我們看到民航飛機的時候，應該注意到一個很有趣的現象，那就是飛機發動機的中心會有一個錐形物體，上面還有著蚊香一樣的圖案，隨著飛機的轉動，這個裝置也會一起跟著轉動，那麼這是個什麼東西呢？
飛機發動機中心的“凸起物”
它叫進氣整流罩
這個錐形物體的學名叫做“進氣整流罩”，之所以飛機上要安裝這麼一個裝置，那就必須要從發動機的結構說起。
工程師正在安裝進氣整流罩
首先，對於渦扇發動機而言，航空發動機最前端的結構叫做“風扇”或者“低壓風扇”，它的作用跟我們家用風扇其實作用是差不多的，就是迫使氣流往後方運動，從而獲得向前的力。當然，轉動的風扇還能夠稍稍給空氣加壓，不過這個不是它的主要功能。
風扇將氣體向後推
按理來說，風扇應該推動更多的空氣，才更加有利於發動機的性能呀，可是為什麼偏偏要用這麼個整流罩擋著呢？把這塊挖個洞，讓氣流通過這裡不好嗎？
這是因為風扇的工作過程會產生兩個問題：
在高速轉動的情況下，過長的葉片會產生巨大的離心力，所以不得不控制葉片的長度；
由於在相同的角速度下，葉片不同直徑位置的切向線速度大小不一樣，所以跟氣流之間的作用關係也不一樣，葉片越長，就意味著葉片根部和尖端的氣流流動差異越大，越是不利於風扇的性能，而且越靠近旋轉中心的位置，由於葉片切速度越低，性能就越差。
總而言之一句話：葉片不是越長越好，為了讓中間那塊小小的區域通氣（而且通氣的效率很低很低），可能付出的是加長葉片的代價，所以不通氣，就不通氣吧。
另外很重要的一點就是，整個風扇是被串在一根細細的轉子軸上，被轉子軸帶動著轉動的，所以連接轉子軸的那一塊，也沒辦法通氣。
風扇是串在一根細軸上，被這根軸帶動著轉動的
也許未來會有一種新的發動機，可以去掉這根軸，實現像潛艇的無軸推進那樣的功能，那麼我們可能就不再會看到整流罩了。
水面/水下艦艇中的無軸推進
而為了讓氣流在經過這塊不通氣的地方的時候，不至於產生太大的阻力，所以需要將這個部分設計出出來一定的形狀，整流整流，就是要把經過這塊“死衚衕”的氣流整理完了順順當當地送到發動機進口嘛！
整流罩可不一定是轉動的
不過話說回來，雖然目前為止，我們可能看到的絕大部分民用發動機整流罩都是跟著轉子一起轉動的，最直接的體現就是這些整流罩上往往還畫著螺旋形的圖案（關於這個圖案有什麼作用，也可以挖個坑單獨聊）。而像EJ200這樣的軍用發動機也是一樣的，整流罩會跟隨風扇一起轉動。
隨著風扇一起轉動的整流罩
EJ200發動機
但是實際上，這個整流罩未必會隨著風扇一起轉動。比如說JT8D發動機，這種發動機還可以在最老式的波音737上見到，這種發動機的正中央也有這個進氣整流罩，但是這個整流罩就是牢牢固定在那裡，不會轉動。而像我們熟悉的很多軍用發動機，什麼AL-31F、RD-33、F110，或者太行，都是進氣整流罩不隨轉子轉動的。
JT8D發動機
F110發動機
而之所以發生這樣的情況，跟發動機本身的結構有關，最關鍵的一點，就是看有沒有“風扇前支點”這個結構。簡單說，這個風扇前支點就是在發動機的最前端伸出來一個固定不動的軸承來支承著轉子轉動，所以在軸承前的整流罩自然不會轉動了。
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CFM56和GE90大涵道比渦扇發動機就沒有風扇前支點
F110發動機風扇前就有這麼個支點
而有沒有風扇前支點，基本上都是設計取捨的問題，有這個支點，那麼發動機轉子的剛度就更好，沒有這個支點，發動機就可以更輕，完全看設計時候的具體需求。
整流罩的作用和麻煩
除了剛剛說的，整流罩可以用來調整氣流的方向外，還有一個很有趣的功能，那就是：防止外物打傷發動機。
對於發動機而言，最怕迎面飛過來什麼東西打傷發動機，尤其是怕外物直接進入發動機的內涵道，萬一影響核心機的運轉，造成的損失可就大了。所以通過整流罩的形狀設計，可以讓碰撞到整流罩的外物劃出一道優美的弧線，直接反彈到外涵道，這樣就儘可能地控制外物打傷引起的發動機損壞。
依靠整流罩防外物打傷的原理
但是這麼大一個整流罩可不是隻有好處沒有麻煩，事實上，整流罩結冰的問題，一直都在威脅發動機的安全。因為在飛機高空飛行的過程中，溫度又低，有些時候還會有很濃重的水汽，所以發動機的整流罩上很容易出現結冰的現象，一旦冰塊太大了、發生碎裂，那麼跟外物打傷可不一樣，這些冰塊直接就順著氣流滑進發動機的內涵道，引起發動機故障。
整流罩結冰是個很嚴重的問題
而為了解決這個問題，工程師提出來很多方法，其中最直接的方法就是，往整流罩裡面同熱空氣。所以飛機駕駛員會控制一個小按鈕，這個按鈕一按，就會有發動機中提取出來的熱空氣順著導管進入整流罩，順帶還能夠從發動機進氣道周圍走一圈，溫暖這些零件，讓冰結不起來。
所以啊，不要看這麼一個小小的零件，其實想要設計好可不是一件簡單的事情。
風上風雲｜雲端故事
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