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科幻小说的飞机发动机发展趋势

发布时间: 2021-09-11 20:31:33

⑴ 未来人工智发展前景如何科幻小说中的是否会实现

未来人工智能的发展前景相当良好,我们在各个领域已经取得了不小的突破;科幻小说中的种种场景,或许距离我们已经不远了。人类历史上最伟大的发现是什么?小编认为,只有“现代科学”才能配得上这个头衔。

在科学出现之前,人类茹毛饮血,浑浑噩噩;科学出现之后,我们在短短的一百年里如同天翻地覆一样改变了自己的生活,让地球文明变得与众不同。时至今日,人类的目光,已经不仅仅是“发展文明”,而是要“创造智能”了。

所以,人工智能的探索,对我们来说,就是一个“潘多拉魔盒”,要慎之又慎才行!

⑵ 为什么说航空发动机技术的发展,是无法用金钱购买到的

关于现在我们人类的科学技术,一直在不断的提升我们人类科学技术提升带来的效果,就是我们人类未来可能会穿越时空到达宇宙更遥远的地方,或者进行超光速的飞行所能到达的距离,就是我们的内心在想都不敢想的事情。也正是如此,在未来的未来我们人类创造的产品,连我们现在很多人都在科幻小说当中续写这样的一个传奇。那么关于我们现在为什么说航空发动机技术的发展是无法用金钱买到?其原因主要有以下几点。

三、对于这样的发动机制造也是较为的困难。

然后就是对于这样的发动机制造也是非常的困难,因为这样的发动机它所采取的金属基本上,我们现在所知晓的小视频当中的黄金还要更加的高昂,同时还要稀有。

⑶ 飞机的的发展趋势是怎样的

山鹰觅食、寻找猎物,总是把翅膀张得大大的,在空中低速盘旋。发现猎物,瞬间收拢翅膀,成后掠翼向下俯冲,即将触地时,又迅速张大翅膀,叼住猎物。鸟类高超的变化翅膀飞行,给飞机设计师很大启示,导致了“可变后掠翼”技术的产生。

飞机在飞行时,低、高速飞行对机翼的要求是不一样的。低速飞行,要求后掠角小,最好是平直翼,飞行速度越快,飞机的后掠角越大。

可变后掠翼具有活动的机翼,一会儿伸出翅膀,像雄鹰展翅;一会儿向后缩拢翅膀,像海燕掠水。

可变后掠翼的缺点是:结构复杂,重量增加。于是设计师又推出了一种新的可变翼飞机——斜翼机。这种斜翼飞机的机翼是直的,能沿机身上轴心缓慢移动。起飞和着陆时,机翼呈水平状态,高速飞行时,机翼逐渐转向倾斜,象一把张开的大剪刀,因此又称“飞剪”。

斜翼机比变后掠翼飞机结构简单,同时兼顾了低高速飞行的要求。

不久前,设计师又来了灵感,将单斜翼机变成双斜翼机,这就是X翼飞机。X翼飞机可以像直升机一样,垂直起落,并在空中停留。飞机飞行时,X翼不动,组成一副前掠一副后掠翼,可以用很快的速度飞行。

这实际上是直升机和固定翼飞机的组合,想得真妙呀。

人类模仿鸟类定翼翱翔,发明了固定翼飞机,现代飞机已发展到比任何鸟类飞得更快、更高、更远,但在飞行的灵活度上,飞机还远远比不上鸟和昆虫。

鸟类飞行主要靠定翼翱翔和扑翼飞行,研究表明,扑翼飞行,所需要动力最小,只有固定翼的1/30,而且翅膀拍动越快,飞行本领越高。

蜂鸟是世界上最小的鸟,只有几克重。它的翅膀每秒扑动80次,飞行本领最高,它可以垂直起落,一下子可以飞到200米高度。突然间又可以直降下来。它在吸吮花蜜时,可以直立竖在空中,进退自如,这是多么高超的飞行技巧!鸽子每秒扑动4~6次,飞得也不坏。鹤的体重较大,每秒扑动1次,飞得较笨拙。

昆虫飞行的最大特点是振翅,即高频率的扑翼。蜜蜂每秒200次,苍蝇达300次,蚊子500次以上,有些昆虫高达1000次!昆虫飞行本领之高,令鸟类望尘莫及。

令人讨厌的苍蝇,可以说是最优秀的微型飞机器。它可以瞬间起落,根本不需要滑行助跑。它风驰电掣般地飞行,在快速飞行时又能突然中断,它可以前飞,倒飞,悬停,上下翻飞,何等灵活!

如果飞机能像昆虫一样飞行,该多妙啊!

到目前为止,人们还没有制成一架实用价值的扑翼飞机,但对扑翼飞机的研究,已经取得了很大进展。正在研制的昆虫翼飞机,是将扑翼动作转换成旋转运动,达到扑翼飞行的效果。

飞艇,曾有过灿烂的时代,但由于飞艇内的氢气多次起火爆炸,使飞艇走上衰落的道路。

火是影响飞艇发展的主要障碍。

于是人们想到了用不易燃的氦气替代氢气,装在飞艇内。飞艇再一次复活了,终于从火的障碍中飞出来了,并呈现出飞速发展的势态。

人们把飞艇和飞机结合在一起,形成了各式各样的浮力飞机。

浮力飞机像一般飞机一样起飞。但由于浮力飞机的升力是浮力和空气动力两部分合成的,其升力和载重量要比一般飞机大得多。

目前世界上最大的安-225运输机,最多可运载武装士兵1000名,而浮力飞机则可运载10000名。

现代“飞人”

自古以来,人们就幻想着像鸟一样在天空自由飞翔。《封神演义》里有个“雷震子”。他吃了师傅云中子给他的4枚红杏,左右胁下各长出一个肉翅来。从此,他就可以飞翔自如。如果咱们的解放军战士也能像传说中的雷震子一样,自由飞翔于崇山峻岭之中,好似“天兵天将”,突然杀到敌人后方,那该多好啊!

人用体力扑翼飞行是很困难的,但可以借助微型飞行器使人飞起来,像鸟一样逍遥自在,真正成为“飞人”。

水中飞鱼——潜水飞机

在辽阔的海洋里,生活着各种各样的飞鱼。它们时而在水中潜游,时而跃出水面,在空中滑翔飞行。

科学家正在研制一种飞机,它可以突然从水里钻出来,飞向蓝天;又可以从天上俯冲下来,钻入大海,这种飞机称为潜水飞机。

当潜水飞机要潜入水中时,打开水舱阀门,飞机的水舱里就会进水,当飞机的重力大于浮力时,飞机便沉入水中。需要浮出水面时,只要将飞机水舱里的水排出就可以浮出水面了。

潜水飞机具有空中飞行、水上活动和潜水航行三大本领。水中蛟龙和天上神鹰相结合,真可谓天宫龙宫尽显神威。

原子能飞机

原子能是一种先进的动力。现在已有了用原子能作动力的核潜艇。那么,能否也用原子能作动力制造原子能飞机呢?

科学家在1956年就研究制出了供飞机使用的原子能发动机,但原子能飞机始终没有上天。原因是产生原子能的核反应堆太大、太重了,一般飞机无法安装。

现代出现了一些大型飞机,其内部空间较大,有利于安装核反应堆,制造原子能飞机已成为现实。

另外,由于飞艇体积大,特别适宜安装原子能设备。未来的原子能飞艇,重达几千吨,内部犹如一座小城市,可载数千人。飞艇顶部有直升机起落平台,用直升机接送乘客上下飞艇。飞艇可以不着陆连续围绕地球飞行。

太阳能飞机

1981年7月7日,小型太阳能飞机“太阳挑战者”号,静静地在天空飞翔。经过5个半小时,飞行260千米,横跨英吉利海峡,一口气从巴黎飞抵伦敦。这次历史性的飞行,向人们展示太阳能已进入了航空领域。

新近研制的大型太阳能飞机“猎鹰”已经试飞,在实用性上又跨出了重要的一步。它巨大的机翼上布满了太阳能电池,带动8个螺旋桨慢慢地搅动空气,声音很小。速度达到每小时145千米。“猎鹰”的“爪子”部位还装备性能优良的导弹。

太阳能飞机可以永不着陆,成为空中流动堡垒。

微波飞机

微波是一种无线电波。加拿大科学家首先制成了世界上第一架无人架驶的微波飞机。

在地面上设置一个超大功率的发射机,一由它产生超强功率的微波,发射给微波飞机。微波飞机把接收到的微波转换成直流电,再去驱动螺旋桨转动,带动飞机飞行。

目前,微波飞机还处在实验阶段,受地面微波发射天线的限制,不能飞得很远。

微波飞机不需要携带任何燃料,像一颗精巧的低轨道卫星。它在军事上可以完成许多传统飞机不能承担的重要使命。它可以做为预警机守卫国土,也可以进行环境复杂的空中侦察,还可以作为最好的空中通讯中继站。

飞碟式飞机

在广阔的天空除了形形色色的飞行器外,还经常出现一种叫“昂佛”的怪物,也有人把它叫“飞碟”。“昂佛”是“来历不明的飞行物”,它已成为航空科学之谜。

研制“飞碟”式飞机,一直是飞行家们的梦想。早在1940年,德国就率先制成了第一个飞碟式飞行器,被盟军称为“神秘的希特勒飞盘”。它可以垂直起落,能悬停,又能飞行。

到了近代,各式各样的“飞碟”式飞机不断出现。它结构简单,机动灵活,生存性高。可像神话中的“波斯飞毯”一样,自由飞舞。

未来的“飞碟”式飞机很可能成为空战的主力。

空天飞机

空天飞机能从一般机场跑道上起飞、加速,穿越大气层,进入地球轨道,执行任务后再返回大气层,在机场着陆。被称为航空、航天飞机,简称空天飞机,它将代替目前只能垂直发射,但可以水平着陆的航天飞机,因此又被称为第二代航天飞机。

空天飞机最大的优点是运输费用低,只有航天飞机的十分之一,并且不需要规模庞大、设备复杂的航天发射场。

空天飞机最高飞行速度是音速的25倍,在2小时内,可以到达地球上的任何地方,有重要的战略意义。

装备激光武器的空天飞机将是未来航天战的主力。

⑷ 科幻小说中的飞船战舰都是用那些引擎的和能量的

你说的那些可以研究的出来,但是不经济啊,而且所需的能源也比较稀少。所以我觉得比较可能的就是太阳帆了,关于太阳帆的一些内容你可以去网络里看

再科幻一点是吧?????!!!!!!!那好,再科幻一点就根本不用引擎的,直接利用空间瞬间移动,以前在电影上看的,就是说你想到一个目的地,就利用某种机器将这个目的地与你的飞船所构成的平面扭曲,使飞船与目的地这两个位置重合,就好比将一张纸对折,那么这张纸的一边上的一个点不就与另一边上的相对应的点重合了吗,这样就能实现不需要动力的瞬间移动!!

怎么样,这很科幻吧!

脉冲爆震发动机
吸气增强式火箭
对转风扇技术
压气机技术
燃烧室技术
间冷回热技术
燃料电池技术
高超声速涡轮组合推进技术

⑸ 航空发动机新技术,发展趋势,以及新概念型发动机。

航空发动机未来新技术
罗尔斯·罗伊斯公司的技术使其能够开发广泛在各个推力级别领先的飞机发动机,这些发动机在全球范围的销量正在不断攀升。该文论述罗尔斯·罗伊斯公司为保持其在航空工业界的领先地位而准备在未来20年开发的新技术。
【分类号】:V23
【DOI】:cnki:ISSN:1003-2061.0.2002-12-027
【正文快照】:
在过去的20年里,罗尔斯·罗伊斯公司在民用喷气机发动机市场获得了不断增加的市场份额,由约12%增加到超过30%。同时在宽体飞机市场也获得了显著的成功,其遄达系列发动机在这部分市场已占有50%的份额。公司能在如此激烈的市场竞争中立于不败之地,得益于其开发的创新性技术,如宽弦风扇,并将这些技术广泛应用到新型发动机上,使得每个新型发动机都针对其所适用的飞机而得到最优化设计。在这个市场中开发新产品的成本是昂贵的,而且要承担极大的技术风险。但因为设计及开发战略具有独到之处,罗·罗公司已经可以将成本和风险降至最低。该…
更多资料请看该网站

⑹ 可从哪些方面讨论未来战斗机的发展趋势

高品质的发动机

高效可靠的发动机是战斗机的心脏。很多国家战斗机的设计制造往往局限于没有高品质的发动机。俄罗斯飞机设计专家在提出第五代战机的设计要求时,列出了“4S”标准,即超高机动性,超高音速巡航,超视距攻击和隐身能力。其中的高机动性和巡航速度很大程度上都依赖于优秀的发动机。

大推重比,现役的战斗机上装配的发动机的推重比大多在8~10之间,美国的F119发动机推重比为10.8,欧洲英德意西四国联合研制的EJ2000发动机推重比为9.5。要满足战斗机在进行超音巡航和超音突防、拦截的战斗任务,应尽可能提高发动机不开加力时的单位推力,这就要求发动机的推重比要提高20%左右,即推重比12~15一级,而目前,这一技术中涉及的一些关键技术包括降低涵道比,提高冷却系数,减少发动机级数还并没有较大的突破,解决了这些问题,大推重比发动机的研究将会有一个很大的飞跃。

矢量推力,在俄罗斯军方2006年初研制的第五歼击机AL41上,使用了世界上最先进的矢量推力发动。这也代表了矢量推力技术将成为未来发动机的一个发展趋势。推力矢量控制是指通过改变发动机尾喷流的方向,提供俯仰、偏航和横滚力矩以及反推力,用于补充或取代常规由气动力面产生的气动力来进行飞行控制。应用了这种技术,战斗机就可以轻松实现很多高机动性的动作,以及过失速机动和短距起飞。目前,高效、轻质、低成本矢量喷管的研制是飞机推力矢量技术的核心和最大技术难点。

冲压发动机,冲压发动机是一种新型的航空动力装置,和普通的燃气涡轮发动机不同,进入冲压发动机燃烧室的空气是利用高速飞行时的冲压作用来增压的。美国和澳大利亚都曾经进行过冲压发动机飞机的试飞实验。这种发动机有质量轻,推力大的特点,美科学家曾预言利用这种发动机可使飞机实现10倍甚至15倍音速的飞行,但由于冲压发动机在静止状态下不能自行启动,且尚存在低速性能不好,高空燃烧不稳定的问题,因此目前还出于研制阶段。一旦这些问题被解决,将带来人类飞行史上最大的速度突破。

新的气动外形

前掠翼,一方面,前掠翼可以为飞机提供更好的结构连接和气动外形,为飞机提供较好的低空操纵性和过失速的机动性,另一方面,前掠翼能提供更大的升力,从而满足短距起降和近距空战的要求。然而,前掠翼也存在着气动偏差和结构发散的缺点,高速飞行时机翼受到较大的扭矩,从而发生结构破坏,因此,前掠翼技术的应用很大程度上依赖于高强度的复合材料的发展,一旦突破了这个瓶颈,前掠翼将会在战斗机外型设计上占有不容小视的地位。

无尾翼,飞机的垂直尾翼,保证了飞机的稳定、安全飞行和方向控制,但它增加了飞机的重量并易暴露目标,还是妨碍增加飞机其他功能的障碍。无尾翼技术则减轻飞机重量,增加飞机功能,改善隐身性能。所以,无尾翼飞机成为多国研究的热点。

信息技术与电子对抗

数字化信息化体系,未来的战斗机不应仅仅是一个独立的作战平台,而是建立在以信息化为基础的飞行器,把飞机变成数字化网络里面一个接点,一方面能够把自己发现的敌人目标实时地传到系统网络,为整个系统实施有效打击提供决策依据;另一方面还可以在网络里获取自己需要的任何信息,从而最大限度的发挥其应有的作战效能。

电子对抗,电子侦察与反侦察、电子伪装与反伪装、电子干扰与反干扰、隐形与反隐形及反辐射导弹摧毁,电子技术在战斗机上越来越多的应用预示着未来的空战可能成为火力攻击的硬杀伤和电子对抗的软杀伤相结合的战争。

隐身技术,未来的战机应该具有良好的隐身性能,一方面,战斗机要尽量减少自身的雷达反射面积,早期的隐形飞机F117以牺牲气动来达到隐身效果。另一方面,除了传统的隐身方法,一些新技术的出现将给隐身提供新的思路。俄罗斯目前正在研制的一种“等离子体隐形技术”,主要是通过等离子体云来实现隐形,规避探测系统。这种技术必须设计好等离子体云的特征参数。另外,随着“智能蒙皮”技术的发展,一种新的目视隐身的概念将更广泛的应用于未来飞行器上。这种蒙皮通过加载不同的电压根据环境改变自身颜色,在林区飞行时变为绿色,在沙漠则变为黄色,这样就增加了飞机低空飞行时的安全系数,减少了被地面人员目测发现的危险。

防护装置和救生系统

飞行员头盔系统,头盔是飞行员个体防护装置的一个重要组成部分,未来飞行员头盔发展的趋势是要研制功能强大、集综合性防护于一体的头盔系统。由于头盔显示器完全满足了肉眼态势感知的需求,所以JSF甚至可以取消平显,而增加了下显的面积以加强电子态势感知的显示空间。这种使座舱变得透明而不阻碍飞行员视野的“玻璃座舱”概念将是未来的头盔系统的发展趋势。

弹射救生系统,作为飞行员紧急逃生的保障装置,弹射座椅在未来的发展中要求更高的可靠性和可操纵性能。美国正在研究将利用微波辐射改变推力方向的技术用于弹射座椅的可能性。由于采用了无源姿态信号技术,座椅不需要发射机,减少了一些零部件,增加了可靠性,降低了成本,而且可在任何高度上工作。另外,未来的弹射座椅应有更大的性能包线以适应战斗机更快的飞行速度和未来战场更复杂的战斗情况,保证飞行员在不利的情况下逃生的可靠性。

无人战机

由于无人作战飞机成本低、攻击能力和自我生存能力强且因为飞机无人驾驶,也就不需要复杂的生命保障系统,从而使飞机可以在大载荷下机动,因此在未来的空战中,无人战斗机将占据一个很重要的部分。但是,由于受现有技术条件,无人战机并不具备成为战争主体的能力,它还不能完全取代有人驾驶的作战飞机,而是一种优势互补。未来的空军编队中,可能会出现无人和有人战机混排,无人机扩大了人的作战范围和作战能力,最终形成人和计算机的协同作战。

现代化改进

英国空军曾计划于1990年代裁减美洲虎,但鉴于在海湾战争的良好表现,于是决定美洲虎继续服役直到被台风取代。英国空军整个美洲虎机队在诺福克科提肖空军基地重组为三个中队,期间美洲虎被持续被派往热点地区,参与了伊拉克禁飞行动和巴尔干半岛巡逻行动。此时美洲虎的标准涂装改为全机灰色。

皇家空军在美洲虎的进一步现代化上付出了可观的努力,1990年代内连续实施了一系列复杂繁多的升级计划。1994年英国国防部颁布了“紧急作战需求”,为一部分美洲虎配备GEC-马可尼TIALD200目标指示吊舱,TIALD吊舱在头部集成了前视红外和激光目标指示器,该吊舱已在波斯尼亚上空经过验证。此次升级还涉及到对美洲虎进行MIL-STD1553B数字总线的改造、改进HUD、安装12.5cmX12.5cm平板式多功能下视显示器以及一个控制TIALD头部转动的操纵杆。

经过TIALD升级的美洲虎型号改成了“GR.1B”,并且在1995年初投入到对波斯尼亚的11天连续轰炸中,通常与鹞GR.7伴随行动,并为其指示目标。TIALD要占用美洲虎一个内侧机翼挂架,所以只能在另一侧翼下挂载一枚激光制导炸弹,在中线挂架挂载副油箱。但是在波斯尼亚的实战结果是在中线挂TIALD,翼下挂两具副油箱,让其他飞机携带激光制导炸弹效果更好。

TIALD升级的成功使英国空军继续美洲虎机队下两个阶段的升级计划。第一阶段是“美洲虎96”计划,基本上按GR.1B标准实施:支持TIALD、MIL-STD1553B总线、新HUD和TIALD操纵杆,但是并不是所有的美洲虎96都安装了GR.1B的多功能下显。美洲虎96还安装了HOTAS操纵杆,并改进导航攻击系统,在FIN1064系统内嵌入一个洛克维尔-柯林斯GPS接收机,此外还安装了英航宇系统与装备公司的地形匹配系统,该系统使用雷达高度计获得地形图,并与数据库中的已知地形图做对比,从而得知精确位置。类似的地形匹配技术已成功应用于战斧巡航导弹上。TERPROM也提供接地警告能力,这对于要在低空操作的飞机来说是一个很实用的功能。一个运行在PC上的任务规划系统可以用来为作战任务制定详细计划,并下载到美洲虎的航电中。

“美洲虎97”计划在美洲虎96的基础上进一步改进:安装一个20cmX15cm大型彩色多功能下显,更先进的TERPROM任务计划系统,座舱布局与夜视镜兼容,还采用了GEC-马可尼和霍尼维尔联合研制的头盔瞄准系统。HMSS可以引导武器攻击偏离轴线的目标,也可用于导航。美洲虎96与美洲虎97之间的唯一看得见的区别就是座舱盖中央的HMSS头部位置传感器。

第一架美洲虎96于1997年交付,美洲虎97在2000年首次交付。美洲虎96的正式型号是“美洲虎GR.3”,美洲虎97是“GR.3A”,美洲虎T.2也按美洲虎96/97的部分标准进行了升级,型号也改为“T.4”。

英国空军计划将61架美洲虎单座型升级到GR.3A标准,18架双座型升级到T.4标准。但是美洲虎的升级计划还未停止,皇家空军又实行了“连续技术改进项目”以继续增强美洲虎的能力。经过改进,美洲虎可以挂载新研制的武器与吊舱,其中最重要的是BAe研制的“先进短程空空导弹”,ASRAAM是一种离轴发射导弹,意味着飞行员不需要将机头指向目标以获得锁定,可以配合HMSS使用。

另一个新外挂是云顿GP“电子-光学”侦察吊舱,使用完全数字化的光学和红外线成像装备,取代了老式的BAC胶片摄像机吊舱,曾在巴尔干上空试用过。

最近升级的飞机使用阿杜尔106替换了阿杜尔104发动机。阿杜尔106采用了T-45苍鹰教练机上阿杜尔811的核心机和加力燃烧器,以及数字发动机控制系统。与104相比,阿杜尔106简化维护,提高可靠性,并且推力增加了6%。所有阿杜尔106都翻新自阿杜尔104。

60架美洲虎计划换装阿杜尔106,到2005年全部换装完毕,这距2008年美洲虎的预定退役年限仅剩3年,但发动机的升级仍具成本效益,阿杜尔104简直是后勤的噩梦。

事实上美洲虎在迟暮之年还可能接受几次升级,候选方案包括“综合数据MODEM”,内置FLIR,集成瑞典BOL箔条-曳光弹发射器的翼上挂架,以及可以使用硫黄石导弹。

虽然早在1990年代初英国空军就计划退役美洲虎,但它还是顽强生存到今日并不断接受升级,所以如果在2008年后仍看涂有皇家空军标志的大猫请不要惊讶。

⑺ 目前发动机的发展趋势是什么

未来发动机的发展趋势有2个:
1、燃料电池发动机:燃料电池的出现绝对是汽车历史上的一个新纪元。这种零排放、无污染的清洁能源一直被业界视为未来汽车的发展方向之一,而搭载于现代Tucson
FCV车型上的燃料电池的首度捧杯也预示着该技术在汽车领域已逐渐走向成熟。其产品质量的可靠性、成本大小、配套基础设施的普及率甚至是市场认可度需要政府、厂家、消费者的三重努力才可给予广泛推广。

2、电动发动机:现如今市面上在售有油电混合、纯电动、增程式电动机等车型。相对简单很多的机械结构、车身更轻、续航里程满足日常通勤使用、甚至不会对环境造成污染,这种与生俱来的优势使得电动车受到了广泛的重视。
不过,也正是由于异军突起的缘故,充电配套设施不完备、电动车型成本过高、无法获得同内燃机车型一致的驾控感受等劣势也需要政府及车企及时解决。

3、未来固然光明,但从目前来说,短时间内内燃机车型依然是市场上的主流。

⑻ 航空发动机的发展史

活塞式发动机时期
早期液冷发动机居主导地位。19世纪末,在内燃机开始用于汽车的同时,人们即联想到把内燃机用到飞机上去作为飞机飞行的动力源,并着手这方面的试验。
1903年,美国莱特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷发动机改装之后,成功地用到他们的飞行者一号飞机上进行飞行试验。这台发动机只发出8.95 kW的功率,重量却有81 kg,功重比为0.11kW/daN。发动机通过两根自行车上那样的链条,带动两个直径为2.6m的木制螺旋桨。首次飞行的留空时间只有12s,飞行距离为36.6m。但它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操作的重于空气飞行器的成功飞行。
在飞机用于战争目的的推动下,航空特别是在欧洲开始蓬勃发展,法国在当时处于领先地位。美国虽然发明了动力飞机并且制造了第一架军用飞机,但在参战时连一架可用的新式飞机都没有。在前线的美国航空中队的6287架飞机中有4791架是法国飞机,如装备伊斯潘诺-西扎V型液冷发动机的斯佩德战斗机。这种发动机的功率已达130~220kW, 推重比为0.7kW/daN左右。飞机速度超过200km/h,升限6650m。
当时,飞机的飞行速度还比较小,气冷发动机冷却困难。为了冷却,发动机裸露在外,阻力又较大。因此,大多数飞机特别是战斗机采用的是液冷式发动机。期间,1908年由法国塞甘兄弟发明旋转汽缸气冷星型发动机曾风行一时。这种曲轴固定而汽缸旋转的发动机终因功率的增大受到限制,在固定汽缸的气冷星型发动机的冷却问题解决之后退出了历史舞台。
在两次世界大战之间,在活塞式发动机领域出现几项重要的发明:发动机整流罩既减小了飞机阻力,又解决了气冷发动机的冷却困难问题,甚至可以的设计两排或四排汽缸的发动机,为增加功率创造了条件;废气涡轮增压器提高了高空条件下的进气压力,改善了发动机的高空性能;变距螺旋桨可增加螺旋桨的效率和发动机的功率输出;内充金属钠的冷却排气门解决了排气门的过热问题;向汽缸内喷水和甲醇的混合液可在短时内增加功率三分之一;高辛烷值燃料提高了燃油的抗爆性,使汽缸内燃烧前压力由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。
从20世纪20年代中期开始,气冷发动机发展迅速,但液冷发动机仍有一席之地在此期间,在整流罩解决了阻力和冷却问题后,气冷星型发动机由于有刚性大,重量轻,可靠性、维修性和生存性好,功率增长潜力大等优点而得到迅速发展,并开始在大型轰炸机、运输机和对地攻击机上取代液冷发动机。在20世纪20年代中期,美国莱特公司和普·惠公司先后发展出单排的旋风和飓风以及黄蜂和大黄蜂发动机,最大功率超过400kW,功重比超过1kW/daN。到第二次世界大战爆发时,由于双排气冷星型发动机的研制成功,发动机功率已提高到600~820kW。此时,螺旋桨战斗机的飞行速度已超过500km/h,飞行高度达10000m。
在第二次世纪大战期间,气冷星型发动机继续向大功率方向发展。其中比较著名的有普·惠公司的双排双黄蜂((R-2800)和四排巨黄蜂(R-4360)。前者在1939年7月1日定型,开始时功率为1230kW, 共发展出5个系列几十个改型,最后功率达到2088kW,用于大量的军民用飞机和直升机。单单为P-47战斗机就生产了24000台R-2800发动机,其中P-47 J的最大速度达805km/h。虽然有争议,但据说这是第二次世界大战中飞得最快的战斗机。这种发动机在航空史上占有特殊的地位。在航空博物馆或航空展览会上,R-2800总是放置在中央位置。甚至有的航空史书上说,如果没有R-2800发动机,在第二次世界大战中盟国的取胜要困难得多。后者有四排28个汽缸,排量为71.5L,功率为2200~3000kW, 是世界上功率最大的活塞式发动机,用于一些大型轰炸机和运输机。1941年,围绕六台R-4360发动机设计的B-36轰炸机是少数推进式飞机之一,但未投入使用。
莱特公司的R-2600和R-3350发动机也是很有名的双排气冷星型发动机。前者在1939推出,功率为1120kW,用于第一架载买票旅客飞越大西洋的波音公司快帆314型四发水上飞机以及一些较小的鱼雷机、轰炸机和攻击机。后者在1941年投入使用,开始时功率为2088kW,主要用于著名的B-29空中堡垒战略轰炸机。R-3350在战后发展出一种重要改型--涡轮组合发动机。发动机的排气驱动三个沿周向均布的废气涡轮,每个涡轮在最大状态下可发出150kW的功率。这样,R-3350的功率提高到2535kW,耗油率低达0.23kg/(kW·h)。1946年9月,装两台R-3350涡轮组合发动机的P2V1海王星飞机创造了18090km的空中不加油的飞行距离世界纪录。液冷发动机与气冷发动机之间的竞争在第二次世界大战中仍在继续。液冷发动机虽然有许多缺点,但它的迎风面积小,对高速战斗机特别有利。而且,战斗机的飞行高度高,受地面火力的威胁小,液冷发动机易损的弱点不突出。所以,它在许多战斗机上得到应用。例如,美国在这次大战中生产量最大的5种战斗机中有4种采用液冷发动机。其中,值得一提的是英国罗-罗公司的梅林发动机。它在1935年11月在飓风战斗机上首次飞行时,功率达到708kW;1936年在喷火战斗机上飞行时,功率提高到783kW。
这两种飞机都是第二次世界大战期间有名的战斗机,速度分别达到624km/h和750km/h。梅林发动机的功率在战争末期达到1238kW,甚至创造过1491kW的纪录。美国派克公司按专利生产了梅林发动机,用于改装P-51野马战斗机,使一种平常的飞机变成战时最优秀的战斗机。野马战斗机采用一种不常见的五叶螺旋桨,安装梅林发动机后,最大速度达到760km/h,飞行高度为15000m。除具有当时最快的速度外,野马战斗机的另一个突出的优点是有惊人的远航能力,它可以把盟军的轰炸机一直护送到柏林。到战争结束时,野马战斗机在空战中共击落敌机4950架,居欧洲战场的首位。而在远东和太平洋战场上,则是由于装备了气冷发动机的F6F地狱猫战斗机的参战,才结束了日本零式战斗机的霸主地位。航空史学界把野马飞机看作螺旋桨战斗机的顶峰之作。
在第二次世界大战开始之后和战后的最主要的技术进展有直接注油、涡轮组合发动机和低压点火。
在两次世界大战的推动下,发动机的性能提高很快,单机功率从不到10 kW增加到2500 kW左右,功率重量比从0.11 kW/daN 提高到1.5 kW/daN左右,升功率从每升排量几千瓦增加到四五十千瓦,耗油率从约0.50 kg/(kW·h)降低到0.23~0.27 kg/(kW·h)。翻修寿命从几十小时延长到2000~3000h。到第二次世界大战结束时,活塞式发动机已经发展得相当成熟,以它为动力的螺旋桨飞机的飞行速度从16km/h提高到近800 km/h,飞行高度达到15000 m。可以说,活塞式发动机已经达到其发展的顶峰。
喷气时代的活塞式发动机
在第二次世界大战结束后,由于涡轮喷气发动机的发明而开创了喷气时代,活塞式发动机逐步退出主要航空领域,但功率小于370 kW的水平对缸活塞式发动机发动机仍广泛应用在轻型低速飞机和直升机上,如行政机、农林机、勘探机、体育运动机、私人飞机和各种无人机,旋转活塞发动机在无人机上崭露头角,而且美国NASA还正在发展用航空煤油的新型二冲程柴油机供下一代小型通用飞机使用。
美国NASA已经实施了一项通用航空推进计划,为未来安全舒适、操作简便和价格低廉的通用轻型飞机提供动力技术。这种轻型飞机大致是4~6座的,飞行速度在365 km/h左右。一个方案是用涡轮风扇发动机,用它的飞机稍大,有6个座位,速度偏高。另一个方案是用狄塞尔循环活塞式发动机,用它的飞机有4个座位,速度偏低。对发动机的要求为: 功率为150 kW; 耗油率0.22 kg/(kW·h); 满足未来的排放要求; 制造和维修成本降低一半。到2000年,该计划已经进行了500h以上的发动机地面试验,功率达到130 kW,耗油率0.23 kg/(kW·h)。
燃气涡轮发动机时期
第二个时期从第二次世界大战结束至今。60年来,航空燃气涡轮发动机取代了活塞式发动机,开创了喷气时代,居航空动力的主导地位。在技术发展的推动下(见表1),涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、桨扇发动机和涡轮轴发动机在不同时期在不同的飞行领域内发挥着各自的作用,使航空器性能跨上一个又一个新的台阶。
涡喷/涡扇发动机
英国的惠特尔和德国的奥海因分别在1937年7月14日和1937年9月研制成功离心式涡轮喷气发动机WU和HeS3B。前者推力为530daN,但1941年5月15日首次试飞的格罗斯特公司E28/39飞机装的是其改进型W1B,推力为540daN,推重比2.20。后者推力为490daN,推重比1.38,于1939年8月27日率先装在亨克尔公司的He-178飞机上试飞成功。这是世界上第一架试飞成功的喷气式飞机,开创了喷气推进新时代和航空事业的新纪元。
世界上第一台实用的涡轮喷气发动机是德国的尤莫-004,1940年10月开始台架试车,1941年12月推力达到980daN,1942年7月18日装在梅塞施米特Me-262飞机上试飞成功。自1944年9月至1945年5月,Me-262共击落盟军飞机613架,自己损失200架(包括非战斗损失)。英国的第一种实用涡轮喷气发动机是1943年4月罗·罗公司推出的威兰德,推力为755daN,推重比2.0。该发动机当年投入生产后即装备流星战斗机,于1944年5月交给英国空军使用。该机曾在英吉利海峡上空成功地拦截了德国的V-1导弹。
战后,美、苏、法通过买专利,或借助从德国取得的资料和人员,陆续发展了本国第一代涡轮喷气发动机。其中,美国通用电气公司的J47轴流式涡喷发动机和苏联克里莫夫设计局的RD-45离心式涡喷发动机的推力都在2650daN左右,推重比为2~3,它们分别在1949年和1948年装在F-86和米格-15战斗机上服役。这两种飞机在朝鲜战争期间展开了你死我活的空战。 20世纪50年代初,加力燃烧室的采用使发动机在短时间内能够大幅度提高推力,为飞机突破声障提供足够的推力。典型的发动机有美国的J57和苏联的RD-9B,它们的加力推力分别为7000daN和3250daN,推重比各为3.5和4.5。它们分别装在超声速的单发F-100和双发米格-19战斗机上。
在50年代末和60年代初,各国研制了适合M2以上飞机的一批涡喷发动机,如J79、J75、埃汶、奥林帕斯、阿塔9C、R-11和R-13,推重比已达5~6。在60年代中期还发展出用于M3一级飞机的J58和R-31涡喷发动机。到70年代初,用于协和超声速客机的奥林帕斯593涡喷发动机定型,最大推力达到17000daN。从此再没有重要的涡喷发动机问世。
涡扇发动机的发展源于第二次世界大战。世界上第一台运转的涡轮风扇发动机是德国戴姆勒-奔驰研制的DB670(或109-007),于1943年4月在实验台上达到840千克推力,但因技术困难及战争原因没能获得进一步发展。世界上第一种批量生产的涡扇发动机是1959年定型的英国康维,推力为5730daN,用于VC-10、DC-8和波音707客机。涵道比有0.3和0.6两种,耗油率比同时期的涡喷发动机低10%~20%。1960年,美国在JT3C涡喷发动机的基础上改型研制成功JT3D涡扇发动机,推力超过7700daN,涵道比1.4,用于波音707和DC-8客机以及军用运输机。
以后,涡扇发动机向低涵道比的军用加力发动机和高涵道比的民用发动机的两个方向发展。在低涵道比军用加力涡扇发动机方面,20世纪60年代,英、美在民用涡扇发动机的基础上研制出斯贝-MK202和TF30,分别用于英国购买的鬼怪F-4M/K战斗机和美国的F111(后又用于F-14战斗机)。它们的推重比与同时期的涡喷发动机差不多,但中间耗油率低,使飞机航程大大增加。在70~80年代,各国研制出推重比8一级的涡扇发动机,如美国的F!00、F404、F110,西欧三国的RB199,前苏联的RD-33和AL-31F。它们装备在一线的第三代战斗机,如F-15、F-16、F-18、狂风、米格-29和苏-27。推重比10一级的涡扇发动机已研制成功,即将投入服役。它们包括美国的F-22/F119、西欧的EFA2000/EJ200和法国的阵风/M88。其中,F-22/F119具有第四代战斗机代表性特征--超声速巡航、短距起落、超机动性和隐身能力。超声速垂直起飞短距着陆的JSF动力装置F136正在研制之中,预计将于2010~2012年投入服役。
自20世纪70年代第一代推力在20000daN以上的高涵道比(4~6)涡扇发动机投入使用以来,开创了大型宽体客机的新时代。后来,又发展出推力小于20000daN的不同推力级的高涵道比涡扇发动机,广泛用于各种干线和支线客机。10000~15000daN推力级的CFM56系列已生产13000多台,并创造了机上寿命超过30000h的记录。民用涡扇发动机依然投入使用以来,已使巡航耗油率降低一半,噪声下降20dB, CO、UHC、NOX分别减少70%、90%、45%。90年代中期装备波音777投入使用的第二代高涵道比(6~9)涡扇发动机的推力超过35000daN。其中,通用电气公司GE90-115B在2003年2月创造了56900daN的发动机推力世界纪录。普·惠公司正在研制新一代涡扇发动机PW8000,这种齿轮传动涡扇发动机,推力为11 000~16 000daN,涵道比11,耗油率下降9%。
涡桨/涡轴发动机
第一台涡轮螺旋桨发动机为匈牙利于1937年设计、1940年试运转的 Jendrassik Cs-1。该机原计划用于本国Varga RMI-1 X/H型双引擎侦察/轰炸机但该机项目被取消。1942年,英国开始研制本国第一台涡桨发动机罗尔斯-罗伊斯 RB.50 Trent。该机于1944年6月首次运转,经过633小时试车后于1945年9月20日安装在一台格罗斯特“流星”战斗机上,并做了298小时飞行实验。以后,英国、美国和前苏联陆续研制出多种涡桨发动机,如达特、T56、AI-20和AI-24。这些涡桨发动机的耗油率低,起飞推力大,装备了一些重要的运输机和轰炸机。美国在1956年服役的涡桨发动机T56/501,装于C-130运输机、P3-C侦察机和E-2C预警机。它的功率范围为2580~4414 kW ,有多个军民用系列,已生产了17000多台,出口到50多个国家和地区,是世界上生产数量最多的涡桨发动机之一,至今还在生产。前苏联的HK-12M的最达功率达11000kW,用于图-95熊式轰炸机、安-22军用运输机和图-114民用运输机。终因螺旋桨在吸收功率、尺寸和飞行速度方面的限制,在大型飞机上涡轮螺旋桨发动机逐步被涡轮风扇发动机所取代,但在中小型运输机和通用飞机上仍有一席之地。其中加拿大普·惠公司的PT6A发动机是典型代表,40年来,这个功率范围为350~1100kW的发动机系列已发展出30多个改型,用于144个国家的近百种飞机,共生产了30000多台。美国在90年代在T56和T406的基础上研制出新一代高速支线飞机用的AE2100是当前最先进的涡桨发动机,功率范围为2983~5966 kW,其起飞耗油率特低,为0.249 kg/(kW·h)。
在20世纪80年代后期,掀起了一阵性能上介于涡桨发动机和涡扇发动机之间的桨扇发动机热。一些著名的发动机公司都在不同程度上进行了预计和试验,其中通用电气公司的无涵道风扇(UDF)GE36曾进行了飞行试验。
从1950年法国透博梅卡公司研制出206 kW的阿都斯特Ⅰ型涡轴发动机并装备美国的S52-5直升机上首飞成功以后,涡轮轴发动机在直升机领域逐步取代活塞式发动机而成为最主要的动力形式。半个世纪以来,涡轴发动机已成功低发展出四代,功重比已从2kW/daN提高到6.8~7.1 kW/daN。第三代涡轴发动机是20世纪70年代设计,80年代投产的产品。主要代表机型有马基拉、T700-GE-701A和TV3-117VM,装备AS322超美洲豹、UH-60A、AH-64A、米-24和卡-52。第四代涡轴发动机是20世纪80年代末90年代初开始研制的新一代发动机,代表机型有英、法联合研制的RTM322、美国的T800-LHT-800、德法英联合研制的MTR390和俄罗斯的TVD1500,用于NH-90、EH-101、WAH-64、RAH-66科曼奇、PAH-2/HAP/HAC虎和卡-52。世界上最大的涡轮轴发动机是乌克兰的D-136,起飞功率为7500 kW,装两台发动机的米-26直升机可运载20 t的货物。以T406涡轮轴发动机为动力的倾转旋翼机V-22突破常规旋翼机400 km/h的飞行速度上限,一下子提高到638 km/h。
航空燃气涡轮发动机问世以后的60年来在技术上取得的重大进步可用下列数字表明:
服役的战斗机发动机推重比从2提高到7~9,已经定型并即将投入使用的达9~10。民用大涵道比涡扇发动机的最大推力已超过50000 daN,巡航耗油率从50年代涡喷发动机1.0 kg/(daN·h)下降到0.55 kg/(daN·h), 噪声已下降20dB,CO、UHC和NOx分别下降70%、90%和45%。
服役的直升机用涡轴发动机的功重比从2kW/daN提高到4.6~6.1 kW/daN,已经定型并即将投入使用的达6.8~7.1 kW/daN。
发动机可靠性和耐久性倍增,军用发动机空中停车率一般为0.2~0.4/1 000发动机飞行小时,民用发动机为0.002~0.02/1 000发动机飞行小时。战斗机发动机整机定型要求通过4300~6000TAC循环试验,相当于平时使用10多年,热端零件寿命达到2 000h;民用发动机热端部件寿命,为7000~10000 h,整机的机上寿命达到15000~20 000 h,也相当使用10年左右。
总之,航空涡轮发动机已经发展得相当成熟,为各种航空器的发展作出了重要贡献,其中包M3一级的战斗/侦察机,具有超声速巡航、隐身、短距起落和超机动能力的战斗机、亚声速垂直起落战斗机、满足180min 双发干线客机延长航程(ETOPS)要求的宽体客机、有效载重大20t的巨型直升机和速度超过600km/h的倾转旋翼机。同时,还为各种航空改型轻型地面燃气轮机打下基础。

⑼ 航空发动机的未来发展趋势怎么样

606所,沈阳,国内最大的航空发动机研究与制造单位,主要在于涡扇、涡喷方面,推力级别较大,目前可用于国内军机;
608所,株洲,国内涡轴、小发的研发基地,目前用于武直;
624所,成都,燃气涡轮试验中心,预研将决定航空发动机发展的方向。
以上三家单位为航空发动机主机所,614所为航空发动机动力控制方面研究的单位,由于政策倾向,这方面工作将全部由614所承担,发展前景很好。想要进入614所的至少本硕都是211工程的,最好是航空发动机方面的。
另外,上海商发也在从事民用大涵道比涡扇发动机的研发工作。

关于航空发动机方面的合资企业,尚未听闻。

另外,针对整个国内的基本情况,航空发动机方面主要靠项目支持,而非市场盈利;经济效益不会向汽车以及其他制造业那样。由于发动机专项刚批下来,据说有1000个亿,未来20年内,整个形势都将是一片大好。关于个人在整个行业中的作用,每个人都是一个分子,组在一起才是一个团队,如果想出人头地,选这个行业就错了;

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