飞机发动机发展历程回顾

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1、飞机发动机发展历程回顾飞机发动机发展历程回顾飞机发动机经历了哪些历程 ?下面是的飞机发动机发展历程资料 欢迎阅读。1、活塞式发动机时期早期液冷发动机居主导地位很早以前，我们的祖先就幻想像鸟一样在天空中自由飞翔，也曾 作过各种尝试，但是多半因为动力源问题未获得解决而归于失败。 最初曾有人把专门设计的蒸汽机装到飞机上去试，但因为发动机太 重，都没有成功。到19 世纪末，在内燃机开始用于汽车的同时，人 们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源，并着手 这方面的试验。1903 年，莱特兄弟把一台4 缸、水平直列式水冷发动机改装之 后，成功地用到他们的飞行者一号飞机上进行飞行试验。这台发 动机

2、只发出8.95kW的功率，重量却有81kg,功重比为0.11kW/daN。 发动机通过两根自行车上那样的链条，带动两个直径为2.6m的木制 螺旋桨。首次飞行的留空时间只有12s，飞行距离为36.6m。但它是 人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气 飞行器的成功飞行。当时，飞机的飞行速度还比较小，气冷发动机冷却困难。为了冷 却，发动机裸露在外，阻力又较大。因此，大多数飞机特别是战斗 机采用的是液冷式发动机。期间，1908年由法国塞甘兄弟发明旋转 汽缸气冷星型发动机曾风行一时。这种曲轴固定而汽缸旋转的发动 机终因功率的增大受到限制，在固定汽缸的气冷星型发动机的冷却 问题解决之后

3、退出了历史舞台。两次世界大战之间的重要技术发明在两次世界大战之间，在活塞式发动机领域出现几项重要的发明： 发动机整流罩既减小了飞机阻力，又解决了气冷发动机的冷却困难 问题，甚至可以的设计两排或四排汽缸的发动机，为增加功率创造 了条件;废气涡轮增压器提高了高空条件下的进气压力，改善了发动 机的高空性能;变距螺旋桨可增加螺旋桨的效率和发动机的功率输出; 内充金属钠的冷却排气门解决了排气门的过热问题;向汽缸内喷水和 甲醇的混合液可在短时内增加功率三分之一;高辛烷值燃料提高了燃 油的抗爆性，使汽缸内燃烧前压力由23 逐步增加到 56，甚至 89 既提高了升功率，又降低了耗油率。从 20 世纪 20 年

4、代中期开始，气冷发动机发展迅速，但液冷发动 机仍有一席之地在此期间，在整流罩解决了阻力和冷却问题后，气 冷星型发动机由于有刚性大，重量轻，可靠性、维修性和生存性好， 功率增长潜力大等优点而得到迅速发展,并开始在大型轰炸机、运输 机和对地攻击机上取代液冷发动机。在 20 世纪 20 年代中期，美国 莱特公司和普惠公司先后发展出单排的旋风和飓风以及黄蜂 和大黄蜂发动机，最大功率超过400kW,功重比超过lkW/daN。 到第二次世界大战爆发时，由于双排气冷星型发动机的研制成功， 发动机功率已提高到600820kW。此时，螺旋桨战斗机的飞行速度 已超过500km/h，飞行高度达10000m。在第二次

5、世纪大战期间，气冷星型发动机继续向大功率方向发展 其中比较著名的有普惠公司的双排双黄蜂(R-2800)和四排巨 黄蜂(R-4360)。前者在1939年7月1日定型，开始时功率为 1230kW,共发展出5个系列几十个改型，最后功率达到2088kW，用 于大量的军民用飞机和直升机。单单为P-47战斗机就生产了 24000 台R-2800发动机，其中P-47J的最大速度达805km/h。虽然有争议, 但据说这是第二次世界大战中飞得最快的战斗机。这种发动机在航 空史上占有特殊的地位。在航空博物馆或航空展览会上，R-2800总 是放置在中央位置。甚至有的航空史书上说，如果没有R-2800发动 机，在第二

6、次世界大战中盟国的取胜要困难得多。后者有四排28 个 汽缸，排量为71.5L，功率为22003000kW，是世界上功率最大的活 塞式发动机，用于一些大型轰炸机和运输机。1941 年，围绕六台 R-4360发动机设计的B-36轰炸机是少数推进是飞机之一，但未投入 使用。莱特公司的R-2600和R-3350发动机也是很有名的双排气冷星型 发动机。前者在1939推出，功率为1120kW，用于第一架载买票旅 客飞越大西洋的波音公司快帆314型四发水上飞机以及一些较小 的鱼雷机、轰炸机和攻击机。后者在 1941 年投入使用，开始时功率 为2088kW，主要用于著名的B-29空中堡垒战略轰炸机。R-335

7、0 在战后发展出一种重要改型-涡轮组合发动机。发动机的排气驱动 三个沿周向均布的废气涡轮，每个涡轮在最大状态下可发出 150kW 的功率。这样，R-3350的功率提高到2535kW，耗油率低达 0.23kg/(kW h)。1946年9月，装两台R-3350涡轮组合发动机的 P2V1海王星飞机创造了 18090km的空中不加油的飞行距离世界纪 录。液冷发动机与气冷发动机之间的竞争在第二次世界大战中仍在 继续。液冷发动机虽然有许多缺点，但它的迎风面积小，对高速战 斗机特别有利。而且，战斗机的飞行高度高，受地面火力的威胁小， 液冷发动机易损的弱点不突出。所以，它在许多战斗机上得到应用。 例如，美国在

8、这次大战中生产量最大的5 种战斗机中有4种采用液 冷发动机。其中，值得一提的是英国罗-罗公司的梅林发动机。它在 1935年11月在飓风战斗机上首次飞行时，功率达到708kW;1936 年在喷火战斗机上飞行时，功率提高到783kW。这两种飞机都是第二次世界大战期间有名的战斗机，速度分别达 到624km/h和750km/h。梅林发动机的功率在战争末期达到1238kW, 甚至创造过 1491kW 的纪录。美国派克公司按专利生产了梅林发动机 用于改装P-51野马战斗机，使一种平常的飞机变成战时最优秀的 战斗机。野马战斗机采用一种不常见的五叶螺旋桨，安装梅林发 动机后，最大速度达到760km/h,飞行高

9、度为15000m。除具有当时 最快的速度外，野马战斗机的另一个突出的优点是有惊人的远航 能力，它可以把盟军的轰炸机一直护送到柏林。到战争结束时，野 马战斗机在空战中共击落敌机4950 架，居欧洲战场的首位。而在 远东和太平洋战场上，则是由于装备了气冷发动机的F6F地狱猫 战斗机的参战，才结束了日本零式战斗机的霸主地位。航空史学 界把野马飞机看作螺旋桨战斗机的顶峰之作。在第二次世界大战开始之后和战后的最主要的技术进展有直接注 油、涡轮组合发动机和低压点火。在两次世界大战的推动下，发动机的性能提高很快，单机功率从 不到10kW增加到2500kW左右，功率重量比从0.11kW/daN提高到 1.5k

10、W/daN 左右，升功率从每升排量几千瓦增加到四五十千瓦，耗 油率从约0.50kg/(kWh)降低到0.230.27kg/(kW h)。翻修寿命 从几十小时延长到20003000h。到第二次世界大战结束时，活塞式 发动机已经发展得相当成熟，以它为动力的螺旋桨飞机的飞行速度 从16km/h提高到近800km/h，飞行高度达到15000m。可以说，活塞 式发动机已经达到其发展的顶峰。喷气时代的活塞式发动机在第二次世界大战结束后，由于涡轮喷气发动机的发明而开创了 喷气时代，活塞式发动机逐步退出主要航空领域，但功率小于 370kW 的水平对缸活塞式发动机发动机仍广泛应用在轻型低速飞机 和直升机上，如行

11、政机、农林机、勘探机、体育运动机、私人飞机 和各种无人机，旋转活塞发动机在无人机上崭露头角，而且美国 NASA 还正在发展用航空煤油的新型二冲程柴油机供下一代小型通用 飞机使用。2、燃气涡轮发动机时期第二个时期从第二次世界大战结束至今。60 年来，航空燃气涡 轮发动机取代了活塞式发动机，开创了喷气时代，居航空动力的主 导地位。在技术发展的推动下(见表1)，涡轮喷气发动机、涡轮风 扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、桨扇发动机和涡轮轴发动机在不同 时期在不同的飞行领域内发挥着各自的作用，使航空器性能跨上一 个又一个新的台阶。涡喷/涡扇发动机英国的惠特尔和德国的奥海因分别在1937 年 7 月 14 日和

12、1937 年9月研制成功离心式涡轮喷气发动机WU和HeS3B。前者推力为 530daN，但1941年5月15日首次试飞的格罗斯特公司E28/39飞机 装的是其改进型W1B，推力为540daN，推重比2.20。后者推力为490daN，推重比1.38，于1939年8月27日率先装在亨克尔公司的 He-178 飞机上试飞成功。这是世界上第一架试飞成功的喷气式飞机， 开创了喷气推进新时代和航空事业的新纪元。世界上第一台实用的涡轮喷气发动机是德国的尤莫-004，1940 年10月开始台架试车，1941年12月推力达到980daN，1942年7 月18日装在梅塞施米特Me-262飞机上试飞成功。自1944

13、年9月至 1945年5月，Me-262共击落盟军飞机613架，自己损失200架（包 括非战斗损失）。英国的第一种实用涡轮喷气发动机是1943 年 4 月 罗罗公司推出的威兰德，推力为755daN，推重比2.0。该发动机 当年投入生产后即装备流星战斗机，于 1944 年 5 月交给英国空军 使用。该机曾在英吉利海峡上空成功地拦截了德国的 V-1 导弹。战后，美、苏、法通过买专利，或借助从德国取得的资料和人员 陆续发展了本国第一代涡轮喷气发动机。其中，美国通用电气公司 的 J47 轴流式涡喷发动机和苏联克里莫夫设计局的 RD-45 离心式涡 喷发动机的推力都在 2650daN 左右，推重比为 23

14、，它们分别在 1949 年和1948 年装在 F-86 和米格-15 战斗机上服役。这两种飞机 在朝鲜战争期间展开了你死我活的空战。20 世纪50 年代初，加力 燃烧室的采用使发动机在短时间内能够大幅度提高推力，为飞机突 破声障提供足够的.推力。典型的发动机有美国的 J57 和苏联的 RD- 9B，它们的加力推力分别为7000daN和3250daN，推重比各为3.5 和 4.5。它们分别装在超声速的单发 F-100 和双发米格-19 战斗机上在50年代末和60年代初，各国研制了适合M2以上飞机的一批 涡喷发动机，如J79、J75、埃汶、奥林帕斯、阿塔9C、R-11和R- 13，推重比已达 56

15、。在 60 年代中期还发展出用于 M3 一级飞机的 J58 和 R-31 涡喷发动机。到 70 年代初，用于协和超声速客机的 奥林帕斯593涡喷发动机定型，最大推力达到17000daN。从此再没 有重要的涡喷发动机问世。涡扇发动机的发展源于第二次世界大战。世界上第一台运转的涡 轮风扇发动机是德国戴姆勒-奔驰研制的DB670（或109-007），于 1943 年 4 月在实验台上达到 840 千克推力，但因技术困难及战争原 因没能获得进一步发展。世界上第一种批量生产的涡扇发动机是1959年定型的英国康维，推力为5730daN,用于VC-10、DC-8和波 音707客机。涵道比有0.3和0.6两种

16、，耗油率比同时期的涡喷发 动机低10%20%。1960年，美国在JT3C涡喷发动机的基础上改型研 制成功JT3D涡扇发动机，推力超过7700daN,涵道比1.4,用于波 音707和DC-8客机以及军用运输机。以后，涡扇发动机向低涵道比的军用加力发动机和高涵道比的民 用发动机的两个方向发展。在低涵道比军用加力涡扇发动机方面， 20世纪60年代，英、美在民用涡扇发动机的基础上研制出斯贝- MK202和TF30，分别用于英国购买的鬼怪F-4M/K战斗机和美国的 F111(后又用于F-14战斗机)。它们的推重比与同时期的涡喷发动机 差不多，但中间耗油率低，使飞机航程大大增加。在7080年代， 各国研制出推重比8级的涡扇发动机，如美国的F!00、F404、 F110，西欧三国的RB199，前苏联的RD-33和AL-31F。它们装备目 前在一线的第三战斗机，