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喷气发动机是中国人发明的吗?喷气式发动机谁发明的

作者:机械网
文章来源:本站

  很遗憾,现代意义上的喷气发动机并不是中国人发明的,普遍公认的航空喷气发动机之父是德国人“汉斯·冯·欧海茵”(Has·Von·Ohain)和英国人“弗兰克·惠特尔”(Franck·Whittle)。这两位青年,在那个时局紧张、硝烟弥漫的年代,在没有互通信息的情况下,分别完成了自己的喷气发动机设计,并且安装到飞机上试飞成功。其中,惠特尔比欧海茵开始研制的早,而欧海茵比惠特尔试飞成功的早,因此两个人都是喷气发动机的发明人。但是,我们想说的,辉煌灿烂的古代中国文明,在很早就使用了现代航空动力学的某些原理,并诞生了喷气发动机相关技术的一些“雏形”。然而,这些光辉的成就只属于古人,具体上与现代喷气发动机并无关系,只能说在理论上有某些相似之处,但是中国古人的智慧仍然令世人叹服。

  ▲1941年,英国人惠特尔发明的喷气发动机W.1型

  1、燃气涡轮原理雏形

  也许令人意想不到的是,1100多年前的中国就发明了“类似现代燃气涡轮原理”的“走马灯”。经过学者的仔细研究论证,中国走马灯几乎就是现代燃气涡轮的雏形,这种供民间元宵灯会玩乐使用的道具,主要由中心轴、蜡烛和纸轮组成。走马灯底部孔洞可以视为进气道压气机-吸入空气、点燃的蜡烛则是燃烧室、被推动旋转做功的纸轮就是涡轮。这与涡轮喷气发动机通过进气道引气并在压气机内压缩、燃烧室燃烧空气和燃料混合物提供高温高压空气,推动涡轮旋转做功有“异曲同工之妙”。

  ▲中国古代走马灯的“燃气涡轮”原理

  2、喷射反作用力原理雏形

  喷气式发动机燃烧燃料产生高温空气,通过喷气推进飞机飞行,这种航空动力学上根据“作用力与反作用力”产生推力的技术,在中国北宋时期的“火箭”上就已经淋漓尽致的体现出来。而比“火箭”更早的名为“窜天猴”一类的爆竹,则应视为航空推进动力学的雏形。窜天猴和火箭都是燃料(火药)燃烧后产生高温高速燃气,通过喷射燃气达到飞天的目的。

  ▲类似窜天猴一类的爆竹

  当然,我国古代还有许多技术发明与现代的航空有着千丝万缕的联系,以上只是列举两个简单例子。但是,我们也不是说这些发明造就了现代喷气式发动机,只能说很多技术原理的雏形很早就在中国出现过,中国古文明还是充满了想象力的。

  下面我们将正式进入喷气式发动机的诞生史:1903年,美国莱特兄弟制造的一架装有“四缸水冷活塞式发动机”的飞机进行了成功试飞,由此揭开了人类载人航空的序幕,也让美国人在航空工业上快人一步。但是,在喷气式发动机的开发史上,美国人则又远远落后于当时的欧洲,这也是军事需要促进科技进步,科技进步又促进军事进步的一种体现,毕竟那个时代的欧洲,常年弥漫着战争的阴影,各种新式兵器和技术层出不穷。

  ▲惠特尔开发的第一台喷气发动机进行试验

  在喷气式发动机真正开始工程学意义上的实践研究之前,法国人洛林曾在1908年设想过“在活塞式发动机排气阀上安装一支喷管,使燃气通过喷管向后喷射,产生反作用推力”,这是欧洲最早关于喷气方案的设想;1910年,罗马尼亚人柯安达,利用活塞式发动机带动一支管道风扇旋转,驱动空气向后喷射,产生反作用推力,并且将这种“管道风扇”式发动机安装在一架飞机上在巴黎进行试飞。虽然飞机最终没能飞起来,只是在地面上进行了短暂的前进跳跃,但是仍然为人们带来了关于“喷气推进”的启发。这里说这两个例子,也是最接近喷气式发动机的两个原理雏形。

  ▲世界上第一架喷气式飞机,德国人研制的He-178

  第二次世界大战爆发前夕,用活塞螺旋桨装备飞机的潜力基本上已经被挖尽了,欧洲各国想要寻求飞的更高、更快的航空器械,只能研究更先进的发动机技术。英国人惠特尔在求学期间就已经预见到活塞螺旋桨飞机的局限,提出涡轮喷气推进的原理,并在1930年申请了专利。1936年3月,惠特尔在一家银行的资助下成立了喷气动力公司,开始研制燃气货轮发动机,并在不久后开发了WU型试验机,然而在1937年4月进行的发动机试车中,两台试验机均告失败,直到1939年10月,第3台试验机才在1770r/min的转速下,运行了20分钟,推力达到5300N。此时,看到希望的英国空军与惠特尔签订了研发合同,开发的W.1型喷气发动机,可惜W.1性能不足,并且运行极不稳定,并没有被采用。1941年5月5日,W.1B改进型喷气发动机终于安装在E28/39飞机上试飞成功。要知道,此时距离惠特尔申请喷气发动机专利已经过去了11年,而德国人的喷气式飞机也已经试飞成功1年有余了。

  ▲英国的第一架喷气式飞机E28/39

  同一个时代,德国的“青年才俊”欧海茵也在着手研发喷气式发动机。1933年还在哥廷根大学读书的欧海茵,开始探索喷气式发动机,这比惠特尔要晚了几年。1934年,他开始初步设计试验机,结构方案为双面离心式压气机、环形燃烧室、径流式涡轮,设计时速为804.5km/h。大学毕业后的欧海茵在老师的推荐下,与大名鼎鼎的的亨克尔公司取得联系,双方对喷气式飞机方案进行了反复论证,并于1936年4月15日签订研制燃气涡轮喷气发动机的合同,发动机代号为Hes-1,前后不过1年的时候就研发成功,此后经过改进终于制造出试飞用的Hes-3发动机。1939年春,为喷气发动机配套的He-178飞机制造完毕,8月17日世界上第一架安装燃气涡轮发动机的喷气式飞机He-178首飞成功,宣告人类正式进入喷气时代,这比英国的喷气机要早1年多。

  ▲He-178喷气机模型

  关于英、德两国开发喷气式飞机的历史,我们就暂且讲到这里,有关问题可以关注留言。此外,二战结束后,欧海茵被美国海军接收,后来转入美国空军“莱特-帕特森空气推进实验室”工作,后来惠特尔也来到美国,并且1992年两人同时获得有“工程界诺贝尔奖”之称的查尔斯·德拉佩奖。所以,美国后来在喷气时代的霸主地位,是建立在英德两国的技术基础上,也不为过。

  1928年,英国克伦威尔皇家空军学院的弗兰克·惠特尔提出了新的喷气发动机设计。1930年1月,惠特尔提交了喷气发动机的设计专利并且在1932年获得了专利。与此同时,德国的汉斯·冯·奥安在德国进行着完全独立的设计。起初奥安的发动机是用电力驱动的,他的目的只是为了演示这种发动机的可行性。奥安后来加入亨克尔公司,并且试制了新的发动机。新的发动机最初使用氢作为燃料,后来改用了普通的航空燃料。也为人类历史上第一架喷气式飞机的诞生奠定了基础。。

  不是。1928年英国克伦威尔皇家空军学院的弗兰克·惠特尔提出了新的喷气式发动机设计,他在1930年提交了喷气式发动机的设计专利,并在1932年获得批准。惠特尔设计的喷气式发动机是将两级轴流式压气机装在一个大型离心式压气机前,并由涡轮驱动。此后惠特尔去掉了轴流压气机并更换为一个更大的离心压气机。1937年惠特尔使用这种发动机进行试车,但因故障原因而失败,再加上没有得到英国官方的认可,惠特尔的前瞻性设计被束之高阁。

  而此时,汉斯·冯·奥安在德国进行着类似的工作。最初奥安使用电力驱动发动机,后来他加入了亨克尔公司,后者正在试图研发喷气式发动机。他们最初使用氢作为燃料,后来更换为航空燃油,最初的样机可以提供5kN推力。首款实用性喷气式发动机搭载在He-178型飞机上。1939年8月27日,飞行员埃里克·沃西茨驾驶着He-178从罗斯托克马丽娜机场起飞,这也标志着飞机正式进入喷气时代。

  其实最早在公元前400年,毕达哥拉斯的信徒阿尔希塔斯就设计了一个喷气式装置,他使用木鸟沿线飞行,但因推力不足而失败。13世纪时,中国也是用黑火药作为火箭的推进剂。17世纪后,也有人使用蒸汽动力或内燃机作为航空器上的喷气式发动机,但也因种种原因而失败。

  在二战晚期的战场上,搭载离心式喷气发动机的英国喷火式战斗机和使用火箭式和轴流式喷气发动机的德国战斗机都有参与。性能较为突出的德国喷气式战斗机还取得比较优秀的成绩,只是德国大势已去。

  飞机是世界上最伟大的发明之一,从一战开始,人类开始把飞机运用于战场,战斗机上安装先进的机枪和手雷的,螺旋桨战斗机在一战中称王称霸,成为决定战争的决定性因素,二战期间,英国人开始发力喷气式战斗机,美国紧随其后也开始部署喷气式战斗机,美英两国先后研制出先进的喷气式战斗机,在美苏争霸期间,美国的喷气式战斗机成为美军的王牌。

  现在全球的战斗机已经发展到第六代,但所有的战斗机采用的发动机技术都是喷气式发动机,那么这里就有一个疑问,喷气式发动机究竟是谁发明的呢?这个人又是哪个国家的?任正非在接受记者采访时的42问给出了真实答案,看了这个答案之后,让国人骄傲,在场的美国人无地自容。

  英国的斯贝航天发动机公司非常出名,该公司生产的喷气式发动机先后列装在轰6等军机上,但很多人可能不知道,英国之所以能在喷气式发动机领域取得辉煌的发动机就不得不提到一个人吴仲华老专家,这位出生于1917年的物理学家,就是现代喷气式发动机的奠基人,1943年吴仲华远渡重洋,到美国留学,经过数年的艰苦学习,发表了大量燃气动力学论文。

  其实国内像吴仲华这样的顶级专家还有很多很多,比如核潜艇的专家黄旭华,这位优秀的专家凭借着从美国买回的一艘核动力模型,研制成第一代核动力潜艇。这些优秀的老专家其实背后都有一段让人泪目的故事,吴仲华在美国期间遭到了不公平的待遇,因为理论知识扎实,这位智商超群的老专家,先后发明的数百份论文,但美国人以各种理由开始限制吴仲华的自由,甚至开始限制吴仲华的科研论文,禁止其在各大论文期刊上发表文章。

  任正非在接受记者采访时回答,无线电最早是波波夫发明,但是俄罗斯为了保密,压制了这个东西的公布;意大利的马可尼先申请,所以无线电的发明权归“马可尼”。飞机的发明者不是莱特兄弟,他们只是完成了飞行。其实真正的发明者是茹柯夫斯基,他的流体力学公式推演了让翅膀如何升起来,奠定了升力流体力学。我们的飞机喷气发动机到今天不过关,但是喷气发动机是谁发明的?中国人。到英国引进斯贝发动机时,斯贝同意把发动机卖给我们。问军用的发动机卖不卖?英国人回答说卖。其实中国想买民用发动机,主要做民航机的备件,后来英国人军用发动机也卖,也就是现在轰炸机6用的发动机。站起来向英国科学家致敬,英国科学家吓坏了,赶紧站起来回礼,说“感谢中国科学家的伟大发明”。回来查是谁发明的,是吴仲华,这人在什么地方?一查这个人在湖北养猪,赶紧调回北京去做热物理研究所的所长。此时我国已经错过了研发喷气式发动机的最初黄金时间,起步比西方国家落后了好几十年。

  所以说,吴仲华是喷气式发动机的先父。是国人的骄傲。同意小编观点的就给点个赞吧

  

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