喷气式发动机80年:推动世界航空迈入新时代 航空发动机科普 来源:欧宝竞彩体育官网首页    发布时间:2024-01-07 13:48:00   阅读:1

  80年前的4月12日,英国科学家弗兰克·惠特尔发明的世界上第一台涡轮喷气发动机首次运转成功。

  空格事实上,这是一个具有划时代意义的发明,直到今天,我们在天空中和机场里能看到的所有大型飞机,几乎都采用了喷气发动机。

  其实,在上世纪40年代之前,所有的飞机大多数都以活塞式发动机作为飞机动力。

  随着科技的飞速进步,人们慢慢的发现,螺旋桨飞机似乎已达极限。尽管工程师们竭力把发动机功率越提越高,但飞机的速度仍然没有明显改变。

  这在某些特定的程度上表明活塞式发动机加螺旋桨的推进模式已经走到尽头,一定要采用全新推进模式。于是,喷气式发动机应运而生。

  16岁时,惠特尔考入英国皇家空军见习学校,毕业时名列第7。本来学校要选送6名毕业生到克兰威尔的皇家空军学院学习,想不到第6名视力检查不合格,惠特尔幸运地替补上最后一个名额,进入空军学院继续学习。

  在这里,惠特尔广泛学习航空理论知识,同时也积极实践。很快,善于思考的惠特尔发现活塞螺旋桨发动机已经到达极限,不能够满足高速飞行需求。于是他想寻找一条新的出路,克服现有发动机的局限性。

  20年代末,权威一致认为飞机的极限飞行速度绝不可能超过650公里/小时;飞行高度绝不会超过7600米。惠特尔一边学习一边构思,在空军学院学习的最后一个学期,惠特尔在毕业论文中提出了涡轮喷气发动机的工作原理,并推导出发动机热力学方程式,提出采用新发动机的飞机巡航高度能够达到35000米。

  但在1929年,人们的思想仍固囿于传统的活塞式发动机的模式中,当时人们认为他的设计太过于天马行空,而且制造困难、耗资巨大,惠特尔跑了多家厂商均被拒绝,他的方案也被搁置。

  1935年,机会终于来了 ,在克兰威尔皇家空军学院的一位校友的安排下,一家由银行家组成的商行决定资助新办的“动力喷气有限公司”,试制惠特尔设计的涡轮喷气发动机,惠特尔也进入此公司工作。

  这年6月,惠特尔开始设计第一台涡轮喷气发动机。 1937年4月13日,这台双面离心式压气机、10个单管燃烧室的燃气涡轮喷气发动机在试车台上运转起来;转速达到了11750转/分,发出推力545公斤(5340牛顿)。该发动机从设计、制造到运转成功,仅花了不到两年的时间。

  当皇家空军的军官看到第一台燃气涡轮喷气发动机确实在成功运行和可以工作时,才答应给予资金支持;翌年3月,空军与惠特尔签订了合同,用一台改进的发动机装配飞机。接着罗斯特飞机公司与他签订了合同,制造惠特尔W1型涡轮喷气发动机装E-28/39飞机,开始飞行试验。

  但是,由于长期辛劳,惠特尔的身体健康情况已经变得很坏,再加上第一台发动机运转一直不稳定,噪声极大,难以正常工作,所有的合作者都离他而去,惠特尔的精神几乎达到崩溃的地步。1938年4月,惠特尔制造了第二台发动机,并稳定工作了两个小时,但最后还是解体了。

  1939年,二战爆发,英国若一开始就全力支持惠特尔的研究,这时可能已占有压倒性的空中优势,但事实并非如此。到了1940年7月,惠特尔的发动机终于能稳定工作,1941年5月,英国第一架喷气式飞机E-28/39试飞,并演示给邱吉尔,可惜惠特尔没能亲眼见证。

  这一切延续到了1944年,德国的Me-262喷气式战斗机率先投入到正常的使用中,这种飞机速度远超于同期最优秀的活塞式战斗机,令同盟国感到震惊。尽管由于此时已近二战结束,法西斯已回天无术,少量的喷气式战斗机也未能起到多大作用,但惠特尔还是感到十分痛心,毕竟在这场竞赛中,他在大部分时间是处于领先的。

  1948年,英国政府终于公开承认了惠特尔的贡献,授予他勋章和奖金,并封他为爵士,晋升准将。全世界许多国家、城市、大学、专业学会也给他无数的奖章和名誉学位。1976年惠特尔移居美国,成为一名大学教授,安静地住在乡间。

  1939年,德国人第一次成功将帕布斯特·冯·奥海恩设计的涡轮喷气发动机安装到亨克尔H3-178飞机。德国人与英国人在同一时期,互不通信的情况下,各自设计出一款喷气发动机,这必须得说是航空发动机发展史中有趣的巧合。

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