话说二战时期,德国发明了世界上第一款巡航导弹,用空气作为氧化剂的喷气发动机提供推理,这是世界上第一款喷气发动机--有阀式脉冲发动机:
人们已经知道将燃气定向喷出可以产生推力,那么只要在一个管子里用燃气给气流定向加速就可以产生推力,但这样燃气会反向喷出,然而堵住一头会导致进气效率极低。纳粹德国人想了一个绝世好办法:既然你做工是要喷出去,那我把前面堵上,你要进气,我把前面拆开。而控制气流的堵头,是一个可以开关的阀门:
阀门开启,空气带着燃料(油气)进入燃烧室,后活门关上,火花塞点火做功,排气后燃烧室内形成负压,吸开活门进入下一个工作循环。
但这有个问题,推力不持续,最好的办法还是用风把火压住。但这需要另一个发动机,油耗大,需要从喷气中取出部分能量来驱动前面的鼓风机。这个想法让人们脑海中出现了汽车的涡轮增压器:
只需要让做功发生在压气轮和涡轮间即可。惠特尔根据这一思想发明了回流式涡轮喷气发动机,也是
世界上第一台涡喷。:
旁边的筒子是燃烧室,空气从压气机引出,经燃烧室返回紧贴压气机的涡轮,驱动压气机
压气机要把横向气流转化为纵向气流,压气机叶片也不一样,用的是离心式涡轮:
但弯弯绕影响了效率,更多的动能花在了转弯处的管壁上,经改进后,出现了直流式涡喷发动机
燃烧室被拉直,气流直线通向向后移动过的涡轮。
但离心式压气机不适合多级压缩,所以出现了轴流式涡喷发动机用上了普通叶片作为压气机:
加力燃烧室可有可无,目的是用大量的燃料换取更大的推力,而燃烧室是用适量的燃料换取合适的推理,加力燃烧室靠前方气流的冲压工作。
上面图中已开加力