燃氣輪機和航空發動機從原理上講，是一樣的，壓氣機加壓空氣，進入燃燒室和燃料（比如天然氣或者航油）充分混合並燃燒爆炸，進一步提高功質氣體的熵值，最後進入渦輪透平端推動渦輪做功。但兩者在具體的產品結構和設計上又有很大的區別。
重型燃機的應用場景主要是地面供電，工業以及居民供熱，所以透平最後的目的體現在軸的輸出功率上，帶動發電機發電，以及一定量的排煙溫度（用於下游的餘熱鍋爐和蒸汽輪機）。燃氣輪機在設計的時候，需要兼顧單迴圈和聯合迴圈，燃氣輪機更側重發電效率以及產品的成品或者說價效比，追求材料皮實耐用可靠，維護週期長，間隔久。航空發動機的設計側重於推重比，產品要設計的儘可能的輕體積小，產生的推力要儘可能的大，而且是單迴圈，因此用料更加“高大上”。同時在設計的時候，更側重低負荷運轉下的燃油經濟性，畢竟飛機絕大多數時間段在平流層而不是起飛的時候。
說了這麼多，其實無論航空發動機或者地面燃機，由於製造難度大，研發週期長、涉及產業廣等因素，兩者都是工業CROWN上的明珠，只是各自的側重點不同，源於應用領域不同，面臨的挑戰也各有不同。世界上能生產重型燃機以及航空發動機的企業或者機構相當有限，比如美國的GE 普惠，德國的西門子，英國的羅羅，日本的三菱等，因為這裡面牽涉到很多學科的交叉，系統設計，關鍵部件的材料、工藝、製造等等，投資大，時間長，出成果比較慢。上述這些企業也經歷了較長時間的發展，才把產品進化完善到如今的程度，更低的成本，更高的效能和可靠性以及更低的排放。我們國家這幾年也因為兩機專項專案，在大踏步的奮起直追，迎頭趕上。
這裡先簡單介紹下燃氣輪機的工作原理。燃氣輪機作為內燃機的一種，本質上是一種透過燃料（通常為天然氣）與壓縮空氣混合燃燒產生出的高壓高溫氣體推動葉輪做功的機械，按照燃燒室溫度目前分為E級，F級和最先進的H級。它的工作原理其實很簡單，具體情況咱們來看下面這張圖，燃氣輪機從左到右可以分為三個部分：壓氣機（藍色）、燃燒室（紅色）、透平（黃色）。
壓氣機將空氣吸入到燃氣輪機的內部並進行壓縮。之後天然氣會和壓縮過的空氣進行混合並燃燒，產生出的高溫高壓氣體就會推動透平葉片轉動，透平端所做的功一部分用於補償壓氣機轉動壓縮空氣所需要的功，剩下的大部分用於帶動發電機發電，最後拍出的高溫氣體（500~600攝氏度之間，因具體機型而定）進入餘熱鍋爐進行二次利用。
H級燃機運轉時，內部燃燒室的溫度可以達到近1600度的高溫！比火山岩漿還要熱，絕大部分的金屬在這個溫度下都會熔化。作為燃機中溫度最高的區域，燃燒室應用的冷卻技術是最為先進的，咱們也就重點說說燃燒室裡發生的那些事兒。H級燃氣輪機的燃燒室中共有十幾個燃燒火焰筒構成，火焰筒的前端安裝有燃燒器，中後段帶有陶瓷熱障塗層並伴隨有冷卻空氣口，燃燒桶內壁受熱一面的溫度將近1600攝氏度，而另一側的溫度僅有600多攝氏度，這些大約幾個釐米厚的桶壁竟然隔開了近1000度的高溫！
但除了抗高溫這就完了麼？too naive！燃燒室中的氣體還會以堪比龍捲風的速度（每秒100米）不斷衝擊著燃燒室。所以這些特殊的熱障圖層還必須具有抵抗強大沖擊力的能力——甚至要超過應用於太空梭上的隔熱瓷片。這是因為太空梭上的隔熱陶瓷在每次降落後和起飛前都會經過嚴格的檢查並替換受損瓷片，而燃氣輪機中的熱障塗層需要在執行數千小時候後才會進行檢修。
透過採用隔熱瓷片，燃燒室內外壁的冷卻任務已經完成，接下來的任務卻更有挑戰。在之前介紹燃機原理中我們說到，燃燒後的高溫氣體會推動透平區的葉片轉動，如果我們能夠採訪一下燃機的葉片，它一定會說：“鬼知道我經歷了什麼！”
透平區的第一級葉片在燃機運轉時，不僅要耐得住將近1600度的高溫，還要以音速旋轉，承受相當於自身重量一萬倍的離心力。若是隨便找塊金屬做葉片放到燃機裡，分分鐘就甩成麵條啊！
燃機的透平葉片都是採用特殊的合金打造的單晶體，之後再噴上一層特殊的陶瓷塗層，到這裡葉片雖然已經能夠抵抗大部分的熱度，但還不夠。這裡就要講到一項有點意思的技術了——氣膜冷卻。壓氣機吸入的空氣除了被送入燃燒室外，還會被輸送到葉片底部，隨後透過葉片內的通道從葉片表面的一個個小孔中噴出，遇到燃燒室中的高溫氣體後在葉片表面形成一層很薄的氣膜。由於空氣的導熱性很差，可以將高溫氣體與葉片隔離，快速流動的空氣也會不斷地將高溫氣體帶走。這樣葉片就可以忍受住這可以融化岩石的溫度了，想不到吧？隨處可見的空氣居然成為了葉片的鐵布衫！
當然，除了這些黑科技外，燃氣輪機可以說是集合了人類眾多智慧結晶的產品，隨著像3D列印，數字化技術等新技術的不斷出現，來自西門子的工程師們也在不斷地創新，將這些全新的科技應用於燃氣輪機，這也正是為什麼我們的燃氣輪機可以一次又一次的突破極限，用更強，更高的效能，改變我們的能源世界，也是為什麼我們稱之為“製造業CROWN上的明珠”的原因之一。
燃氣輪機和航空發動機從原理上講，是一樣的，壓氣機加壓空氣，進入燃燒室和燃料（比如天然氣或者航油）充分混合並燃燒爆炸，進一步提高功質氣體的熵值，最後進入渦輪透平端推動渦輪做功。但兩者在具體的產品結構和設計上又有很大的區別。
重型燃機的應用場景主要是地面供電，工業以及居民供熱，所以透平最後的目的體現在軸的輸出功率上，帶動發電機發電，以及一定量的排煙溫度（用於下游的餘熱鍋爐和蒸汽輪機）。燃氣輪機在設計的時候，需要兼顧單迴圈和聯合迴圈，燃氣輪機更側重發電效率以及產品的成品或者說價效比，追求材料皮實耐用可靠，維護週期長，間隔久。航空發動機的設計側重於推重比，產品要設計的儘可能的輕體積小，產生的推力要儘可能的大，而且是單迴圈，因此用料更加“高大上”。同時在設計的時候，更側重低負荷運轉下的燃油經濟性，畢竟飛機絕大多數時間段在平流層而不是起飛的時候。
說了這麼多，其實無論航空發動機或者地面燃機，由於製造難度大，研發週期長、涉及產業廣等因素，兩者都是工業CROWN上的明珠，只是各自的側重點不同，源於應用領域不同，面臨的挑戰也各有不同。世界上能生產重型燃機以及航空發動機的企業或者機構相當有限，比如美國的GE 普惠，德國的西門子，英國的羅羅，日本的三菱等，因為這裡面牽涉到很多學科的交叉，系統設計，關鍵部件的材料、工藝、製造等等，投資大，時間長，出成果比較慢。上述這些企業也經歷了較長時間的發展，才把產品進化完善到如今的程度，更低的成本，更高的效能和可靠性以及更低的排放。我們國家這幾年也因為兩機專項專案，在大踏步的奮起直追，迎頭趕上。
這裡先簡單介紹下燃氣輪機的工作原理。燃氣輪機作為內燃機的一種，本質上是一種透過燃料（通常為天然氣）與壓縮空氣混合燃燒產生出的高壓高溫氣體推動葉輪做功的機械，按照燃燒室溫度目前分為E級，F級和最先進的H級。它的工作原理其實很簡單，具體情況咱們來看下面這張圖，燃氣輪機從左到右可以分為三個部分：壓氣機（藍色）、燃燒室（紅色）、透平（黃色）。
壓氣機將空氣吸入到燃氣輪機的內部並進行壓縮。之後天然氣會和壓縮過的空氣進行混合並燃燒，產生出的高溫高壓氣體就會推動透平葉片轉動，透平端所做的功一部分用於補償壓氣機轉動壓縮空氣所需要的功，剩下的大部分用於帶動發電機發電，最後拍出的高溫氣體（500~600攝氏度之間，因具體機型而定）進入餘熱鍋爐進行二次利用。
H級燃機運轉時，內部燃燒室的溫度可以達到近1600度的高溫！比火山岩漿還要熱，絕大部分的金屬在這個溫度下都會熔化。作為燃機中溫度最高的區域，燃燒室應用的冷卻技術是最為先進的，咱們也就重點說說燃燒室裡發生的那些事兒。H級燃氣輪機的燃燒室中共有十幾個燃燒火焰筒構成，火焰筒的前端安裝有燃燒器，中後段帶有陶瓷熱障塗層並伴隨有冷卻空氣口，燃燒桶內壁受熱一面的溫度將近1600攝氏度，而另一側的溫度僅有600多攝氏度，這些大約幾個釐米厚的桶壁竟然隔開了近1000度的高溫！
但除了抗高溫這就完了麼？too naive！燃燒室中的氣體還會以堪比龍捲風的速度（每秒100米）不斷衝擊著燃燒室。所以這些特殊的熱障圖層還必須具有抵抗強大沖擊力的能力——甚至要超過應用於太空梭上的隔熱瓷片。這是因為太空梭上的隔熱陶瓷在每次降落後和起飛前都會經過嚴格的檢查並替換受損瓷片，而燃氣輪機中的熱障塗層需要在執行數千小時候後才會進行檢修。
透過採用隔熱瓷片，燃燒室內外壁的冷卻任務已經完成，接下來的任務卻更有挑戰。在之前介紹燃機原理中我們說到，燃燒後的高溫氣體會推動透平區的葉片轉動，如果我們能夠採訪一下燃機的葉片，它一定會說：“鬼知道我經歷了什麼！”
透平區的第一級葉片在燃機運轉時，不僅要耐得住將近1600度的高溫，還要以音速旋轉，承受相當於自身重量一萬倍的離心力。若是隨便找塊金屬做葉片放到燃機裡，分分鐘就甩成麵條啊！
燃機的透平葉片都是採用特殊的合金打造的單晶體，之後再噴上一層特殊的陶瓷塗層，到這裡葉片雖然已經能夠抵抗大部分的熱度，但還不夠。這裡就要講到一項有點意思的技術了——氣膜冷卻。壓氣機吸入的空氣除了被送入燃燒室外，還會被輸送到葉片底部，隨後透過葉片內的通道從葉片表面的一個個小孔中噴出，遇到燃燒室中的高溫氣體後在葉片表面形成一層很薄的氣膜。由於空氣的導熱性很差，可以將高溫氣體與葉片隔離，快速流動的空氣也會不斷地將高溫氣體帶走。這樣葉片就可以忍受住這可以融化岩石的溫度了，想不到吧？隨處可見的空氣居然成為了葉片的鐵布衫！
當然，除了這些黑科技外，燃氣輪機可以說是集合了人類眾多智慧結晶的產品，隨著像3D列印，數字化技術等新技術的不斷出現，來自西門子的工程師們也在不斷地創新，將這些全新的科技應用於燃氣輪機，這也正是為什麼我們的燃氣輪機可以一次又一次的突破極限，用更強，更高的效能，改變我們的能源世界，也是為什麼我們稱之為“製造業CROWN上的明珠”的原因之一。