航空发动机里，风扇和螺旋桨是如何定义的呢？

尽管这两种扇形的设计原理存在差异——一种是通过与空气碰撞产生的分力来排空气，另一种则利用伯努利原理形成压强差进而产生推力——但它们都遵循着牛顿第三定律，即系统质心的动量守恒。

由于它们各自适应的负载条件和工作目标不同，螺旋桨更适用于需要高转速且自重较轻的环境，而对噪音没有特殊要求；相反，风扇则适用于低转速、低噪音的环境，对自重没有特定要求。因此，为了减轻重量，螺旋桨的桨叶面积通常较小，且由于高转速，桨叶数量也较少，一般为两片，这样可以减少气流的相互干扰，更易于在生产中保持动平衡，常用的材质是碳纤维尼龙。为了阐释这两种原理的不同，我们可以设想一个宇航员在布满静止石头的宇宙空间中前进的情景：1、他可以捡起眼前的石头向后扔，以此来获得向前的速度，到达目的地后再向前扔石头以减速。2、或者，他可以捡起头顶的石头放到脚下，使其保持静止，并重复这个动作。两种方法都能达到目的，但效率问题就值得我们深思了。

如果从效率角度出发，宇航员显然会选择第一种方法，因为第二种方法在推动石头后还需要减速，这无疑增加了无效劳动，降低了效率。当然，这只是我们从宏观角度的感受，许多微观层面的能量传递效率其实非常高，比如叶绿素的光子能量振动传递效率通常可以达到99%。或者说，如果宇航员在将石头扔到脚边时能够像特斯拉那样回收动能，那么他实际做的功就为零，效率极高，这类似于电容和电感的工作原理。螺旋桨在工作时，上层产生低压，下层产生高压，实际上就是在不断地将空气往下推，从而使螺旋桨自身不断上升。然而，可供置换的空气量是一个关键问题。如果螺旋桨的桨叶过多，或者桨叶对应的圆面积过小，就会导致空气不足，进而产生气流干扰、稳定性下降和噪音问题。因此，航拍无人机普遍采用双桨设计，只有对性能要求极高的穿越机才会采用三桨或更多桨叶的设计。有趣的是，当无人机上升时，其发出的声音明显比悬停时小，这也验证了上述观点。此外，风扇扇叶和螺旋桨形状的选择并非基于效率考虑，而是更多地取决于其使用目的。风扇的目的是产生风，而螺旋桨的目的是产生拉力。因此，风扇的扇叶通过其斜度不断撞击前方的空气分子并反射出风，通常具有很强的指向性；而螺旋桨则是简单地从前方拉取空气并堆放到后方任其扩散，没有明确的指向性。这也解释了为什么在相同功率下风扇产生的风强通常比螺旋桨更强以及函道产生的原因——通过将螺旋桨的气流导向特定方向来提高发动机的推力效率。另一个值得注意的现象是，在相同大小、质量和功耗条件下即使是最优质的风扇如台达在不算电源的情况下其推重比也无法达到1；而无刷电机驱动的无人机在整机状态下其推重比却可以轻松超过2。如有任何错误或疏漏之处敬请指正。