？

那么好好的

为什么要专门设计个气流混合器呢？

对于民用大涵道比涡扇发动机而言，我们可以根据气流相对发动机的速度把气流分成三层：最外面的那层气流实际上就是空气相对发动机的流动，速度最低；往里面的那层是经过发动机风扇加速的气流，相当于在外流的基础上增加了一些速度，这部分气流被称为外涵道气流，速度高了不少；再往里面的那一层气流，是经过风扇、压气机、燃烧室和涡轮多道程序，所以气流速度相对最高，被称为内涵道气流。

↑发动机内外气流是如何分层的↑

这就不得不说到一件事情：噪声。我们听到飞机巨大的噪声，其实很大一部分就是来自于发动机中的燃烧和气流流动，而之所以气流流动会造成噪声，主要原因之一，就是不同速度的气流如果“硬碰硬”地撞到一起，那么就会产生巨大的噪音。

举个大家容易理解的例子，手枪在发射的时候产生很大的声响，其实也跟枪管内的气流速度过高、与外部静止空气产生“碰撞”有关，所以手枪消音器的作用其实就是让快速喷出的燃气与静止空气预先混合，这样就可以有效消音了。

↑手枪消音器的工作原理↑

↑花瓣状气流混合器的工作原理↑

所以，为了避免发动机产生巨大的噪音，发动机上往往会在不同速度气流的分界面位置设计这种花瓣状的气流混合器，增大气流的接触面积，让气流分批次地逐渐混合。

↑涡喷发动机上的气流混合器↑

↑真正丧心病狂的花瓣状结构↑

为什么花瓣状的气流混合器逐渐不见了？

除了花瓣状的气流混合器外，锯齿状尾部边缘结构也可以让气流充分混合，从而降低噪音，但是气流混合效率肯定是低于大开大合的花瓣状混合器，但是为什么现在反而看到锯齿状的气流混合器越来越多，花瓣状的反而越来越少呢？

↑外涵道气流-内涵道气流和外涵道气流-外流之间都有锯齿结构↑

↑各种各样的气流混合器↑

↑再小也是混合器↑

首先，这个花瓣状的气流混合器肯定不是只有好处没有坏处的，在降低噪音的同时，这种花瓣状混合器可能会降低气流流动的效率，造成推力的减小，另外，这么复杂的零件生产加工起来也是很复杂的，所以理论上是能不用尽量少用。

其次，随着航空发动机的发展，尤其是民用航空发动机的发展，发动机尾喷口的喷气速度是越来越低的（涡轮效率的提高、涵道比的增大等等），所以发动机不同区域气流的速度差不像原来那么明显，所以自然就换成了结构更加简单、效率更加高的锯齿状结构，或者干脆就不装了。

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