喷气发动机

喷气发动机是一种反应式发动机，喷射快速移动的加热气体（通常是空气）射流，通过喷气推进产生推力。 虽然这个广泛的定义可以包括火箭、喷水和混合动力推进，但术语喷气发动机通常是指内燃式吸气式喷气发动机，例如涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、冲压发动机或脉冲喷气发动机。 一般来说，喷气发动机是内燃机。

吸气式喷气发动机通常配备一个由涡轮驱动的旋转空气压缩机，剩余的动力通过推进喷嘴提供推力——这个过程被称为布雷顿热力学循环。 喷气式飞机使用这种发动机进行长途旅行。 早期的喷气式飞机使用的涡轮喷气发动机对于亚音速飞行来说效率相对较低。 大多数现代亚音速喷气式飞机使用更复杂的高旁通比涡扇发动机。 在长距离飞行中，它们比活塞式和螺旋桨式航空发动机具有更高的速度和更高的燃油效率。 一些用于高速应用（冲压喷气发动机和超燃冲压喷气发动机）的吸气发动机使用车辆速度的冲压效应而不是机械压缩机。

典型喷气客机发动机的推力从 1950 年代的 5,000 磅力（22,000 牛顿）（de Havilland Ghost 涡轮喷气发动机）增加到 1990 年代的 115,000 磅力（510,000 牛顿）（通用电气 GE90 涡轮风扇发动机），其可靠性从飞行中的 40 在 1990 年代后期，每 100,000 个发动机飞行小时停机次数减少到每 100,000 次停机次数不到 1 次。 这与xxx降低的燃料消耗相结合，使双引擎客机在世纪之交能够进行常规的跨大西洋飞行，而以前类似的旅程需要多次加油。

喷气发动机的原理并不新鲜； 然而，实现这一想法所需的技术进步直到 20 世纪才得以实现。喷气动力的初步演示可以追溯到 1 世纪埃及亚历山大港的希罗所描述的风油柱。 该装置通过两个喷嘴引导蒸汽动力，使球体绕其轴快速旋转。 这被视为一种好奇心。 同时，在水轮和风车上也可以看到水轮机的实际应用。

历史学家进一步将喷气发动机原理的理论起源追溯到中国传统的烟花和火箭推进系统。 奥斯曼士兵 Lagâri Hasan Çelebi 的故事记录了此类设备用于飞行的故事，据报道，他在 1633 年使用锥形火箭实现了飞行。

吸气式喷气发动机的最早尝试是混合设计，其中外部动力源首先压缩空气，然后与燃料混合并燃烧以产生喷气推力。 Caproni Campini N.1 和日本的 Tsu-11 发动机旨在为第二次世界大战末期的 Ohka 神风敢死队飞机提供动力，但均未成功。

甚至在第二次世界大战开始之前，工程师们就开始意识到，由于与螺旋桨效率相关的问题，驱动螺旋桨的发动机已接近极限，螺旋桨效率会随着叶尖接近音速而下降。 如果飞机的性能要超过这样的障碍，就需要一种不同的推进机制。 这就是燃气涡轮发动机（喷气发动机最常见的形式）发展背后的动机。

实用喷气发动机的关键是燃气轮机，它从发动机本身提取动力来驱动压缩机。 燃气轮机并不是一个新想法：1791 年，英国的约翰·巴伯 (John Barber) 获得了固定式涡轮机的专利。1903 年，挪威工程师埃吉迪乌斯·埃林 (Agidius Elling) 建造了xxx台成功自给自足运行的燃气轮机。 由于安全性、可靠性、重量，尤其是持续运行等问题，此类发动机未能投入生产。

Maxime Guillaume 于 1921 年申请了xxx项使用燃气轮机为飞机提供动力的专利。 他的发动机是轴流式涡轮喷气发动机，但从未制造过，因为它需要在压缩机的现有技术基础上取得相当大的进步。 艾伦·阿诺德·格里菲斯 (Alan Arnold Griffith) 于 1926 年发表了涡轮设计的空气动力学理论，引领了 RAE 的实验工作。

1928 年，英国皇家空军克兰威尔学院学员 Frank Whittle 正式向上级提交了他关于涡轮喷气发动机的想法。 1929 年 10 月，他进一步发展了他的想法。 1930 年 1 月 16 日，惠特尔在英国提交了他的xxx项专利（于 1932 年授予）。 该专利展示了一个两级轴流压缩机为单侧离心压缩机供电。 A.A.Griffith 在 1926 年的一篇开创性论文（涡轮设计的空气动力学理论）中提出的想法使实用轴流式压缩机成为可能。 惠特尔后来只专注于更简单的离心式压缩机。 Whittle 无法引起政府对他的发明的兴趣，开发继续以缓慢的速度进行。

在西班牙，飞行员兼工程师 Virgilio Leret Ruiz 于 1935 年 3 月获得了喷气发动机设计专利。