對於航空發動機頗有研究的我來回答，首先大型渦輪風扇發動機啟動需要的能量非常大，總得來說要渦輪轉子達到一定轉速，依靠的外在能源主要是壓縮空氣，由壓縮空氣推動渦輪達到啟動轉速，再由電腦判斷燃燒室的油量，如果燃燒室油較多，則晚開噴油嘴和點火器，等吹乾燃燒室油料後，再開啟啟動電路以及開始噴油。啟動發動機。壓縮空氣來自於APU或外在的壓縮空氣車。

渦扇發動機和活塞式往復發動機是不一樣的，活塞式發動機點火後，燃料-空氣混合物只有一直燃燒膨脹才能使活塞發動機不停運動運轉。而渦扇發動機的原理則更加像一個永動機，一旦吸入空氣啟動後就能依靠自身迴圈不停運轉下去，然而沒有任何東西是無源之水，渦扇發動機最初吸入空氣的動力依靠的什麼，我們今天來科普一下。

渦扇發動機通俗的講可以看做兩根粗細不同的管子套在一起組成的。細管子裡包含了低高壓氣機、燃燒室、低高壓渦輪，最後連線至尾噴管，這根內管所包裹的空間叫做發動機的內涵道，流經裡頭的空氣叫內涵氣流。而套在內涵道外面的粗管子則包裹著風扇以及整個或者部分細管子（內涵道），我們需要注意的就是細管子上一系列的機器部件都通過了同一根軸承連線在一起。

發動機前方的風扇旋轉吸入空氣被分為兩個部分，一部分進入細管子成為內涵氣流，一部分進入粗管子成為外涵氣流，外涵氣流直接從發動機尾部流出形成一部分動力，而內涵氣流經過壓氣機被壓縮，成為高溫高壓氣體，並進一步進入燃燒室被和燃油一起進一步加熱膨脹衝擊後面的渦輪，渦輪就像我們小時候玩的紙風車一樣，被高溫高壓燃氣帶動旋轉，燃氣最後從尾部高速噴出，形成發動機最主要的動力。由於渦輪與風扇、壓氣機同在一根軸承，因此渦輪又帶動了風扇、壓氣機一起轉動。吸入空氣—增壓-加熱-噴射—帶動發動機運轉，這樣一個穩定的迴圈運動就初步建立起來，是不是看起來很像一個永動機，只要發動機一發動，就能持續的提供動力。這個時候大家會不會有一個疑問？渦扇發動機最初的風扇是怎麼運轉起來的？發動機的啟動是怎樣的，是誰提供了最初的動力呢？

其實現代的飛機尾部一般會加裝了一個輔助動力裝置，叫做APU.它是渦扇發動機能夠啟動的關鍵所在，APU是由一個小電動機帶動的小型燃氣輪機，在APU啟動後，就能源源不斷的吸入空氣並送到發動機後面的燃燒室燃燒然後帶動整個渦扇發動機的運轉，所以渦扇發動機啟動前，必須先啟動APU，如果APU故障了就只能依靠地面電源車和高壓氣源車來實現發動機的啟動。一般飛機發動機如果在空中停車，也要依靠APU來實現重新啟動，如果APU發生了故障，發動機不能實現二次啟動，那麼飛機就可能會發生嚴重的事故，甚至是墜機。

對於大部分渦扇發動機而言，啟動發動機時，使得發動機風扇轉動的一個部附件叫做氣動渦輪啟動機，引氣來源主要是由APU或地面氣源車提供，當提供一定壓力的引氣時，發動機的高壓壓氣機，高壓渦輪，低壓壓氣機，低壓渦輪和風扇被帶動旋轉，當達到一定轉速時，發動機開始噴油點火，渦輪開始做功，當渦輪輸出的功能達到發動機自維持的轉速時，氣動渦輪啟動機脫開停止工作，此時發動機穩定在慢車狀態。

渦扇發動機，全稱渦輪風扇發動機，因為它適合絕大多數的飛機航線，所以在飛機中應用十分普遍。

它的前身是渦輪噴氣式發動機，後來不斷髮展，在噴氣式發動機的後邊增加了一個低速的低壓渦輪，帶動風扇，它的目的就是為了消耗渦噴發動機的排氣動能，降低燃氣排出速度，發動機的效率得到提高後，就會減少油耗，這樣飛機就能飛得更遠，但是因為它的風扇太大，和風接觸的面積也大，所以對涵道比有一定要求。

渦輪風扇的核心機是由高壓渦輪，燃燒室和高壓壓氣機組成，它所產生的能量一部分給低壓渦輪用來驅動風扇，另一部分用來加速排出燃氣。當空氣經過風扇時，空氣經壓縮機壓縮，在燃燒室和燃油一起進行燃燒，產生的氣體經渦輪和噴管後，從尾噴口噴出，產生向前的推力。

外涵氣流隨外函道直接排出，或者隨內涵排氣在噴管排出，內涵推力和外涵推力共同組成了渦扇發動機的推力。

渦輪風扇發動機如果安裝了加力燃燒室，就會成為渦輪風扇發動機，渦輪風扇發動機分為混排渦輪風扇發動機和分排式渦輪風扇發動機，混排式的是內外兩股氣流在內涵渦輪的混合器中混合，隨著噴氣管排到大氣中去；分排式則是靠安裝在內涵渦輪後或外涵通道內的加力燃燒室。

很多人會看到各種噴氣式發動機的原理圖。

基本上就是一根管子裡面一大堆的扇葉。將管子分為壓氣機、燃燒室、渦輪和排氣口

最早期的噴氣式發動機也的確是和原理圖差不多的。

而最早期對發動機功率的控制也只是控制 一段時間內到底有多少燃料進入到發動機燃燒室內，也就是油門控制，別的控制就沒有了。

在很長一段時間內噴氣發動機（包括渦扇噴氣發動機）都是需要靠外力進行啟動的，用類似手搖拖拉機那種方式對高轉數的飛機顯然不適合。

普遍採用的方式就是用壓縮空氣來吹扇葉的方式將噴氣發動機的葉片吹轉起來。因此在早期機場地勤車輛裡面是有壓縮空氣車的。

例如照片中的這架轟炸機，在起飛前地勤人員需要利用管子將壓縮空氣導向扇葉，將四臺發動機的扇葉逐個吹動後發動機才可以點火。（這也就是為什麼早期的飛機沒有鑰匙的原因——一個人開不走啊）

發動機點火後在一個很低的轉速上維持自身啟動，然後等到四個發動機全部啟動後，輕推油門發動機產生一點點的推力後滑向起飛跑道。

在空中如果遇到發動機停車的故障，因為飛機是在運動的狀態下，因此迎面而來的氣流就可以替代地面上的壓縮空氣車，這樣直接點火就可以了，一般都可以重新啟動發動機。

後期的時候

由於飛機上都帶有APU（輔助動力單元）後，飛行員會先啟動APU，然後APU帶動發電機產生的電力會驅動渦扇發動機內部的一個電動機，這個電動機組會帶動整個的渦輪開始轉動以完成之前用壓縮空氣達到的目的。

很多噴氣發動機的原理圖上是沒有繪製啟動的電機組（圖片中心部位的機械元件）的因此大家會產生髮動機是怎麼點火啟動的疑問。

一般發動機上有一個叫起動機的東西，透過離合器連線在高壓轉子上。發動機啟動時，飛行員將啟動電門打到地面啟動位，起動機開始供氣，離合器齧合，點火系統開始點火。來自氣源系統的高壓空氣帶動起動機的空氣渦輪轉動，透過離合器帶動高壓轉子轉動，當高壓轉子到達百分之十幾時，飛行員提起啟動手柄開始供油，或自動供油（V2500發動機是起動機轉後30秒自動供油），此時發動機高壓轉子在高壓渦輪和起動機共同帶動下繼續提速，在高壓轉子在百分之四十多轉速下，起動機離合器脫開，高壓轉子在高壓渦輪帶動下繼續加速，直至啟動成功。例外的是有些小的直流電系統的飛機用的是啟動打電機帶轉，波音787用的是交流啟動發電機帶轉。空中啟動是使飛機在一定高度速度內飛行，迎面氣流會吹動發動機轉子，使發動機處於風車狀態，可以直接點火供油重啟發動機。

渦扇發動機和活塞式發動機的啟動是完全不一樣的。活塞式發動機的原理和車用的發動機其實差不多，所以啟動的時候，只要往汽缸裡噴入燃料，與空氣混合以後再點火，燃料燃燒以後膨脹的氣體就會推動活塞，讓發動機運轉起來。

但渦扇發動機就完全不同。渦扇發動機本身沒有活塞，而是包括了內外兩個涵道的多個葉片，其燃燒室內的空氣必須流動起來，才能帶動葉片迅速轉動，為燃燒室內匯入更多空氣，保證燃燒的連續進行。但靜止狀態下，燃燒室內的燃料燒起來之後，其膨脹的速度並不足以讓葉片達到足夠的轉速，也就無法引入更多的空氣，讓燃燒的氣體流動起來，反而可能會燒燬燃燒室和渦輪導向葉片。

因此，啟動渦扇發動機的首要事項是讓渦輪葉片在發動機還沒完全啟動之前先轉起來，達到足夠的轉速，保證空氣的流動速度。而啟動葉片的動力來源一般有三種：一種是用外部的電動機帶動渦扇發動機的主軸旋轉，進而讓固定在主軸上的葉片達到足夠轉速；第二種則是用外來的氣流（比如壓縮空氣）直接吹動葉片，這種方式常用於小型飛機的發動機；第三種則是針對大型客機，由於這些大型客機使用的多為大涵道比渦扇發動機，其葉片尺寸很大，靠前兩種方式帶動這些葉片達到足夠轉速太費勁，所以，這些飛機一般都配有專門的輔助動力單元（APU）。這些APU相當於一個小型的渦噴發動機，透過外來動力啟動APU，然後APU再帶動主發動機主軸和葉片旋轉，進而啟動主發動機。T

大型渦輪風扇發動機啟動需要的能量非常大，總得來說要渦輪轉子達到一定轉速，依靠的外在能源主要是壓縮空氣，由壓縮空氣推動渦輪達到啟動轉速，再由電腦判斷燃燒室的油量，如果燃燒室油較多，則晚開噴油嘴和點火器，等吹乾燃燒室油料後，再開啟啟動電路以及開始噴油。啟動發動機。壓縮空氣來自於APU或外在的壓縮空氣車。

渦扇發動機是靠先轉動高壓氣機來啟動發動機的，在雙轉子渦扇發動機上，高壓壓氣機是靠啟動機來帶動的。

在發動機啟動中，如果啟動機沒有把發動機帶到自持轉速，那麼發動機的啟動就會失敗。而啟動機的動力是來源於APU，APU在發動機啟動時能夠帶動啟動機，然後啟動機帶動發動機，最後啟動機需要一直工作直到發動機能達到自持轉速，也就是說渦輪做的功高於大於壓氣機轉動需要消耗的功，這時候啟動機才斷開，啟動成功。

渦扇發動機和渦噴發動機的啟動方式應該類似。

對於安裝在民航客機上的渦噴發動機大概有如下兩種方式：

1. 由氣動力啟動。

氣體經過啟動活門開啟，向起動機提供氣動力。起動機旋轉輸出軸轉動附件齒輪箱，附件齒輪箱透過齒輪軸的連結最終將動力輸入到發動機N2軸，帶動N2軸旋轉，發動機點火，當N2達到一定轉數時，（例如：CFM56-7B發動機是N2達到大約55%），啟動閥門關閉，啟動機內部離合器斷開。發動機持續加油，就運轉起來了。

大致流向就是：氣動力-》啟動活門-》啟動機-》附件齒輪箱-》發動機N2軸

那麼提供氣動力的氣體是哪裡來的呢？

2. 直接由電啟動。

例如波音787的發動機GENX和RR Trent 1000都有兩個VFSG，即變頻啟動發電機。而沒有氣源系統也沒有氣動啟動機。

兩個變頻啟動發電機即可以用來啟動發動機，也可以用用來在發動機啟動後發電。

如果是雙發的話，啟動順序是二發一發，執行完座艙檢查單和啟動前檢查單並接到地面許可後可以啟動。點火裝置一般置於both位，二發啟動電門grand位，起動機銜接，啟動活門開啟。觀察二發N2讀數，這時候互動觀察發動機儀表主要精力放在EGT和振動指數上。N1會慢慢上升，呵呵，應該報出來：“N1動”N2達到界定值，比如737，25%時，二發啟動手柄提起入槽。但我習慣上先不入槽，因為萬一有情況可以中止啟動並關車。這時候觀察二發儀表，N1上升，N2上升減慢，燃油流量上升，EGT上升，N2在界定值，737是46%時起動機應該自動脫開，啟動活門關閉。N1達到30%以上後穩定。二發啟動完畢，一發啟動以此類推。這是正常啟動，如果氣源不足，需要地面提供氣源車輔助啟動，啟動順序一發二發。一發啟動後，撤出氣源車，使用一發氣源互動啟動二發。

正在尋找答案的您不知道有沒有過啟動手搖柴油機的經歷？渦扇發動機雖然複雜，但是啟動依然需要藉助於外力。當壓氣機轉速達到可以自己維持的階段，才能算作是啟動成功。就像我們啟動手搖柴油機一樣，只有等到俗話說的，發動機自己能翻過來的時候，才算啟動成功。只不過渦扇發動機啟動的外力很大，也需要的時間更長，所以跟普通的內燃機啟動方式還是不一樣的。

先說明一點 ，渦扇發動機雖然也是靠外力啟動，但是絕非像家用汽車或者柴油發動機一樣，依靠外部的啟動機啟動的。因為飛機渦扇發動機啟動的點火轉速要求每分鐘幾千轉，而普通的啟動機器依靠電瓶供應動力的方式無法達到如此高的轉速。

民航客機後尾孔正是APU核心機尾噴口

渦扇發動機啟動的時候依靠的是飛機上的另外一個更小的噴氣發動機，一般裝在民航客機的機尾。這個發動機也是渦輪發動機，只是因為比較小，所以可以依靠本身的啟動電池啟動。然後透過這臺小的噴氣發動機提供的壓縮空氣，驅動飛機的一臺主發動機轉動達到點火轉速之後，如果還有需要啟動的發動機，則用已經啟動了的這臺發動機帶動另一臺發動機啟動。說白了，渦扇發動機的啟動不是依靠電力，而是依靠先啟動一臺小的渦扇發動機產生高壓氣流，帶動飛機的主動力渦扇發動機啟動。是一個間接啟動的過程，並且啟動渦扇發動機的時間比較長，一般需要幾十秒鐘才能順利啟動。要說明這個問題，我們首先要說清楚渦扇發動機的工作原理。

現代渦扇發動機是在渦噴發動機的基礎上發展而來的。渦扇發動機由風扇，低壓壓氣機，高壓壓氣機，燃燒室，高壓渦輪，低壓渦輪和排氣系統組成。其中高壓壓氣機與燃燒室和高壓渦輪三部分是渦扇發動機的核心機。核心機內部的涵道被稱為內涵道，外部的涵道被稱為外涵道，核心機的化石燃料燃燒驅動發動機運轉的同時將燃燒膨脹的氣體從噴管中排除，和外涵道的風扇一起為飛機提供動力！

渦扇發動機各核心部件位置圖

渦扇發動機產生的推力由兩部分組成，一部分由風扇帶動。這部分類似於螺旋槳的推進方式。另一部分是由化石燃料燃燒產生的高壓空氣從微噴管噴出產生的推力。當渦扇發動機運轉開始之後，空氣被風扇吸入發動機，其中內涵道經過壓氣機將空氣經過壓縮之後，在燃燒室和航空燃料混合燃燒。燃燒所產生的能量帶動發動機高速旋轉的同時，將沒用的廢氣從微噴口噴出。

渦扇發動機工作原理動態圖

渦扇發動機的涵道比指的是外涵道和內涵道的比值，比值越大越省油。推重比相對就越小。民用航發的外涵道較大，發動機推力的80%依靠風扇提供。所以經濟性比較高。而軍用渦扇發動機的外涵道較小，主要依靠內涵道燃燒推進，比較費油，推重比較大。渦扇發動機發源於二戰時期的德國，後來逐漸到60年代才被美國突破技術瓶頸，由於其優異的經濟性，逐漸取代了窩噴發動機成為了主流的航空發動機。

我們所說的啟動渦扇發動機，根本上是需要將壓氣機壓縮的空氣達到燃燒室所需要的壓力值，這樣和航空燃油摻和之後燃燒才能提供足夠的能量對外做功。依靠渦輪和壓氣機以及風扇連線的同心軸驅動風扇和壓氣機轉動。直到渦扇發動機可以自己依靠自身的高速轉動來滿足持續燃燒的速度之後，才算啟動成功。渦扇發動機燃燒室的燃燒區別於內燃機的不同之處在於內燃機無論是壓燃式還是點火式都是間歇性燃燒，而渦扇發動機不是，啟動之後是一直燃燒而非間歇性燃燒。

颱風戰機APU核心機尾噴口明顯的變黑了

我們上文介紹過啟動發動機的辦法是藉助於一臺更小的發動機提供壓縮空氣以驅動壓氣機達到足夠的轉速。其實無論是民用飛機還是軍用飛機都是這樣的啟動方式。一般民用發動機都有兩臺以上的渦扇發動機，APU先啟動其中的一臺發動機，然後由這一臺已經啟動的發動機為另一臺發動機提供壓縮空氣，幫助另一臺啟動。大部分軍用渦扇發動機也是如此。不一樣的地方在於單發和雙發戰機的啟動方式差異。

殲10飛機發動機需要地面輔助啟動

世界上大部分雙發戰鬥機的啟動方式其實都和民用飛機差不多，只是APU 的安裝位置不一樣。而單發的戰機比如我國的殲10和美國的F16啟動方式主要是依靠地面裝置提供壓縮空氣。本身並沒有安裝APU輔助動力啟動系統。而是採用了更加暴力的EPU。（說白了，一臺發動機，萬一空中停車了，依靠APU需要幾十秒的時間才能啟動，而這幾十秒的時間，飛機很可能已經墜毀了。而雙發飛機一臺發動機空中停車之後，還可以依靠另一臺發動機或者APU系統幫助啟動停車的發動機。）EPU單發渦扇發動機輔助啟動動力系統是瞬間提供強大的外力重新啟動渦扇發動機，或者發動機空中停車無法啟動的情況，則藉助於EPU瞬間的動力幫助飛機滑翔迫降等。這是單發和雙發戰機渦扇發動機啟動的區別之處！

渦扇發動機結構圖

總結一下：渦扇發動機的啟動，依靠的是發動機燃燒室燃燒產生的能量，足以維持各轉動部件自我維持對外做功的轉速才算啟動成功。是轉速逐漸變快的過程，需要幾十秒時間，不像我們家用的內燃機那麼快可以啟動的。雙發戰機用渦扇發動機和民用渦扇的啟動主要依靠自身的APU輔助動力系統提供壓縮空氣驅動主發動機渦輪轉動。只有單發戰鬥機依靠地面輔助裝置提供壓縮空氣啟動渦扇發動機！

渦扇發動機和汽車發動機基本上執行原理是一樣的，但是渦扇發動機多了一套壓縮機系統，這套壓縮機系統可以持續給發動機提供動力。

汽車發動機執行機制為“進氣”，“壓縮”，“爆炸”和“排氣”四個迴圈，但噴氣發動機的專用腔室卻是“進氣”和“壓縮機”。有“燃燒器”和“噴嘴”，進氣和排氣同時進行。換句話說，汽車引擎每四次爆炸一次以產生動力，而噴氣發動機則連續產生動力，因此與相同的重量相比，它可以產生更多的動力。

在噴氣發動機中，該壓縮機在旋轉時壓縮空氣，以使發動機連續運動。為了轉動壓縮機，有一個“渦輪”，由燃燒的氣體能量提供動力。渦輪具有與風車相同的機構，並且接收風（燃燒氣體）的葉片獲得旋轉力並旋轉，但是在噴氣發動機中，軸與壓縮機整合在一起，並且渦輪旋轉執行壓縮機。

以這種方式具有燃氣渦輪機的熱機稱為“燃氣渦輪機”，噴氣發動機定位為飛機的燃氣渦輪機。從燃氣輪機獲得的功率是渦輪機消耗的能量減去新增的燃料消耗的能量的平衡，不包括執行壓縮機所需的功率。在噴氣發動機中，該能量變成從噴嘴噴出的氣體，併成為推動飛機的動力。

渦扇發動機每一圈的葉輪其實和汽車增壓器的葉輪原理類似，這種發動機的特點是動力強而且可持續，因為飛機在空中必須持續工作，不像汽車在陸地上有停止的機會，所以結構更堅定，材質更精密。