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喷气式飞机(jet aircraft)
中广网    2008-12-09   [打印本页] [字号   ] [关闭]
    喷气式飞机(jet aircraft) 以喷气发动机作动力装置,利用发动机喷射的高速气流直接产生反作用推力的飞机。按采用的喷气式发动机类型,分为涡轮喷气发动机飞机、冲压喷气发动机飞机、火箭发动机飞机和组合动力装置飞机。现代喷气式飞机大多属于涡轮喷气飞机,是以涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机为动力的飞机。其他各类喷气飞机仅少量用作靶机、无人驾驶飞机、试验机及研究机。

    简史 20世纪30年代初期,英国人F.惠特尔应用喷气推进技术获得发明喷气发动机的专利。1931年,英国惠特尔公司研制出一种名为“流星”的喷气式飞机。1937年,德国梅塞施米特飞机公司试飞过编号He-178的装有喷气发动机的飞机。1945年,德国为了挽救败局,把一批技术并不成熟的Me-262喷气式战斗机投入战场,但未及发挥作用便战败。美国利用英国的J33-A型发动机,研制成F-80喷气式战斗机,最大速度达935千米/时,成为第二次世界大战后第一批大量装备部队的喷气式战斗机。随后,苏联也仿照缴获德国的“尤模”和BMW-003喷气式发动机,研制出雅克-15和米格-9喷气式歼击机。

    1948~1950年,美国和苏联利用从德国缴获的后掠翼飞机资料,分别研制出后掠翼喷气式战斗机F-86和米格-15。后掠翼降低了飞机的阻力,使这种飞机的最大速度达到1 080千米/时。20世纪50年代初期,研制出第一代超音速战斗机,代表机型有美国的F-100和苏联的米格-19。50年代中、后期,出现了2倍音速的第二代超音速喷气式战斗机,较著名的有美国的F-104和苏联的米格-21。60年代中期,出现了3倍音速的超音速喷气式侦察机和战斗机,如美国的SR-71和苏联的米格-25。70年代,主动控制技术和涡轮风扇发动机的应用,出现了高机动性的第三代超音速战斗机。同时,可载300~500名乘客的宽机体喷气式客机开始成为国际航线上运输机的主力。80年代,隐身技术的应用,出现了高亚音速喷气式隐身攻击机和隐身轰炸机。90年代末,超音速空气动力学理论和飞机隐身技术的进步,以及推重比10一级的航空发动机的应用,具有超音速巡航能力及隐身能力的第四代喷气式战斗机F/A-22已批量生产。

   特点 喷气式飞机具有以下特点:①动力装置特点。飞机所需的推进功率按速度的三次方增长,接近音速时需用功率的增长还要快。喷气式飞机的巨大推进功率和在高速飞行时的推进效率使它成为高速飞行,特别是超音速飞行的理想航空器。涡轮风扇发动机具有推力大,燃油消耗率低,经济性好的优点。装有大推重比的加力涡轮风扇发动机的飞机,成为现代高性能的第三代战斗机及高速远程轰炸机、运输机的主要机种。火箭发动机飞机装火箭发动机,自带燃料和助燃剂,在空气稀薄的大气层顶端仍可飞行。由于喷流速度极高,只有在高空以5倍以上音速飞行才是经济的。冲压发动机喷气式飞机不能自行起飞,其发展受到限制,可采用涡轮和冲压发动机的组合动力装置克服这一缺点。

    ②外形特点。早期的喷气式飞机多为后掠翼飞机,这是因为后掠翼飞机能提高飞机的临界马赫数,推迟激波的产生,减小波阻。后掠翼飞机的机翼后掠角,随飞机的飞行最大马赫数增大而增大。苏联的米格-15最大马赫数0.87,其机翼后掠角35°;米格-17最大马赫数0.96,其机翼后掠角45°;米格-19飞机最大马赫数1.35,其机翼后掠角55°。20世纪50年代末至60年代初,喷气式飞机的机翼出现多种形式,有三角翼(如米格-21)、小展弦比平直翼(如F-104)。60年代至70年代,为了解决高速飞行和低速飞行之间的矛盾(高速飞行需要大的机翼后掠角,低速飞行则需要小的机翼后掠角或平直机翼),出现了变后掠翼飞机。70年代以后,为满足第三代战斗机提高格斗能力的要求,又研究出边条机翼,同时应用了机动襟翼、翼身融合及近距耦合鸭式布局等先进外形和气动布局。如美国的F-15、F-16和俄罗斯的米格-29、苏-27等。在第四代战斗机中,外形又有改进,不仅符合高性能要求,又考虑隐身要求。变弯度机翼和主动控制技术中的直接力控制等先进技术,也将投入使用。还出现前掠翼喷气式飞机。

    应用 喷气式飞机因高速飞行时优异的超音速性能,在军用和民用航空中得到广泛应用。超音速歼击机和轰炸机都是喷气式飞机。航程远、装载量大的高亚音速军用运输机,也多是喷气式飞机。第四代战斗机也是喷气式飞机。涡轮喷气发动机的巨大功率和较轻的重量,可增加飞机的载重量。C-5A运输机质量为348吨,最大载重量可达117吨。在超音速歼击机上,多采用1台或2台带加力燃烧室的涡轮风扇发动机,装在机身尾部。军用教练机、预警机、空中加油机也多是喷气式飞机。在民用方面,喷气式飞机首先用于远程航线,以后又用于中、短程航线。特别是在要求快速、舒适的公务机中,喷气式飞机的数量增长很快。喷气式客机除载重量大、速度快、经济性好和安全可靠外,其飞行高度高(高空气流平稳)、发动机振动小,也更易于创造舒适的环境。火箭发动机飞机的应用仅限于科学研究领域,例如高超音速飞行研究。

来源:《中国空军百科全书》    责编:吴菁      
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