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提速——喷气式飞机发明史

科普小知识2022-07-22 08:45:02
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在空中,声音传播的速度约为1220公里/小时,而喷气式飞机在飞行速度测试中的飞行记录是3600公里/小时,所以人们称之为“超音速飞机”。

喷气式飞机上使用的喷气发动机主要依靠燃料燃烧时产生的气体来高速喷射出强大的气流,从而使飞机获得更大的推力和更快的飞行速度。特别是在空气相对稀薄的海拔10000-20000米的地方,喷气发动机比螺旋桨活塞发动机有着无可比拟的优势。

提速——喷气式飞机发明史

蓝天上的喷气式飞机(网络图)

喷气式飞机原型的出现

世界上第一架喷气式飞机是由一位名叫亨利·科安达的罗马尼亚人设计制造的。

1910年10月,当他在巴黎展览会上展示设计的飞机时,它引起了巨大的轰动,因为它使用了一种新型发动机。他设计了一种发动机,使用50马力的发动机向后推动风扇推动空气。与此同时,他增加了一个加力燃烧室,使排气管中的气体充分膨胀,以增加反推力。这是世界上最早的喷气式发动机。

展览结束后,科安达根据专家的建议改进了他设计的飞机。同年12月10日,当科安达在飞机上进行例行检查时,他不小心碰了一下飞机的启动和安装。飞机突然起飞了。当时,科安达没有时间控制飞机。飞机随后掉头冲向地面,引发了一场大火。幸运的是,科安达在着陆前被抛出机舱,降落在附近的草坪上,没有受到多大伤害。就这样,科安达不仅成为了世界上第一架喷气式飞机的发明者,也成为了它的驾驶员。尽管飞机以这种意想不到的方式起飞,但离开地面的时间很短。

自从第一架喷气式飞机被烧毁后,它就没有被修理过,但是科安达的名字一直留在世界航空史上。可以说,他的飞机设计在一定程度上是前瞻性的,这与今天的设计理念“涵道风扇”是一致的,即在涵道中,风扇带动空气向后方产生推力。然而,它与今天的“管道风扇”略有不同,后者只使用空气驱动,而今天它是空气和燃料的混合物。

大胆的想法和困难的研发

多亏了英国的弗兰克·惠特尔,真正的喷气式飞机是在喷气式发动机诞生后出现的。

提速——喷气式飞机发明史

弗兰克·维特正在工作(网络图)

1929年,年仅22岁的维特尔是皇家空军学校的飞行学员。他擅长学习和研究。他发现飞机上使用的活塞式发动机有一些局限性。因此,制造涡轮发动机的想法应运而生。

后来,他被分配到*飞行学校担任训练教官。校长认为他关于喷气式飞机动力的想法非常合理,并组织了一个专家研讨会来讨论它,这对他是一个很大的鼓励。

在研讨会上,他大胆地提出了一个新的研发理念,让飞机飞得更快更高:首先必须取消螺旋桨和活塞发动机!当时,业内人士认为他的想法很荒谬,很少有人认真对待。他们都同意,如果一架飞机想飞向天堂,没有螺旋桨它怎么能飞呢?这太不可思议了!

维特尔的想法是用一个像风车一样的风扇来吸入和压缩空气。压缩空气和燃料混合燃烧膨胀,然后从尾喷管高速喷出,从而推动飞机前进。结果,维特尔把他的设计方案交给了英国空军部的发动机顾问进行审查,希望得到他们的支持,但结果仍然令他非常失望。然而,维特尔皇家空军基地的教练约翰逊对维特尔的想法非常感兴趣。

1930年1月16日,约翰逊要求维特尔将设计方案带到英国专利局进行注册。在接下来的几年里,他和维特尔一起四处游说,但是没有人感兴趣。结果,制造喷气发动机的想法被搁置了。

提速——喷气式飞机发明史

涡轮发动机(网络图)

1939年9月1日,德国入侵波兰后,欧洲战争全面爆发。如果英国*从一开始就支持维特尔的发明,那么它很可能已经接管了空中优势,但历史不能假设它。幸运的是,就在维特尔的研究工作筋疲力尽的时候,美国空军部与他签订了一份合同,要求他尽快制造一种轻型发动机(发动机是发动机的核心部分,也是发动机的替代品),用于战斗机。

到1940年7月,维特尔开发的发动机已经能够正常运转。经过测试,它的推力足以推动一架小型飞机。

1941年5月15日晚,试飞员爬进喷气式飞机狭窄的驾驶舱后,这架银色的小飞机瞬间飞入云层。后来,另一架喷气式飞机直接飞往哈特菲尔德机场接受丘吉尔首相的检查。