涡轮喷气发动机
离心式涡轮喷气发动机名词解释
离心式涡轮喷气发动机名词解释一、离心式涡轮喷气发动机离心式涡轮喷气发动机，是一种利用涡轮来压缩空气并驱动飞机飞行的发动机。
它由多个部件组成，包括压气机、燃烧室、涡轮和喷气管道等。
它的工作原理是先通过压气机将空气压缩，然后将压缩空气与燃料混合并点燃，最终高温高压的燃气推动涡轮旋转，再通过喷气管道将高速喷出的气流产生推力，从而推动飞机飞行。
二、工作原理1. 压气机离心式涡轮喷气发动机的压气机采用离心式结构，由多个叶片和转子组成，当空气经过叶片时，叶片会将空气加速并压缩，形成高压气体。
这种结构可以有效地提高发动机的效率和压缩比，使得空气可以被更充分地压缩和加燃烧，从而提高发动机的性能和推力输出。
2. 燃烧室离心式涡轮喷气发动机的燃烧室是混合燃油和压缩空气的地方，通过点火装置点燃混合气体，产生高温高压的燃气，为涡轮提供动力。
3. 涡轮涡轮是离心式涡轮喷气发动机的核心部件之一，它由转子和定子组成，当高温高压的燃气流过涡轮时，会使得涡轮高速旋转，提供动力来驱动压气机。
4. 喷气管道喷气管道是离心式涡轮喷气发动机中最后的部件，它将高速喷射的气流转化为推动飞机飞行的推力，从而实现飞机的动力。
三、我的个人观点和理解离心式涡轮喷气发动机作为现代飞机的主要动力装置，其优点在于结构简单、可靠性高、推力大、燃料经济性好等特点，是目前最为应用广泛的发动机类型之一。
在未来，随着科技的发展和航空工业的进步，离心式涡轮喷气发动机也将不断得到改进和完善，成为更为高效、环保、节能的动力装置。
总结回顾：在本文中，我们对离心式涡轮喷气发动机进行了深入的解释和分析，从工作原理到结构构成，都进行了详细的阐述。
通过对离心式涡轮喷气发动机的解释，相信读者对其工作原理和关键部件有了更深入的了解。
希望本文能够帮助读者更好地理解离心式涡轮喷气发动机，对其性能和特点有更为深刻的理解，也对未来航空工业的发展有所启发和思考。
离心式涡轮喷气发动机是航空工业中非常重要的一部分，它的发展历程和技术创新都对飞机的性能和效率有着重大影响。
涡轮喷气发动机效率和涡轮前温度的关系
涡轮喷气发动机效率和涡轮前温度的关系下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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飞机航空涡轮喷气发动机原理分析
飞机航空涡轮喷气发动机原理分析航空涡轮喷气发动机是现代飞机的主要动力装置，其原理基于牛顿第三定律和伯努利定律，能够将燃油的化学能转化为推力，推动飞机前进。
本文将对飞机航空涡轮喷气发动机的原理进行分析。
首先，我们需要了解航空涡轮喷气发动机的基本构造。
航空涡轮喷气发动机主要由压气机、燃烧室、涡轮和喷管组成。
它通过压气机将外界空气压缩，然后与燃料混合并燃烧，产生高温高压的气体。
气体通过涡轮转动涡轮叶片，带动压气机工作，并同时通过喷管喷出高速气流，产生推力。
在分析原理之前，我们先来了解一下牛顿第三定律。
牛顿第三定律表明，作用在物体1上的力与物体1对物体2的作用力大小相等、方向相反。
这意味着航空涡轮喷气发动机通过喷射出的废气产生的反作用力推动飞机向前。
接着，我们来看一下伯努利定律。
伯努利定律是描述流体动力学中液体或气体流动的定律。
根据伯努利定律，流速增大时，压力就会降低。
这个定律在航空涡轮喷气发动机中起到了非常重要的作用。
当飞机运行时，外界空气通过飞机前部的进气口进入压气机。
压气机中的叶片将空气不断压缩，并将其送入燃烧室。
同时，燃料通过喷嘴喷入燃烧室，与压缩空气混合并燃烧。
燃烧后的高温高压气体进入涡轮，涡轮中的叶片被气流推动转动，同时将能量转移到涡轮轴上。
由于转动的涡轮与压气机相连，涡轮的转动也带动压气机工作，进一步压缩空气。
这种通过连续的转动和压缩过程，使得空气压力和温度升高，同时增加了气体的能量。
与此同时，高温高压气体也通过喷管排出，并形成一股高速的喷气流。
根据伯努利定律，当喷气流从喷管中排出时，流速增大，压力减小。
由于航空涡轮喷气发动机作为封闭系统，流出的气体需要通过喷管排出，从而产生推力。
根据牛顿第三定律，喷射出的废气产生的反作用力推动整个飞机向前。
通过仔细控制喷气流的速度、方向和喷量，飞机可以改变自身的速度、高度和方向，实现飞行器的操纵。
总结起来，航空涡轮喷气发动机通过将外界空气压缩、混合燃料并燃烧，产生高温高压气体。
第一章 涡轮发动机分类及其性能指标
二. 双轴涡轮喷气发动机(two-spool turbojet)
与单轴涡喷发动机相比，其进气道、燃烧室和尾喷管是一样的，产生反作用 力的原理也完全相同。所不同的是：压气机分成低压压气机和高压压气机，涡轮 也分为高压涡轮和低压涡轮。高压压气机和高压涡轮由一根轴联接形成高压转子， 低压压气机机和低压涡轮由一根轴联接形成低压转子。 人们习惯将燃气轮机的高压转子部分称为核心机，核心机可作为燃气发生器。 在双轴燃气轮机中的核心机(高压转子)并不是它的燃气发生器，双轴燃气轮机 的燃气发生器部分还应该包括低压压气机和低压涡轮。因此，核心机与燃气发生 器是二个不同的概念。
单轴涡轮喷气发动机
压气机、燃烧室和涡轮的组合称为燃气发生器, 其作用是产生高温高压的燃气。 发动机工作时，外界空气流入进气道，在较大的飞行速度下气流经过进气道时速 度减小而压力提高；气流流过压气机时进一步增压，特别是在低速飞行时，压气机是 增压气流的主要部件；燃烧室利用燃油燃烧时放出的热量对气流加热；从燃烧室流出 的高温高压气流推动涡轮旋转，涡轮与压气机之间有轴联接，涡轮发出的功率提供给 压气机；涡轮出口的气流仍具有较高的压力和温度，流经尾喷管时压力减低而速度增 高。
吸气式发动机用途
亚燃冲压发动机及其组合动力主要用于：超音速导弹、无人 机的动力装置。 超燃冲压发动机及其组合动力主要用于：高超音速巡航导 弹; 高超音速飞机; 跨大气层飞行的空天飞机的动力装置， 目前尚处于研究阶段。 脉冲式发动机及其组合动力：主要用于导弹、无人机的动力 装置，目前尚处于研究阶段。
涡轮喷气发动机与活塞式发动机的比较
相同之处 （1） 均以空气和燃气作为工作介质。 （2）它们都是先把空气吸进发动机，经过压缩 增加空气的压力，经过燃烧增加气体的温度， 然后使燃气膨胀作功。燃气在膨胀过程中所作 的功要比空气在压缩过程中所消耗的功大得多。 这是因为燃气是在高温下膨胀的，于是就有一 部分富余的膨胀功可以被利用。 不同之处 （1）进入活塞式发动机的空气不是连续的；而 进入燃气轮机的空气是连续的。 （2） 活塞式发动机中喷油燃烧是在一个密闭 的固定空间里，称为等容燃烧，而燃气轮机则 在前后畅通的流动过程中喷油燃烧，若不计流 动损失，则燃烧前后压力不变，故称为等压燃 烧。
涡轮喷气发动机的推力产生原理
涡轮喷气发动机的推力产生原理涡轮喷气发动机是一种常见的航空发动机，其推力产生原理主要涉及到气体压缩、燃烧和喷射三个方面。
涡轮喷气发动机的推力产生是通过气体的压缩来实现的。
当空气进入发动机内部时，首先经过进气道被压缩。
进气道内部设置了一系列的转子和定子，通过它们的相对运动，将空气压缩。
在转子的作用下，进气道内的空气被迫缩小截面积，从而导致空气分子之间的碰撞频率增加，分子的平均动能增加，使得气体温度和压力都得到提高。
这种压缩能够增加气体的密度和能量，为后续的燃烧提供了条件。
涡轮喷气发动机的推力产生还涉及到燃烧过程。
在压缩后，高温高压的空气进入燃烧室。
燃烧室内喷入燃料，并在火花的点燃下，燃料与空气发生燃烧反应。
燃烧过程中，燃料氧化产生大量的热能，使得气体温度和压力进一步增加。
燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动了燃烧室的尾部，形成了高速的喷气流。
涡轮喷气发动机的推力产生还依靠喷射原理。
由于燃烧产生的高温高压气体具有很高的动能，喷气发动机通过向后喷射这些燃烧产物实现推力的产生。
在发动机尾部设置了喷管，喷管内部有一系列的导向叶片和扩张段，通过喷管内部的喷气流的加速和扩张，将高速高温的气体转化为高速的喷气流。
喷气流向后喷射，产生了相反方向的冲量，即推力。
喷气流的速度和喷气量决定了推力的大小，同时也受到喷管的设计和流体力学原理的影响。
总结起来，涡轮喷气发动机的推力产生原理是通过气体的压缩、燃烧和喷射三个过程相互作用来实现的。
首先，空气被压缩，增加了气体的密度和能量；然后，燃料与空气发生燃烧反应，产生高温高压气体；最后，喷射这些高速喷气流，产生了推力。
这种推力产生原理是涡轮喷气发动机能够提供强大动力的基础。
涡轮喷气发动机在航空领域具有广泛的应用，其独特的推力产生原理使其成为现代航空的重要组成部分。
介绍各类型飞机发动机
介绍各类型飞机发动机各类型飞机发动机的介绍一、涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机是目前商用飞机上最常见的一种发动机类型。
它采用压气机和涡轮来产生推力。
压气机将大量空气压缩，然后将其注入燃烧室，与燃料混合并燃烧，产生高温高压的气体。
这些气体通过涡轮推动涡轮喷气发动机的压气机，产生推力。
涡轮喷气发动机具有推力大、燃油效率高、速度快等特点，适用于大型商用飞机。
二、涡扇发动机涡扇发动机是一种改进型的涡轮喷气发动机。
它在压气机后面增加了一个多级涡扇，使得发动机的推力更大。
涡扇发动机在提供主要推力的同时，还通过涡轮推动额外的空气流过涡扇，起到降低噪音和提高燃油效率的作用。
涡扇发动机广泛应用于中型和大型商用飞机，具有推力大、燃油效率高、噪音低的特点。
三、活塞发动机活塞发动机又称为内燃机发动机，是一种利用气缸和活塞运动产生动力的发动机。
它使用汽油或柴油作为燃料，经过压缩和点火后，燃料燃烧产生高温高压气体，推动活塞运动，从而产生动力。
活塞发动机广泛应用于小型飞机和私人飞机，具有结构简单、维护方便、成本低等特点。
四、涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是一种将涡轮喷气发动机的推力转化为旋转动力的发动机。
它在涡轮喷气发动机的尾部安装了一个螺旋桨装置，通过涡轮推动螺旋桨旋转，产生推力。
涡轮螺旋桨发动机具有推力大、燃油效率高、起飞和降落距离短等特点，适用于小型和中型飞机。
五、火箭发动机火箭发动机是一种利用排气喷出高速气体产生推力的发动机。
它不依赖于周围空气，通过燃烧推进剂产生的高温高压气体喷出，从而产生巨大的推力。
火箭发动机广泛应用于航天器和导弹等领域，具有推力大、速度快、适应性强等特点。
六、涡轮电动发动机涡轮电动发动机是一种将涡轮喷气发动机与电动机结合的发动机。
它通过涡轮推动发电机产生电能，并驱动电动机产生推力。
涡轮电动发动机具有燃油效率高、环保节能的特点，适用于小型和中型飞机。
以上是各类型飞机发动机的简要介绍。
不同类型的发动机在结构和工作原理上有所差异，但都能为飞机提供动力，使其能够安全、稳定地飞行。
02第二章涡轮喷气发动机的性能
2.2 燃气涡轮发动机的性能
1 燃气涡轮发动机的性能指标（ performance criteria ）
(1)推力（Thrust） (2)耗油率（Specific Fuel Consumption, SFC）
发动机的耗油率是发动机的第一性能指标，它反映了发动机的 经济性。降低发动机的耗油率始终是发动机设计、研制中的一项重 要目标。
第二章 涡轮喷气发动机的性能
2.1 燃气涡轮发动机的主要热力参数 1 空气流量（ Air mass flow rate ） 2 压气机的增压比（ Compressor pressure ratio / Compression ratio ） 3 涡轮前的最高燃气温度（ TIT-Turbine Inlet Temperature / EGT-Exhaust Gas Temperature ） 4 喷气速度（发动机压力比 EPR） 2.2 燃气涡轮发动机的性能 1 燃气涡轮发动机的性能指标（ performance criteria ） 2 涡轮喷气发动机的转速特性（节流特性） 3 涡轮喷气发动机的速度特性 4 涡轮喷气发动机的高度特性
2 压气机的增压比（ Compressor pressure ratio / Compression ratio）
发动机的增压比和它的功率输出能力与效率有很大的关系，增 压比越高，单位空气量的输出功率越大，同时，效率也越高。
提高增压比的过程中主要解决单级增压比和多级匹配问题、压 气机的稳定性和高温材料与冷却问题。
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燃油消耗率与单位空气流量推力的关系为 sfc ?
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随着增压比的提高，压气机出口空气温度也越高，可加入的燃油量 便越少。
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涡轮喷气发动机压气机和涡轮的共同工作
02
03
压缩比
压气机压缩空气的能力， 通常用压缩前和压缩后的 空气压力比值来表示。
工作效率
压气机实际完成压缩空气 量与理论最大压缩空气量 之比，反映压气机的性能 水平。
稳定性
压气机在各种工作状态下 能够保持稳定运行的能力， 包括气流稳定性、温度稳 定性和压力稳定性等。
03 涡轮工作原理
涡轮的作用与特点
05 压气机与涡轮的维护与保 养
定期检查与维护
定期检查压气机和涡轮的外观 ，确保无损伤和异常。
检查转子叶片的磨损情况，确 保其完整无损。
检查轴承和密封件的磨损情况 ，及时更换损坏的部件。
定期清洗和润滑压气机和涡轮 ，保持其良好的工作状态。
常见故障与排除方法
转子叶片断裂
可能是由于材料缺陷或过载引起的，需要更 换断裂的叶片或整个转子。
密封件泄漏
可能是由于密封件老化或安装不当引起的， 需要更换密封件或重新安装。
轴承损坏
可能是由于润滑不良或过载引起的，需要更 换损坏的轴承。
振动过大
可能是由于转子不平衡或安装不当引起的， 需要重新平衡转子或调整安装角度。
安全注意事项
在进行维护和检查时，应 遵循安全操作规程，确保 人员安全。
在进行维修和更换部件时， 应确保发动机已经完全停 止运转。
压气机的工作原理
工作原理
压气机由多级叶片组成，当压气机旋转时，叶片周期性地扫过空气流道，使空气 受到压缩。每一级压气机都会使空气压力和密度增加，最终将空气送入燃烧室。
工作过程
空气从进气道进入压气机，在叶片的旋转作用下受到压缩，压力和密度逐渐升高 ，然后进入燃烧室与燃料混合燃烧。
压气机的性能参数
01
民航客机
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涡轮喷气发动机(Turbojet)（简称涡喷发动机）是一种涡轮发动机。
特点是完全依赖燃气流产生推力。
通常用作高速飞机的动力。
油耗比涡轮风扇发动机高。
涡喷发动机分为离心式与轴流式两种，离心式由英国人弗兰克·惠特尔爵士于1930年取得发明专利，但是直到1941年装有这种发动机的飞机才第一次上天，没有参加第二次世界大战，轴流式诞生在德国，并且作为第一种实用的喷气式战斗机Me-262的动力参加了1944年末的战斗。
相比起离心式涡喷发动机，轴流式具有横截面小，压缩比高的优点，但是需要较高品质的材料——这在1945年左右是不存在的。
当今的涡喷发动机均为轴流式。
一个典型的轴流式涡轮喷气发动机图解（浅蓝色箭头为气流流向）
图片注释: 1 - 吸入, 2 - 低压压缩, 3 - 高压压缩, 4 - 燃烧, 5 - 排气, 6 - 热区域, 7 - 涡轮机, 8 - 燃烧室, 9 - 冷区域, 10 - 进气口目录
1 结构
一个典型的轴流式涡轮喷气发动机图解（浅蓝色箭头为气流流向）图片注释: 1 - 吸入, 2 - 低压压缩, 3 - 高压压缩, 4 - 燃烧, 5 - 排气, 6 - 热区域, 7 - 涡轮机, 8 - 燃烧室, 9 - 冷区域, 10 - 进气口
1.1 进气道
1.2 压气机
1.3 燃烧室与涡轮
1.4 喷管及加力燃烧室
2 使用情况
3 基本参数
结构
离心式涡轮喷气发动机的原理示意图
图片注释: 顺时针依次为: 离心叶轮（压缩机），轴，涡轮机，喷嘴，燃烧室
轴流式涡轮喷气发动机的原理示意图
图片注释: 顺时针依次为: 压缩机，涡轮机，喷嘴，轴，燃烧室
进气道
轴流式涡喷发动机的主要结构如图，空气首先进入进气道，因为飞机飞行的状态是变化的，进气道需要保证空气最后能顺利的进入下一结构：压气机（compressor）。
进气道的主要作用就是将空气在进入压气机之前调整到发动机能正常运转的状态。
在超音速飞行时，机头与进气道口都会产生激波（shockwave），空气经过激波压力会升高，因此进气道能起一定的预压缩作用，但是激波位置不适当将造成局部压力的不均匀，甚至有可能损坏压气机。
所以一般超音速飞机的进气道口都有一个激波调节锥，根据空速的情况调节激波的位置。
离心式涡轮喷气发动机的原理示意图图片注释:
顺时针依次为: 离心叶轮（压缩机），轴，涡轮机，喷嘴，燃烧室
两侧进气或机腹进气的飞机由于进气道紧贴机身，会受到附面层（boundary layer，或邊界層）的影响，还会附带一个附面层调节装置。
所谓附面层是指紧贴机身表面流动的一层空气，其流速远低于周围空气，但其静压比周围高，形成压力梯度。
因为其能量低，不适于进入发动机而需要排除。
当飞机有一定迎角（angle of attack，AOA）时由于压力梯度的变化，在压力梯度加大的部分（如背风面）将发生附面层分离的现象，即本来紧贴机身的附面层在某一点突然脱离，形成湍流。
湍流是相对层流来说的，简单说就是运动不规则的流体，严格的说所有的流动都是湍流。
湍流的发生机制、过程的模型化现在都不太清楚。
但是不是说湍流不好，在发动机中很多地方例如在燃烧过程就要充分利用湍流。
压气机
压气机由定子（stator）叶片与转子（rotor）叶片交错组成，一对定子叶片与转子叶片称为一级，定子固定在发动机框架上，转子由转子轴与涡轮相连。
现役涡喷发动机一般为8－
12级压气机。
级数越多越往后压力越大，当战斗机突然做高机动时，流入压气机前级的空气压力骤降，而后级压力很高，此时会出现后级高压空气反向膨胀，发动机工作极不稳定的状况，工程上称为“喘振”，这是发动机最致命的事故，很有可能造成停车甚至结构毁坏。
防止“喘振”发生有几种办法。
经验表明喘振多发生在压气机的5，6级间，在次区间设置放气环，以使压力出现异常时及时泄压可避免喘振的发生。
或者将转子轴做成两层同心空筒，分别连接前级低压压气机与涡轮，后级高压压气机与另一组涡轮，两套转子组互相独立，在压力异常时自动调节转速，也可避免喘振。
燃烧室与涡轮
空气经过压气机压缩后进入燃烧室与煤油混合燃烧，膨胀做功；紧接着流过涡轮，推动涡轮高速转动。
因为涡轮与压气机转子连在一根轴上，所以压气机，压气机与涡轮的转速是一样的。
最后高温高速燃气经过喷管喷出，以反作用力提供动力。
燃烧室最初形式是几个围绕转子轴环状并列的圆筒小燃烧室，每个筒都不是密封的，而是在适当的地方开有孔，所以整个燃烧室是连通的，后来发展到环形燃烧室，结构紧凑，但是整个流体环境不如筒状燃烧室，还有结合二者优点的组合型燃烧室。
轴流式涡轮喷气发动机的原理示意图图片注释:
顺时针依次为: 压缩机，涡轮机，喷嘴，轴，燃烧室
涡轮始终工作在极端条件下，对其材料、制造工艺有着极其苛刻的要求。
目前多采用粉末冶金的空心页片，整体铸造，即所有页片与页盘一次铸造成型。
相比起早期每个页片与页盘都分体铸造，再用榫接起来，省去了大量接头的质量。
制造材料多为耐高温合金材料，中空页片可以通以冷空气以降温。
而为第四代战机研制的新型发动机将配备高温性能更加出众的陶瓷粉末冶金的页片。
这些手段都是为了提高涡喷发动机最重要的参数之一：涡轮前温度。
高涡前温度意味着高效率，高功率。
喷管及加力燃烧室
喷管（nozzle，或称噴嘴）的形状结构决定了最终排除的气流的状态，早期的低速发动机采用单纯收敛型喷管，以达到增速的目的。
根据牛顿第三定律，燃气喷出速度越大，飞机将获得越大的反作用力。
但是这种方式增速是有限的，因为最终气流速度会达到音速，这时出现激波阻止气体速度的增加。
而采用收敛－扩张喷管（也称为拉伐尔喷管）能获得超音速
的喷气流。
飞机的机动性来主要源于翼面提供的空气动力，而当机动性要求很高时可直接利用喷气流的推力。
在喷管口加装燃气舵面或直接采用可偏转喷管（也称为推力矢量喷管，或向量推力喷管）是历史上两种方案，其中后者已经进入实际应用阶段。
著名的俄罗斯Su-30、Su-37战机的高超机动性就得益于留里卡设计局的AL-31推力矢量发动机，而世界上第一种正式服役的第五代战斗机-美国的F-22更将此一技术发展至一个更成熟、可靠的层级，比起前两者也有更好的性能。
燃气舵面的代表是美国的X－31技术验证机。
在经过涡轮后的高温燃气中仍然含有部分未来得及消耗的氧气，在这样的燃气中继续注入煤油仍然能够燃烧，产生额外的推力。
所以多数现代战机战机的发动机在涡轮后加装了加力燃烧室（afterburner，或後燃器），以达到在短时间里大幅度提高发动机推力的目的。
一般而言加力燃烧室能在短时间里将最大推力提高50％，但是油耗惊人，一般仅用于起飞或应付激烈的空中缠斗，不可能用于长时间的超音速巡航。
使用情况
涡喷发动机适合航行的范围很广，从低空低亚音速到高空超音速飞机都广泛应用。
前苏联的战斗机米格-25高空超音速战机即采用米库林-图曼斯克设计局的涡喷发动机作为动力，曾经创下3.3马赫的战斗机速度纪录与37250米的升限纪录。
（这个纪录在一段时间内不太可能被打破的）
与涡轮风扇发动机相比，涡喷发动机燃油经济性要差一些，但是高速性能要优于涡扇，特别是高空高速性能。
基本参数
推力重量比：Thrust to weight ratio，代表发动机推力与发动机本身重量之比值，愈大者性能愈好。
压气机级数：代表压气机的压缩叶片有几级，通常级数愈大者压缩比愈大。
涡轮级数：代表涡轮机的涡轮叶片有几级。
压缩比：进气被压气机压缩后的压力，与压缩前的压力之比值，通常愈大者性能愈好。
海平面最大净推力：发动机在海平面高度及条件，与外界空气的速度差（空速）为零时，全速运转所产生的推力，被使用的单位包括kN（千牛顿）、kg（千克）、lb（磅）等。
单位推力小时耗油率：又称推力比（specific thrust），耗油率与推力之比，国际单位制单位为kg/N-h，愈小者愈省油。
涡轮前温度：燃烧后之高温高压气流进入涡轮机之前的温度，通常愈大者性能愈好。
燃气出口温度：废气离开涡轮机排出时的温度。
平均故障时间：每具发动机发生两次故障的间隔时间之总平均，愈长者愈不易故障，通常维
护成本也愈低。