
7小時(shí)前
人們經(jīng)常戲說(shuō):只要動(dòng)力給力,板磚也能飛起來(lái)。這當然是夸張了,但也說(shuō)明了動(dòng)力對航空的重要性。通用電氣就是從事航空動(dòng)力的。
通用電氣簡(jiǎn)稱(chēng)GE,航空發(fā)動(dòng)機分部為西方三巨頭之一
通用電氣的Lockland工廠(chǎng)現在成為Evendale工廠(chǎng),依然是通用電氣最主要的發(fā)動(dòng)機工廠(chǎng)
美國通用電氣公司簡(jiǎn)稱(chēng)GE,早年曾用過(guò)譯名“奇異”。說(shuō)起來(lái),愛(ài)迪生還是通用電氣的創(chuàng )始人之一,他的公司與其他公司合并,在1892年成為通用電氣公司。1903年12月17日,萊特兄弟發(fā)明了現代飛機,通用電氣在1919年就開(kāi)始涉足航空動(dòng)力,但要到1941年才制造第一臺航空發(fā)動(dòng)機。今日西方航空動(dòng)力三巨頭(如果不算法國賽峰的話(huà))之一的航發(fā)之路與眾不同。
從萊特兄弟到噴氣時(shí)代,航空發(fā)動(dòng)機是活塞式的天下,不管是直列、V形還是星形,四沖程是基本技術(shù),與汽車(chē)發(fā)動(dòng)機沒(méi)有本質(zhì)的不同。普拉特-惠特尼是從活塞式發(fā)動(dòng)機開(kāi)始的,羅爾斯-羅伊斯索性是從造汽車(chē)起家的。但早年的通用電氣還真是專(zhuān)攻電氣的:發(fā)電、輸電和各種電機電器,從電爐、電熨斗、電燈泡到各種電動(dòng)機,無(wú)所不包,就是從來(lái)不包括活塞式發(fā)動(dòng)機的研發(fā)和制造。
通用電氣是從渦輪增壓開(kāi)始涉足航空動(dòng)力的
人們很早就發(fā)現,如果對進(jìn)氣增壓,同樣體積的活塞式發(fā)動(dòng)機在每一個(gè)沖程循環(huán)中都能吸入更多空氣,也就意味著(zhù)可以噴注更多燃料,產(chǎn)生更大的出力。增壓有機械增壓和渦輪增壓。前者從發(fā)動(dòng)機轉軸上直接引出動(dòng)力,驅動(dòng)增壓裝置;后者用廢氣渦輪驅動(dòng)增壓裝置。歷史上首先有機械增壓,在歐洲使用較多。渦輪增壓在二戰前夜才實(shí)用化,在美國使用較多。機械增壓結構簡(jiǎn)單,發(fā)動(dòng)機一轉動(dòng),增壓效果立刻可用,但功率損失較大。渦輪增壓將高溫高壓排氣中的能量轉換為動(dòng)力,不僅功率損失小,而且在寒冷低壓的高空使用,效果尤其顯著(zhù),對強調高空高速的二戰時(shí)代特別重要,成為戰時(shí)美國航空動(dòng)力的秘密武器。
廢氣渦輪與蒸汽渦輪在技術(shù)上是相通的。通用電氣憑借在汽輪機葉片、渦輪和熱端技術(shù),在1919年開(kāi)始涉足渦輪增壓,建立了通用電氣航空分部,距今正好100年。不過(guò)戰前的通用電氣雙管齊下,機械增壓和渦輪增壓通吃,但依然屬于航發(fā)附件。轉機在1941年來(lái)到。

惠特爾和他發(fā)明的噴氣發(fā)動(dòng)機

1941年不列顛之戰高峰的時(shí)候,還在格洛斯特E29上試飛才一個(gè)月
英國人弗蘭克·惠特爾和德國人漢斯·馮·奧海恩分別發(fā)明了噴氣式發(fā)動(dòng)機。奧海恩的設計最終導致梅塞施密特Me-262,這是世界上第一種投入實(shí)戰的噴氣式戰斗機?;萏貭柕脑O計最終導致格洛斯特“流星”,但問(wèn)世晚了一步,投入實(shí)戰時(shí),二戰已經(jīng)尾聲了。
在這個(gè)時(shí)候,美國沒(méi)有自己的噴氣發(fā)動(dòng)機設計,但惠特爾的發(fā)動(dòng)機在格洛斯特E29上試飛才一個(gè)月,美國陸航參謀長(cháng)阿諾德上將(后來(lái)成為歷史上唯一的空軍五星上將)就獲準檢視。深陷戰火的英國擔心惠特爾和他的發(fā)動(dòng)機最后落入德國之手,正在考慮把研發(fā)搬到加拿大,阿諾德提出由美國接手,英國同意了。

第一臺通用電氣的噴氣發(fā)動(dòng)機GE1-A,通用電氣從這里走上噴氣發(fā)動(dòng)機的研發(fā)道路
阿諾德特意避開(kāi)傳統的航發(fā)老字號普拉特-惠特尼和萊特,以避免干擾戰時(shí)生產(chǎn),噴氣發(fā)動(dòng)機也與活塞式區別太大,但與渦輪機械有關(guān),因此基于通用電氣在渦輪機械方面的經(jīng)驗,責令后者仿造惠特爾的設計,并在此基礎上進(jìn)一步發(fā)展。通用電氣的渦輪增壓團隊立刻投入緊張的工作,在惠特爾W.1X樣機和W.2B圖紙的基礎上,研發(fā)了GE1-A,在1941年4月第一次開(kāi)車(chē)。從此,通用電氣成為航發(fā)世界的勁旅。
惠特爾的設計還很粗糙,有很多細化、優(yōu)化的余地。通用電氣馬上從工藝、材料和設計全面入手,研發(fā)了一系列改進(jìn)型,最終推出I-40“超級噴氣”渦噴,以后正式定名為J33,成為1944年1月首飛的第一種美國噴氣戰斗機洛克希德P-80的動(dòng)力。這也是傳奇式的洛克希德“臭鼬工廠(chǎng)”的第一個(gè)手筆。不過(guò)戰時(shí)通用電氣自己忙不過(guò)來(lái),J33的生產(chǎn)轉交給通用汽車(chē)屬下的艾里遜發(fā)動(dòng)機公司進(jìn)行。
惠特爾的設計奠定了早期英美系渦噴的基本技術(shù)路線(xiàn),其中重要一點(diǎn)是離心式壓氣機。離心式壓氣機的體積小,重量輕,結構簡(jiǎn)單,增壓比高,但流量限制較大,最終限制發(fā)動(dòng)機的推力。軸流式壓氣機的特點(diǎn)相反,但最終由于空氣流量大的特點(diǎn)而適合用于大推力噴氣發(fā)動(dòng)機?,F代噴氣發(fā)動(dòng)機除了小推力的微型渦噴或者渦軸,基本上都用軸流式壓氣機。

I-40最終按照J33定型

成為美國第一代噴氣戰斗機P-80的動(dòng)力

TG180不僅采用更有潛力的軸流式壓氣機,也是第一種具有家里推力的量產(chǎn)噴氣發(fā)動(dòng)機,以后定型為J35
軸流式壓氣機的基本特點(diǎn)不是秘密,但戰時(shí)英國沒(méi)有足夠的技術(shù)力量和資源與離心式 壓氣機齊頭并進(jìn)。這對兵強馬壯的通用電氣不是問(wèn)題,在推動(dòng)I-40的同時(shí),并行推動(dòng)軸流式壓氣機的TG180渦噴,后定名為J35,用于諾斯洛普F-89、共和F-84、北美FJ-1、波音XB-47、YB-49等,其中北美FJ-1是美國海軍的第一種艦載噴氣式戰斗機,諾斯洛普YB-49則是B-2之前唯一的噴氣式飛翼。J35也是第一種具有加力推力的量產(chǎn)噴氣發(fā)動(dòng)機。不過(guò)此時(shí)通用電氣依然在產(chǎn)能上顧不過(guò)來(lái),J35的生產(chǎn)同樣轉交通用汽車(chē)屬下的雪佛萊分部,后轉交艾里遜。
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