飛機發動機發展歷程回顧

飛機發動機經歷了哪些歷程?下面是的飛機發動機發展歷程資料，歡迎閲讀。

　　飛機發動機發展歷程

1、活塞式發動機時期

早期液冷發動機居主導地位

很早以前，我們的祖先就幻想像鳥一樣在天空中自由飛翔，也曾作過各種嘗試，但是多半因為動力源問題未獲得解決而歸於失敗。最初曾有人把專門設計的蒸汽機裝到飛機上去試，但因為發動機太重，都沒有成功。到19世紀末，在內燃機開始用於汽車的同時，人們即聯想到把內燃機用到飛機上去作為飛機飛行的動力源，並着手這方面的試驗。

1903年，萊特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷發動機改裝之後，成功地用到他們的"飛行者一號"飛機上進行飛行試驗。這台發動機只發出8.95 kW的功率，重量卻有81 kg，功重比為0.11kW/daN。發動機通過兩根自行車上那樣的鏈條，帶動兩個直徑為2.6m的木製螺旋槳。首次飛行的留空時間只有12s,飛行距離為36.6m。但它是人類歷史上第一次有動力、載人、持續、穩定、可操作的重於空氣飛行器的成功飛行。

以後，在飛機用於戰爭目的的推動下，航空特別是在歐洲開始蓬勃發展，法國在當時處於領先地位。美國雖然發明了動力飛機並且製造了第一架軍用飛機，但在參戰時連一架可用的新式飛機都沒有。在前線的美國航空中隊的6287架飛機中有4791架是法國飛機，如裝備伊斯潘諾-西扎V型液冷發動機的"斯佩德"戰鬥機。這種發動機的功率已達130~220kW, 功重比為0.7kW/daN左右。飛機速度超過200km/h，升限6650m。

當時，飛機的飛行速度還比較小，氣冷發動機冷卻困難。為了冷卻，發動機裸露在外，阻力又較大。因此，大多數飛機特別是戰鬥機採用的是液冷式發動機。期間，1908年由法國塞甘兄弟發明旋轉汽缸氣冷星型發動機曾風行一時。這種曲軸固定而汽缸旋轉的發動機終因功率的增大受到限制，在固定汽缸的氣冷星型發動機的冷卻問題解決之後退出了歷史舞台。

兩次世界大戰之間的重要技術發明

在兩次世界大戰之間，在活塞式發動機領域出現幾項重要的發明：發動機整流罩既減小了飛機阻力，又解決了氣冷發動機的冷卻困難問題，甚至可以的設計兩排或四排汽缸的發動機，為增加功率創造了條件;廢氣渦輪增壓器提高了高空條件下的進氣壓力，改善了發動機的高空性能;變距螺旋槳可增加螺旋槳的效率和發動機的功率輸出;內充金屬鈉的冷卻排氣門解決了排氣門的過熱問題;向汽缸內噴水和甲醇的混合液可在短時內增加功率三分之一;高辛烷值燃料提高了燃油的抗爆性，使汽缸內燃燒前壓力由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。

從20世紀20年代中期開始，氣冷發動機發展迅速，但液冷發動機仍有一席之地在此期間，在整流罩解決了阻力和冷卻問題後，氣冷星型發動機由於有剛性大，重量輕，可靠性、維修性和生存性好，功率增長潛力大等優點而得到迅速發展,並開始在大型轟炸機、運輸機和對地攻擊機上取代液冷發動機。在20世紀20年代中期，美國萊特公司和普·惠公司先後發展出單排的"旋風"和"颶風"以及"黃蜂"和"大黃蜂"發動機，最大功率超過400kW，功重比超過1kW/daN。到第二次世界大戰爆發時，由於雙排氣冷星型發動機的研製成功，發動機功率已提高到600~820kW。此時，螺旋槳戰鬥機的飛行速度已超過500km/h，飛行高度達10000m。

在第二次世紀大戰期間，氣冷星型發動機繼續向大功率方向發展。其中比較著名的有普·惠公司的雙排"雙黃蜂"((R-2800)和四排"巨黃蜂"(R-4360)。前者在1939年7月1日定型，開始時功率為1230kW, 共發展出5個系列幾十個改型，最後功率達到2088kW，用於大量的軍民用飛機和直升機。單單為P-47戰鬥機就生產了24000台R-2800發動機，其中P-47 J的最大速度達805km/h。雖然有爭議，但據説這是第二次世界大戰中飛得最快的戰鬥機。這種發動機在航空史上佔有特殊的地位。在航空博物館或航空展覽會上，R-2800總是放置在中央位置。甚至有的航空史書上説，如果沒有R-2800發動機，在第二次世界大戰中盟國的取勝要困難得多。後者有四排28個汽缸，排量為71.5L，功率為2200~3000kW, 是世界上功率最大的活塞式發動機，用於一些大型轟炸機和運輸機。1941年，圍繞六台R-4360發動機設計的B-36轟炸機是少數推進是飛機之一，但未投入使用。

萊特公司的R-2600和R-3350發動機也是很有名的雙排氣冷星型發動機。前者在1939推出，功率為1120kW，用於第一架載買票旅客飛越大西洋的波音公司"快帆"314型四發水上飛機以及一些較小的魚雷機、轟炸機和攻擊機。後者在1941年投入使用，開始時功率為2088kW，主要用於著名的B-29"空中堡壘"戰略轟炸機。R-3350在戰後發展出一種重要改型--渦輪組合發動機。發動機的排氣驅動三個沿周向均布的廢氣渦輪，每個渦輪在最大狀態下可發出150kW的功率。這樣，R-3350的功率提高到2535kW，耗油率低達0.23kg/(kW·h)。1946年9月，裝兩台R-3350渦輪組合發動機的P2V1"海王星"飛機創造了18090km的空中不加油的飛行距離世界紀錄。液冷發動機與氣冷發動機之間的競爭在第二次世界大戰中仍在繼續。液冷發動機雖然有許多缺點，但它的迎風面積小，對高速戰鬥機特別有利。而且，戰鬥機的飛行高度高，受地面火力的威脅小，液冷發動機易損的弱點不突出。所以，它在許多戰鬥機上得到應用。例如，美國在這次大戰中生產量最大的5種戰鬥機中有4種採用液冷發動機。其中，值得一提的是英國羅-羅公司的梅林發動機。它在1935年11月在"颶風"戰鬥機上首次飛行時，功率達到708kW;1936年在"噴火"戰鬥機上飛行時，功率提高到783kW。

這兩種飛機都是第二次世界大戰期間有名的戰鬥機，速度分別達到624km/h和750km/h。梅林發動機的功率在戰爭末期達到1238kW，甚至創造過1491kW的紀錄。美國派克公司按專利生產了梅林發動機，用於改裝P-51"野馬"戰鬥機，使一種平常的飛機變成戰時最優秀的戰鬥機。"野馬"戰鬥機採用一種不常見的五葉螺旋槳，安裝梅林發動機後，最大速度達到760km/h，飛行高度為15000m。除具有當時最快的速度外，"野馬"戰鬥機的另一個突出的優點是有驚人的遠航能力，它可以把盟軍的轟炸機一直護送到柏林。到戰爭結束時，"野馬"戰鬥機在空戰中共擊落敵機4950架，居歐洲戰場的首位。而在遠東和太平洋戰場上，則是由於裝備了氣冷發動機的F6F"地獄貓"戰鬥機的參戰，才結束了日本"零"式戰鬥機的霸主地位。航空史學界把"野馬"飛機看作螺旋槳戰鬥機的頂峯之作。

在第二次世界大戰開始之後和戰後的最主要的技術進展有直接注油、渦輪組合發動機和低壓點火。

在兩次世界大戰的推動下，發動機的性能提高很快，單機功率從不到10 kW增加到2500 kW左右，功率重量比從0.11 kW/daN 提高到1.5 kW/daN左右，升功率從每升排量幾千瓦增加到四五十千瓦，耗油率從約0.50 kg/(kW·h)降低到0.23~0.27 kg/(kW·h)。翻修壽命從幾十小時延長到2000~3000h。到第二次世界大戰結束時，活塞式發動機已經發展得相當成熟，以它為動力的螺旋槳飛機的飛行速度從16km/h提高到近800 km/h，飛行高度達到15000 m。可以説，活塞式發動機已經達到其發展的頂峯。

噴氣時代的活塞式發動機

在第二次世界大戰結束後，由於渦輪噴氣發動機的發明而開創了噴氣時代，活塞式發動機逐步退出主要航空領域，但功率小於370 kW的水平對缸活塞式發動機發動機仍廣泛應用在輕型低速飛機和直升機上，如行政機、農林機、勘探機、體育運動機、私人飛機和各種無人機，旋轉活塞發動機在無人機上嶄露頭角，而且美國NASA還正在發展用航空煤油的新型二衝程柴油機供下一代小型通用飛機使用。

美國NASA已經實施了一項通用航空推進計劃，為未來安全舒適、操作簡便和價格低廉的通用輕型飛機提供動力技術。這種輕型飛機大致是4~6座的，飛行速度在365 km/h左右。一個方案是用渦輪風扇發動機，用它的飛機稍大，有6個座位，速度偏高。另一個方案是用狄塞爾循環活塞式發動機，用它的飛機有4個座位，速度偏低。對發動機的要求為： 功率為150 kW; 耗油率0.22 kg/(kW·h); 滿足未來的排放要求; 製造和維修成本降低一半。到2000年，該計劃已經進行了500h以上的發動機地面試驗，功率達到130 kW，耗油率0.23 kg/(kW·h)。

2、燃氣渦輪發動機時期

第二個時期從第二次世界大戰結束至今。60年來，航空燃氣渦輪發動機取代了活塞式發動機，開創了噴氣時代，居航空動力的主導地位。在技術發展的推動下(見表1)，渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機、槳扇發動機和渦輪軸發動機在不同時期在不同的飛行領域內發揮着各自的作用，使航空器性能跨上一個又一個新的台階。

渦噴/渦扇發動機

英國的惠特爾和德國的奧海因分別在1937年7月14日和1937年9月研製成功離心式渦輪噴氣發動機WU和HeS3B。前者推力為530daN，但1941年5月15日首次試飛的格羅斯特公司E28/39飛機裝的是其改進型W1B，推力為540daN，推重比2.20。後者推力為490daN，推重比1.38，於1939年8月27日率先裝在亨克爾公司的He-178飛機上試飛成功。這是世界上第一架試飛成功的噴氣式飛機，開創了噴氣推進新時代和航空事業的新紀元。

世界上第一台實用的渦輪噴氣發動機是德國的尤莫-004，1940年10月開始台架試車，1941年12月推力達到980daN，1942年7月18日裝在梅塞施米特Me-262飛機上試飛成功。自1944年9月至1945年5月，Me-262共擊落盟軍飛機613架，自己損失200架(包括非戰鬥損失)。英國的第一種實用渦輪噴氣發動機是1943年4月羅·羅公司推出的威蘭德，推力為755daN，推重比2.0。該發動機當年投入生產後即裝備"流星"戰鬥機，於1944年5月交給英國空軍使用。該機曾在英吉利海峽上空成功地攔截了德國的V-1導彈。

戰後，美、蘇、法通過買專利，或藉助從德國取得的資料和人員，陸續發展了本國第一代渦輪噴氣發動機。其中，美國通用電氣公司的J47軸流式渦噴發動機和蘇聯克里莫夫設計局的RD-45離心式渦噴發動機的推力都在2650daN左右，推重比為2~3，它們分別在1949年和1948年裝在F-86和米格-15戰鬥機上服役。這兩種飛機在朝鮮戰爭期間展開了你死我活的空戰。 20世紀50年代初，加力燃燒室的採用使發動機在短時間內能夠大幅度提高推力，為飛機突破聲障提供足夠的推力。典型的發動機有美國的J57和蘇聯的RD-9B，它們的加力推力分別為7000daN和3250daN，推重比各為3.5和4.5。它們分別裝在超聲速的單發F-100和雙發米格-19戰鬥機上。

在50年代末和60年代初，各國研製了適合M2以上飛機的一批渦噴發動機，如J79、J75、埃汶、奧林帕斯、阿塔9C、R-11和R-13，推重比已達5~6。在60年代中期還發展出用於M3一級飛機的'J58和R-31渦噴發動機。到70年代初，用於"協和"超聲速客機的奧林帕斯593渦噴發動機定型，最大推力達到17000daN。從此再沒有重要的渦噴發動機問世。

渦扇發動機的發展源於第二次世界大戰。世界上第一台運轉的渦輪風扇發動機是德國戴姆勒-奔馳研製的DB670(或109-007)，於1943年4月在實驗台上達到840千克推力，但因技術困難及戰爭原因沒能獲得進一步發展。世界上第一種批量生產的渦扇發動機是1959年定型的英國康維，推力為5730daN，用於VC-10、DC-8和波音707客機。涵道比有0.3和0.6兩種，耗油率比同時期的渦噴發動機低10%~20%。1960年，美國在JT3C渦噴發動機的基礎上改型研製成功JT3D渦扇發動機，推力超過7700daN，涵道比1.4，用於波音707和DC-8客機以及軍用運輸機。

以後，渦扇發動機向低涵道比的軍用加力發動機和高涵道比的民用發動機的兩個方向發展。在低涵道比軍用加力渦扇發動機方面，20世紀60年代，英、美在民用渦扇發動機的基礎上研製出斯貝-MK202和TF30，分別用於英國購買的"鬼怪"F-4M/K戰鬥機和美國的F111(後又用於F-14戰鬥機)。它們的推重比與同時期的渦噴發動機差不多，但中間耗油率低，使飛機航程大大增加。在70~80年代，各國研製出推重比8一級的渦扇發動機，如美國的F!00、F404、F110，西歐三國的RB199，前蘇聯的RD-33和AL-31F。它們裝備目前在一線的第三戰鬥機，如F-15、F-16、F-18、"狂風"、米格-29和蘇-27。目前，推重比10一級的渦扇發動機已研製成功，即將投入服役。它們包括美國的F-22/F119、西歐的EFA2000/EJ200和法國的"陣風"/M88。其中，F-22/F119具有第-四-代戰鬥機代表性特徵--超聲速巡航、短距起落、超機動性和隱身能力。超聲速垂直起飛短距着陸的JSF動力裝置F136正在研製之中，預計將於2010~2015年投入服役。

自20世紀70年代第一代推力在20000daN以上的高涵道比(4~6)渦扇發動機投入使用以來，開創了大型寬體客機的新時代。後來，又發展出推力小於20000daN的不同推力級的高涵道比渦扇發動機，廣泛用於各種幹線和支線客機。10000~15000daN推力級的CFM56系列已生產13000多台，並創造了機上壽命超過30000h的記錄。民用渦扇發動機依然投入使用以來，已使巡航耗油率降低一半，噪聲下降20dB, CO、UHC、NOX分別減少70%、90%、45%。90年代中期裝備波音777投入使用的第二代高涵道比(6~9)渦扇發動機的推力超過35000daN。其中，通用電氣公司GE90-115B在2003年2月創造了56900daN的發動機推力世界紀錄。目前，普·惠公司正在研製新一代渦扇發動機PW8000，這種齒輪傳動渦扇發動機，推力為11 000~16 000daN，涵道比11，耗油率下降9%。

渦槳/渦軸發動機

第一台渦輪螺旋槳發動機為匈牙利於1937年設計、1940年試運轉的 Jendrassik Cs-1。該機原計劃用於本國Varga RMI-1 X/H型雙引擎偵察/轟炸機但該機項目被取消。1942年，英國開始研製本國第一台渦槳發動機羅爾斯-羅伊斯 RB.50 Trent。該機於1944年6月首次運轉，經過633小時試車後於1945年9月20日安裝在一台格羅斯特“流星”戰鬥機上，並做了298小時飛行實驗。以後，英國、美國和前蘇聯陸續研製出多種渦槳發動機，如達特、T56、AI-20和AI-24。這些渦槳發動機的耗油率低，起飛推力大，裝備了一些重要的運輸機和轟炸機。美國在1956年服役的渦槳發動機T56/501，裝於C-130運輸機、P3-C偵察機和E-2C預警機。它的功率範圍為2580～4414 kW ，有多個軍民用系列，已生產了17000多台，出口到50多個國家和地區，是世界上生產數量最多的渦槳發動機之一，至今還在生產。前蘇聯的HK-12M的最達功率達11000kW,用於圖-95"熊"式轟炸機、安-22軍用運輸機和圖-114民用運輸機。終因螺旋槳在吸收功率、尺寸和飛行速度方面的限制，在大型飛機上渦輪螺旋槳發動機逐步被渦輪風扇發動機所取代，但在中小型運輸機和通用飛機上仍有一席之地。其中加拿大普·惠公司的PT6A發動機是典型代表，40年來，這個功率範圍為350~1100kW的發動機系列已發展出30多個改型，用於144個國家的近百種飛機，共生產了30000多台。美國在90年代在T56和T406的基礎上研製出新一代高速支線飛機用的AE2100是當前最先進的渦槳發動機，功率範圍為2983～5966 kW，其起飛耗油率特低，為0.249 kg/(kW·h)。

最近西歐四國決定為歐洲中型軍用運輸機A400M研製TP400渦槳發動機。該發動機以法國的M88的核心機為基礎，功率為7460kW,計劃於2008年定型。

在20世紀80年代後期，掀起了一陣性能上介於渦槳發動機和渦扇發動機之間的槳扇發動機熱。一些著名的發動機公司都在不同程度上進行了預計和試驗，其中通用電氣公司的無涵道風扇(UDF)GE36曾進行了飛行試驗。由於種種原因，只有俄羅斯和烏克蘭的安-70/D-27進入工程研製並計劃批生產裝備部隊。但因飛機技術老化、發動機噪聲不符合歐洲標準和試驗中發生的問題較多，最近俄烏雙方作出放棄裝備該機的決定。

從1950年法國透博梅卡公司研製出206 kW的阿都斯特Ⅰ型渦軸發動機並裝備美國的S52-5直升機上首飛成功以後，渦輪軸發動機在直升機領域逐步取代活塞式發動機而成為最主要的動力形式。半個世紀以來，渦軸發動機已成功低發展出四代，功重比已從2kW/daN提高到6.8~7.1 kW/daN。第三代渦軸發動機是20世紀70年代設計，80年代投產的產品。主要代表機型有馬基拉、T700-GE-701A和TV3-117VM，裝備AS322"超美洲豹"、UH-60A、AH-64A、米-24和卡-52。第-四-代渦軸發動機是20世紀80年代末90年代初開始研製的新一代發動機,代表機型有英、法聯合研製的RTM322、美國的T800-LHT-800、德法英聯合研製的MTR390和俄羅斯的TVD1500，用於NH-90、EH-101、WAH-64、RAH-66"科曼奇"、PAH-2/HAP/HAC"虎"和卡-52。世界上最大的渦輪軸發動機是烏克蘭的D-136，起飛功率為7500 kW,裝兩台發動機的米-26直升機可運載20 t的貨物。以T406渦輪軸發動機為動力的傾轉旋翼機V-22突破常規旋翼機400 km/h的飛行速度上限，一下子提高到638 km/h。

目前，美國正準備利陸軍計劃利用高性能渦輪發動機技術(IHPTET)計劃第一階段和第二階段的成果發展用於UH-60A"黑鷹"/AH-64A"阿帕奇"改進型的動力--共用發動機項目(CEP)。CEP的目標是耗油率減少25~30%，功重比提高60%，採購成本和維護成本最小減少20%，使直升機的航程增加60%或載荷增加70%，同時減少後勤服務和維護的負擔。CEP項目的生產型發動機的功率限制在2240kW 。

為滿足未來運輸旋翼機(FTR)的動力需求，2004財年將開始一個利用IHPTET第二階段和第三階段技術的發動機驗證計劃。這種發動機的功率為7460kW，其工程和製造研製(EMD)將於2008到2010財年進行。預計FTR與現在的重型運輸直升機相比,可使航程增加三倍，或載荷增加一倍。

航空燃氣渦輪發動機問世以後的60年來在技術上取得的重大進步可用下列數字表明：

服役的戰鬥機發動機推重比從2提高到7~9，已經定型並即將投入使用的達9~10。民用大涵道比渦扇發動機的最大推力已超過50000 daN，巡航耗油率從50年代渦噴發動機1.0 kg/(daN·h)下降到0.55 kg/(daN·h), 噪聲已下降20dB，CO、UHC和NOx分別下降70%、90%和45%。

服役的直升機用渦軸發動機的功重比從2kW/daN提高到4.6~6.1 kW/daN，已經定型並即將投入使用的達6.8~7.1 kW/daN。

發動機可靠性和耐久性倍增，軍用發動機空中停車率一般為0.2~0.4/1 000發動機飛行小時，民用發動機為0.002~0.02/1 000發動機飛行小時。戰鬥機發動機整機定型要求通過4300~6000TAC循環試驗，相當於平時使用10多年，熱端零件壽命達到2 000h;民用發動機熱端部件壽命，為7000~10000 h，整機的機上壽命達到15000~20 000 h，也相當使用10年左右。

綜述

總之，60年來航空渦輪發動機已經發展得相當成熟，為各種航空器的發展作出了重要貢獻，其中包M3一級的戰鬥/偵察機，具有超聲速巡航、隱身、短距起落和超機動能力的戰鬥機、亞聲速垂直起落戰鬥機、滿足180min 雙發乾線客機延長航程(ETOPS)要求的寬體客機、有效載重大20t的巨型直升機和速度超過600km/h的傾轉旋翼機。同時，還為各種航空改型輕型地面燃氣輪機打下基矗

　　超音速飛機發展歷程

“整個世界都變安靜了”

第二次世界大戰後期，戰鬥機的最大速度，已超過每小時700公里。要進一步提高速度，就碰到所謂“音障”問題。

聲音在空氣中傳播的速度，受空氣温度的影響，數值是有變化的。飛行高度不同，大氣温度會隨着高度而變化，因此當地音速也不同。在國際標準大氣情況下，海平面音速為每小時1227.6公里，在l1000米的高空，是每小時1065.6公

裏。時速700多公里的飛機，迎面氣流在流過機體表面的時候，由於表面各處的形狀不同，局部時速可能出700公里大得多。當飛機再飛快一些，局部氣流的速度可能就達到音速，產生局部激波，從而使氣動阻力劇增。這種“音障”，曾使高速戰鬥機飛行員們深感迷惑。每當他們的飛機接近音速時，飛機操縱上都產生奇特的反應，處置不當就會機毀人亡。第二次世界大戰後期，英國的“噴火”式戰鬥機和美國的“雷電”式戰鬥機，在接近音速的高速飛行時，最早感覺到空氣的壓縮性效應。也就是説，在高速飛行的飛機前部。由於局部激波的產生，空氣受到壓縮，阻力急劇增加。“噴火”式飛機用最大功率俯衝時，速度可達音速的十分之九。這樣快的速度，已足以使飛機感受到空

氣的壓縮效應。 為了更好地表達飛行速度接近或超過當地音速的程度，科學家採用了一個反映飛行速度的重要參數:馬赫數。它是飛行速度與當地音速的比值，簡稱M數。M數是以奧地利物理學家伊·馬赫的姓氏命名的。馬赫曾在19世紀末期進行過槍彈彈丸的超音速實驗，最早發現擾動源在超音速氣流中產生的波陣面，即馬赫波的存在。M數小於1，表示飛行速度小於音速，是亞音速飛行;M數等於1，表示飛行速度與音速相等;M數大於1，表示飛行速度大於音速，是超音速飛行。

第二次世界大戰後期，飛行速度達到了650-750公里/小時的戰升機，已經接近活塞式飛機飛行速度的極限。例如美國的P-5lD“野馬”式戰鬥機，最大速度每小時765公里，大概是用螺旋槳推進的活塞式戰升機中，飛得最快的了。若要進一步提高飛行速度，必須增加發動機推力但是活塞式發動機已經無能為力。航空科學家們認識到，要向音速衝擊，必須使用全的航空發動機，也就是噴氣式發動機。

二戰末期，德國研製成功Me-163和 Me-262新型戰鬥機，投入了蘇德前線作戰。這兩種都是當時一般人從未見過的噴氣式戰鬥機，具有後掠形機翼。前者裝有1台液體燃料火箭發動機，速度為933公里/小時;後者裝2台渦輪噴氣發動機，最大速度870公里/小時，是世界上第一種實戰噴氣式戰鬥機。它們的速度雖然顯著超過對手的活塞式戰鬥機，但是由於數量稀少，又不夠靈活，它們的參戰，對挽救法西斯德國失敗的命運，實際上沒有起什麼作用。

德國噴氣式飛機的出現，促使前反法西斯各國加快了研製本國噴氣式戰鬥機的步伐。英國的“流星”式戰鬥機很快也飛上藍天，蘇聯的著名飛機設計局，例如米高揚、拉沃奇金、蘇霍伊和雅科夫列夫等飛機設計局，都相繼着手研製能與德國新式戰鬥機相匹敵的飛機。

米高揚設計局研製出了伊-250試驗型高速戰鬥機，它採用複合動力裝置，由一台活塞式發動機和一台衝壓噴氣發動機組成。在高度7000米時，這種發動機產生的總功率為2800馬力，可使飛行速度達到825公里/小時。1945年3月3日，試飛員傑耶夫駕駛伊-250完成了首飛。伊250在蘇聯戰鬥機中，是飛行速度率先達到825公里/小時的第一種飛機。它進行小批量生產。

蘇霍伊設計局研製出蘇-5試驗型截擊機，也採用了複合動力裝置。1945年4月，蘇-5速度達到800公里/小時。另一種型號蘇-7，除活塞式發動機外，還加裝了液體火箭加速器(推力300公斤)，可短時間提高飛行速度。拉沃奇金和雅科夫列夫設計的戰鬥機，也安裝了液體火箭加速器，但是，用液體火箭加速器來提高飛行速度的辦法並不可靠，其燃料和氧化劑僅夠使用幾分鐘;而且具有腐蝕性的硝酸氧化劑，使用起來也十分麻煩，甚至會發生髮動機爆炸事故。試飛員拉斯托爾古耶夫，就在一次火箭助推加速器爆炸事故中以身殉職。在這種情況下，蘇聯航空界中止了液體火箭加速器在飛機上的使用，全力發展渦輪噴氣發動機。

渦輪噴氣發動機的研製成功，衝破了活塞式發動機和螺旋漿給飛機速度帶來的限制。不過，儘管有了新型的動力裝置，在向音速邁進的道路上，也是障礙重重。當時，人們在實踐中發現，在飛行速度達到音速的十分之九，即馬赫數O.9空中時速約950公里時，出現的局部激波會使阻力迅速增大。要進一步提高速度，就需要發動機有更大的推力。更嚴重的是，激波能使流經機翼和機身表面的氣流，變得非常紊亂，從而使飛機劇烈抖動，操縱十分困難。同時，機翼會下沉、機頭往下栽;如果這時飛機正在爬升，機身會突然自動上仰。這些討厭的症狀，都可能導致飛機墜毀。

空氣動力學家和飛機設計師們密切合作。進行了一系列飛行試驗，結果表明:要進一步提高飛行速度，飛機必須採用新的空氣動力外形，例如後掠形機翼要設法減薄。前蘇聯中央茹科夫斯基流體動力研究所的專家們，曾對後掠翼和後掠翼飛機的配置型式，進行了大量的理論研究和風洞試驗。由奧斯托斯拉夫斯基領導進行的試驗中，曾用飛機在高空投放裝有固體火箭加速器的模型小飛機。模型從飛機上投下後，在滑翔下落過程中，火箭加速器點火，使模型飛機的速度超過音速。專家們據此探索超音速飛行的規律性。蘇聯飛行研究所還進行了一系列研究，瞭解在空氣可壓縮性和氣動彈性作用增大下，高速飛機所具有的空氣動力特性。這些基礎研究，對超音速飛機的誕生，都起到了重要作用。

美國對超音速飛機的研究，主要集中在貝爾X-1型“空中火箭”式超音速火箭動力研究機上。研製X-l最初的意圖，是想製造出一架飛行速度略微超過音速的飛機。X-l飛機的翼型很薄，沒有後掠角。它採用液體火箭發動機做動力。由於飛機上所能攜帶的火箭燃料數量有限，火箭發動機工作的時間很短，因此不能用X-1自己的動力從跑道上起飛，而需要把它掛在一架B-29型“超級堡壘”重型轟炸機的機身下，升入天空。

飛行員在升空之前.已經在X-l的座艙內坐好。轟炸機飛到高空後，象投炸彈那樣，把X-l投放開去。X-l離開轟炸機後，在滑翔飛行中，再開動自己的火箭發動機加速飛行。X-1進行第一次空中投放試驗，是在1946年1月19日;而首次在空中開動其火箭動力試飛，則要等到當年12月9日才進行，使用的是X-l的2號原型機。

又過了大約一年，X-l的首次超音速飛行才獲得成功。完成人類航空史上這項創舉的，是美國空軍的試飛員查爾斯.耶格爾上尉。他是在1947年10月14日完成的。24歲的查爾斯·耶格爾從此成為世界上第一個飛得比聲音更快的人，使他的名字載入航空史冊。那是一次很艱難的飛行。耶格爾駕駛X-l在12800米的高空，使飛行速度達到1078公里/小時，相當於M1.015。

在人類首次突破“音障”之後，研製超音速飛機的進展就加快了。美國空軍和海軍在競創速度記錄方面展開了競爭。1951年8月7日，美國海軍的道格拉斯 D.558-II型“空中火箭”式研究機的速度，達到M1.88。有趣的是，X-l型和D.558-II型，都被稱為“空中火箭”。 D.558-II也是以火箭發動機為動力，由試飛員威廉·布里奇曼駕駛。8天之後，布里奇曼駕駛這架研究機，飛達22721米的高度，使他成為當時不但飛得最快，而且飛得最高的人。接着，在1953年，“空中火箭”的飛行速度，又超過了M2.0，約合2172公里/小時。人們通過理論研究和一系列研究機的飛行實踐，包括付出了血的代價，終於掌握了超音速飛行的規律。高速飛行研究的成果，首先被用於軍事上，各國競相研製超音速戰鬥機。1954年，前蘇聯的米格-19和美國的F-100“超佩刀”問世，這是兩架最先服役的僅依靠本身噴氣發動機即可在平飛中超過音速的戰鬥機;很快，1958年F-104和米格-21又將這一記錄提高到了M2.0。儘管這些數據都是在飛機高空中加力全開的短時間才能達到，但人們對追求這一瞬間的輝煌還是樂此不疲。將“高空高速”這一情結髮揮到極致的是兩種“雙三”飛機，米格-25和SR-71，它們的升限高達30000米，最大速度則達到了驚人的M3.0，已經接近了噴氣式發動機的極限。隨着近年來實戰得到的經驗，“高空高速”並不適用，這股熱潮才逐漸冷卻。

超音速飛機的機體結構，同亞音速飛機相當不同:機翼必須薄得多;關鍵因素是寬高比，即機翼厚度與翼弦的比率。以亞音速的活塞式飛機來説，轟炸機的寬高比為17%，殲擊機是14%;但對超音速飛機來説，厚弦比就很難超過5%，即機翼厚度只有翼弦的二十分之一或更小，機翼的最大厚度可能只有十幾個釐米。超音速飛機的翼展(即機翼兩端的使離)不能太大，而是趨向於較寬較短，翼弦增大。設計師們想出的辦法之一，是將機翼做成三角形，前緣的後掠角較大，翼根很長，從機頭到機尾同機身相接(如幻影-2000)。另一個辦法，把超音速機翼做得又薄又短，可以不用後掠角(如F-104)。

由上可以知道，根據一架飛機的外形，我們就基本上可以判斷出它是超音速還是亞音速的飛機了。飛行器在速度達到音速左右時，會有一股強大的阻力，使飛行器產生強烈的振盪，速度衰減。這一現象被俗稱為音障。當飛行器突破這一障礙後，整個世界都安靜了，一切聲音全被拋在了身後!那個白的東西，就是在突破音障的一瞬間，由於空氣氣流的不均衡攪動產生的，一般情況下是看不到的，所以才珍貴。

　　飛機發動機常見分類

飛行器發動機常見的分類原則有兩種：按空氣是否參加發動機工作和發動機產生推進動力的原理。按發動機是否須空氣參加工作，飛行器發動機可分為兩類，大約如下所示：

吸空氣發動機簡稱吸氣式發動機，它必須吸進空氣作為燃料的氧化劑(助燃劑)，所以不能到稠密大氣層之外的空間工作，只能作為航空器的發動機。一般所説的航空發動機即指這類發動機。如根據吸氣式發動機工作原理的不同，吸氣式發動機又分為活塞式發動機、燃氣渦輪發動機、衝壓噴氣式發動機和脈動噴氣式發動機等。

火箭噴氣式發動機是一種不依賴空氣工作的發動機，航天器由於需要飛到大氣層外，所以必須安裝這種發動機。它也可用作航空器的助推動力。按形成噴氣流動能的能源不同，火箭發動機又分為化學火箭發動機、電火箭發動機和核火箭發動機等。

按產生推進動力的原理不同，飛行器的發動機又可分為直接反作用力發動機、間接反作用力發動機兩類。直接反作用力發動機是利用向後噴射高速氣流，產生向前的反作用力來推進飛行器。直接反作用力發動機又叫噴氣式發動機，這類發動機有渦輪噴氣發動機、衝壓噴氣式發動機，脈動噴氣式發動機，火箭噴氣式發動機等。

間接反作用力發動機是由發動機帶動飛機的螺旋槳、直升機的旋翼旋轉對空氣作功，使空氣加速向後(向下)流動時，空氣對螺旋槳(旋翼)產生反作用力來推進飛行器。這類發動機有活塞式發動機、渦輪螺旋槳發動機、渦輪軸發動機、渦輪螺旋槳風扇發動機等。而渦輪風扇發動機則既有直接反作用力，也有間接反作用力，但常將其劃歸直接反作用力發動機一類，所以也稱其為渦輪風扇噴氣發動機。