基本介紹
- 中文名：噴氣動力飛機
- 外文名：Jet power Aircraft
- 特性：利用噴射高速氣流
- 最大速度：大於3.0馬赫
簡介,歷史發展,基本原理,燒煤油,牛頓定律,優劣特點,優勢,劣勢,
簡介
噴氣動力飛機（JetpowerAircraft）是一種使用噴氣發動機作為推進力來源的飛機。噴氣動力飛機所使用的噴氣發動機靠燃料燃燒時產生的氣體向後高速噴射的反衝作用使飛機向前飛行，它可使飛機獲得更大的推力，飛得更快。
亨克爾（Heinkel）He 178
亨克爾（Heinkel）He 178世界上第一架真正實用化的噴氣動力飛機，普遍認為是1939年8月27日納粹德國首度試飛成功的亨克爾（Heinkel）He 178。
- 渦輪噴氣發動機（Turbojet Engine）
- 渦輪風扇發動機（Turbofan Engine）
- 渦輪螺旋槳發動機（Turboprop）
- 衝壓式噴氣發動機（Ramjet Engine，仍在發展階段尚未實際量產）
歷史發展
隨著航空業的不斷發展，世界上許多飛機設計師都在探索使飛機飛得更快的辦法。他們在實踐中發現，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，必須更換髮動機。於是，噴氣式飛機誕生了。
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動機的構想，並於1930年申請了專利，但當時惠特爾的構想聽起來就象把人送上月球一樣難以令人置信，飛機製造商們對此不感興趣。直到1935年事情才有了轉機，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，惠特爾開始設計製造真正的噴氣發動機。他和同事們一起從零開始，一個部件一個部件地研製，終於製造出第一台渦輪噴氣發動機運轉起來。
幾乎與惠特爾同時，德國的馮·奧亨也在研製渦輪噴氣發動機，並在1937年9月使發動機第一次運轉成功。由於得到亨克爾飛機公司的支持，裝有馮·奧亨研製的Hes3B渦輪噴氣發動機的He178飛機於1939年8月27日首次試飛成功，成為世界上第一架噴氣式飛機。
最早發明噴氣式飛機的是德國飛機設計師。1939年，飛機設計師亨克爾找到研製噴氣動力飛機屢遭挫折的奧海因尋求合作，兩人一拍即合。奧海因是位燃氣渦輪專家，他從1934年起就開始研製渦輪發動機，並取得了一定的進展，這次跟亨克爾合作非常興奮。兩位有志青年密切配合，協調工作，一個設計飛機，一個設計燃氣渦輪發動機，研究工作進展順利。1939年8月27日，兩人心血的結晶He-178噴氣式戰鬥機試飛成功，它標誌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”型噴氣發動機運轉成功之後 ，仍認為這種新型發動機只是一個遠期構想，不必操之急，因而在噴氣式飛機的研製上落在了德國的後面。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。該機使用的噴氣發動機可產生2000千克推力，飛行最大時速可達953千米，裝有2門航炮。“彗星”參戰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勢一舉擊落了3架美國先進的戰鬥機P-51，緊接著又“幹掉”了2架B-17轟炸機。一時間，“彗星”噴氣式戰鬥機在空中戰場上聲名大噪。
然而，噴氣式戰鬥機畢竟還是一項嶄新的技術。“彗星”除在速度上占有優勢外，許多方面的性能遠不及當時優秀的活塞式戰鬥機。同盟國在研究了解“彗星”後，很快找到了它的弱點並進行了堅決巧妙的反擊，使“彗星”無法發揮作用，成了“短命鬼”。但勿庸置疑，“彗星”作為世界上最早的噴氣式戰鬥機，在人類的航空史上具有特殊的位置。
1942年，梅塞施米特研製的一種噴氣式戰鬥機Me-262，其性能就有明顯提高。它裝有2台容克公司提供的渦輪噴氣發動機，共產生的推力達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鬥機。1944年6月投入空戰後第一個月就創下了不菲的戰績，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”。
二戰期間，盟軍裝備部隊的噴氣式戰鬥機只有英國製造的“流星”。其實渦輪噴氣式發動機的專利是英國人惠特爾於1930年代獲得的。由於英國當局不夠重視，噴氣戰鬥機的研製工作進展十分緩慢，反被德國人後來居上。直到1943年3月，被命名為“流星”的噴氣戰鬥機才試飛成功。這是世界上繼德國Me-262後第二種實用型噴氣戰鬥機。第一批產品的最大時速為675千米，此後不斷改進，主要是噴氣發動機的技術日趨成熟，使“流星”的最大時速達793千米。
“流星”和Me-262兩種噴氣式戰鬥機，分別裝備了盟軍和德國軍部隊，但它們未能在二戰的空中舞台決出雌雄。
噴發動機的誕生，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鬥機投入使用。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飛機和幹線民航客機都早已實現了噴氣化。
基本原理
燒煤油
許多人都有一種錯覺，認為飛機全都燒汽油。其實並不是這樣，現代噴氣式飛機就是選擇煤油作燃料的。
噴氣動力飛機發動機工作原理和活塞式發動機有所不同，它的燃燒過程並不是間斷進行的。燃料點燃，以後就可以燃燒到發動機斷油。所以，不要求燃料有相當好的蒸發性，燒汽油就顯得大材小用了。不但這樣，現代噴氣式飛機飛得高、而且速度快，於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，而且燃料處於低壓狀態，通常在這種環境下，假如以汽油為燃料，油箱以及油路中的汽油就會馬上沸騰，從而產生許多油蒸汽，阻塞油路，造成“氣塞”。發動機也會由於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，噴氣動力飛機也只能採用沸點比較高、而且不易蒸發的煤油作燃料了。
此外，煤油的潤滑性要比汽油好得多，而汽油會使發動機各個機件潤滑性能變差，極大縮短發動機的使用壽命，因此這也是噴氣動力飛機燒煤油的另外一個原因。
牛頓定律
利用牛頓反作用力的第三定律。
第一步，發動機前面裝有空氣壓縮機，現代壓縮機分為7~9級，壓縮機轉子周圈裝滿葉片，發動機啟動後，壓縮機旋轉吸入外界的空氣，外界的空氣進入導向器以後，壓縮機把氣體一級一級向後壓，氣體的濃度越來越濃，壓力也就越來越大，當氣體通過最後一級後，氣體壓力增大很多倍。然後進入燃燒室，在燃燒室里，噴電打火，噴油燃燒，因氣體中含有氧氣，氣體燃燒膨脹，向後噴出，燃燒室後面是渦輪，渦輪軸上裝渦輪盤，渦輪盤周圈裝滿葉片，渦輪分7~13級，通過渦輪旋轉再一級一級向後壓，氣體通過發動機後部的渦輪一級一級壓縮，壓力再提高几百倍，最後，通過尾部噴口噴出。產生反作用力，使飛機向前飛。
優劣特點
優勢
相較於螺旋槳飛機，噴氣動力飛機的飛行速度更快。因為螺旋槳飛機是靠螺旋槳旋轉時產生的力來使飛機向前飛行的。但是當螺旋槳的轉速和飛機的飛行速度達到一定程度時，就無法再靠加快螺旋槳轉速使飛機更快了。
劣勢
低空低速性能相比螺旋槳飛機的要差，還有最致命的就是發動機了，噴氣機的一切性能最根本還是發動機，高空高速情況下對發動機依賴很大。一旦發動機故障了就失去動力，而飛機本身比螺旋槳飛機重多了，滑翔性能差，對飛行員的駕駛要求比較高。
