3.2　“喷气推进”首次尝试（1910年）

“喷气推进”的原理并不是新鲜玩意，最早可以追溯到2000年前的古希腊时期。经过漫长岁月，直至20世纪初飞机发明之后，才有人开始研究将“喷气推进”应用于航空发动机上，从而开辟了航空动力的新天地。

大约2000年前，古希腊工程师亚历山大里亚的希罗（Hero，见图3-10）发明了汽转球（见图3-11，图3-12），这是一个利用蒸汽喷射的反作用力驱动物体旋转的装置。汽转球由一个空心的球和一个装有水的密闭锅子以两个空心管子连接在一起，在锅底加热使水沸腾，产生的蒸汽经管子进入到球中，最后水蒸气会由球体的两旁喷出并使得球体转动。汽转球新奇的装置在当时只是一种玩物，但它演示了极为重要的道理：空气喷射的反作用力可以驱动物体运动！在一定意义上说，汽转球是人类最早、最原始的“蒸汽机”，也是最早的喷气发动机的雏形。

在我国大约1000年前的宋代及以后，我国四大发明之一的火药开始应用于兵器，制造了“霹雳炮”“震天雷”等。“霹雳炮”是一种火药炸弹。将火药装入竹筒和硬纸筒中封好，发射时点燃引线，火药在筒中爆炸，产生巨大的威力。北宋靖康元年（1126年）李纲用“霹雳炮”击退金兵（见图3-13），“夜发霹雳炮以击贼，军皆惊呼”。南宋时，宋军已经将“霹雳炮”装备在水师舰船上用于作战。

这个时期，也陆续出现了利用空气喷射反作用力原理制作的烟花如“地老鼠”之类。

也是在1000多年前，中国就出现了走马灯（见图3-14）。走马灯是中国传统玩具之一，也是灯笼的一种，常见于除夕、元宵、中秋等节日。

走马灯的工作原理：灯内点上蜡烛，蜡烛燃烧产生的热气流上升，令轮轴转动。轮轴上有剪纸，烛光将剪纸的影投射在屏上，图像便不断走动。因多在灯各个面上绘制古代武将骑马的图画，而灯转动时看起来好像几个人你追我赶一样，故名走马灯。走马灯与船帆、风车的工作原理有相通之处，只是它的运行不是靠自然的风，而是人造的烧热的空气。因此可以说走马灯是现代燃汽轮机乃至喷气发动机的始祖。

古希腊也好，古代中国也好，尽管有了使用喷气推进原理的器械，但真正应用于航空发动机上还经历了相当漫长的等待和艰难困苦的探索过程。

直到20世纪初莱特兄弟发明飞机之后，喷气发动机的研制才微露曙光。

最早提出喷气发动机设想的是法国人洛林。他在1908年提出，在活塞发动机的排气阀上接上一支喷管，用燃气通过喷管向后喷射产生的反作用力来推动飞机向前飞行。这实际上是一种把活塞发动机和喷气发动机组合在一起的构思：高压燃气一部分用于“活塞”，另一部分用于“喷气”。

1910年10月15日～11月2日，第2届巴黎航展展出了30架飞机，有19架单翼机和11架双翼机。有一架没有螺旋桨名为“科安达1910”（图3-15为其复制品，图3-16为其宣传画）的双翼飞机很是引人注目。该机还进行了首次试飞。可惜飞机坠毁，驾驶员被抛出燃烧的机舱。“科安达1910”的设计者就是飞机驾驶员本人——罗马尼亚人亨利·科安达（Henri Coanda，见图3-17）。毫无驾驶飞机经验的科安达无法控制发动机启动后的飞机飞行，导致试飞没有取得成功。

但是，这架飞机因为首次使用喷气发动机成为世界上最早的喷气式飞机。

“科安达1910”机长12.5米，翼展10.3米，翼面积32平方米，机体重量420千克。该机的机体结构也颇有特色，虽是一架双翼机，但下翼比上翼短得多，机翼是用胶合板制作的。

该机的发动机结构与洛林提出的构想相近，采用一台功率37千瓦四缸水冷活塞发动机带动一支管道内的风扇旋转，风扇向后推动空气，同时增设一个加力燃烧室，使燃气在尾喷管中充分膨胀，向后喷出，产生0.18千牛推力。

亨利·科安达1886年6月7日出生在罗马尼亚布加勒斯特。他从炮兵军事学校毕业后，当了一名军官，但他更感兴趣的是飞行。1905年，科安达制造了火箭推进飞机模型，试图利用喷气推进作为飞机动力。由于法国是欧洲航空中心，他考入巴黎高级航空学校，毕业后留在巴黎继续进行喷气发动机和飞机研究。在1911～1914年间，科安达担任英国布里斯托尔飞机公司技术经理，在那里他设计了称为布里斯托尔/科安达的双翼飞机。这种飞机被法国、意大利、德国和罗马尼亚购买。

科安达不但设计了飞机，还设计了轰炸瞄准具和在飞机上的无后坐力机炮，轰炸瞄准具在1913年巴黎航展上展出。他同时还是一位航空科学家，在1932年发现了科安达效应并在法国获得专利。

在研制喷气飞机上做出贡献的还有意大利飞机设计师和喷气发动机的先驱塞康多·坎皮尼（Secondo Campini）。

坎皮尼1904年8月28日出生于意大利博洛尼亚。1931年，他在意大利空军支持下，研制了CC-1喷气飞机（见图3-18）。该机用活塞发动机驱动一台二级离心式压气机，燃烧室为环形，尾喷管内还设有节约锥。后又与意大利飞机制造商卡普罗尼合作研制了喷气飞机坎皮尼-卡普罗尼CC-2（见图3-19），该机发动机设有加力燃烧室，于1940年首飞。坎皮尼的这两种喷气飞机虽在技术上取得很多进展，但终因油耗高、过于笨重而未能投入使用。

在航空科学发展中，在探索更为先进的航空动力的征程中，从来也不是一帆风顺的。对于喷气发动机的新事物，许多航空科学家意见并不一致，有的甚至提出否定的意见。

一般的否定不足虑，可怕的是用科学的方法予以否定。

20世纪20年代，英国科学家哈里斯提出了喷气发动机的设想方案：即用活塞发动机驱动压气机工作，空气在压气机内被压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧，产生的高压燃气通过尾喷管喷出，从而产生反作用力推动飞机前进。这一方案提出后受到许多国家的重视。

1923年，美国航空咨询委员会（NACA）聘请美国物理学家埃德加·白金汉（Edgar Buckingham）对这一方案进行论证。白金汉在进行了科学、严谨的论证之后，做出了否定的结论。他在NACA公开出版的《航空喷气推进》报告中指出：航空喷气推进的实践已被认真研究，结果是悲观的。他断言喷气发动机的燃料消耗将是传统活塞发动机的4倍，而且其重量大、结构复杂。他的论证在美国被认为是权威的结论。空气喷气推进被否定，美国航空咨询委员会不再进行喷气推进研究，这直接导致了喷气发动机的发明不在美国而在欧洲。