解決/改善引擎失速

在解決改善壓縮器失速發生的情況，通常在引擎之設計上會採用三種方法：空氣分流閥(Air Bleed Valves)、可變傾角定子葉片(Variable Angle Stator Blades)，或簡稱可變定子葉片、以及多軸式壓縮器(Multiple-spool Compressor)，分別說明如下：

一、空氣分流閥

由於壓縮器失速的發生，有部份是導因於後級壓縮段累積大量氣流所造成的，當壓縮器不是以適當轉速運作時，尤其在高空中，前級壓縮葉片即可能無法吸入足量空氣加以壓縮，造成壓縮器的壓縮比不足，和後級壓縮段趨向阻塞的情況發生。因此，通常在設計壓縮器時，為發生以上狀況，而造成失速，均會在壓縮比和引擎效率兩者之間尋求一平衡點，亦即藉減少或損失少許的的機械效率，來換取較佳的操作穩定性，使在某一特定空氣流量情況下，利用減低壓縮比來減輕引擎的負載，以使壓縮器發生衝激的可能性減至最低。故會在壓縮器的中間段設計幾個空氣分流閥，以釋出部份氣流來調整壓縮比，維持適當的空氣流量關係，避免失速。這些空氣分流閥可依轉速、壓縮器入口溫度和壓力、以及壓縮比的大小來自動調整至開或關的位置，以防止空氣累積在後部的高壓壓縮段，並使壓縮器免於因阻塞而失速

一般空氣分流閥最常使用於引擎起動階段，和防止高空壓縮器失速之上。在低推力、低轉速操作情況時，空氣分流閥會打開，以釋放部份壓縮空氣來達到預期功能。而在高推力、高轉速操作時，空氣分流閥即自動關閉，讓引擎持續正常運作。

二、可變定子葉片

在較大型之渦輪噴射及渦輪扇引擎中，若使用一具高壓縮比之單軸壓縮器時，其氣流的控制即成為設計上一個必須考量的問題。通常會在第一級壓縮採用可變進氣導片，再加上前幾級的可變定子葉片，以避免壓縮器失速。當壓縮器的轉速減慢下來時，這些定子葉片會逐漸地關閉起來，以使其後方的轉子葉片維持在一個可接受的氣流角度，不致達到失速程度。同時，這些可變定子葉片可藉控油系統來自動地控制調整其角度大小，而調整的主要因素是壓縮器的進氣溫度及引擎轉速。

基本上，可變定子葉片的主要功能計有：

(1)提供一個足以控制壓縮器前幾級葉片之間維持在最適當(趨近設計值)的流動方向或角度，

(2)減低前級壓縮葉片的失速可能性，以及後級壓縮葉片的風車效應所造成的阻塞現象，及

(3)可預防或改進各級壓縮可能出現的壓縮效應所帶來的不利影響。

三、多軸式壓縮器

理論上，一般單軸壓縮器或許可依實際需求來增減壓縮級數之組合，以產生任何所需的壓縮比，若此一情況成立的話，在某特定壓縮器轉速情況下，最後一級的壓縮葉片將會顯得非常沒有效率，而第一級壓縮葉片則會因超載而有造成失速或衝激的可能。如前所述，此種情況雖可藉由打開空氣分流閥來加以改善，但釋放過多壓縮空氣，無非是一種浪費而會降低引擎之壓縮效率。因此，為增加壓縮器部份油門操作和起動時的適用性､穩定性及維持正常的壓縮效率，通常會將壓縮器的主體，分開成為兩個獨立的系統。基本上，高壓壓縮器比低壓壓縮器具有較短的葉片，故重量比較輕。由於在持續壓縮的過程中，空氣的溫度會逐漸升高，使高壓壓縮器的溫度要比低壓壓縮器來得高，而讓其可容許具有較高的葉尖速度，故當壓縮空氣的溫度增高時，音速也隨之增大所致。

當後部的高壓壓縮器的轉速由控油系來控制的同時，前部的低壓壓縮器則由低壓渦輪帶動，並自動地以自由速度運轉以確保最佳的氣流量通過壓縮器。另外，低、高壓壓縮器兩者在必要時可採用部份油門的操作方式，來個別調整其轉速，以便在最小的空氣分流需求下，防止壓縮器衝激的發生。由於自由運轉的低壓壓縮器負責主導壓縮器的匹配，並確實使高壓壓縮器不致因阻塞而造成失速，故高/低壓壓縮器兩者的確是互為相輔相成的關係。若再配以其與高/低壓渦輪之間的氣流匹配，更可在不降低引擎效率的情況下來提昇壓縮比。同時，此種雙軸式壓縮器在起動時僅須先驅動後部之高壓段，故整個壓縮器中僅有較輕的高壓部份來參與搖車起動，因此在開車時所需的扭矩會大為減小，此乃其另一優點。

綜合而言，從近20年來航空引擎的發展趨勢來看，由於航空界渦輪引擎壓縮比日益增大的需求，致使壓縮器結構的複雜性亦隨之增加，這就是為什麼航空引擎會同時採用以上三項設計來符合操作性能上的需求，以便使設計、製造出的飛機能在較寬闊的飛行速度範圍內飛行；也可滿足各種不同飛行狀況的需求來提供適當的壓縮比。