對現代化速度最快的幾種班機來說,如速度為1000千米/時的波音747,涵道比為5∶1已是很普通的事。這個涵道比,幾年前還被認為是高不可攀的,而現在,隻要對發動機機械設計的諸個細節給予極大重視,即可以製成噪音很小的發動機。涵道比為5∶1的發動機,其噴氣速度雖然可完全適應極高的亞音速巡航速度,但不能推動超音速戰鬥機達到超音速速度。安裝在最大的渦輪風扇的發動機上的特大風扇,直徑可達2.44米,在起飛轉速時,其葉尖保持為超音速。風扇輸出的大部分氣體直接從一較短的風扇涵道向後排出;隻有中間部分的氣體通過核心發動機。用這種發動機實現反向時,單靠風扇輸出的氣流便可得到理想的反推力,而減小核心發動機的推力,隻需增加一個阻流門。但也有一些大型渦輪風扇發動機,不需使用太複雜的機械裝置或增加過多的重量,便可使風扇和核心發動機的氣流實現全部反向。
前麵已經提到,渦輪風扇發動機的涵道比可達到10∶1。這種發動機的渦輪和風扇之間,一般需有一個減速器,因為渦輪直徑小,而風扇直徑大,渦輪轉動速度要比風扇轉動速度快。早先使用的“阿斯班”發動機,其風扇就裝有減速器,美國加勒特——航空研究公司在現代生產的這類發動機,包括用於商用噴氣式飛機的TFE731風扇發動機,都采用了帶減速器的風扇。
繼此種裝有減速器的高涵道比發動機之後,又出現了變距葉片式風扇發動機。但這僅僅是設想,因為它沿用的是過去40年間使用螺旋槳發動機所確立的原理。變距葉片式風扇發動機的風扇葉片,可按順槳和逆槳的各處角度調整。它將是曆史上第一種駕駛員不論在著陸時還是在飛行中能立即有效地控製向前或向後推力的發動機。這對於短距起降飛機尤為重要。到目前為止(指1927年),固定翼的短距起降飛機在以最大起飛重量著陸時,滑跑距離仍不能保持與起飛滑跑距離相同。這種狀況的部分原因是:在速度約95千米/時以下時,噴氣反向不能發揮作用,在低速度時,使用噴氣反向也有許多困難,而且機輪刹車也會由於道麵太滑而失效。逆槳風扇可提供極大的刹車力,直到完全停車;高涵道比發動機可與之相配用,此外它還可提供極大的起飛推力。到1973年,使用這種發動機的短距起降飛機將具有噪音小、性能高的特點,其巡航速度也將由目前短距起降飛機的332千米/時提高到645千米/時。
渦輪噴氣發動機和渦輪風扇發動機的某些基本設計和機械部件還有待探討。今天的大型發動機都是使用軸流式壓氣機,該種壓氣機的壓氣功能是由一串周圍帶有形似小翼、呈星形排列的葉片的轉子盤完成的。最早的燃氣渦輪發動機使用的是離心式壓氣機,在這種壓氣機中,空氣通過帶徑向葉片的旋轉盤甩出去。目前這種壓氣機在小型發動機中仍有使用,通常是被用作壓氣機的最後一級而置於軸向風扇和壓氣機的前幾級之後。
軸流式壓氣機的效能較高,在一定量氣流的條件下,其前橫截麵小,而離心式壓氣機總的說來價廉並耐用。渦輪通常采用軸流式,隻是在個別很小的渦輪中,采用徑向式進氣。在較先進的發動機中,渦輪轉子葉片配有無數精細的軸向通道,壓氣機壓進的高壓氣體能穿過這些通道使葉片降溫。氣冷式渦輪轉子葉片是羅爾斯—羅伊斯公司首先研製成功的,這種技術可使處於1150℃的燃氣流中的各部位葉片的金屬的溫度保持在750℃以下,從而使葉片的壽命從大約幾分鍾提高到10000小時,甚至提高更長的時間。