085.1937年：涡轮喷气发动机

　　弗兰克·惠特尔（Frank Whittle，1907—1996）

　　飞机上一台涡轮喷气发动机的特写。

　　喷气发动机测试（1951年），M1坦克（1980年），阿帕奇直升机（1986年）

　　冲压式喷气发动机（ramjet engine）是一种结构非常简单的发动机，它的外形像一支在空气中穿梭的利箭。在发动机向前运动的时候空气由其前端开口流入，在进气锥（inlet cone）的辅助下空气被压缩。在发动机中部，燃料被喷入空气流中，并在火焰稳定器（fmame holder）的辅助下于燃烧部发生燃烧。燃料燃烧产生的热量使空气急剧膨胀，膨胀的空气由发动机尾部喷出，产生推力。冲压式喷气发动机的问题在于其在静止时无法工作。20世纪30年代末，英国空军工程师弗兰克·惠特尔找到了解决方案，这一方案促成了1937年第一代涡轮喷气发动机（turbojet engine）的出现。

　　在涡轮喷气发动机的进气口处有一架大功率的涡扇，即便在发动机静止的时候涡扇也可以使空气流入发动机。工程师将惠特尔这一最初的想法发展为了一台多级压缩机—― 一系列的涡扇和叶片。通过将进入的空气压缩10倍或更多，发动机可以燃烧更多的燃料并产生更大的推力。压缩机可以由电动机驱动，但工程师意识到用排出的气流推动汽轮机是一种更好的方法。汽轮机和压缩机由贯穿发动机的轴承连接，这是一项非常高效的设计。

　　汽轮机周围气流的温度非常高。材料科学家和工程师通过研发新的合金和工艺避免了汽轮机熔化。其次，轴承的转速非常高，因此系统的平衡和润滑是非常重要的。

　　通过轴承转动带动大型涵道风扇，高效的涡轮风扇发动机（turbofan engine）于1943年诞生。通过增加一个动力传输轴，我们就得到了阿帕奇直升机和M1坦克都在使用的燃气涡轮发动机。■ 工程学之书