【簡(jiǎn)介：】很遺憾，現(xiàn)代意義上的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)并不是中國(guó)人發(fā)明的，普遍公認(rèn)的航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)之父是德國(guó)人“漢斯·馮·歐海茵”（Has·Von·Ohain）和英國(guó)人“弗蘭克·惠特爾”（Franck·Whittle）。
很遺憾，現(xiàn)代意義上的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)并不是中國(guó)人發(fā)明的，普遍公認(rèn)的航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)之父是德國(guó)人“漢斯·馮·歐海茵”（Has·Von·Ohain）和英國(guó)人“弗蘭克·惠特爾”（Franck·Whittle）。這兩位青年，在那個(gè)時(shí)局緊張、硝煙彌漫的年代，在沒(méi)有互通信息的情況下，分別完成了自己的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，并且安裝到飛機(jī)上試飛成功。其中，惠特爾比歐海茵開(kāi)始研制的早，而歐海茵比惠特爾試飛成功的早，因此兩個(gè)人都是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)明人。但是，我們想說(shuō)的，輝煌燦爛的古代中國(guó)文明，在很早就使用了現(xiàn)代航空動(dòng)力學(xué)的某些原理，并誕生了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)技術(shù)的一些“雛形”。然而，這些光輝的成就只屬于古人，具體上與現(xiàn)代噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)并無(wú)關(guān)系，只能說(shuō)在理論上有某些相似之處，但是中國(guó)古人的智慧仍然令世人嘆服。
▲1941年，英國(guó)人惠特爾發(fā)明的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)W.1型
中國(guó)古代發(fā)明與渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)聯(lián)1、燃?xì)鉁u輪原理雛形
也許令人意想不到的是，1100多年前的中國(guó)就發(fā)明了“類(lèi)似現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪原理”的“走馬燈”。經(jīng)過(guò)學(xué)者的仔細(xì)研究論證，中國(guó)走馬燈幾乎就是現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪的雛形，這種供民間元宵燈會(huì)玩樂(lè)使用的道具，主要由中心軸、蠟燭和紙輪組成。走馬燈底部孔洞可以視為進(jìn)氣道壓氣機(jī)-吸入空氣、點(diǎn)燃的蠟燭則是燃燒室、被推動(dòng)旋轉(zhuǎn)做功的紙輪就是渦輪。這與渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)進(jìn)氣道引氣并在壓氣機(jī)內(nèi)壓縮、燃燒室燃燒空氣和燃料混合物提供高溫高壓空氣，推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)做功有“異曲同工之妙”。
▲中國(guó)古代走馬燈的“燃?xì)鉁u輪”原理
2、噴射反作用力原理雛形
噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒燃料產(chǎn)生高溫空氣，通過(guò)噴氣推進(jìn)飛機(jī)飛行，這種航空動(dòng)力學(xué)上根據(jù)“作用力與反作用力”產(chǎn)生推力的技術(shù)，在中國(guó)北宋時(shí)期的“火箭”上就已經(jīng)淋漓盡致的體現(xiàn)出來(lái)。而比“火箭”更早的名為“竄天猴”一類(lèi)的爆竹，則應(yīng)視為航空推進(jìn)動(dòng)力學(xué)的雛形。竄天猴和火箭都是燃料（火藥）燃燒后產(chǎn)生高溫高速燃?xì)?，通過(guò)噴射燃?xì)膺_(dá)到飛天的目的。
▲類(lèi)似竄天猴一類(lèi)的爆竹
當(dāng)然，我國(guó)古代還有許多技術(shù)發(fā)明與現(xiàn)代的航空有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，以上只是列舉兩個(gè)簡(jiǎn)單例子。但是，我們也不是說(shuō)這些發(fā)明造就了現(xiàn)代噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，只能說(shuō)很多技術(shù)原理的雛形很早就在中國(guó)出現(xiàn)過(guò)，中國(guó)古文明還是充滿了想象力的。
現(xiàn)代航空噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)從何開(kāi)始下面我們將正式進(jìn)入噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生史：1903年，美國(guó)萊特兄弟制造的一架裝有“四缸水冷活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)”的飛機(jī)進(jìn)行了成功試飛，由此揭開(kāi)了人類(lèi)載人航空的序幕，也讓美國(guó)人在航空工業(yè)上快人一步。但是，在噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)史上，美國(guó)人則又遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于當(dāng)時(shí)的歐洲，這也是軍事需要促進(jìn)科技進(jìn)步，科技進(jìn)步又促進(jìn)軍事進(jìn)步的一種體現(xiàn)，畢竟那個(gè)時(shí)代的歐洲，常年彌漫著戰(zhàn)爭(zhēng)的陰影，各種新式兵器和技術(shù)層出不窮。
▲惠特爾開(kāi)發(fā)的第一臺(tái)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)
在噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)真正開(kāi)始工程學(xué)意義上的實(shí)踐研究之前，法國(guó)人洛林曾在1908年設(shè)想過(guò)“在活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥上安裝一支噴管，使燃?xì)馔ㄟ^(guò)噴管向后噴射，產(chǎn)生反作用推力”，這是歐洲最早關(guān)于噴氣方案的設(shè)想；1910年，羅馬尼亞人柯安達(dá)，利用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一支管道風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)空氣向后噴射，產(chǎn)生反作用推力，并且將這種“管道風(fēng)扇”式發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在一架飛機(jī)上在巴黎進(jìn)行試飛。雖然飛機(jī)最終沒(méi)能飛起來(lái)，只是在地面上進(jìn)行了短暫的前進(jìn)跳躍，但是仍然為人們帶來(lái)了關(guān)于“噴氣推進(jìn)”的啟發(fā)。這里說(shuō)這兩個(gè)例子，也是最接近噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的兩個(gè)原理雛形。
▲世界上第一架?chē)姎馐斤w機(jī)，德國(guó)人研制的He-178
第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)前夕，用活塞螺旋槳裝備飛機(jī)的潛力基本上已經(jīng)被挖盡了，歐洲各國(guó)想要尋求飛的更高、更快的航空器械，只能研究更先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。英國(guó)人惠特爾在求學(xué)期間就已經(jīng)預(yù)見(jiàn)到活塞螺旋槳飛機(jī)的局限，提出渦輪噴氣推進(jìn)的原理，并在1930年申請(qǐng)了專(zhuān)利。1936年3月，惠特爾在一家銀行的資助下成立了噴氣動(dòng)力公司，開(kāi)始研制燃?xì)庳涊啺l(fā)動(dòng)機(jī)，并在不久后開(kāi)發(fā)了WU型試驗(yàn)機(jī)，然而在1937年4月進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)中，兩臺(tái)試驗(yàn)機(jī)均告失敗，直到1939年10月，第3臺(tái)試驗(yàn)機(jī)才在1770r/min的轉(zhuǎn)速下，運(yùn)行了20分鐘，推力達(dá)到5300N。此時(shí)，看到希望的英國(guó)空軍與惠特爾簽訂了研發(fā)合同，開(kāi)發(fā)的W.1型噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，可惜W.1性能不足，并且運(yùn)行極不穩(wěn)定，并沒(méi)有被采用。1941年5月5日，W.1B改進(jìn)型噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)終于安裝在E28/39飛機(jī)上試飛成功。要知道，此時(shí)距離惠特爾申請(qǐng)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)利已經(jīng)過(guò)去了11年，而德國(guó)人的噴氣式飛機(jī)也已經(jīng)試飛成功1年有余了。
▲英國(guó)的第一架?chē)姎馐斤w機(jī)E28/39
同一個(gè)時(shí)代，德國(guó)的“青年才俊”歐海茵也在著手研發(fā)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。1933年還在哥廷根大學(xué)讀書(shū)的歐海茵，開(kāi)始探索噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，這比惠特爾要晚了幾年。1934年，他開(kāi)始初步設(shè)計(jì)試驗(yàn)機(jī)，結(jié)構(gòu)方案為雙面離心式壓氣機(jī)、環(huán)形燃燒室、徑流式渦輪，設(shè)計(jì)時(shí)速為804.5km/h。大學(xué)畢業(yè)后的歐海茵在老師的推薦下，與大名鼎鼎的的亨克爾公司取得聯(lián)系，雙方對(duì)噴氣式飛機(jī)方案進(jìn)行了反復(fù)論證，并于1936年4月15日簽訂研制燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的合同，發(fā)動(dòng)機(jī)代號(hào)為Hes-1，前后不過(guò)1年的時(shí)候就研發(fā)成功，此后經(jīng)過(guò)改進(jìn)終于制造出試飛用的Hes-3發(fā)動(dòng)機(jī)。1939年春，為噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)配套的He-178飛機(jī)制造完畢，8月17日世界上第一架安裝燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的噴氣式飛機(jī)He-178首飛成功，宣告人類(lèi)正式進(jìn)入噴氣時(shí)代，這比英國(guó)的噴氣機(jī)要早1年多。
▲He-178噴氣機(jī)模型
關(guān)于英、德兩國(guó)開(kāi)發(fā)噴氣式飛機(jī)的歷史，我們就暫且講到這里，有關(guān)問(wèn)題可以關(guān)注留言。此外，二戰(zhàn)結(jié)束后，歐海茵被美國(guó)海軍接收，后來(lái)轉(zhuǎn)入美國(guó)空軍“萊特-帕特森空氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室”工作，后來(lái)惠特爾也來(lái)到美國(guó)，并且1992年兩人同時(shí)獲得有“工程界諾貝爾獎(jiǎng)”之稱(chēng)的查爾斯·德拉佩獎(jiǎng)。所以，美國(guó)后來(lái)在噴氣時(shí)代的霸主地位，是建立在英德兩國(guó)的技術(shù)基礎(chǔ)上，也不為過(guò)。
