喷气飞机

喷气飞机（jet airplane），用喷气发动机喷射高速气流以产生推力的飞机。按发动机类型的不同分为涡轮喷气飞机、冲压发动机喷气飞机、火箭飞机和组合动力装置的喷气飞机。现代使用的喷气飞机几乎都属涡轮喷气飞机，是指以涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机为动力装置的飞机。其他各类喷气飞机仅少量用作靶机、无人驾驶飞机和试验研究机。

简史

第一架火箭飞机是德国的亨克尔176(He–176)，于1939年6月15日首次试飞。同年8月27日第一架涡轮喷气飞机(He–178)试飞成功。它装有一台轴流式涡轮喷气发动机。1941年英国试飞了一架装一台离心式涡轮喷气发动机的飞机(E–28/39)。

图1　F16战斗机

第二次世界大战末期，最早投入作战使用的火箭飞机是德国的Me–163B(1944年首次试飞)。最大时速960千米。最早使用的涡轮喷气飞机是德国的Me–262和英国的“流星”号。它们都装有两台涡轮喷气发动机，单台推力约8 830牛(900千克力)，速度分别为871千米/时和794千米/时。

战后，各国研制的喷气战斗机很快取代了活塞式战斗机。这些飞机安装的是涡轮喷气发动机，但外形与螺旋桨飞机仍相似，最大速度900千米/时。20世纪40年代末，涡轮喷气发动机的推力增大，再加上采用后掠机翼，喷气飞机的速度增加到1 000千米/时左右。这一时期的飞机有美国的F–86、B–47和苏联的米格15、图16等。50年代的喷气战斗机采用了带加力燃烧室的涡轮喷气发动机和符合面积律要求的飞机外形，速度超过声速，并很快达到两倍声速。晚些时候又出现超声速喷气轰炸机和侦察机等。代表性的超声速喷气飞机有美国的F–4和F–104、苏联的米格21、法国的“幻影”3等。1947年10月14日美国的一架用于研究超声速飞行的X–1火箭飞机首次突破声障，飞行速度达到马赫数1.015。1967年X–15A火箭飞机在3万米高空创造了马赫数6.72的载人飞机速度纪录。涡轮喷气飞机的速度纪录是由美国的SR–71A飞机在1976年7月28日创造的，为3 529.56千米/时。

图2　波音747喷气飞机

特点

飞机所需的推进功率按速度的三次方增长，接近声速时需用功率的增长还要更快。喷气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、特别是超声速飞行的理想航空器。在高亚声速范围内，装有涡轮风扇发动机的喷气飞机，经济性高于螺旋桨飞机。涡轮喷气飞机的发动机安放典型的位置有：机翼下的吊舱内、机身尾部两侧的吊舱内和机身尾部内。主要考虑因素是发动机进气、排气的效率和安装维护方便。涡轮喷气发动机耗油多，所以飞机载油量大，远程喷气飞机载油量高达飞机总重的一半以上，在喷气歼击机上可吊挂多个外部副油箱。现代大型喷气客机须在长3 000米以上的跑道上起降。为改善起飞着陆性能，普遍使用反推力装置和复杂的增升装置。

应用

在军用飞机中，不仅超声速歼击机和轰炸机是喷气式的，而且航程远、装载量大的高亚声速军用运输机也多是喷气飞机。如C–5A运输机质量348吨，最大载重量可达120吨，装有4台高流量比的涡轮风扇发动机，每台静推力为182 400牛(18 600千克力)。在超声速歼击机上多采用1～2台带加力燃烧室的涡轮风扇发动机，装在机身尾部，飞机以加力状态进行超声速飞行，以非加力状态进行亚声速飞行。军用教练机、预警机、空中加油机也都是喷气飞机。在民用方面，喷气飞机首先用于远程航线，以后又发展到中、短程航线。在要求快速、舒适的公务机中，喷气飞机的数量增长很快。喷气客机除载重量大、速度快、经济和安全可靠外，由于其飞行高度高(高空气流平稳)、发动机振动小，创造了更舒适的环境。