隨著航空業(yè)的不斷發(fā)展,世界上許多飛機設(shè)計師都在探索使飛機飛得更快的辦法。他們在實踐中發(fā)現(xiàn),活塞式飛機已接近時速750千米,升限12000米的極限。要使飛機飛得更快更高,必須更換發(fā)動機。于是,噴氣式飛機誕生了。世界上最早提出噴氣推進理論的是法國的馬克尼上尉和羅馬尼亞的亨利·科安達。科安達還在1910年前后試制過最早的噴氣式飛機,并制造出一架原型機。
20年代末,當時任英國空軍教官的弗蘭克·惠特爾提出了噴氣發(fā)動機的設(shè)想,并于1930年申請了專利,但當時惠特爾的設(shè)想聽起來就像把人送上月球一樣難以令人置信,飛機制造商們對此不感興趣。直到1935年事情才有了轉(zhuǎn)機,惠特爾得到一些空軍人士的支持和銀行家的資助,得以成立“動力噴氣有限公司”。1935年6月,惠特爾開始設(shè)計制造真正的噴氣發(fā)動機。他和同事們一起從零開始,一個部件一個部件地研制,終于制造出第一臺渦輪噴氣發(fā)動機運轉(zhuǎn)起來。
幾乎與惠特爾同時,德國的飛機設(shè)計師亨克爾也在研制渦輪噴氣發(fā)動機,他找到研制噴氣式發(fā)動機屢遭挫折的奧海因?qū)で蠛献?,兩人一拍即合。奧海因是位燃氣渦輪專家,他從1934年起就開始研制渦輪發(fā)動機,并取得了一定的進展,這次跟亨克爾合作非常興奮。兩位有志青年密切配合,協(xié)調(diào)工作,一個設(shè)計飛機,一個設(shè)計燃氣渦輪發(fā)動機,研究工作進展順利。1939年8月27日,兩人心血的結(jié)晶He-178噴氣式戰(zhàn)斗機試飛成功,成為世界上第一架噴氣式飛機,它標志著人類航空中上噴氣飛行時代的到來。
而英國空軍在惠特爾的“U”型噴氣發(fā)動機運轉(zhuǎn)成功之后,仍認為這種新型發(fā)動機只是一個遠期設(shè)想,不必操之急,因而在噴氣式飛機的研制上落在了德國的后面。直到1941年5月15日,英國的第一架噴氣式飛機才在一片喧鬧聲中首次起飛。
1942年8月,“彗星”試飛完畢,定型生產(chǎn)。該機使用的噴氣發(fā)動機可產(chǎn)生2000千克推力,飛行最大時速可達953千米,裝有2門航炮?!板缧恰眳?zhàn)是在德軍日漸潰敗的1944年的一天,“彗星”便以它獨特的高速優(yōu)勢一舉擊落了3架美國先進的戰(zhàn)斗機P-51,緊接著又“干掉”了2架B-17轟炸機。一時間,“彗星”噴氣式戰(zhàn)斗機在空中戰(zhàn)場上聲名大噪。
然而,噴氣式戰(zhàn)斗機畢竟還是一項嶄新的技術(shù)?!板缧恰背谒俣壬险加袃?yōu)勢外,許多方面的性能遠不及當時優(yōu)秀的活塞式戰(zhàn)斗機。同盟國在研究了解“彗星”后,很快找到了它的弱點并進行了堅決巧妙的反擊,使“彗星”無法發(fā)揮作用,成了“短命鬼”。但勿庸置疑,“彗星”作為世界上最早的噴氣式戰(zhàn)斗機,在人類的航空史上具有特殊的位置。噴氣式飛機于第二次世界大戰(zhàn)期間,在交戰(zhàn)各方打得最為激烈的時刻,英、德兩國的噴氣式戰(zhàn)機相繼飛上藍天。英國的“格洛斯特”E28/39、德國的“亨克爾”He—280、“梅塞施密特”me—262等戰(zhàn)機在空戰(zhàn)中都表現(xiàn)不俗。自那時起,世界航空大國的噴氣式飛機在速度上展開了激烈的較量。
1942年,梅塞施米特研制的一種噴氣式戰(zhàn)斗機Me-262,其性能就有明顯提高。它裝有2臺容克公司提供的渦輪噴氣發(fā)動機,共產(chǎn)生的推力達1800千克,試飛時速為870千米每小時。世界上最早的實用型噴氣式戰(zhàn)斗機。1944年6月投入空戰(zhàn)后第一個月就創(chuàng)下了不菲的戰(zhàn)績,使盟軍22架飛機機毀人亡,德國空軍飛行員自豪地稱它為“空中之王”。
二戰(zhàn)期間,盟軍裝備部隊的噴氣式戰(zhàn)斗機只有英國制造的“流星”。其實渦輪噴氣式發(fā)動機的專利是英國人惠特爾于1930年代獲得的。由于英國當局不夠重視,噴氣戰(zhàn)斗機的研制工作進展十分緩慢,反被德國人后來居上。直到1943年3月,被命名為“流星”的噴氣戰(zhàn)斗機才試飛成功。這是世界上繼德國Me-262后第二種實用型噴氣戰(zhàn)斗機。第一批產(chǎn)品的最大時速為675千米,此后不斷改進,主要是噴氣發(fā)動機的技術(shù)日趨成熟,使“流星”的最大時速達793千米?!傲餍恰焙蚆e-262兩種噴氣式戰(zhàn)斗機,分別裝備了盟軍和德國軍部隊,但它們未能在二戰(zhàn)的空中舞臺決出雌雄。
噴發(fā)動機的誕生,為人們追求更快、更高的飛行目標提供了可靠的動力。噴氣式飛機一誕生,就接二連三地打破了活塞式創(chuàng)造的飛行速度和高度的記錄。1944年,德國和英國的首批噴氣式戰(zhàn)斗機投入使用。1949年,第一架噴氣式民航客機──英國的“彗星”號首次飛行。從此,人類航空史進入了噴氣機時代。到今天,世界上絕大部分作戰(zhàn)飛機和干線民航客機都早已實現(xiàn)了噴氣化。
噴氣式飛機發(fā)動機工作原理和活塞式發(fā)動機有所不同,它的燃燒過程并不是間斷進行的。燃料點燃,以后就可以燃燒到發(fā)動機斷油。所以,不要求燃料有相當好的蒸發(fā)性,燒汽油就顯得大材小用了。不但這樣,現(xiàn)代噴氣式飛機飛得高、而且速度快,于是帶來一個很大的問題:處在高空飛行的飛機,因為空氣相當稀薄,大氣壓力也小,而且燃料處于低壓狀態(tài),通常在這種環(huán)境下,假如以汽油為燃料,油箱以及油路中的汽油就會馬上沸騰,從而產(chǎn)生許多油蒸汽,阻塞油路,造成“氣塞”。
發(fā)動機也會由于得不到燃料而在空中停車,從而造成機毀人亡的嚴重飛行事故。為了防止“氣塞”出現(xiàn),噴氣式飛機也只能采用沸點比較高、而且不易蒸發(fā)的煤油作燃料了。此外,煤油的潤滑性要比汽油好得多,而汽油會使發(fā)動機各個機件潤滑性能變差,極大縮短發(fā)動機的使用壽命,因此這也是噴氣式飛機燒煤油的另外一個原因
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