HE-178噴氣式試驗機

亨克爾 He-178是世界上第一架以渦輪噴氣發動機為動力的飛機，也是第一架可投入使用的噴氣式飛機。德國飛機設計師亨克爾設計的He178單翼機，裝有歐海因設計的世界首台渦輪噴氣發動機HeS3B。原型機於1939年8月27日首飛，在德國著名飛行員瓦西茨的駕駛下升空，這架He178採用硬殼鋁製機身，木質機翼，飛行速度達到每小時700千米。

基本介紹

• 中文名稱：He-178噴氣式試驗機
• 英文名稱：Heinkel He 178
• 國家：德國
• 首飛時間：1939年8月27日
• 研製單位：德國亨克爾公司
• 機型：噴氣式飛機

發展沿革

研製背景

從世界上第一架飛機誕生之日起，提高飛行速度、飛行高度和載重量就一直是人們研製新飛機所追逐的目標，但是到了20世紀30年代，飛機的速度一直徘徊在每小時700千米左右，這差不多是裝有活塞式發動機和螺旋槳的飛機的極限，用蘇聯著名飛機設計師雅科夫列夫的話說，已經到了“山窮水盡”的地步了。

噴氣時代的來臨，使飛機的發展“柳暗花明”。噴氣時代的標誌，便是渦輪噴氣式發動機作為新型動力裝置的誕生。渦輪噴氣發動機的原理是：空氣從飛機進氣道進入發動機，先經壓氣機壓縮後進入燃燒室與燃料混合燃燒；膨脹的燃氣進入渦輪並推動其旋轉，使與渦輪同軸的壓氣機正常工作；從渦輪流出的燃氣經尾噴管膨脹後向後高速噴出，從而產生巨大的反作用力推動飛機前進。

研製歷程

德國的噴氣發動機研究，源自年輕的天才科學家漢斯-約阿西姆.帕勃斯特.馮.歐海因（Hans-Joachim Pabst VonOhain）的一項燃氣渦輪專利。

漢斯-約阿西姆.帕勃斯特.馮.歐海因

歐海因生於1911年，當他一次坐飛機時，活塞式飛機震動很大，噪音很響，他感到與飛機優美的氣動外形極不相稱，便考慮發明一種噴氣發動機。1933年馮.歐海因正在哥廷根（Goettingen）大學攻讀博士學位時，開始研究以燃氣輪機為基礎設計先進航空發動機的可行性。1934年，歐海因開始進行初步工程設計，並把方案呈送給自己的指導教師波爾教授審閱。波爾教授慧眼識珠，認為這很有前途，儘管噴氣發動機還不為人所知，而且與學校的科研項目沒有關係，波爾仍願意盡最大力量支持歐海因，允許他使用學校的設備進行試驗。雖然當時人們都認為燃氣輪機的重量不適合用做航空發動機，但他還是在機械師馬克斯.漢恩（Max Hahn）的幫助下，在車庫中完成了一個“渦輪噴氣發動機”的演示模型。

馮.歐海因設法說服他的教授，R.W.波爾（R.W. Pohl）來觀看模型發動機的試車。這給波爾教授留下了深刻印象。波爾教授思想開明，人緣很好，1936年他寫信將馮.歐海因博士推薦給恩斯特.亨克爾。恩斯特.亨克爾如獲至寶，
但令他頭疼的是：歐海因對他的發明守口如瓶，於是只得在1936年4月授權25歲的的歐海因，領導一組開發人員開始研發實用性的噴氣發動機。1936年4月，德國著名飛機設計師亨克爾與歐海因簽訂研製契約，歐海因立即試製噴氣發動機。於1937年9月，他研製第一台噴氣發動機運轉了。兩年之後，裝有歐海因噴氣發動機的飛機上了天。

HeS-3B

1937年9月，馮.歐海因小組拿出了一台測試原型機，但在時間上已經落後惠特爾測試原型機6個月了。一開始，這台原型機只能燃燒氫氣，不能使用標準燃料，隨後馬克思.漢恩將其改進成可以燃燒煤油。樣機初步成功，恩斯特.亨克爾指示歐海因再製造一台可用於飛行測試的發動機，編號 HeS3。HeS3 完成後，1939年5月捆綁在一架 He-118俯衝轟炸機上試飛。雖然幾個月後發動機燒毀，但從中積累的經驗已經足夠製造一架純噴氣動力的實驗飛機——亨克爾 He-178 V1，該機的動力是改進過的 HeS 3B發動機，重約360公斤，推力380公斤，推重比1.12。後來He 178又換裝了推力590公斤的HeS6。

1939年8月27日——就在大戰爆發前幾天，He-178 V1在保密狀態下由德國著名試飛員瓦西茨駕駛，完成了首次飛行。首次飛行持續了5分鐘，飛行員報告：“飛機沒有振動並且沒有螺旋槳飛機的扭矩效應。飛行平穩……感覺棒極了！”

儘管噴氣式飛機有著巨大潛力，德國空軍的官僚們對此卻缺乏興趣，首飛一個多月後才來現場觀看。噴氣式飛機研製被置於無關緊要的地位，進展緩慢。直到1944年8月德國空軍才擁有實用的噴氣式殲擊機飛機，由於出現太晚，加上空軍的錯誤規劃，德國噴氣式戰鬥機對第二次世界大戰的結局，沒有起到決定性的影響。

HeS-3B

最終He-178 V1原型機進行了12次試驗飛行後，被送往柏林航空博物館展示，1943年盟軍對柏林進行了空襲，He-178 V1原型機被徹底摧毀。

設計特點

He-178頭部進氣，機身筆直。採用高置梯形機翼和常規尾翼布局，HeS 3B發動機安裝在機身中後部。為繞過飛行員座椅和燃料箱，進氣道向下彎曲，導致發動機推力明顯下降，該機具有可收放的後三點起落架，主起落架收入機身下部。

技術數據

乘員：1人

長度：7.48米

翼展：7.20米

高度：2.10米

機翼面積：9.1平方米

空重：1,620千克

最大起飛重量：1,998千克

動力系統：1 ×HeS 3渦輪噴氣發動機

推力：4.4千牛

最大飛行速度：700千米/小時

航程：200千米

推重比：0.22

另一架噴氣式飛機

歷史總是充滿巧合的。十分湊巧的是，渦輪噴氣發動機如此重大的航空發動機推進的變革，竟是德國人歐海因和英國人惠特爾在互不通信息的情況下，各自獨立並幾乎在同一時期完成的。這一點，恰恰證明了新技術出現的必然性。

惠特爾1907年生於英國的考文垂。少年時代就對航空產生濃厚的興趣。1928年，在空軍學院學習的惠特爾在其畢業論文《飛機設計的未來發展》中就第一次提出了噴氣發動機的原理，這是一個非凡的大膽的科學預見。儘管他此時還不過是21歲的學生。1930年，惠特爾申請了專利。幾年中，惠特爾研製噴氣發動機的想法無人理睬，幾乎他自己也認為走投無路之時，新的機遇終於向惠特爾招手。1935年，在一位校友的幫助下，一家財團決定資助新成立的動力噴氣有限公司試製惠特爾的噴氣發動機，並取名為WU，即惠特爾樣機。1937年4月12日，他研製的單轉子渦輪噴氣發動機首次運轉成功。1939年，政府介入了，決定出資研製噴氣發動機。惠特爾的新型噴氣發動機 W1B裝于格羅斯特公司E.28/39戰鬥機上。

1941年5月14日，試飛員賽耶駕駛 E.28/39升空，飛行17分鐘。英國噴氣式飛機雖然問世了，卻晚於德國兩年上天。對比德英兩國、歐海因和惠特爾發明噴氣式發動機的歷程，可以引起人們深深的思索。如果不是英國上層保守思想當道、技術權威作怪，惠特爾的發明不至於在12年後才得到政府的資助，那么，英國航空技術發展史可能會改寫，惠特爾的噴氣式發動機也許早若干年，至少是在德國之前研製成功，噴氣時代會早些降臨，人類會早些受益。

而比惠特爾小4歲的歐海因，晚於惠特爾6年才提出噴氣式發動機的方案，但是他遇到兩位重要的伯樂：一是哥廷根大學的波爾教授，不但賞識歐海因，而且給予大力支持；二是亨克樂飛機公司的老闆、飛機設計師亨克爾。1936年3月這位老闆與26歲的歐海因談了一次話，便拍板決定說：“從今天起，你被雇用了。我給你5萬馬克，你要在6個月內搞出一台噴氣發動機來！”

當人們讚揚歐海因為噴氣式發動機所做出的重要貢獻時，他卻說：“我很幸運，如果不是亨克爾，我可能什麼也不是。”對於科學發明家而言，“伯樂”何其重要！

二戰結束後，噴氣式發動機的發展異常迅速，帶動航空技術發生了質的飛躍，使飛機速度、高度及載重量直線上升，不僅軍用飛機面貌一新，在民用飛機領域，由於噴氣式客機的出現，使現代民航運輸業出現了重大轉折，人們驚呼：噴氣時代真的到來了。