先說結(jié)論：在高空，由于氧氣稀薄，發(fā)動機為了維持正常的推力，需要增大單位時間內(nèi)的進氣量來保證；可能有人要說，這不廢話嗎？的確是廢話，但本文的價值，在于揭示飛機和飛機發(fā)動機在高空下是如何工作來保證進氣量的。辦法有兩個，一個是增大壓氣機轉(zhuǎn)速，讓空氣增壓比升高；另一個是飛機本身飛的要快。

由于空氣的稀薄程隨高度變化，而且是非線性的，在17公里出有一個拐點，過了這個拐點，空氣密度將隨高度的增加而劇烈變小。所以在高空狀態(tài)下，飛機要想盡辦法來增加進氣量，不然就死定了。

空氣壓強隨高度的變化曲線，可見當飛機在17高度時，此時的空氣壓強只有地面的1/10

我們就以使用最普遍的渦扇發(fā)動機來說明，飛機在高空如何保證推力滿足要求。渦扇發(fā)動機是：風扇-低壓壓氣機-高壓壓氣機-燃燒室-高壓渦輪-低壓渦輪-加力燃燒室的結(jié)構(gòu)。任何空氣來流，都要線先在進氣口減速、預壓縮，然后通過流經(jīng)進氣道，由渦扇發(fā)動機的風扇吸入，并經(jīng)過低壓壓氣機和高壓壓氣機對空氣逐漸增壓，最終才會送到燃燒室進行燃燒，在這個過程中，稀薄的空氣在近似絕熱的條件下被逐漸壓縮成高壓空氣。

以F414-GE-400為例，說明航空渦扇發(fā)動機的結(jié)構(gòu)

比如F-15配備的F100渦扇發(fā)動機，增壓比可達28.5：1，也就是說經(jīng)過高壓壓氣機后的壓縮空氣總壓將達到發(fā)動機進口總壓的的28.5倍；F-16配備的F110發(fā)動機更是可達到29.9-30.4：1；而民用的GE90X大涵道比甚至達到了十分變態(tài)的61：1！能夠給空氣增壓到如此高的程度，渦扇發(fā)動機壓氣機可以說功不可沒，壓氣機也承擔了十分惡劣的工況。也正因如此，高壓壓氣機也是除了發(fā)動機熱端以外第二難設計的部件。

那么壓氣機工作，本身也要有動力來源，它的動力來源是哪里呢？其實是靠后端燃氣渦輪的傳動來帶動旋轉(zhuǎn)的。一般來說發(fā)動機會設置兩級渦輪，分別是高壓渦輪和低壓渦輪。低壓渦輪和低壓壓氣機以及風扇通過傳動軸連接，高壓壓氣機和高壓渦輪通過另一根獨立的傳動軸傳動。這樣，壓氣機可以自由調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使風扇和渦輪都各自工作在最佳狀態(tài)，滿足各種狀態(tài)下的進氣要求，以及避免喘振事故的發(fā)生。

兩級傳動的渦扇發(fā)動機，分別用綠色和紫色代表兩個傳動組

除此之外，飛機在高空必須滿足一定的最小速度，才能保證發(fā)動機的正常循環(huán)，而這個最小速度要比飛機在低空時的失速速度要大的多了。在20公里以上的高空，一般至少要達到1倍多音速的速度才行。為啥呢？其實這也是為了發(fā)動機的保證進氣量足夠。因為單位時間進氣量=截面積X空氣相對流動速度X空氣密度，高空空氣稀薄，因此空氣密度�。恢挥羞_到一定速度時，空氣的流量才能滿足發(fā)動機最起碼的工作循環(huán)要求，否則推力不足，甚至可能導致熄火。而截面積是沒法改變的，所以只能改變空氣相對流動速度，也就是自己要飛的快一些。

如下圖是AL-31F發(fā)動機的推力曲線圖。橫坐標代表飛行馬赫數(shù)，縱坐標代表推力，每條曲線都代表一個高度下測到的推力。可以看到，在0高度時，飛機發(fā)動機的速度允許是0，而隨著高度增加，曲線的最小速度也就隨之增加，在20km高度時，速度不能小于1.4馬赫。而在每一種高度下，隨著飛行馬赫數(shù)增加，推力也隨之增加。這也說明飛機速度越快，單位時間進氣量越大，也就越能夠產(chǎn)生更高推力。所以一般高空飛機我們都叫高空高速飛機，只有飛得夠快，才有能產(chǎn)生足夠的推力維持升力平衡。有人說飛的快那阻力不也大嗎？確實，當飛機飛到一定速度時，阻力和推力就達到了平衡，就再也無法提速了，所以飛機都是有極限速度的。但是由于高空空氣稀薄，反而讓飛機的飛行阻力變低，所以一般飛機的極限速度都是在一定高度下的高空飛出來的。（當然了，不可能無限高，不然發(fā)動機沒法工作）。

AL-31F發(fā)動機推力曲線

只有像U-2這種特殊設計的，用超大展弦比和超大機翼面積的飛機才敢在高空飛低速。而像民用客機波音777，雖然發(fā)動機推力巨大，無奈它太重了，而且那個夸張的大涵道比發(fā)動機阻力也較大，飛不了高速，所以升限也就只有10000多米。

低速飛機能飛到25公里以上的也就U-2了

適合飛高空高速的戰(zhàn)斗機，其實長這樣

雖然有歷史上有少數(shù)飛機可以達到20公里以上高度的升限，比如U-2，SR-71，殲-8等，但是實際上高空高速現(xiàn)在意義已經(jīng)不大了，目前大多數(shù)的飛機實用升限都小于20公里。

航空發(fā)動機專業(yè)的同學來回答一下。

現(xiàn)在的航空發(fā)動機一般都是渦輪燃氣發(fā)動機，這種發(fā)動機的結(jié)構(gòu)中，都必然有一種被稱為壓氣機的結(jié)構(gòu)（Compressor），這種結(jié)構(gòu)通過層層疊疊的葉片【如下圖所示，就是航空發(fā)動機里面的多級壓氣機葉片】，將空氣加壓，所以即便是稀薄的空氣也能夠在高壓之下為燃燒室內(nèi)的燃燒提供充足的氧氣。我看到有的答主說是“風扇”在加壓，這個說法是錯誤的，風扇的加壓能力極為有限，主要用途是提供推力，而不是增加壓力。

下面這張圖就是正在旋轉(zhuǎn)的壓氣機。而且隨著壓力的增高，發(fā)動機的效率也會提高，因此發(fā)動機的壓氣機給空氣增壓的能力是非常重要的，我們稱之為“增壓比”，而我們常說的發(fā)動機“三高”，也就是高增壓比、高涵道比、高渦輪前溫度是航空發(fā)動機效率提高的關鍵因素。

比如說最先進的民用發(fā)動機之一GE9X的增壓比可以達到61，由此帶來了這一型號發(fā)動機超高的運行效率�！救缦聢D所示，就是GE9X的介紹】

當然，高空空氣的稀薄也給發(fā)動機的設計帶來了很大的問題。

從理論上說，即便是最先進的發(fā)動機，隨著飛行高度的增加，空氣越來越稀薄，發(fā)動機是一定會在某一個高度再也不能工作。而為了保證飛機能夠應付這種空氣稀薄的狀態(tài)、發(fā)揮發(fā)動機的最高效率，飛機發(fā)動機的工程師們要花費更多的心思。

最簡單的說，我們在計算發(fā)動機工作狀態(tài)的時候，有一個很重要的概念，就是要把所有的跟發(fā)動機性能相關的特性曲線轉(zhuǎn)化成“海平面標準大氣壓”狀態(tài)，也就是說，發(fā)動機的形狀、轉(zhuǎn)速什么都不變，隨著海拔和溫度的變化，發(fā)動機的運行狀態(tài)在特性曲線上的位置也會發(fā)生改變。這就有利于我們不必考慮發(fā)動機實際工作的海拔和溫度了。

總之，高空空氣稀薄這個事情，對于航空發(fā)動機是一個很重要的問題，但是我們的工程師已經(jīng)充分考慮到了這個問題，并且提出了對應的辦法呀。

這個問題老梁來回答。

也是��！九年義務教育就告訴咱，燃燒有三要素，氧氣，著火點，和可燃物。

對于飛機來說，可燃物就是煤油，著火點好說，您點他不就完事了，火柴的溫度不夠，咱還有火藥，再不濟咱還有電打火。

氧氣這就不好說了，畢竟現(xiàn)在的飛機，這家伙飛的那是越來越高了。

大家伙也知道，這高度越高，上邊的氧氣他就越少。

為嘛青藏高原要有啥高原反應，說道根子上一個是氣壓小了點，肺里的壓強大把青藏高原的大氣壓強給頂住了，空氣進不去了，您聽著喉嚨干拉，這肺壓根就不工作，這不坑人嗎？再有一個就是氧氣少。

所以高空飛行的飛機，那嘎達的氧氣更可憐。

咱都知道，戰(zhàn)斗機那屁股后頭的火苗子，急眼了這都是藍汪汪的，溫度絕對高，那意味著吞進去的氧氣絕對少不了。

您這頭少，但您那頭卻吃得多，這咋整？

一臺發(fā)動機全給您解決了。

咋說呢？發(fā)動機大體分七個結(jié)構(gòu)，咱只要了解前四個，題主的問題就解決了。

首先是風扇，這家伙是管吸氣的，這好理解。

跟著就是低壓壓氣機，聽這名您就知道了，你高空氣壓就低，吸進去的空氣可不就是低壓的嗎？壓氣機一聽您就明白了，這不就是壓縮空氣嗎？

對嘍！先把這低壓氣體壓的高一點，咱再來個走你。

這就進了高壓壓氣機，為嘛是高壓呢？低壓這么一壓縮可不就是高壓了嗎？然后這還是個壓氣機，于是這部分空氣又進一步壓縮。

說道這里估計有小伙伴要問：“咋壓倆回呢？”

高度太高了，壓一次不夠勁��！得多壓一次。

這回壓完了，直接就進入燃燒室，呼呼啦啦的就著了，氧氣要多少管夠！撐不死你找前邊倆大兄弟去要，當然您千萬別到太空去遛彎，那可沒有氧氣，您就是把再裝倆壓氣機這都不成，沒東西不是。

那么這么做就可以萬無一失了嗎？

你快拉倒吧！軍事裝備咋也要做到兩手抓，兩手都要硬的程度，不然他就不是軍事裝備了。

最后一點提高氧氣進入燃燒室的手段就是提速。

因為這里邊有一個公式，這進氣量的多少，和您這進氣道的橫截面積，空氣速度以及空氣密度有關系，啥關系呢？您把后邊這三數(shù)據(jù)乘起來就完事了。

進氣道的橫截面積這改不了，設計師就給你這么大一口子，再說口子在開的大一點，這飛機那不叫飛機叫吸塵器了。

空氣密度也改變不了，那么剩下的就是空氣速度了。

那咋讓空氣速度提速呢？空氣的速度提不起來，咱可以提升飛機的速度，相對的來說空氣速度不就起來了嗎？這就叫相對速度。

所以��！您就瞅吧，這飛機飛的越高，他的飛機飛的就越快，因為不快的話，指不定發(fā)動機就給你撂挑子了，畢竟吃不飽，出來干活，誰也委屈，不撂挑子才怪呢？

好了，今天就寫到這里，喜歡的朋友加個關注，順手點個贊呦！

為了回答這個問題，首先介紹一下噴氣式發(fā)動機的主要構(gòu)造和原理：

噴氣式發(fā)動機按工作原理分成兩大類——渦噴和渦扇。

渦噴發(fā)動機前端設置一系列壓氣機葉片，通過壓氣機葉片高速旋轉(zhuǎn)，將外界空氣抽入發(fā)動機，并在抽入的過程中對空氣進行連續(xù)加壓，這樣就可以向燃燒室注入符合要求的高壓空氣。高壓空氣和航空煤油噴霧混合，點火，燃燒，經(jīng)過一個拉瓦爾喉道（收縮-膨脹）向后方噴射，在噴射過程中推動渦輪旋轉(zhuǎn)，這個渦輪旋轉(zhuǎn)會帶動前端的壓氣機繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，這樣就產(chǎn)生了持續(xù)性工作力量。

渦扇發(fā)動機的原理較為復雜，前端壓氣機分成了兩個涵道，直徑較大的外涵道和直徑較小的內(nèi)涵道。被壓氣機吸入的空氣也被分成兩個部分，一部分走外涵道，加壓之后，并未流入燃燒室參加化學反應；另一部分走內(nèi)涵道，如同渦噴發(fā)動機那樣，參加化學反應。

兩個空氣之后在噴管部位混合，合并之后噴向外界，形成反作用的推力。

從原理上來看，無論是渦噴還是渦扇發(fā)動機，都是屬于“自帶”壓氣機的航空發(fā)動機，對于外界大氣壓強變化并不敏感，因為這些噴氣式發(fā)動機的加壓效果達到20倍以上。正因為如此，使用噴氣式發(fā)動機的飛機，能夠在10000米以上高度飛行，甚至還可以達到20000米以上高度。相比之下，采用活塞式動力的飛機，一般低于5000米，如果配置渦輪增壓器可以達到10000米左右，再往上就很難了。

這個問題呢就回答到這里吧。

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無論是渦扇／渦噴氣式發(fā)動機，發(fā)動機都有很多級“風扇”以及壓氣機，確保空氣流量滿足發(fā)動機的供氣需要的！

飛機發(fā)動機的工作高度決定著飛機的實際升限。

您好，軍武雜談為您解答——因為飛機發(fā)動機會對空氣進行“加壓”，解決氧氣稀薄問題。

現(xiàn)代軍用噴氣式發(fā)動機，大抵上可以分為渦噴發(fā)動機和渦軸發(fā)動機。這兩種發(fā)動機無論是哪種，在工作的時候，都會對吸入的空氣進行“加壓”，然后和航空煤油混合燃燒后產(chǎn)生推力。

通俗點講，現(xiàn)代軍用噴氣式發(fā)動機類似于一臺飛行的高壓鍋，即使高空的空氣稀薄，但是在吸入并且加壓之后，還是能夠讓航空煤油燃燒的。

但是這也有一定的限制，比如在10000米的高空，空氣就稀薄得比較厲害，這時候再強力的發(fā)動機，也會出現(xiàn)功率下降和可靠性降低等問題。

所以我們能夠看到，大部分的現(xiàn)代戰(zhàn)斗機都會標明其在不同高度下的飛行性能差異，飛行員在訓練中也會著重進行說明。防止在實際的飛行過程中，因為飛機飛的高度實在是太高，導致出現(xiàn)發(fā)動機停車等問題。

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高空中盡管空氣稀薄，但是畢竟還是有一定密度的空氣。而飛機飛行速度快，進氣量大，加上壓氣機的作用，還是可以保證飛機發(fā)動機燃燒所需足夠的氧氣的。

比如波音747客機的發(fā)動機進氣量就達到320千克／秒，還有的客機進氣量甚至高達1.4噸／秒，美軍F22隱形戰(zhàn)機進氣量也達到了140千克／秒。這么多空氣中含有的氧氣自然是足夠燃燒的。

F22隱形戰(zhàn)機的F119渦輪風扇發(fā)動機總增壓比可達23～27，足以把稀薄空氣變成高壓、高溫的濃密氣體。

這就是為什么飛機還是要有飛行限高的，這說明在合理的高度上氧氣還是可以足夠供應。當然，超出限定高度了，氧氣可能就不夠了，大多數(shù)飛機的飛行高速一般都不超過2萬米左右。

飛機發(fā)動機有一個增壓比的參數(shù)，代表發(fā)動機能將進氣增壓多少倍。比如民用渦扇發(fā)動機增壓比一般是40-50，在高空假如大氣壓為0.1個海平面標準大氣壓，經(jīng)過發(fā)動機壓氣機增壓以后進入燃燒室的氣壓就變成4-5個標準大氣壓。

軍用發(fā)動機為了提高推重比，減輕發(fā)動機重量，壓氣機級數(shù)較少，導致增壓比較低，一般只有24-32。

飛機一般都在平流層飛行盡管氧氣少但還是夠一般飛機發(fā)動機正常使用，另外飛機上備有空氣壓縮機在低空飛行時會壓縮存儲一些空氣以備使用，如果超過平流層飛行的航天飛機和宇宙飛行器就需要攜帶液氧以備發(fā)動機和駕駛員使用。

可以這么說，飛機在高空飛的時候阻力小，同時需要的推力也小，這樣以少量的進氣和少量的燃油就可以使飛機能保持巡航狀態(tài)。但是由于高度高，發(fā)動機推力小，升力也小，所以高高原機場不是什么飛機都能飛的，只有發(fā)動機推力儲備大的飛機才能飛高高原，就像737NG只有700可以飛高高原，320系列只有319以下的可以飛高高原，就是因為機身輕，發(fā)動機推力儲備大。