【简介:】目前航空发动机最大的研发瓶颈是复合材料和加工方式。我们知道一般耐热度越高,高温强度硬度越高质量越轻的材料越适合加工生产航空发动机,可是各种材料间很难达到各种性能的平
目前航空发动机最大的研发瓶颈是复合材料和加工方式。我们知道一般耐热度越高,高温强度硬度越高质量越轻的材料越适合加工生产航空发动机,可是各种材料间很难达到各种性能的平衡,即便是找到高温强度硬度都很高的材料也相当难加工。另外气动设计方面也是难点,尤其是高压压气机静转子叶片叶型设计是很困难的。因此要知道国外单个高压转子叶片的价格甚至可以达到20多万,而航空发动机上有上千个叶片。。
飞机的起源和发展
20世纪初,美国的莱特兄弟在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献。在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者一号”,并且获得试飞成功。他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。同年,他们创办了“莱特飞机公司”。自从飞机发明以后,飞机日益成为现代文明不可缺少的交通工具。它深刻的改变和影响了人们的生活,开启了人们征服蓝天历史。
1927年至1932年中,座舱仪表和领航设备的研制取得进展,陀螺技术应用到飞行仪表上。这个装在万向支架上的旋转飞轮能够在空间保持定向,于是成为引导驾驶员能在黑暗中、雨雪天中飞行的各种导航仪表的基础。这时飞机中就出现了人工地平仪,它能向飞行员指示飞机所处的飞行高度;陀螺磁罗盘指示器,在罗盘上刻有度数;地磁感应罗盘,它不受飞机上常常带有的大量铁质东西的影响,也不受振动和地球磁场的影响。这些仪表以灵敏度高、能测出离地30多米的高度表和显示飞机转弯角速度的转弯侧滑仪,此外还有指示空中航线的无线电波束,都是用来引导驾驶员通过模糊不清的大气层时的手段。
飞行仿真器又称飞行模拟器,它是一种可以在地面模仿飞机的飞行状态。1930年,美国人埃德温·林克发明了第一个飞行仿真器,并且以自己名字命名为“林克练习器”,尽管它存在着技术上的缺陷,但是,它已经体现了不使用真实飞机就能安全、经济地反复进行紧急状态动作训练的优点。如今飞机模拟器已经由计算机、模拟驾驶舱、运动系统、操纵负载系统和视景系统等组成。是现代航空科研、教学、试验等不能缺少的技术设备。
1910年12月10日,在法国巴黎展览会上,有一架飞机在表演时坠毁。驾驶员被抛出燃烧的机舱。但这架飞机却引起人们很大关注。因为它使用的一台新型发动机。设计者就是飞机驾驶员本人,他是罗马尼亚人,名叫亨利·科达,毕业于法国高等技术学校。他设计的发动机是用一台50马力的发动机使风扇向后推动空气,同时增设一个加力燃烧室,以此来增大反推力。这就是最早的喷气发动机。
20世纪30年代后期,活塞驱动的螺旋桨飞机的最大平飞时速已达到700公里,俯冲时已接近音速。音障的问题日益突出。前苏、英、美、德、意等国大力开展了喷气发动机的研究工作。德国设计师,奥安在新型发动机研制上最早取得成功。1934年奥安获得离心型涡轮喷气发动机专利。1939年8月27日奥安使用他的发动机制成He-178喷气式飞机。
1942年7月,德国23岁的奥海因经过千辛万苦的努力,制造出了第一架喷气式飞机,Me-262,同年7月18日试飞。因喷气式飞机比螺旋桨式飞机要快160km/h,得到德国政府的同意开始投入空战,1944年8月德军用37架喷气式飞机击落了18架美国的螺旋桨飞机,在同盟军中引起了震惊。
喷气发动机研制出之后,科学家们就进一步让飞机进行突破音障的飞行,经过10多年之后这项工作终于被美国人完成了。
1947年10月14日在美国加利福尼亚州的桑格菲尔地区,贝尔公司试飞能冲破音障的飞机。上午10时一架巨大的B-29轰炸机,在机舱下悬挂着一驾造型奇特的小飞机起飞了。这架小飞机命名为X-1火箭飞机。X-1飞机装有4台火箭发动机,总推力2700公斤,使用的燃料是危险的液氢和酒精。当B-29轰炸机把它从空中放下的时候,它的4台火箭发动机相继点火。当飞机发动机启动1分28秒后,马赫数达到1,飞机达到了音速。这时X-1飞机的燃料几乎用尽,速度变得更快,达到马赫数1?06,这时的高度是13000米。尽管试飞成功,但由于X-1飞机不是靠自身的动力起飞升空,这个纪录没有被承认。