涵道比的概念源自20世紀50年代末渦輪風扇發動機的問世。渦輪風扇發動機在60年代投入民用發動機市場，到80年代占領了大部分軍民用發動機市場。渦輪風扇發動機由壓氣機、燃燒室和高壓渦輪組成的核心機和由低壓渦輪及其所帶動的風扇共同組成，空氣在風扇中增壓后，由風扇出口流出時分為兩股向后流：一股流入核心機，在燃燒室與燃料混合，再經過燃燒，推動渦輪旋轉做功，最后由尾噴管流出，這股氣流稱為內涵氣流；另一股則由圍繞核心機機匣與外涵機匣間的環形通道中流過，再與內涵道流出的燃氣混合后排出，并不進入燃燒室，稱為外涵氣流。
涵道比是渦輪風扇發動機極為重要的循環參數之一，它對發動機耗油率和推重比有很大影響。增大涵道比可以降低發動機的排氣速度，從而提高推進效率，降低耗油率和排氣噪聲。但是提高發動機單位推力需要增加排氣速度，所以高涵道比設計不利于提高發動機的單位推力。增大外涵道還會導致發動機風扇徑向尺寸過大，從而增加發動機體積和重量，降低推重比。渦輪風扇發動機的涵道比變化范圍很大，所以又分為小涵道比（B<2)、中涵道比（2~5）和高涵道比（5~12）三種。一般超聲速飛行器常用小涵道比渦輪風扇發動機；公務機常用中等涵道比渦輪風扇發動機；支線或干線客機、戰略運輸機常用高涵道比渦輪風扇發動機。
涵道比小于1的渦輪風扇發動機通常使用混合排氣，即內涵道的尾氣在與外涵道氣流混合后再排出。其外形尺寸可以做得比較細長，迎風面積小，因此適合高速飛行，大多用在戰斗機上，早期的民航機上也采用了小涵道比渦輪風扇發動機。一般戰斗機用的加力渦輪風扇發動機的涵道比大多小于1.0，甚至在0.3以下。只有要求在空中做較長時間巡邏的戰斗機用發動機，其涵道比為1.0左右。由于核心機的尺寸所限，中等涵道比發動機主要用于公務機的動力。高涵道比（B>4~5）渦輪風扇發動機外形較粗，根據飛機或用戶需求，其內涵道的排氣可以不與外涵道氣流混合，而是由尾噴口單獨排出（但部分型號發動機仍保留了混合排氣）。這種高涵道比渦輪風扇發動機的大部分推力來自經風扇加速的外涵道空氣，排氣速度低，在亞音速時有很高的推進效率，極大地提高了燃油經濟性。高涵道比渦輪風扇發動機的增壓比為30~50甚至更高，推力最高可達300~450千牛。高涵道比渦輪風扇發動機非常適合于民航運輸，但不適合作超聲速飛行。
選擇
涵道比是渦輪風扇發動機外涵道和內涵道的空氣流量之比，又稱流量比。涵道比是渦扇發動機的重要設計參數，它對發動機耗油率和推重比有很大影響。不同用途的渦扇發動機應選取不同的涵道比，如遠程戰略運輸機和旅客機使用的渦扇發動機，其涵道比為4～8，甚至更高；空戰戰斗機選用的加力式渦扇發動機的涵道比一般小于1，甚至可小到0．2～0．3。
涵道比為零的渦輪風扇發動機即是渦輪噴氣發動機,早期的渦扇發動機和現代戰斗機使用的渦扇發動機涵道比都較低，例如世界上第一款實用渦扇發動機,勞斯萊斯汽車有限公司的Conway涵道比只有0.3,現代多數民用飛機發動機的涵道比通常都在5以上。涵道比高的渦輪扇發動機耗油較少，但推力卻與渦輪噴氣發動機相當，且運轉時還寧靜得多。
戰斗機使用低涵道比發動機，主要是因為截面積與常用飛行速度與民用飛機不同。高涵道比的發動機截面積過大在超音速的時候阻力過大，另外在超音速的狀況下效率也會比純渦輪噴氣甚至于低涵道比設計還低，所以戰斗機皆使用低涵道比發動機(涵道比皆低于1)。只在超音速飛機的協和式客機，因為長時間處于超音速狀態，為了提升效率與降低成本，就是使用純渦輪噴氣而無涵道比的發動機。
變化
涵道比變化是加力渦扇發動機的低壓壓氣機自動調節的一項因素。在非設計狀態下，壓比下降時，低壓壓氣機前幾級攻角增大，高壓壓氣機攻角減小，渦輪風扇發動機轉差增加是減少級間不匹配的第一因素；減少渦扇發動機低壓壓氣機攻角的第二因素是風扇發動機在低轉速時，涵道比增加。涵道比增加的原因是由于高壓壓氣機流量下降，內涵道節流，流通能力下降，改變了內外涵道的流通能力。外涵道由于沒有節流，因而外涵道流量下降較慢。部分空氣從低壓壓氣機出口繞過高壓壓氣機往外涵道流動，使得涵道比增加。這種變化緩解了低壓壓氣機的流量系數降低而引起攻角增加，所以在雙涵道渦輪風扇發動機中，壓比相同的壓氣機與單涵道相比具有更高的穩定裕度。涵道比變化，可將外涵道看成是低壓壓氣機放氣門，其放氣量隨著轉速的降低而增加，涵道比與轉差隨發動機工況變化，
作用
通常涵道比的提高會改進渦扇發動機的sfc.exe但是降低發動機的單位推力。這里有一系列現實因素對一臺給定發動機的設計規定了涵道比的上限：
1、發動機的進口面積增大，因此重量和短艙阻力也增大。同樣成本也會上升。
2、驅動風扇的渦輪級數會快速上升。這是因為當涵道比上升時，風扇葉尖切線速度需保持在大概的常數，因此其轉速會下降。對于一個給定的核心機尺寸，驅動風扇渦輪的尺寸是固定的，因此它的葉尖切線速度則會下降。與此同時，驅動風扇渦輪的比功必須提高，因為風扇流量與渦輪流量之比上升了，這意味著此處渦輪載荷會高得不可接受。這將使渦輪效率降低，除非此處渦輪加級。迄今已經證明了現在在渦輪和風扇間放置一個傳動箱是不切實際的，因為一臺大型的渦輪風扇發動機需給其傳輸50MW的功率。
3、座艙空氣和飛機附件功率提取將對sfc.exe和單位推力帶來更大影響。
4、在反推力裝置不工作時，所需的密封周長增加，將會帶來更多的漏氣。
以上這些因素導致遠程民用渦扇發動機的涵道比一般在4～6之間。然而近年來，GE90將這個數增至8～9之間。短程渦扇發動機的涵道比則一般在1～3之間，不過現代設計趨向于使用更高的值來降低噪聲并允許兼容遠程飛機發動機。對于超聲速軍用發動機，涵道比一般住0．5～1之間以使進口面積最小。
分類
高涵道比渦輪風扇發動機，大部分動力來自由風扇加速的外涵道空氣。這種發動機往往外涵道較短，內涵道的尾氣不與外涵道混合，而由噴嘴單獨排出。高涵道比渦扇發動機在亞音速時有非常好的能效，通常用于客機、戰略運輸機和戰略轟炸機。
低涵道比渦扇發動機，大部分動力來自驅動核心機的內涵道尾氣。這種發動機通常采用混合噴嘴，即內涵道尾氣在與外涵道氣流混合后再排出。混合噴嘴可以變形以調整推力的大小甚至方向，而高溫的尾氣經外涵道氣流降溫后，也有利于降低發動機的紅外特征。低涵道比渦輪風扇發動機通常安裝有加力燃燒室，可以以高油耗為代價，產生更大的推力。低涵道比渦扇發動機可以用于超音速飛機，通常用于戰斗機。
參考資料 >
涵道比.中國大百科全書第三版.2024-03-18