航空发动机的发展历史 ppt课件
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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 *** 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。
航空发动机的发展历史在19世纪末,德国工程师尤安·奥托·里登贝恩设计了第一台可用于飞行器的内燃机,这是一台四冲程发动机。
然而,当时的技术和材料限制,使得这台发动机的重量过重,难以用于实际的飞行器上。
不过,这台发动机的诞生明确了未来发动机的发展方向。
到了20世纪初,法国工程师亨利·贝格涅(Henri Breguet)和英国工程师亨利·罗伊斯(Henry Royce)分别独立开发了第一台成功的航空发动机。
贝格涅设计了一种具有较高功率输出的内燃机,他的设计大大改善了航空器的性能。
而罗伊斯的发动机更加注重可靠性和耐用性,他的设计成为了英国皇家空军在两次世界大战期间的首选发动机。
随着航空工业的发展,第一次世界大战期间,航空发动机得到了巨大的发展。
德国的奥托·魏茨克(Otto Weisskopf)在1913年研发出了第一台具有可变推力功能的涡桨发动机,使得飞机能够在起飞和巡航时根据需要调整推力。
20年代末,美国科学家弗兰克·惠特尔(Frank Whittle)和德国工程师汉斯·冯·奥罗(Hans von Ohain)几乎同时研制出了喷气式发动机。
这标志着航空发动机的革命性进步,推动了喷气式飞机的发展。
在第二次世界大战期间,喷气式发动机得到了广泛的应用。
英国的惠特尔喷气式发动机首次装备在飞机上,在英国皇家空军成功进行了飞行测试。
在德国,汉斯·冯·奥罗开发的发动机被用于德国空军的喷气式战斗机。
与此同时,美国工程师弗兰克·韦尔(Frank Whittle)和约翰·塞尔德里奇(John Seidrich)也研发出了燃烧室前置的喷气式发动机,成为美国军航领域的重要突破。
随着第二次世界大战结束,航空工业进入了一个高速发展的时期。
冷战的到来催生了许多新技术的出现。
引进了电子控制系统、复合材料和降噪技术等等,使得航空发动机在性能、可靠性和效率方面都取得了新的突破。