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2021年1月
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《航空发动机的故事：飞翔的动力是怎样产生的》
作者：中国航发商发 编著
版次：2020年6月第1版
页数：260
定价：80.00元
飞向天空
仰望群鸟高飞，自古以来，人们就憧憬自己什么时候也能有一双翅膀。在一些神话与史籍中，由此出现了人类借助外物飞翔的记载。
直到五百多年前的文艺复兴时期，被后世公认为“航空科学研究先驱之一”的意大利艺术家达·芬奇，设计和制作了扑翼机尝试飞行。但由于人的肌肉力量有限，这种飞机因动力不足而没有成功。
法国的蒙哥尔费兄弟于1783年用麻布和纸制造出直径达10米的热气球，其原理是将热空气装进一个基本封闭的空间来产生升力。由于热空气密度小于气球外部的空气密度，会产生向上的浮力，这样就可以带着吊篮升向天空。通过调节炉中火势的强弱，可以使浮力大小产生变化，从而实现热气球的上升、下降或悬停。
然而，热气球却有一个致命的缺点—不易控制飞行方向，这直接影响了它的广泛应用。人们想要的是自由飞翔，绝不是随风飘荡，因此，热气球很难成为有效的点对点交通工具。
针对热气球不易控制方向的缺点，人们发明了各种安装在热气球上的水平推进装置，于是诞生了实用性较高的飞艇。早期的飞艇依靠人力驱动螺旋桨向前推进，但很快就发展到使用机械动力推进，1852年，法国人亨利·吉法尔首次用一台3马力（1马力约等于735瓦特）的蒸汽机来驱动一副三叶螺旋桨，实现了动力飞艇的飞行。飞艇载货量大、成本低、便于控制方向，是一种很好的空中交通工具。不过，它的飞行阻力很大，阻碍了飞行速度的提升。
热气球与飞艇让许多人认为，只有平均密度小于空气的物体才能升空，但飞机的出现完全颠覆了先前的常识。几百吨重的飞机如何凭借单薄的“翅膀”飞起来呢？与硕大的身躯相比，飞机的机翼确实显得过于短小。以善于滑翔的信天翁为例，其翼展约3米，体重约9千克。而波音747客机机翼的翼展约65米，最大起飞重量达400吨。也就是说，747客机的翼展大约是信天翁的20倍，而起飞重量却超过信天翁4.4万倍。
飞机的奥秘在于有效利用了空气流动的两种性质。其一，从机翼前缘分开流经上表面和下表面的气流，上表面气流的速度大于下表面。其二，空气流动速度快的地方压力小，速度慢的地方压力大。这样，机翼下表面受到的空气压力比上表面大，使飞机获得一个向上托举的升力。
只要给飞机配备动力，让它推动或拉动飞机向前，空气自然就流过飞机向后流动了。动力越大，飞机与空气之间的相对速度就越快，获得的升力也就越大。当然，任何在空气中运动的物体都会受到空气的阻力。同样的，克服阻力，也必须靠动力。这时候，就轮到本书的主角—航空发动机闪亮登场了。
1903年12月17日，美国的莱特兄弟在不少专家、学者的支持下，在技师泰勒的帮助下，把一台功率为十几马力的活塞式汽油发动机装在一架固定翼飞机上，实现了人类历史上首次有动力、稳定、可操纵的持续飞行。虽然只飞行了36米，持续了12秒，但这却是人类自由飞翔于蓝天的开端。
从那时到现在的一百多年间，飞机的推进器从活塞式发展到喷气式，有不同的类型和用途，可谓异彩纷呈。英国人弗兰克·惠特尔做出了发动机，并于1937年4月在试车台上进行了运转。这是有划时代意义的时刻，因为这是世界上第一台涡轮喷气式发动机。喷气式发动机尺寸小、重量轻、推力大的优点使其脱颖而出，从此，人类快速迈入喷气式发动机的时代。
