噴氣式客機

噴氣發動機的誕生，為人們追求更快、更高的飛行目標提供了可靠的動力。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。現今世界上絕大部分民航客機都已實現了噴氣化。大型噴氣式客機的時速約為900km/h左右。

基本介紹

• 中文名：噴氣式飛機
• 外文名：Jet Aircraft
• 發明時間：1949年
• 時速：900km/h

基本資料

噴氣式飛機（Jet Aircraft）是一種使用噴氣發動機作為推進力來源的飛機。其與傳統的螺旋槳式飛機除了使用的動力系統不同之外，所適合的飛行環境也不盡相同。

螺旋槳式飛機需通過螺旋槳擾動周邊空氣達到往前推進的目的，因此不能在空氣密度太稀薄的高空中飛行；相反，噴氣式飛機由於發動機運作原理的不同，需在10,000至15,000米的高空中才能達到最佳推進效率。

除此之外，為配合高空飛行時的氣壓降低，噴氣客機大部分都配置有加壓艙，而駕駛噴氣軍用機的飛行員，則需要穿戴具有加壓功能的飛行服及飛行面罩。

今日的噴氣式飛機多以75%至85%音速飛行，相當於0.75至0.85馬赫，它們所使用之推進系統，依照其運作原理的特性差異，通常還可以被大致分類為下面幾種：

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）

發展歷史

世界上第一架真正實用化的噴氣式飛機，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。

二十世紀50年代出現噴氣式客機主要有英國的彗星客機、前蘇聯的圖-104，美國的波音707和DC-8。採用渦輪噴氣發動機、後掠翼，與活塞式客機相比大大提高了巡航速度和客運量，運營效率大為提高。但油耗率高，噪聲大。

二十世紀60年代開始使用的中短程客機採用了耗油率更低的渦輪風扇發動機，降低了耗油率，提高了經濟性。代表機型有波音727、圖-154、DC-9和三叉戟客機。

二十世紀70年代針對世界客運量的飛速增長而問世的寬機身客機大大提高了載客能力，如波音747、DC-10、伊爾-86，空中客車A300等；機身直徑比以前所謂“窄體”客機的大幅度增加，採用高涵道比渦輪風扇發動機，耗油率又有降低。

二十世紀80年代-90年代以來，出現了一批設備更先進的客機，如使用電傳操縱系統的空中客車A320、空中客車A330、波音777等。

氣動布局

發動機布局形式有翼根發動機布局、尾吊式發動機布局、翼吊式發動機布局和翼吊+尾吊發動機布局等。

最初出現的一批噴氣式客機，如“彗星”(Comet)客機及圖-104，將發動機裝在機翼的根部，稱為翼根發動機布局。這種布局使飛機保持著由機翼、機身、尾翼三組主要空氣動力部件形成的外形。這種布局使飛機結構重量增加以及噪聲問題，此後噴氣式客機便不再採用翼根布局。

最先採用這種尾吊式發動機布局的噴氣式客機是“快帆”(Caravelle)客機，後來出現的如波音727等也採用這樣布局。這種布局的優點是可以保持機翼外形的乾淨，流過機翼的氣流免受干擾。但缺點是當飛機空載和滿載時重心移動距離過大，由於發動機的位置關係採用高平尾布局，大迎角狀態下機翼會對高平尾形成氣流遮蔽，會涉及飛機在臨界飛行狀態下的安全。到20世紀末期，採用尾吊發動機布局均為小型客機。小型客機機身較短，空載和滿載時重心不會有較大移動。

這種翼吊式發動機布局形式首先在美國波音公司生產的戰略轟炸機上使用成功，因此波音公司研製波音707噴氣式客機也採用這種布局形式。這種布局將發動機裝在懸在機翼下面的吊艙內。為了減少發動機吊艙對機翼氣流的干擾，以往採用翼吊式發動機布局的飛機，傾向於將吊艙儘量遠離機翼的下表面。到1980年代，發動機進氣口面積增加，經研究良好的設計，發動機吊艙緊貼機翼下表面使機翼與吊艙間形成“有利干擾”。到20世紀末，較大型噴氣式客機均採用這種布局形式。

這種翼吊+尾吊發動機布局形式用於部分採用3台發動機的機型。1964年，FAA取消了對三發動機飛機的“60分鐘限制”，可以執行橫越大西洋的航線。如美國的DC-10及L-1011，均採用將2台發動機翼吊，將第3台發動機置於尾部。後來高涵道比的渦輪風扇噴氣式發動機性能尤其可靠性有很大提高，進一步拓寬了雙發飛機的航線範圍。雙發飛機延伸航程運行使採用3台發動機的機型逐漸失去市場。