文/航小北的日常科普

我想可能絕大部分城市的某一個公園裡面都停放了這麼一架老式的戰機，這樣的戰機是很多人童年的回憶。而無論誰提起來這是什麼，都會異口同聲地說：這是一架噴氣戰鬥機。

△停放在公園裡的戰機△

所以“噴氣”兩個字幾乎跟現代飛機還有飛機的動力關聯到了一起——戰鬥機尤為如此，而飛機尾部高速噴射的氣流也是大家對這種飛機最深刻的印象。顯然，在人們印象中的戰鬥機是要“噴氣”的，所以稱呼這種飛機的發動機為噴氣發動機實至名歸。

△黃豆吃多了的F-111飛機△

但是，事實上“噴氣發動機”的說法有諸多不妥之處。

噴氣發動機的英文是Jet Engine，這是現代航空發動機最早的名字，其曆史甚至于可以推到二戰前。第一個關于噴氣發動機的專利出現在1921年，當時工程師們提出這種嶄新的航空發動機就是希望這種發動機可以取代原有的活塞航空發動機。

大家對活塞發動機倒是不陌生，幾乎現在所有的私家車都是采用的下圖這種活塞發動機。在燃氣的帶動下發動機的活塞上下運動，從而輸出動力。

△活塞發動機的結構示意圖△

活塞發動機是噴氣發動機出現之前飛機的主要動力來源，通過活塞發動機可以帶動螺旋槳轉動，螺旋槳則産生向前的拉力帶動飛機起飛。這種活塞發動機不僅可以用在飛機上，還可以用在汽車上、輪船上、火車上、坦克上……總之，你隻要知道，這種發動機跟你汽車上的活塞發動機沒有本質區别，隻是汽車上的活塞發動機驅動的是車輪，而飛機活塞發動機則驅動的是飛機的螺旋槳。

△活塞發動機驅動飛機螺旋槳△

但是随着飛機越飛越快，工程師們發現活塞發動機好像有點兒問題。一方面是因為螺旋槳轉速太快，葉尖的速度甚至于會超過音速，所以螺旋槳想要産生更大的推力已經不可能了；另一方面也是因為巨大的螺旋槳會帶來飛行的阻力，飛機根本就飛不快。

這個時候，工程師們就在想：我們是不是可以通過另一種方式來獲得向前的推力，比如，向後噴射高速的氣流？所以噴氣發動機（Jet Engine）應運而生。

“Jet”這個單詞就是“噴射”的意思，工程師們之所以會給這種新式的發動機取這種名字就是因為這獨特的提供動力的方式，就好像氣球向後噴氣會獲得向前的動力一樣，這種發動機也是如此獲得向前的動力。

△通過向後噴出高速氣流獲得向前的力△

所以空氣會被這種發動機連續地吸入、壓縮，然後送到燃燒室跟燃料混合後點燃，高溫高壓燃氣驅動渦輪轉動最後高速噴出去——這就是所謂的噴氣發動機。

△噴氣發動機結構△

而且對應的，既然用了Jet發動機的飛機，就是Jet飛機——也就是噴氣飛機了。所以所謂的噴氣發動機和噴氣飛機就是這麼來的——噴氣指的是“推進方式”。

△螺旋槳飛機和噴氣飛機△

自從出現之後，噴氣發動機的結構不是一成不變的，而是經過了非常劇烈的變化。比如說有的噴氣發動機前面加上了風扇，把排氣速度降低了用來提高發動機效率；比如說有的噴氣發動機前面加上了螺旋槳，排氣速度會更低；再比如說有的噴氣發動機前面加上個輸出軸、驅動旋翼轉動，裝到了直升機上，直升機說了：為了我的紅外隐身效果更好，你能不能不噴氣了？

△噴氣發動機的不同變體△

于是矛盾就出現了：噴氣發動機不準噴氣了，你說還怎麼叫噴氣發動機？噴氣發動機裝上了螺旋槳，那麼噴氣發動機跟原來驅動螺旋槳轉動的活塞發動機有什麼區别？就算别的不說，發動機的種類這麼一大堆，你總得各自取個名字吧？

所以人們終于意識到問題不對了。似乎當時給噴氣發動機取名字的時候太草率了，這個名字在描述這種新發動機的時候不準确。而在這種情況下一個新的名字：“渦輪燃氣發動機”出現了。

我們剛剛說，新發動機的名字原來是來自于發動機的推進方式，但是新發動機的發展過程中推進方式不斷變化，所以原來的名字就不适合了。然而在發動機的發展過程中，始終不變的東西隻有一個：動力來源。

活塞發動機的動力來源是燃氣推動活塞前後運動，而這種新式發動機的動力來源則是燃氣推動渦輪轉動。

渦輪的英文名字叫做“Turbine”，有人一直都不知道渦輪是什麼，我隻要拿出來一個東西，大家一下子就知道了。下面這個東西大家應該在房頂上都見過，風一吹就會轉動。

△這是一種風力渦輪（Wind Turbine）△

所以渦輪簡單來說就是流動的流體“吹”着轉動起來的東西。如果是風吹動的，那就是風力渦輪（Wind Turbine），如果是高溫燃氣推動的，那就是燃氣渦輪（Gas Turbine），如果是水流推動的，那就是水力渦輪（Water Turbine）。

而發動機能夠運轉起來，全靠高溫燃氣推動這種渦輪轉動，所以我們說這是發動機的動力來源。無論這種發動機怎麼變，它的動力來源是不變的，有異于傳統的活塞發動機。

因此，有人提出來可以把新發動機稱為“燃氣渦輪發動機”（Gas Turbine Engine），再根據推進方式的不同，把燃氣渦輪發動機分為“渦噴發動機”、“渦扇發動機”、“渦槳發動機”和“渦軸發動機”，等等。

△航空發動機中的燃氣渦輪△

這麼一來，之前說到的所有噴氣發動機名稱上遇到的問題都解決了。尤其是跟之前活塞發動機的名稱統一了起來：活塞發動機是活塞驅動的發動機；燃氣渦輪發動機是燃氣渦輪驅動的發動機，所以燃氣渦輪發動機顯然是比噴氣發動機更加科學、準确的叫法。

今天我們簡單介紹了“噴氣發動機”這個名稱的誕生和變化的過程，并且簡單說了一下這個名稱為什麼不如“燃氣渦輪發動機”更加準确。

當然了，因為習慣的原因，在國外還是有很多航空發動機專業的工作人員稱呼噴氣發動機，這固然沒有什麼錯，而且航空發動機到底叫什麼名字并不影響人們研究這種機械。隻是我們回顧噴氣發動機的發展曆史和名字的變化的時候，會感歎人類對于某一個事物的認識總是曲折前進的。

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