【簡介：】很遺憾，現(xiàn)代意義上的噴氣發(fā)動機(jī)并不是中國人發(fā)明的，普遍公認(rèn)的航空噴氣發(fā)動機(jī)之父是德國人“漢斯·馮·歐海茵”（Has·Von·Ohain）和英國人“弗蘭克·惠特爾”（Franck·Whittle）。

很遺憾，現(xiàn)代意義上的噴氣發(fā)動機(jī)并不是中國人發(fā)明的，普遍公認(rèn)的航空噴氣發(fā)動機(jī)之父是德國人“漢斯·馮·歐海茵”（Has·Von·Ohain）和英國人“弗蘭克·惠特爾”（Franck·Whittle）。這兩位青年，在那個時局緊張、硝煙彌漫的年代，在沒有互通信息的情況下，分別完成了自己的噴氣發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)，并且安裝到飛機(jī)上試飛成功。其中，惠特爾比歐海茵開始研制的早，而歐海茵比惠特爾試飛成功的早，因此兩個人都是噴氣發(fā)動機(jī)的發(fā)明人。但是，我們想說的，輝煌燦爛的古代中國文明，在很早就使用了現(xiàn)代航空動力學(xué)的某些原理，并誕生了噴氣發(fā)動機(jī)相關(guān)技術(shù)的一些“雛形”。然而，這些光輝的成就只屬于古人，具體上與現(xiàn)代噴氣發(fā)動機(jī)并無關(guān)系，只能說在理論上有某些相似之處，但是中國古人的智慧仍然令世人嘆服。

▲1941年，英國人惠特爾發(fā)明的噴氣發(fā)動機(jī)W.1型

中國古代發(fā)明與渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的關(guān)聯(lián)1、燃?xì)鉁u輪原理雛形

也許令人意想不到的是，1100多年前的中國就發(fā)明了“類似現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪原理”的“走馬燈”。經(jīng)過學(xué)者的仔細(xì)研究論證，中國走馬燈幾乎就是現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪的雛形，這種供民間元宵燈會玩樂使用的道具，主要由中心軸、蠟燭和紙輪組成。走馬燈底部孔洞可以視為進(jìn)氣道壓氣機(jī)-吸入空氣、點(diǎn)燃的蠟燭則是燃燒室、被推動旋轉(zhuǎn)做功的紙輪就是渦輪。這與渦輪噴氣發(fā)動機(jī)通過進(jìn)氣道引氣并在壓氣機(jī)內(nèi)壓縮、燃燒室燃燒空氣和燃料混合物提供高溫高壓空氣，推動渦輪旋轉(zhuǎn)做功有“異曲同工之妙”。

▲中國古代走馬燈的“燃?xì)鉁u輪”原理

2、噴射反作用力原理雛形

噴氣式發(fā)動機(jī)燃燒燃料產(chǎn)生高溫空氣，通過噴氣推進(jìn)飛機(jī)飛行，這種航空動力學(xué)上根據(jù)“作用力與反作用力”產(chǎn)生推力的技術(shù)，在中國北宋時期的“火箭”上就已經(jīng)淋漓盡致的體現(xiàn)出來。而比“火箭”更早的名為“竄天猴”一類的爆竹，則應(yīng)視為航空推進(jìn)動力學(xué)的雛形。竄天猴和火箭都是燃料（火藥）燃燒后產(chǎn)生高溫高速燃?xì)?，通過噴射燃?xì)膺_(dá)到飛天的目的。

▲類似竄天猴一類的爆竹

當(dāng)然，我國古代還有許多技術(shù)發(fā)明與現(xiàn)代的航空有著千絲萬縷的聯(lián)系，以上只是列舉兩個簡單例子。但是，我們也不是說這些發(fā)明造就了現(xiàn)代噴氣式發(fā)動機(jī)，只能說很多技術(shù)原理的雛形很早就在中國出現(xiàn)過，中國古文明還是充滿了想象力的。

現(xiàn)代航空噴氣式發(fā)動機(jī)從何開始下面我們將正式進(jìn)入噴氣式發(fā)動機(jī)的誕生史：1903年，美國萊特兄弟制造的一架裝有“四缸水冷活塞式發(fā)動機(jī)”的飛機(jī)進(jìn)行了成功試飛，由此揭開了人類載人航空的序幕，也讓美國人在航空工業(yè)上快人一步。但是，在噴氣式發(fā)動機(jī)的開發(fā)史上，美國人則又遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于當(dāng)時的歐洲，這也是軍事需要促進(jìn)科技進(jìn)步，科技進(jìn)步又促進(jìn)軍事進(jìn)步的一種體現(xiàn)，畢竟那個時代的歐洲，常年彌漫著戰(zhàn)爭的陰影，各種新式兵器和技術(shù)層出不窮。

▲惠特爾開發(fā)的第一臺噴氣發(fā)動機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)

在噴氣式發(fā)動機(jī)真正開始工程學(xué)意義上的實(shí)踐研究之前，法國人洛林曾在1908年設(shè)想過“在活塞式發(fā)動機(jī)排氣閥上安裝一支噴管，使燃?xì)馔ㄟ^噴管向后噴射，產(chǎn)生反作用推力”，這是歐洲最早關(guān)于噴氣方案的設(shè)想；1910年，羅馬尼亞人柯安達(dá)，利用活塞式發(fā)動機(jī)帶動一支管道風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動空氣向后噴射，產(chǎn)生反作用推力，并且將這種“管道風(fēng)扇”式發(fā)動機(jī)安裝在一架飛機(jī)上在巴黎進(jìn)行試飛。雖然飛機(jī)最終沒能飛起來，只是在地面上進(jìn)行了短暫的前進(jìn)跳躍，但是仍然為人們帶來了關(guān)于“噴氣推進(jìn)”的啟發(fā)。這里說這兩個例子，也是最接近噴氣式發(fā)動機(jī)的兩個原理雛形。

▲世界上第一架噴氣式飛機(jī)，德國人研制的He-178

第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)前夕，用活塞螺旋槳裝備飛機(jī)的潛力基本上已經(jīng)被挖盡了，歐洲各國想要尋求飛的更高、更快的航空器械，只能研究更先進(jìn)的發(fā)動機(jī)技術(shù)。英國人惠特爾在求學(xué)期間就已經(jīng)預(yù)見到活塞螺旋槳飛機(jī)的局限，提出渦輪噴氣推進(jìn)的原理，并在1930年申請了專利。1936年3月，惠特爾在一家銀行的資助下成立了噴氣動力公司，開始研制燃?xì)庳涊啺l(fā)動機(jī)，并在不久后開發(fā)了WU型試驗(yàn)機(jī)，然而在1937年4月進(jìn)行的發(fā)動機(jī)試車中，兩臺試驗(yàn)機(jī)均告失敗，直到1939年10月，第3臺試驗(yàn)機(jī)才在1770r/min的轉(zhuǎn)速下，運(yùn)行了20分鐘，推力達(dá)到5300N。此時，看到希望的英國空軍與惠特爾簽訂了研發(fā)合同，開發(fā)的W.1型噴氣發(fā)動機(jī)，可惜W.1性能不足，并且運(yùn)行極不穩(wěn)定，并沒有被采用。1941年5月5日，W.1B改進(jìn)型噴氣發(fā)動機(jī)終于安裝在E28/39飛機(jī)上試飛成功。要知道，此時距離惠特爾申請噴氣發(fā)動機(jī)專利已經(jīng)過去了11年，而德國人的噴氣式飛機(jī)也已經(jīng)試飛成功1年有余了。

▲英國的第一架噴氣式飛機(jī)E28/39

同一個時代，德國的“青年才俊”歐海茵也在著手研發(fā)噴氣式發(fā)動機(jī)。1933年還在哥廷根大學(xué)讀書的歐海茵，開始探索噴氣式發(fā)動機(jī)，這比惠特爾要晚了幾年。1934年，他開始初步設(shè)計(jì)試驗(yàn)機(jī)，結(jié)構(gòu)方案為雙面離心式壓氣機(jī)、環(huán)形燃燒室、徑流式渦輪，設(shè)計(jì)時速為804.5km/h。大學(xué)畢業(yè)后的歐海茵在老師的推薦下，與大名鼎鼎的的亨克爾公司取得聯(lián)系，雙方對噴氣式飛機(jī)方案進(jìn)行了反復(fù)論證，并于1936年4月15日簽訂研制燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動機(jī)的合同，發(fā)動機(jī)代號為Hes-1，前后不過1年的時候就研發(fā)成功，此后經(jīng)過改進(jìn)終于制造出試飛用的Hes-3發(fā)動機(jī)。1939年春，為噴氣發(fā)動機(jī)配套的He-178飛機(jī)制造完畢，8月17日世界上第一架安裝燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的噴氣式飛機(jī)He-178首飛成功，宣告人類正式進(jìn)入噴氣時代，這比英國的噴氣機(jī)要早1年多。

▲He-178噴氣機(jī)模型

關(guān)于英、德兩國開發(fā)噴氣式飛機(jī)的歷史，我們就暫且講到這里，有關(guān)問題可以關(guān)注留言。此外，二戰(zhàn)結(jié)束后，歐海茵被美國海軍接收，后來轉(zhuǎn)入美國空軍“萊特-帕特森空氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室”工作，后來惠特爾也來到美國，并且1992年兩人同時獲得有“工程界諾貝爾獎”之稱的查爾斯·德拉佩獎。所以，美國后來在噴氣時代的霸主地位，是建立在英德兩國的技術(shù)基礎(chǔ)上，也不為過。