航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史

1、1航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史摘要：航空發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史大致可分為兩個(gè)時(shí)期。第一個(gè)時(shí)期從首次動(dòng)力開(kāi)始到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束。在這個(gè)時(shí)期，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)統(tǒng)治了40年左右。第二個(gè)時(shí)期從第二次世界大戰(zhàn)至今。60多年來(lái)，航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)取代了活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，開(kāi)創(chuàng)了噴氣時(shí)代。關(guān)鍵詞：活塞式噴氣式航空發(fā)動(dòng)機(jī)誕生一百多年來(lái)主要經(jīng)過(guò)了兩個(gè)階段。前40年（1903~1945），為活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的統(tǒng)治時(shí)期。后60年（1939~至今），為噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)代。在此期間

2、，航空上廣泛應(yīng)用的是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，先后發(fā)展了直接產(chǎn)生推力的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。亦派生發(fā)展了輸出軸功率的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。一、活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)統(tǒng)治時(shí)期很早以前，我們的祖先就幻想像鳥(niǎo)一樣在天空中自由飛翔，也曾作過(guò)各種嘗試，但是多半因?yàn)閯?dòng)力源問(wèn)題未獲得解決而歸于失敗。最初曾有人把專門設(shè)計(jì)的蒸汽機(jī)裝到飛機(jī)上去試，但因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)太重，都沒(méi)有成功。到19世紀(jì)末，在內(nèi)燃機(jī)開(kāi)始用于汽車的同時(shí)，人們即聯(lián)想到把內(nèi)燃機(jī)用到飛機(jī)上去作為飛

3、機(jī)飛行的動(dòng)力源，并著手這方面的試驗(yàn)。1903年，萊特兄弟把一臺(tái)4缸、水平直列式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)改裝之后，成功地用到他們的“飛行者一號(hào)“飛機(jī)上進(jìn)行飛行試驗(yàn)。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)只發(fā)出8.95kW的功率，重量卻有81kg，功重比為0.11kWdaN。發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)兩根自行車上那樣的鏈條，帶動(dòng)兩個(gè)直徑為2.6m的木制螺旋槳。首次飛行的留空時(shí)間只有12s飛行距離為36.6m。但它是人類歷史上第一次有動(dòng)力、載人、持續(xù)、穩(wěn)定、可操作的重于空氣飛行器的成功飛行。在兩次世

4、界大戰(zhàn)的推動(dòng)下，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)不斷改進(jìn)完善，得到迅速發(fā)展，第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束前后達(dá)到其技術(shù)的頂峰。發(fā)動(dòng)機(jī)功率從近10kW提高到2500kW左右，功率重量比（發(fā)動(dòng)機(jī)功率與發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的重力之比，簡(jiǎn)稱功重比，計(jì)量單位是kWdaN）從0.11kWdaN提高到1.5kWdaN，飛行高度達(dá)15000m，飛行速度從16kmh提高到近800kmh，接近了螺旋槳飛機(jī)的速度極限。航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史心式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，試驗(yàn)中的推力達(dá)到的推力為200daN。194

5、1年5月，推力為650daN的改進(jìn)型惠特爾發(fā)動(dòng)機(jī)裝在格羅斯特公司的E2829飛機(jī)上進(jìn)行了成功的首飛。奧海因在1938年10月試驗(yàn)了采用軸流—離心組合式壓氣機(jī)的HeS3渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)測(cè)推力400daN，推力重力比1.12。1939年8月27日，裝在德國(guó)亨克爾公司的He—178飛機(jī)上成功首飛。這是世界上第一架試飛成功的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。（2）渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展早期的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)尚處于試驗(yàn)階段，在第二次世界大戰(zhàn)中并沒(méi)有發(fā)揮多大的作

6、用，到戰(zhàn)后特別是20世紀(jì)50年代才獲得迅速的發(fā)展。戰(zhàn)后第一批裝備部隊(duì)使用的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)是1944年美國(guó)制造的F—80和1946年蘇聯(lián)制造的米格—9，飛機(jī)為平直梯形機(jī)翼，發(fā)動(dòng)機(jī)推力800~900daN，飛行速度900kmh左右。飛機(jī)速度達(dá)到聲速以后，為了突破“聲障”，在渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)上加裝了加力燃燒室，它可以在短時(shí)間內(nèi)加幅度提高推力。以后，戰(zhàn)斗機(jī)繼續(xù)向高空高速發(fā)展。1958年美國(guó)推出F—104戰(zhàn)斗機(jī)，最大飛行馬赫數(shù)2.2，使用升限17.68k

7、m。動(dòng)力為J79單轉(zhuǎn)子加力式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，最大推力7020daN，推重比4.63。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在軍用戰(zhàn)斗機(jī)上廣泛應(yīng)用的同時(shí)，也被其他機(jī)種所選用。首先是轟炸機(jī)，隨后是運(yùn)輸機(jī)、旅客機(jī)和偵察機(jī)。如果把20世紀(jì)40~50年代研制的單軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)算為第一代，那么50~60年代研制的加力式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)為第二代，其循環(huán)和性能參數(shù)水平為：渦輪前燃?xì)鉁囟?50~1100℃，推重比4.5~5.5，不加力耗油率0.9~1.0kg(daNh)，加力耗