2015年12月7日，美國(guó)《航空周刊》刊文介紹了近現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的百年成長(zhǎng)歷程和幾個(gè)意義重大、標(biāo)志性的里程碑。

旋轉(zhuǎn)汽缸星式發(fā)動(dòng)機(jī)

早期發(fā)動(dòng)機(jī)制造商設(shè)計(jì)的一種發(fā)動(dòng)機(jī)為曲軸固定在飛機(jī)機(jī)身，而整個(gè)曲軸箱和氣缸旋轉(zhuǎn)，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供足夠冷卻空氣的結(jié)構(gòu)形式，從而不必為發(fā)動(dòng)機(jī)配裝散熱器，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量。這一概念率先由法國(guó)汽車工程師Louis和Laurent Seguin開(kāi)拓，他們于1905年在巴黎附近的熱訥維耶創(chuàng)立了“侏儒汽車公司”(Société des Moteurs Gnome)，接著在1912年與“羅納汽車公司”(Société des Moteurs Le Rhôn)合并為“侏儒和羅納”旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)公司，其所產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)在第一次世界大戰(zhàn)期間為盟軍和德軍飛機(jī)普遍使用。

變距螺旋槳

為了在飛行中能有更好的爬升性能和更高的發(fā)動(dòng)機(jī)效率，就要改變螺旋槳槳距。漢密爾頓標(biāo)準(zhǔn)公司(Hamilton Standard)開(kāi)發(fā)了第一個(gè)實(shí)用的在飛行中改變?nèi)~片角度的系統(tǒng);在1933年被安裝到道格拉斯DC-1飛機(jī)上用于商業(yè)服務(wù)。進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)生了電液伺服的變距系統(tǒng)，并最終發(fā)展出了恒定轉(zhuǎn)速可調(diào)槳距的螺旋槳，隨速度的增加調(diào)速器會(huì)自動(dòng)增加槳距。該系統(tǒng)的主要組成部分是：1)調(diào)速器；2)槳葉插腳；3)輔助滑油連接件；4)調(diào)速器驅(qū)動(dòng)；5)蜘蛛臂；6)調(diào)速器油路；7)槳葉到桶殼間油封；8)凸輪軸；9)凸輪滾子；10)止推軸承組件；11)整流罩插頭；12)整流罩殼體；13)活塞；14)分配器閥門；15)凸輪軸承；16)靜止凸輪；17)旋轉(zhuǎn)凸輪；18)槳葉齒輪區(qū)段；19)前半桶殼；20)后半桶殼；21)螺旋槳減速齒輪；22)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)頭部分。

渦輪增壓器

一戰(zhàn)快結(jié)束時(shí)研究人員發(fā)現(xiàn)，在海平面空氣在被吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)之前，通常經(jīng)離心式壓氣機(jī)進(jìn)行預(yù)壓縮后，能夠顯著提高活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。該系統(tǒng)還被用于補(bǔ)償隨高度增加而減少的空氣密度，從而防止飛機(jī)爬升過(guò)程中功率的下降。早期的“自由女神”(Liberty)發(fā)動(dòng)機(jī)就配裝有基本的渦輪增壓器，在1918年通用電氣(GE)公司Sanford Moss領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)小組測(cè)試過(guò)類似的渦輪增壓器。

液冷動(dòng)力裝置

為了追求更低的阻力和更高的飛行速度，一些活塞發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸被布置成一排，而不是沿徑向安排。然而面對(duì)冷卻空氣的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)師選擇采用液體冷卻系統(tǒng)。20世紀(jì)40年代，強(qiáng)大的液冷活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展達(dá)到了頂峰，英國(guó)羅羅公司的“灰背隼”(Merlin，或稱默林)發(fā)動(dòng)機(jī)在二戰(zhàn)期間生產(chǎn)了數(shù)千臺(tái)，作為戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)和運(yùn)輸機(jī)的動(dòng)力。

終極活塞發(fā)動(dòng)機(jī)

活塞的功率最終達(dá)到了頂點(diǎn)，如普惠公司2800馬力的R-2800“雙黃蜂”(Double Wasp)和3500馬力的R-4360“黃蜂長(zhǎng)”(Wasp Major)發(fā)動(dòng)機(jī)。寇蒂斯•萊特公司開(kāi)發(fā)的18缸2200馬力的R-3350雙工旋流和帶3個(gè)GE渦輪增壓器的3700馬力的渦輪復(fù)合機(jī)型。作為最后的、也是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的量產(chǎn)活塞式客機(jī)，道格拉斯的DC-7C和洛克希德“超級(jí)星座”(Super Constellation)的動(dòng)力，萊特渦輪復(fù)合型發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是萊特第一臺(tái)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的280倍。

雙轉(zhuǎn)子渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)

第二次世界大戰(zhàn)后，普惠公司研制出第一臺(tái)雙轉(zhuǎn)子(或稱雙軸)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，具有兩套壓氣機(jī)和渦輪，在同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)中同心安裝。由此產(chǎn)生的J57成為那個(gè)時(shí)代的黃金標(biāo)準(zhǔn)，成為各式美國(guó)軍用飛機(jī)的動(dòng)力，從波音公司的B-52和KC-135到麥克唐納公司(McDonnell)的F-101，康維爾公司(Convair)的F-102和各種海軍飛機(jī)，包括道格拉斯公司(Douglas)的F4D和F5D。J57也使北美YF-100飛機(jī)在1953年，成為第一個(gè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)超聲速飛行的戰(zhàn)斗機(jī)。普惠還向民用市場(chǎng)提供J57的民用衍生型JT3發(fā)動(dòng)機(jī)，成為第一代波音707和道格拉斯DC-8系列飛機(jī)的動(dòng)力。一臺(tái)英國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)，布里斯托爾(后來(lái)是羅爾斯•羅伊斯公司)的奧林巴斯發(fā)動(dòng)機(jī)也是雙轉(zhuǎn)子構(gòu)造，繼在1950年最初運(yùn)轉(zhuǎn)后，為“火神”(Vulcan)轟炸機(jī)提供動(dòng)力，并且與斯奈克瑪公司合作，作為英法協(xié)和式超音速運(yùn)輸機(jī)的動(dòng)力。