【簡介：】一、引言
1903年12月17日，美國萊特兄弟實(shí)現(xiàn)了人類歷史上首次有動(dòng)力、載人、持續(xù)、穩(wěn)定和可操作的重于空氣飛行器的飛行。這使得幾千年來由少數(shù)人從事的飛行探索事業(yè)

一、引言
1903年12月17日，美國萊特兄弟實(shí)現(xiàn)了人類歷史上首次有動(dòng)力、載人、持續(xù)、穩(wěn)定和可操作的重于空氣飛行器的飛行。這使得幾千年來由少數(shù)人從事的飛行探索事業(yè)在后來的百年中發(fā)展成為對(duì)世界政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)以至人們的生活方式都有重要影響的航空業(yè)。因此，航空發(fā)動(dòng)機(jī)從狹義上是航空器飛行的動(dòng)力，從廣義上它也是航空事業(yè)發(fā)展的推動(dòng)力。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)的百年歷史大致可分為兩個(gè)時(shí)期。第一個(gè)時(shí)期從萊特兄弟的首次飛行開始到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束為止。在這個(gè)時(shí)期內(nèi)，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)統(tǒng)治了40年左右。第二個(gè)時(shí)期從第二次設(shè)計(jì)大戰(zhàn)結(jié)束至今。60年來，航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)取代了活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，開創(chuàng)了噴氣時(shí)代，居航空動(dòng)力的主導(dǎo)地位。
在跨入第二個(gè)百年之際，航空發(fā)達(dá)國家已經(jīng)制訂和正在實(shí)施一系列航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)能力翻番的技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，并已取得階段成果。這些計(jì)劃正從過去重視提高能力轉(zhuǎn)向提高經(jīng)濟(jì)承受性?？梢哉f，航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)正呈現(xiàn)出加速發(fā)展的態(tài)勢。此外還正在探索各種非傳統(tǒng)新型航空動(dòng)力，包括超微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、高超聲速推進(jìn)系統(tǒng)和各種新能源動(dòng)力。
二、百年回顧
1、活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)期
●早期液冷發(fā)動(dòng)機(jī)居主導(dǎo)地位 很早以前，我們的祖先就幻想像鳥一樣在天空中自由飛翔，也曾作過各種嘗試，但是多半因?yàn)閯?dòng)力源問題未獲得解決而歸于失敗。最初曾有人把專門設(shè)計(jì)的蒸汽機(jī)裝到飛機(jī)上去試，但因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)太重，都沒有成功。到19世紀(jì)末，在內(nèi)燃機(jī)開始用于汽車的同時(shí)，人們即聯(lián)想到把內(nèi)燃機(jī)用到飛機(jī)上去作為飛機(jī)飛行的動(dòng)力源，并著手這方面的試驗(yàn)。
1903年，萊特兄弟把一臺(tái)4缸、水平直列式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)改裝之后，成功地用到他們的飛行者一號(hào)飛機(jī)上進(jìn)行飛行試驗(yàn)。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)只發(fā)出8.95kw的功率，重量卻有81kg，功重比為0.11kw/dan。發(fā)動(dòng)機(jī)通過兩根自行車上那樣的鏈條，帶動(dòng)兩個(gè)直徑為2.6m的木制螺旋槳。首次飛行的留空時(shí)間只有12s,飛行距離為36.6m。但它是人類歷史上第一次有動(dòng)力、載人、持續(xù)、穩(wěn)定、可操作的重于空氣飛行器的成功飛行。
以后，在飛機(jī)用于戰(zhàn)爭目的的推動(dòng)下，航空特別是在歐洲開始蓬勃發(fā)展，法國在當(dāng)時(shí)處于領(lǐng)先地位。美國雖然發(fā)明了動(dòng)力飛機(jī)并且制造了第一架軍用飛機(jī)，但在參戰(zhàn)時(shí)連一架可用的新式飛機(jī)都沒有。在前線的美國航空中隊(duì)的6287架飛機(jī)中有4791架時(shí)法國飛機(jī)，如裝備伊斯潘諾-西扎v型液冷發(fā)動(dòng)機(jī)的斯佩德戰(zhàn)斗機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的功率已達(dá)130~220kw,功重比為0.7kw/dan左右。飛機(jī)速度超過200km/h，升限6650m。
當(dāng)時(shí)，飛機(jī)的飛行速度還比較小，氣冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻困難。為了冷卻，發(fā)動(dòng)機(jī)裸露在外，阻力又較大。因此，大多數(shù)飛機(jī)特別是戰(zhàn)斗機(jī)采用的是液冷式發(fā)動(dòng)機(jī)。期間，1908年由法國塞甘兄弟發(fā)明旋轉(zhuǎn)汽缸氣冷星型發(fā)動(dòng)機(jī)曾風(fēng)行一時(shí)。這種曲軸固定而汽缸旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)終因功率的增大受到限制，在固定汽缸的氣冷星型發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻問題解決之后退出了歷史舞臺(tái)。
●兩次世界大戰(zhàn)之間的重要技術(shù)發(fā)明
在兩次世界大戰(zhàn)之間，在活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)幾項(xiàng)重要的發(fā)明：發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩既減小了飛機(jī)阻力，又解決了氣冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻困難問題，甚至可以的設(shè)計(jì)兩排或四排汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，為增加功率創(chuàng)造了條件；廢氣渦輪增壓器提高了高空條件下的進(jìn)氣壓力，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的高空性能；變距螺旋槳可增加螺旋槳的效率和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出；內(nèi)充金屬鈉的冷卻排氣門解決了排氣門的過熱問題；向汽缸內(nèi)噴水和甲醇的混合液可在短時(shí)內(nèi)增加功率三分之一；高辛烷值燃料提高了燃油的抗爆性，使汽缸內(nèi)燃燒前壓力由2~3逐步增加到5~6，甚至8~9，既提高了升功率，又降低了耗油率。
●從20世紀(jì)20年代中期開始，氣冷發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展迅速，但液冷發(fā)動(dòng)機(jī)仍有一席之地在此期間，在整流罩解決了阻力和冷卻問題后，氣冷星型發(fā)動(dòng)機(jī)由于有剛性大，重量輕，可靠性、維修性和生存性好，功率增長潛力大等優(yōu)點(diǎn)而得到迅速發(fā)展,并開始在大型轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和對(duì)地攻擊機(jī)上取代液冷發(fā)動(dòng)機(jī)。在20世紀(jì)20年代中期，美國萊特公司和普·惠公司先后發(fā)展出單排的旋風(fēng)和颶風(fēng)以及黃蜂和大黃蜂發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率超過400kw，功重比超過1kw/dan。到第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)時(shí)，由于雙排氣冷星型發(fā)動(dòng)機(jī)的研制成功，發(fā)動(dòng)機(jī)功率已提高到600~820kw。此時(shí)，螺旋槳戰(zhàn)斗機(jī)的飛行速度已超過500km/h，飛行