航空发动机是飞机的“心脏”。喷气发动机的发明是航空动力发展的里程碑,她开启了人类航空发展面貌一新的喷气时代。
本书以航空发动机为视角,从人类追逐航空梦想开始,从扑翼机、无动力滑翔到寻觅航空动力,历经无数失败与牺牲,终于圆了人类的升空梦;从活塞发动机主宰天空以降,飞机成为战争利器、运输新宠,并进行挑战探险之旅;从活塞发动机功高至伟到渐露疲态以至不堪重负,几近发展极限;从呼唤新型动力装置的历史必然,以至于创造出“喷气惊奇”——喷气发动机呼啸蓝天……本书通过寓科学知识于故事的方式,全面梳理航空动力发展脉络,力图解析航空动力之魅,使读者对于航空动力发展的过去,现在与未来有一个全新的感受。
人类关于航空航天的梦想源远流长,航空航天之魅更是无与伦比,无数人为之痴迷,为之奋斗,不惜牺牲生命;航空航天不仅是神秘的高科技领域,而且是一个艰苦卓绝、考验人类智力与冒险极限的领域,更是一个妙趣横生的领域。在这里,你可以一睹翱翔蓝天和遨游太空的惊险瞬间和精彩人生,飘在天空的独特感受,太空漫步的奇妙体验,耳聋的航天先驱,独眼的飞行大师……
自古以来,人类一直对天空充满着神秘感,寄托着飞天的企盼,于是发明了风筝、热气球、飞艇、滑翔机、飞机、直升机、火箭、卫星、飞船……一步步腾空而起,一程程远走高飞,从地球到宇宙,在浩瀚的天空翱翔,不仅能“坐地日行八万里”,一天绕地球一圈,还能挣脱地球的引力,将人送入远离地球300千米以上的太空,在那里遨游,停留……从第一个驾机腾空的莱特兄弟,到发明喷气式发动机的欧海因、惠特尔,从第一个进入太空的加加林到中国航天第一人杨利伟……人类在探索空间的征程中,创造了无数奇迹,留下了许多惊心动魄、感人至深的故事。天外有天,地外有地,天有多高,梦想就有多远,探索空间的征程永无止境。航空航天始终是探索宇宙的急先锋,是人类最伟大、最光荣的事业。
人们通常把地球表面以上的大气层空间称为空,在这部分空间的航行称为航空;而把地球大气层以外的广大空间称为天,在近地球和地球以外宇宙空间的航行称为航天,有时也称为航宇。可见,航天比航空的范围要大得多。无论是航空还是航天,都需要高度复杂精准的飞行器,它需要特殊的材料,特殊的设计,特殊的加工制造,以适应特殊的宇宙环境,并保持与地面联系的畅通。可想而知,每个飞行器都包含着无数的奥秘:为什么数百吨的飞机能够在高空飞行?为什么宇宙飞船可以在漫无边际的天河里行舟?空中旅行与地面旅行有什么不同?在失重环境下,人们是怎样生活的?……
为了揭开这些引人入胜的奥秘,北京航空航天大学出版社邀请国内一批知名专家和科普作家,创作了“空天传奇系列科普丛书”。作者们以独特的视角选取了航空航天中颇有代表性的八个主题,从不同的方面展现了航空航天的迷人世界,把载人航天器的今生来世徐徐道来,航母舰载机的非凡战绩活灵活现,既显示了空中旅行的快捷与舒适,也抒发了出使宇宙的神奇与豪迈。我作为探索自然奥秘的痴迷者,被空间科学的博大精深和这套丛书的丰富内容深深地吸引,也被航空航天人的博大胸怀和大无畏精神所感动。期待着这套丛书早日与读者见面。
中国科普作家协会理事长
中国科学院院士刘嘉麒
主编序
1897年,巴西青年桑托·杜蒙坐在气球下用柳条制成的吊篮里,抓起一个沙袋扔下后,气球系着吊篮冉冉升空,杜蒙感觉周围的空气好像静止不动,随着气球一起上升着。他完全痴迷了,升空是如此快乐,好像不是气球在上升,而是大地在下沉!
1963年,美国飞行员瓦尔克驾驶飞机升上107.9千米高空,成为名副其实的驾驶飞机的航天员,他经历了3分钟失重的感觉,体验到脱离地球桎梏的喜悦,看到了置身美丽太空似被蓝白色彩带所包围着的弯弯的地球!
人类关于航空航天的梦想源远流长,而航空航天之魅更是无与伦比,无数人为之痴迷,为之奋斗,不惜牺牲生命。千百年的努力,成就了今天航空航天事业的辉煌。
航空实现了人类自古就有的升空梦想,航天更是让人类迈出了走向太空的重要一步。
今天,航空航天仍是神秘的高科技领域,人们对航空航天的好奇心有增无减。人类进军航空航天的势头更为强劲。航空航天又是现代国防的重要组成部分,随着我国各种新型号战机和大型客机的推出、航空母舰的服役和载人航天的发展,航空航天正在走向大众,大众也迫切需要了解航空航天的前世今生,普及航空航天知识不仅可以满足人们的好奇心,还将对我国的国防事业起到积极的推动作用,可促使更多优秀的青少年投身于祖国的航空航天事业。
2003年飞机诞生100周年之际,北京航空航天大学出版社邀我主编了一套10册的“百年航空系列科普丛书”,在社会上产生了一定的影响。13年后的今天推出的“空天传奇系列科普丛书”则吸收了航空航天领域的最新成果,内容更为翔实,故事更为生动,装帧更为精美,力争给读者一个全新的感受。
本丛书共8册,均由资深航空航天科普专家撰写,内容涉及航空器设计、航空史第一次、航空动力、空中旅行、航母舰载机、载人航天器、探访太空、拓荒宇宙诸领域,记述了航空航天发展的前世今生以及为之拼搏的探索者,可以说是最新版的航空航天概览。
愿此丛书能够给青少年航空航天爱好者和广大读者带来知识与愉悦。
丛书主编周日新
作者自序
1937年4月12日,30岁的英国青年惠特尔研制的单转子涡轮喷气发动机首次试验。当这台具有10个单管燃烧室发动机运转起来时,发出了震耳欲聋的巨大的轰鸣声,惠特尔几乎被吓瘫。
同年9月一个深夜,26岁的德国青年欧海因叫醒已进入梦乡的著名飞机设计师亨克尔,请他到郊外河边观看喷气发动机点火试验,欧海因、亨克尔目睹了喷气发动机点火运转的震撼场面。
这三个人都是第一次听到周围空气里的发动机的巨大轰鸣声,见证了喷气发动机的诞生。
两年之后,世界上第一架喷气战斗机上天。
可以毫不夸张地说,喷气发动机的发明是航空技术发展历程的里程碑。它结束了活塞发动机独霸天空的历史。二战结束后,喷气式发动机的发展异常迅速,带动航空技术发生了质的飞跃,使飞机速度、高度及载重量直线上升,不仅军用飞机面貌一新,在民用飞机领域,由于喷气式客机的出现,使现代民航运输业出现了重大转折!
喷气技术开启了华丽的篇章。
君不见,喷气技术一旦登堂入室,便以极大的冲击力不断创造“惊奇”:突破声障、超越热障、蓝天亮剑、战机展魅、“彗星”首秀、波音鹊起、“协和”惊艳、空客巨舟、世纪博弈……
本书以航空发动机为视角,从人类追逐航空梦想开始,从扑翼机、无动力滑翔到寻觅航空动力,历经无数失败与牺牲,终于圆了人类的升空梦;从活塞发动机主宰天空以降,飞机成为战争利器、运输新宠,并进行挑战探险之旅;从活塞发动机功高至伟到渐露疲态以至不堪重负,几近发展极限;从呼唤新型动力装置的历史必然,以至于创造出“喷气惊奇”——喷气发动机呼啸蓝天……通过寓科学知识于故事的方式,全面梳理航空动力的发展脉络,娓娓道来。
作者希望,青少年读者通过阅读本书会问道:航空动力之魅究竟在哪里?
让我们共同追寻。
周日新
周日新,编审。曾任第四届中华全国新闻工作者协会理事,中国航空航天新闻工作者协会副会长,中国航空新闻工作者协会副会长,中国科普作家协会会员;历任航空部办公厅调研员、经济研究中心编辑室副主任(副处长),航空航天工业部政策法规司新闻处处长、政策法规司幅司长,中国航空报社总编辑(正局级),《航空档案》总编辑。先后出版《航空人》、《中国航空图志》、《科海奇观:交通纵横》、《未来的交通》、《飞行探险系列丛书(4册)》、《长空之吻——百年飞行大观》等,主编《百年航空科普丛书(10册)》等
第一章千年梦圆
追逐梦想 2
飞鸟之鉴 8
滑翔启航 16
前仆后继 22
功亏一篑 28
寻觅动力 34
飞机问世 40
华人圆梦 46
第二章活塞主宰
战争利器 54
民航诞生 60
运输新宠 66
挑战探险 72
第三章喷气冲天
喷气溯源 80
秘密竞争 86
战场亮相 92
后来居上 98
急起直追 104
亮翅东方 110
第四章喷气时代
喷气对决 118
突破声障 124
突破热障 130
空心叶片 134
沙丘驻涡 140
蓝天亮剑 146
战机魅影 152
“彗星”首秀 158
波音鹊起 164
宽体革命 170
鹬蚌相争 176
“协和”惊艳 182
总统专机 188
空中巨舟 194
世纪博弈 200