空气流进发动机后,沿进气道、压气机、燃烧室、涡轮到尾喷管喷出。
进气道
理论上说,在进气道中的流动是绝热等熵过程,气流的流动参数变化完全取决于进气道的通道界面变化规律。大多数民航发动机的高亚音速飞机,进气道时收敛形式或先扩散后收敛的,其目的是气体流进压气机时具有比较均匀的流场。先有点扩散,使气流速度略为降低,以提高静压;而后又有所收敛,使气流成为加速流动过程,保证进入压气机的流场的均匀性。总的来说,进气道中气流速度有所降低,因此,气流对进气道的轴向作用力是向前的。
压力机
压气机对空气施加作用力,将空气往后赶。由于压气机转子叶片对空气做功,作用在气流上的力使相对流速增大,提高气流的动能;气流通道本身呈扩散形,使气流的绝对速度降低,静压提高。在静子叶片扩散形的气流通道中,气流的绝对速度降低,静压提高。换句话说,空气压强沿压气机的流程逐步提高,流速则在压气机通道中发生不断地交替变化。但总趋势是流速逐步有所下降,温度逐步上升,密度也逐步增大。因此,无论静压或者动压,均使叶片受到气流的向前反作用力。故压气机部件受到的气流反作用力是轴向分力向前。
燃烧室
气体在燃烧室中发生燃烧反应,加热时等压过程(由于流动阻力等因素,压强略有下降),燃气温度急剧大幅度提高到1500K或更高。燃烧室中气体流动参数的变化是相当复杂的,在燃烧室中气体的流动是处于极为不均匀的流场状态。总的来说,由于燃气在离开燃烧室时的流速显著高于进口处的流速,因此,燃烧室所受到的气流反作用力也是向前的。
涡轮
燃气在涡轮中的流动参数的变化与在压气机中的流动相反。燃气流经涡轮喷嘴环和工作轮流程通道时,均为膨胀过程,密度降低,压强下降,温度也大幅度下降,流速则发生交替的巨大变化。
在喷嘴环中的燃气压力下降,速度大幅度提高,用来推动涡轮转子高速旋转。由于静压的显著下降,燃气作用在涡轮喷嘴环上的反作用力是向后的。在涡轮工作轮中,燃气的静压进一步下降,故而气流对涡轮转子的反作用力也是向后的。因此,燃气作用在涡轮部件上的反作用力均为向后的轴向力。
尾喷管
排气管道将排出的燃气引导为沿轴向流动的气流;燃气在尾喷管管内膨胀,尾喷口使气体以尽可能高的速度向后喷射,获得反作用推力。使发动机高速排气是靠足够的压力降,使燃气膨胀而获得的。压力下降造成的向后轴向力。然而,速度提高使喷管获得向前的反作用力超过了收缩喷口向后轴向力。因此,尾喷管所受到的反作用力是向前的轴向力。