航空发动机的发展

晏砺堂

最近几年以来，航空事业的发展真是一日千里。新的航空器、新的发动机、新的航空技术不断出现，人类飞出地球的日期很快就要到来。可以预料，不久的将来人类将进入一个宇宙航行的时代。

大约八九百年以前我们的祖先宋朝的劳动人民就制出了走马灯。这就是今日涡轮喷气发动机的始祖。此外，火箭也是我国劳动人民在十一世纪发明的。宋朝在汴京之战中就曾使用过火箭击退敌人的进攻。元代武功很盛，在攻入欧洲的战争中也曾使用过火箭。很可惜，由于我国历代的封建统治，劳动人民的这些创造没有得到进一步发展。

直到本世纪初，世界上才出现了活塞式航空发动机。这是一种内燃机，利用汽油作为燃料。第一次世界大战和第二次世界大战期间，活塞式发动机得到了极大的发展，功率由几十马力增加至几百，最后达三四千马力。而发动机的重量却逐渐减低，由每马力几公斤减到每马力大约只有半公斤。汽油消耗量逐渐减少，目前每马力每小时消耗汽油还不到1/4公斤。此外，发动机的高空适应性也逐步改善。原来只适于低空飞行，现在也可在几千公尺甚至一万公尺的高空飞行。活塞式发动机的类型也很多，有星型，V型，W型，H型，水平对立型，直立排型等。最常用的是星型和V型二种。在第二次世界大战末期还出现了涡轮喷气式发动机。

涡轮喷气式发动机的工作原理和结构形式与活塞式的大不相同。从活塞式发动机到涡轮喷气式发动机是一个巨大的技术革命，涡轮喷气式发动机的创制成功给航空事业带来了非常兴盛的景象。

涡轮喷气式发动机与活塞式发动机相比较有许多优点：推力大，重量轻，迎风面积小，不用汽油而用比较便宜的煤油，以及没有活塞式发动机的往复惯性力所引起的振动等等。因此使飞机的速度及高度大大增加。过去活塞式飞机不能达到的超音速飞行现在给喷气式飞机突破了。

除了涡轮喷气发动机之外，还有涡轮螺桨喷气发动机，这种发动机与涡轮喷气式发动机相类似，但多了一个减速器和螺旋桨。装这种发动机的飞机飞行速度要比喷气飞机慢一些，但这种飞机最省油最经济，它的票价甚至可以与火车相竞赛。著名的苏联的“图－114”，“莫斯科”号，“乌克兰”号旅客机都采用了涡轮螺桨发动机。这种发动机在民用航空方面是大有发展前途的。

涡轮喷气发动机从诞生到现在还不过十几年，可是它发展之迅速是惊人的。发动机的重量愈来愈轻，现在设计得最好的涡轮喷气发动机每公斤推力相应的重量达到0.2公斤以下。推力很大，大型涡轮发动机在地面起飞时每台推力可达到一万多公斤。高空高速的适应性也很好。喷气发动机飞行速度早已突破了音速，现在正在向着超过音速三倍至四倍的飞行速度发展；高度向20－30公里的高空飞行发展。

为了使飞机的速度更大高度更高，而发动机又要求轻巧，现在又正在研究混合式动力装置。混合式动力装置有几种型式，可以是涡轮喷气式与冲压喷气式发动机的混合，也可以是涡轮喷气式与火箭喷气式发动机；或者火箭喷气式发动机与冲压喷气式发动机的混合。最近还出现了火箭飞机，正在进行试验研究。

原子能发动机早已在研究试验中，估计很快也就要诞生了。这种发动机的工作原理与构造型式有很多地方与涡轮喷气式发动机或涡轮螺桨发动机相似。只是不用煤油燃烧而是利用原子反应堆产生出的热能来加热空气。这种发动机消耗的燃料非常少，因之原子能飞机可以在空中飞几个星期不下来，围绕地球作连续飞行。利用原子能的火箭发动机将是星际交通动力的一种。

人们对航空发动机这些已有的成就是不会满足的。现在又有人在研究光子火箭发动机和不用燃料而利用高空电离层的电能来产生动力的发动机。这些完全新型的发动机是有可能在不太远的将来出现的。

航空事业的发展是飞速的，航空发动机类型多种多样、极其丰富多采。随着共产主义建设的进展，一个极其丰富美好的航空时代也将来临。人类活动的范围将不再限于地面和低空。高空、月球、火星、金星……甚至太阳系以外的宇宙也将是人类活动的场所。