从航空发动机看航空动力的当下发展热点及发展

航空动力的重要性，诚如航空科学先驱、英国爵士乔治?凯利所言：“全部问题是给一块平板提供动力，使之在空气中产生升力，并支持一定的重量。”

乔治·凯利

早期的航空先驱曾欲以蒸汽机为飞机动力，因效率过低而失败。内燃机的发展开辟了航空动力的“活塞时代”。在上世纪中叶，喷气式发动机出现，它利用燃料燃烧气体排出过程中所产生的反作用力作功，并成为现代航空器的主流动力装置。

喷气式飞机

下面以时序为主，精选事件，辅以人物，配加综述，把发展阶段、产品和专业这三个要素相结合，去勾勒航空动力的发展简史。

1、古代发明

古希腊希罗（公元10-70年）发明汽转球——一种利用蒸汽喷射的反作用力驱动物体旋转的装置；可视为人类最原始的涡轮机。中国宋代出现的爆竹和走马灯，蕴含喷气推进和涡轮机学理。

2、牛顿定律的创立

1687年，英国艾萨克?牛顿发表《自然哲学的数学原理》，创立三大定律。其中的第三定律“作用力与反作用力”——“当两个物体相互作用时，彼此施加于对方的力，其大小相等、方向相反”，成为航空发动机的重要科学基础之一。

艾萨克·牛顿

3、浮力作为一种动力形式被利用

1783年，法国约瑟夫?蒙哥尔斐和艾迪安?蒙哥尔费兄弟制作的热气球实现首次载人飞行。浮力作为航空器的一种动力形式，被认识和有效利用。

热气球

4、热力学和工程热力学诞生

1841年始，德国J?R?迈尔先后发表5篇论文，创建能量守恒定律的理论基础，并推导出热功当量。1843年，英国詹姆斯?普雷斯科特?焦耳发表《关于电磁的热效应和热的功值》，经过多年研究与实验，发现热和功之间的转换关系，测定了热功当量，证实能量守恒定律。18世纪后期，热力学以及作为热力学分支的工程热力学诞生，奠定了航空动力事业的科学基石。

5、以蒸汽机为航空动力装置的探索

作为“万能的原始动力”，以蒸汽机为动力装置的飞机设计先后出现。

6、喷气发动机设想与雏形初现

1908年，法国雷恩?洛兰提出喷气发动机设想——在活塞发动机的排气阀上接一喷管，通过喷管将燃气向后喷射产生反作用力推动飞机飞行。

1910年，罗马尼亚的亨利?科恩达制成一架名为“科恩达1910”的螺旋桨双翼机，采用活塞发动机，带动一个管道内风扇转动，驱动空气向后喷出，产生反作用推力，可认为是喷气发动机的雏形。

7、内燃机的发明与应用

1876年，出生于法国的德国发明家罗斯·奥古斯特·奥托制造出世界第一台四冲程内燃机。1886年，德国卡尔·本茨将改进后的奥托内燃机用于三轮汽车，开辟汽车时代，昭示航空用活塞式发动机的前景。

8、世界第一台上天的飞机发动机

1903年，莱特兄弟的\"飞行者一号\"试飞成功，使用的是由查尔斯?泰勒改制的水平直列式4缸水冷发动机，功率8.95千瓦，重量81千克，功重比0.11（发动机功率与质量之比，单位千瓦/千克，可隐去单位，以下同），为世界上第一种上天的活塞式飞机发动机。

9、开启活塞时代

从1903年首次动力飞行，到第二次世界大战结束，称为航空活塞时代。活塞式发动机加上螺旋桨，构成所有战斗机、轰炸机、运输机和侦察机的推力系统；活塞式发动机加上旋翼，构成直升机的动力系统。著名活塞发动机有：英国梅林V型12缸液冷式发动机，功率1120千瓦，用于“飓风”“喷火”和“野马”战斗机。美国普·惠公司的“黄蜂”系列星形气冷发动机，气缸7~28个，功率970~2500千瓦，用于多种战机；其中，“超级空中堡垒”B29轰炸机采用R-4360星型28缸气冷活塞发动机。

文章来源：《航空动力学报》 网址: http://www.hkdlxbzz.cn/zonghexinwen/2020/1104/349.html