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从喷气式的产生到第一代喷气式战机

从喷气式的产生到第一代喷气式战机最早发明喷气式飞机的是德国飞机设计师。

1939年,飞机设计师亨克尔找到研制喷气式发动机屡遭挫折的奥海因寻求合作,两人一拍即合。

奥海恩是位燃气涡轮专家,他从1934年起就开始研制涡轮发动机,并取得了一定的进展,这次跟亨克尔合作非常兴奋。

两位有志青年密切配合,协调工作,一个设计飞机,一个设计燃气涡轮发动机,研究工作进展顺利。

1939年8月27日,两人心血的结晶He-178喷气式战斗机试飞成功,它标志着人类航空中上喷气飞行时代的到来。

德国另一位飞机设计师维利·梅塞施米特研制的Me-163“彗星”喷气式战斗机几经周折,最终还是受到德国空军的青睐。

这位曾设计了二战名机Me-109的著名设计师,深受德国当局信任。

研制喷气式战斗机的任务实质上是政府给他下达的。

1941年春,“彗星”喷气式战斗机试飞成功。

当天观看试飞的有德国空军战斗机总监加兰德将军。

这位掌握着“彗星”生杀大权的将军,面对这架“怪鸟”般外形的飞机疑窦顿生:这玩艺行吗?然而,事实令他对其利目相看,飞机轻松地飞出了时速650千米。

在此后的试飞中,“彗星”曾创造了时速1003千米的高速度。

于是,德国当局命令加速研制并生产这种喷气式战斗机。

1942年8月,“彗星”试飞完毕,定型生产。

该机使用的喷气发动机可产生2000千克推力,飞行最大时速可达953千米,装有2门航炮。

“彗星”参战是在德军日渐溃败的1944年的一天,“彗星”便以它独特的高速优势一举击落了3架美国先进的战斗机P-51,紧接着又“干掉”了2架B-17轰炸机。

一时间,“彗星”喷气式战斗机在空中战场上声名大噪。

然而,喷气式战斗机毕竟还是一项崭新的技术。

“彗星”除在速度上占有优势外,许多方面的性能远不及当时优秀的活塞式战斗机。

同盟国在研究了解“彗星”后,很快找到了它的弱点并进行了坚决巧妙的反击,使“彗星”无法发挥作用,成了“短命鬼”。

但勿庸置疑,“彗星”作为世界上最早的喷气式战斗机,在人类的航空史上具有特殊的位置。

彗星战机简介二战末期,一种外形奇特、集三个“世界第一”于一身的飞机出现在德国。

它就是梅塞施米特飞机公司研制并生产的Me 163战斗机。

在当时条件下,其飞行速度极快,飞行中尾后拉着一股烟雾,所以绰号“彗星”。

Me 163战斗机是世界上第一种(也是唯一的)可实用的火箭动力飞机、世界上第一种投入作战的无水平尾翼的飞机、在二战中飞行速度和爬升速度均为当时世界第一的军用飞机。

1936年,德国滑翔机研究所开始试制由无尾翼滑翔机和液体火箭发动机组合成的特种飞行器DFS 194。

1939年1月,该工程转交梅塞施米特飞机厂继续发展。

1940年春,动力飞行成功。

1941年春,改进型Me 163的2架原型机先后完成试飞。

10月2日,一架飞机达到瞬时速度1002米/小时,使得人类飞行首次突破1000米/小时大关。

1942年8月,实用型的Me 163B又试飞成功。

1943年初,德军新组建的实验飞行部队开始为Me 163的实战进行各种试飞和训练。

1944年5月,世界上第一支火箭动力战斗机部队——JG400飞行团成立,并进驻特蒙、德哈劳、布兰蒂斯、霍松以及荷兰的芬罗等基地,装备机型就是Me 163B-1战斗机。

Me 163有一个水滴形的全金属机身和一对前缘后掠27度的木质中单翼,机头有一个驱动发电机的小风车,座舱盖隐没在流线形的机身中,机腹是一个着陆用的可收放式滑橇,一对主机轮仅仅用于起飞滑跑,离地后立即抛弃。

Me 163的武器有装在机翼根部的2门30毫米机炮,它的动力装置是瓦尔塔HWK 509A形液体火箭发动机,推进剂和氧化剂储存箱设在机身中段。

发动机推力为1700千克,每次可工作7分半钟。

Me 163战斗机的总产量仅有369架。

量产型Me 163B-1,机宽9.32米,机长5.84米,高度为2.77米(无滑撬),飞机空重1908千克,最大起飞重量4310千克。

飞机最大时速为960千米(10000米高度),升限16500米,爬升12100米高度需时3分30秒,海平面爬升率为每分钟5000米。

发动机工作时间为7分30秒,航程约为30-100千米。

1942年,梅塞施米特研制的另一种喷气式战斗机Me-262,其性能就有明显提高。

它装有2台容克公司提供的涡轮喷气发动机,共产生的推力达1800千克,试飞时速为960千米,成为世界上最早的实用型喷气式战斗机。

1944年6月投入空战后第一个月就创下了不菲的战绩,使盟军22架飞机机毁人亡,德国空军飞行员自豪地称它为“空中之王”。

二战期间,盟军装备部队的喷气式战斗机只有英国制造的“流星”。

其“流星”喷气战斗机实涡轮喷气式发动机的专利是英国人惠特尔于1930年代获得的。

由于英国当局不够重视,喷气战斗机的研制工作进展十分缓慢,反被德国人后来居上。

直到1943年3月,被命名为“流星”的喷气战斗机才试飞成功。

这是世界上继德国Me-262后第二种实用型喷气战斗机。

第一批产品的最大时速为675千米,此后不断改进,主要是喷气发动机的技术日趋成熟,使“流星”的最大时速达793千米。

“流星”和Me-262两种喷气式战斗机,分别装备了盟军和德国军部队,但它们未能在二战的空中舞台决出雌雄。

喷气式飞机发动机的工作原理利用牛顿反作用力的第三定律。

第一步,发动机前面装有空气压缩机,现代压缩机分为7--9级,压缩机转子周圈装满叶片,发动机启动后,压缩机旋转吸入外界的空气,外界的空气进入导向器以后,压缩机把气体一级一级向后压,气体的浓度越来越浓,压力也就越来越大,当气体通过最后一级后,气体压力增大很多倍。

然后进入燃烧室,在燃烧室里,喷电打火,喷油燃烧,因气体中含有氧气,气体燃烧膨胀,向后喷出,燃烧室后面是涡轮,涡轮轴上装涡轮盘,涡轮盘周圈装满叶片,涡轮分7--13级,通过涡轮旋转再一级一级向后压,气体通过发动机后部的涡轮一级一级压缩,压力再提高几百倍,最后,通过尾部喷口喷出。

产生反作用力,使飞机向前飞。

苏联1948年,前苏联拉沃奇金试验设计局研制出第一架超音速飞机拉—176。

飞机机翼设计成45°角后掠翼,动力装置系推力22千牛的RD—45F涡轮喷气发动机。

1948年12月26日,年轻的苏联飞行员奥列格·索科罗夫斯基在试验中心驾驶试验型拉—176前线歼击机进行试飞,在规定的水平飞行中,于7000米高空航速达到1105公里/小时,相当于1.021马赫。

其航速大大超过了当时国际航空联合会登记在册的世界记录。

1949年1月,试飞员们又连续6次创造了超音速飞行的速度记录。

第一台涡轮喷气发动机航空事业从“螺旋桨时代”到“喷气式时代”是一个飞跃,喷气式发动机的产生,给世界航空工业带来了一场革命。

而喷气式发动机创始人惠特尔(1907——1996)的一生却是山重水复。

1907年6月1日,弗兰克.惠特尔出生于英格兰南部的考文垂。

16岁时,惠特尔考入英国皇家空军见习学校,毕业后到克兰威尔的皇家空军学院学习。

1927年,21岁的惠特尔就预言:未来飞机将以喷气发动机为动力。

在毕业论文中,惠特尔提出了新型推进系统涡轮喷气发动机的工作原理,推导出了发动机热力学的基本方程,并且提出飞机的巡航高度可以达到35000米。

惠特尔的大胆设想却没有厂商愿意采用,因此惠特尔的燃气涡轮喷气发动机方案只得先申请专利。

这时是1930年,惠特尔年仅23岁。

1935年,机遇终于来了,在学友的帮助下,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”,试制惠特尔发明的涡轮喷气发动机。

惠特尔也进入这家公司工作,开始设计第一台涡轮喷气发动机。

过了不到两年时间,第一台燃气涡轮喷气发动机在试车台上运转起来,皇家空军部这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备飞机。

但由于长期辛劳,惠特尔的身体状况已经变得很坏,再加上第一台发动机运转一直不稳定,合作者都离他而去,给惠特尔巨大的精神打击。

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。

在惠特尔郁郁不得志的同时,德国发明家奥海因却后来居上。

1937年3月,奥海因研制成功了HeS-3B轴流式喷气发动机,1939年8月,安装此发动机的世界上第一架喷气飞机试飞成功。

而由于缺乏支持,直到1940年7月,惠特尔的发动机终于可以稳定工作。

41年5月,英国第一架喷气式飞机试飞,并演示给邱吉尔,却不邀请喷气发动机的发明者惠特尔。

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。

1976年惠特尔移居美国,在一所海军学院任教。

1996年8月8日,89岁高龄的惠特尔死于肺癌,走完了他山重水复的一生。

然而惠特尔开创的喷气技术已经得到了越来越广泛的应用,人们不会忘记这位“喷气发动机的先驱”。

He-178──第一架喷气式飞机世界上第一架喷气式飞机是德国的He-178。

飞机发明几年后,有人就提出喷气推进的理论。

最早关于空气喷气发动机的设想是法国人洛林在1908年提出的。

他建议,将活塞发动机的排气阀上接一支扩张型的喷管,用燃气从喷管向后喷射的反作用力使飞机前行。

1910年,旅居巴黎的罗马尼亚人柯安达进行了最早的喷气式飞机试验飞行。

他用一台活塞发动机带动一支管道内的风扇转动,驱动空气向后喷出产生了反作用推力。

当年11月10日,从未驾驶过飞机的柯安达用自己设计的飞机进行了一次短暂的跳跃。

这次试飞虽然不算成功,但不少报刊给予了相当高的评价。

随后的20世纪30年代,英国人惠特尔和德国人欧海因各自在同一时期完成了喷气发动机的发明。

1936年4月15日,欧海因与亨克尔飞机公司签订了研制喷气发动机的合同。

在随后的三年时间里,欧海因最终完成了喷气式发动机,定名为HeS3,推力为4000牛,推重比为1.12。

用于试飞的配套飞机于1937年底开始研制,1939年春制造完工,定名为He-178。

1939年8月27日,在第二次世界大战爆发前一个星期,由德国著名试飞员瓦西茨驾驶,亨克尔He-178进行了首次飞行,成为世界上第一架试飞成功的喷气式飞机。

E28/39──英国第一架喷气式飞机1930年,英国空军军官惠特尔获得英国喷气发动机设计专利。

此后,他试图说服军方和航空发动机企业研制这种新型发动机,但没有成功。

1935年,惠特尔的一些朋友开始为他筹集研制资金。

同年底,惠特尔设计出第一台试验机,定名为WU。

1936年3月,专门研制惠特尔设计的发动机的喷气动力公司正式成立。

1937年4月12日,WU试验机首次试车,这是涡轮喷气发动机诞生的标志。

WU试验机运行后,英国军方开始给予财政支持。

第二台试验机由于涡轮叶片的损坏很快被放弃,这暴露出叶片材料和燃烧室这两个互相牵制的问题。

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