途徑之二就是我們直接給飛機(jī)提供升力，最主要就是火箭，大家都知道四大發(fā)明，其中一個(gè)就是火箭。鼻祖就是中國古代的起花，這就是起花，發(fā)明于八百多年前的宋代。在四百多年前的明代，就已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。各類導(dǎo)彈普遍是采用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)來作為動(dòng)力。 
　　第三種途徑就是我們現(xiàn)在的飛機(jī)了，那就是主要的原理就是利用柏努利定理，以速度換取升力。像這樣的機(jī)翼，氣流流過的時(shí)候上面的速度快，它壓力就低。下面的速度慢，壓強(qiáng)就高。這樣就產(chǎn)生一個(gè)壓差，這樣就產(chǎn)生一個(gè)升力。所以產(chǎn)生升力的一個(gè)必要條件，就是飛行器與大氣要有相對速度，要給它提供升力。當(dāng)然也可以依靠重力飛行，而重力飛行主要是滑翔機(jī)了，那不可能持續(xù)飛行。我們可以看看滑翔機(jī)的情況，它滑一段就掉下來了。因?yàn)橛兄亓Γ鼪]有動(dòng)力飛行的話，它就只好飛一段時(shí)間就下來了。 
　　第一個(gè)重于空氣的無動(dòng)力的載人飛行器是由德國人李林塔爾于1881年制造的，依靠重力產(chǎn)生的速度。1903年12月17日，這是我們一個(gè)永遠(yuǎn)應(yīng)該值得紀(jì)念的日子，萊特兄弟在技師泰勒的幫助下，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)制造了活塞式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。功率是12馬力，重量是47公斤，這為人類首次有動(dòng)力、穩(wěn)定、可操縱的持續(xù)飛行提供了發(fā)動(dòng)機(jī)，從此開創(chuàng)了人類飛行的新紀(jì)元。我們所紀(jì)念的一百周年也是從這一天開始。這是當(dāng)年萊特兄弟試飛的很珍貴的情況。這就是當(dāng)年第一架裝活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)。 
　　萊特兄弟的飛行，雖然是飛了26秒，短短的兩百多米，但是開創(chuàng)了我們?nèi)祟愶w行的新紀(jì)元。下面我講第二個(gè)飛機(jī)的心臟就是發(fā)動(dòng)機(jī)，就是剛才講了你要飛起來必須要有動(dòng)力。這個(gè)方面我們可以看出來，作為飛機(jī)的心臟，發(fā)動(dòng)機(jī)在航空技術(shù)的發(fā)展過程中起著關(guān)鍵性的作用。由于動(dòng)力的缺乏，沒有辦法托起飛機(jī)自由飛行的夢想。我們知道十八世紀(jì)中葉，也就是1763年瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，推動(dòng)了工業(yè)革命的發(fā)展。但是由于蒸汽機(jī)太重，它沒有辦法裝到飛機(jī)上，所以一百四十年以后萊特兄弟才把飛機(jī)飛上天。1810年英國科學(xué)家凱利發(fā)現(xiàn)了飛行原理，這飛行原理是很簡單，它就是一句話：所謂的動(dòng)力飛行，就是你給一個(gè)平板，一個(gè)動(dòng)力、一個(gè)推動(dòng)力，它就可以支撐一定的重量。我們現(xiàn)在的飛機(jī)原理就是這么一句話，就是你給它動(dòng)力，一個(gè)平板就可以飛起來。 
　　內(nèi)燃機(jī)是1883年發(fā)明，但是這些內(nèi)燃機(jī)仍然非常重，萊特兄弟經(jīng)過了改進(jìn)，1903年裝到第一架“飛行者1號”上，最后飛上了天空，這是一個(gè)偉大的創(chuàng)舉。這里面我們也可以看到，在過去一百年中，我們動(dòng)力可以劃分為兩個(gè)時(shí)期，第一個(gè)就是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，大概是二十世紀(jì)上半葉，基本上是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)代，而到二十世紀(jì)下半葉是噴氣時(shí)代。兩個(gè)時(shí)代是這么來劃分，以動(dòng)力來劃分的。動(dòng)力的發(fā)展使飛機(jī)飛得更快，比如活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，它最大只能達(dá)到0.7倍英速，它的飛行速度是每小時(shí)800多公里，而海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓聲速是1224公里，渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)可以達(dá)到300聲速。從高度來看，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)大概最高可以飛到10萬米，而航空發(fā)動(dòng)機(jī)可以飛到30公里。航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展到今天，飛機(jī)為了飛得更快、更高、更遠(yuǎn)，它促使航天發(fā)動(dòng)機(jī)向重量更輕、功率最大、使用更經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)邁進(jìn)，不斷地突破創(chuàng)新，發(fā)展出各類航天發(fā)動(dòng)機(jī)，推動(dòng)著飛機(jī)性能迅速地向前發(fā)展。 
　　發(fā)動(dòng)機(jī)主要有兩大類，一個(gè)是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。大家可以看到，現(xiàn)在汽車上基本上用的這種，這已經(jīng)把活塞發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展得非常完整了。另外一個(gè)叫空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。下面我說一下活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)主宰了二十世紀(jì)上半葉，功不可沒。 
　　我們再看看三次技術(shù)戰(zhàn)爭中，空中力量所起的作用。1991海灣戰(zhàn)爭，以美國為主的多國部隊(duì)出動(dòng)了1098架飛機(jī)，載彈量是23萬噸。出動(dòng)的次數(shù)是6萬8千多次，空襲了38天。地面戰(zhàn)斗四天，最后他只死了148個(gè)人，所以空中力量就可以把你打跨。這是1991年的事情。1999年呢，科索沃戰(zhàn)爭中美國空中的戰(zhàn)斗機(jī)是555架。投彈2萬3千多枚，空襲了48天。地面一天都沒打，一個(gè)人員都沒傷亡，就把這場戰(zhàn)爭打贏了。2003年伊拉克戰(zhàn)爭剛剛結(jié)束，美英聯(lián)軍出動(dòng)了930架戰(zhàn)斗機(jī)，870架支援任務(wù)飛機(jī)，投彈是2萬9千多枚，空襲30天，地面戰(zhàn)斗是30天，美英方加起來是死亡了115人，小小的代價(jià)就獲取戰(zhàn)斗的勝利，所以從海灣戰(zhàn)爭來看，目前裝備先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的空中裝備，依然是現(xiàn)在空戰(zhàn)中的優(yōu)勢力量。 
　　下面我重點(diǎn)講一下第四代發(fā)動(dòng)機(jī)，第四代發(fā)動(dòng)機(jī)與第三代發(fā)動(dòng)機(jī)相比，它具有很多先進(jìn)的、特殊的性能。主要是推力矢量、隱身性能、超聲速巡航能力，它裝備的第四代發(fā)動(dòng)機(jī)的第四代戰(zhàn)斗機(jī)，它的作戰(zhàn)性能全面超過了現(xiàn)役的第三代戰(zhàn)斗機(jī)。據(jù)報(bào)道美國通過計(jì)算機(jī)的演示，第四代戰(zhàn)斗機(jī)F22與第三代戰(zhàn)斗機(jī)F15相比，它的綜合作戰(zhàn)效能提高了10倍，那就是一架F22可以與10架F15來對抗。 
　　第四代發(fā)動(dòng)機(jī)及其配裝的第四代戰(zhàn)斗機(jī)正在研制，即將投入服役。預(yù)計(jì)第四代戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)將成為21世紀(jì)上半葉的主力戰(zhàn)斗機(jī)的動(dòng)力。我們看看第四代戰(zhàn)斗機(jī)的特殊性能：一個(gè)它裝了矢量噴管。我們看看矢量噴管它是怎樣工作的？這是一個(gè)二元噴管，就是發(fā)動(dòng)機(jī)噴管可以一面加力，一面可以上下擺動(dòng)，這樣來控制飛機(jī)的飛行。這是F119采用的二元矢量噴管。我們再看看一個(gè)三元的，就是軸對稱的矢量噴管。這個(gè)噴管我可以告訴大家，我們中國人已經(jīng)研制出來了。這是剛才講的軸對稱的矢量噴管，我們606、624都已經(jīng)上了臺架，運(yùn)轉(zhuǎn)得非常成功。 
　　這是在一個(gè)航展上，俄羅斯的，這是跟美國的那個(gè)相當(dāng)?shù)模覀儽人D(zhuǎn)得大概還靈活點(diǎn)，軸對稱矢量噴管這種發(fā)動(dòng)機(jī)，裝到飛機(jī)上之后給飛機(jī)帶來什么好處呢？它就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)非常規(guī)的過失速機(jī)動(dòng)，我們看看這個(gè)表演。這是蘇37，你看，就像中國人翻跟頭一樣，飛機(jī)可以這樣飛。我們第一代飛機(jī)打仗的時(shí)候，就是要后面尾追，就是要從后面追，如果你跑到敵人前面去了，那人家就打你了。那怎么辦？你趕快拐彎，拐個(gè)大彎，再繞到它屁股后面再打它。而這種發(fā)動(dòng)機(jī)裝了尾噴管之后，它不用這么拐大彎了，它直接翻個(gè)跟頭就過來了。所以裝了矢量噴管之后，飛機(jī)機(jī)動(dòng)性大大地改善。第四代發(fā)動(dòng)機(jī)，美國的F35戰(zhàn)斗機(jī)，它是裝單代的F119發(fā)動(dòng)機(jī)，它可以實(shí)現(xiàn)垂直起落，實(shí)現(xiàn)短距起落，也可以正常起飛。這就是它的一個(gè)飛機(jī)的模型。2000年10月24日，這個(gè)GSF，現(xiàn)在叫F35，實(shí)現(xiàn)了首飛。2001年10月26日，美國空軍司令宣布馬丁公司的F35這個(gè)方案中標(biāo)，競爭當(dāng)中中標(biāo)。它的訂貨量3000架，合同的總金額是2千億美元。這是美國有史以來，最大的一筆合同。據(jù)說美國往海外賣，大概還要賣3千架，又是2千億美元。所以這個(gè)搞成了，經(jīng)濟(jì)效益是非常巨大的。我們看看F35是怎么飛的？這是首飛的情況，是在2000年10月24號首飛的。另外由于有了矢量噴管，所以第四代發(fā)動(dòng)機(jī)它可以有紅外隱身技術(shù)，飛機(jī)能夠滿足隱身要求。這個(gè)剛才已經(jīng)表演過了，我們看看美國的隱身飛機(jī)F117，F(xiàn)117投入戰(zhàn)斗之后，它就使用二元矢量噴管。參加了幾次局部戰(zhàn)爭，實(shí)際上只有一架被打落了，是在南斯拉夫被打落了，顯示出強(qiáng)大的生存力。這個(gè)第四代發(fā)動(dòng)機(jī)，由于它采用高推重比發(fā)動(dòng)機(jī)，耗油率是加力狀態(tài)的二分之一。因此它能夠?qū)崿F(xiàn)超聲速巡航，就是不加力可以實(shí)現(xiàn)超聲速。所以這樣的話，它的航行和作戰(zhàn)半徑，就可以大大擴(kuò)大。第四代它就可以實(shí)現(xiàn)加力燃燒，這個(gè)F22，我們可以看看，剛才我講的都是戰(zhàn)斗機(jī)，現(xiàn)在我給各位講一講民航發(fā)動(dòng)機(jī)。這個(gè)涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)，就是1952年5月2日，英國研制的裝第四代的“埃汶”渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的“彗星”號客機(jī)，這是世界上第一架噴氣客機(jī)。它首先開辟了倫敦到南非的航線，宣告民航飛行噴氣時(shí)代的來臨。民航發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油率現(xiàn)在不斷下降，大概下降60%左右，現(xiàn)在GE90已經(jīng)下降到0.5以下，下降了60%，三分之二是發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率下降所做出的貢獻(xiàn)，其他三分之一就是我們飛機(jī)的氣動(dòng)率得到了改進(jìn)和阻力減少了。 
　　那么民航飛機(jī)大家都坐過，是不是安全呢？大家都感到坐飛機(jī)不安全，因?yàn)橐凰は聛韼装偃司退懒恕?shí)際上坐飛機(jī)是最安全的，民航發(fā)動(dòng)機(jī)它的空中事故率要求十萬分之一，不能超過這個(gè)。所以平均死亡率是每1億公里只能死0.04個(gè)人，是汽車和輪船的幾十分之一，航空已經(jīng)成為最安全最快捷的交通工具。這主要得益于一系列的嚴(yán)格的考核試驗(yàn)，就是民航發(fā)動(dòng)機(jī)交付使用之前要做大量的試驗(yàn)。我就不詳細(xì)講了，我只演示幾個(gè)主要的事件給大家看：一個(gè)就是飛機(jī)在機(jī)場起飛的時(shí)候，大家看到有很多鳥。所以有些機(jī)場鳥多的話，就組織打鳥隊(duì)。就是把鳥要趕走，否則這飛機(jī)一起飛，鳥撞進(jìn)去了，這發(fā)動(dòng)機(jī)就有危險(xiǎn)。曾經(jīng)在印度有一個(gè)禿鷲闖到發(fā)動(dòng)機(jī)里去了，最后發(fā)動(dòng)機(jī)停車，機(jī)毀人亡，死了200多人。所以發(fā)動(dòng)機(jī)在出廠之前，在定子上必須要做拋鳥試驗(yàn)。它要把四個(gè)一公斤左右的中等大小的鳥，用這個(gè)炮把它打到發(fā)動(dòng)機(jī)里面去。這個(gè)時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)不能夠停車，更不能損壞。我們看看這個(gè)演示：你看出來了之后，這個(gè)鳥給燒了。民航發(fā)動(dòng)機(jī)必須要做這個(gè)試驗(yàn)，這是四個(gè)鳥，每個(gè)鳥是一公斤。當(dāng)然還有些打進(jìn)20幾個(gè)鳥的，那個(gè)鳥小一點(diǎn)，像麻雀一類，這是吞鳥試驗(yàn)。另外一個(gè)就是發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在工作的時(shí)候，由于種種原因，發(fā)動(dòng)機(jī)葉片可能斷了，斷了之后，那怎么辦呢？它要求這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)至少使這個(gè)機(jī)匣能把它包容起來，不能打出去，所以他們就有這個(gè)試驗(yàn)。像德國、英國就做過這個(gè)試驗(yàn)，我們可以看看，有一些故意讓葉片斷，完了看看會(huì)不會(huì)把發(fā)動(dòng)機(jī)打壞。這個(gè)就用個(gè)爆炸螺栓，放在一個(gè)葉片上，把它爆炸，葉片把它打斷。 
　　你看發(fā)動(dòng)機(jī)打的時(shí)候，你看葉片斷了，但是發(fā)動(dòng)機(jī)完好無損，說明它的包容性很好。否則你打出去把油箱打著了，飛機(jī)就著火了，所以這種試驗(yàn)是要做的。另外一個(gè)就是在天空飛行有時(shí)候碰到下冰雹怎么辦？所以要模擬下冰雹的試驗(yàn)。給大家再看看：這個(gè)GE90裝波音747用的發(fā)動(dòng)機(jī)，百年不遇。每分鐘一噸的冰雹打到發(fā)動(dòng)機(jī)里面去，這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)要求不停車，不允許結(jié)構(gòu)破壞，你必須要做到這一條。 
　　上面我把這一百年的回顧，軍機(jī)民機(jī)的發(fā)展我大致講了一下。下面我為大家簡單介紹一下21世紀(jì)我們發(fā)動(dòng)機(jī)大概怎么發(fā)展。21世紀(jì)我認(rèn)為航空動(dòng)力將呈現(xiàn)加速發(fā)展的趨勢，第一個(gè)就是我們目前所使用的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，如果突破一些關(guān)鍵技術(shù)，仍然是有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＫ匀皇?1世紀(jì)上半葉主要的發(fā)動(dòng)機(jī)，不管是軍機(jī)也好民機(jī)也好，這里面有大量的試驗(yàn)。推重比有可能提高到15到20 或者是更高，這個(gè)將來還是占了我們的主流，我估計(jì)要使用到2050年以后吧。第二個(gè)涵道比可以超過10，目前是8.5左右。壽命要超過10萬小時(shí)，生產(chǎn)成本要大大下降。 
　　再一個(gè)美國推出一個(gè)通用核心機(jī)，這個(gè)核心機(jī)可以用在多用途戰(zhàn)斗機(jī)上、全球攻擊機(jī)上、無人戰(zhàn)斗機(jī)上、或者超聲速巡航導(dǎo)彈都可以用。這樣的話就節(jié)省大量的費(fèi)用，這是技術(shù)的進(jìn)步。第二種就是我們有可能實(shí)現(xiàn)高超聲速的飛行，這種飛行的動(dòng)力裝置，將來主要是渦噴、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，或者是渦扇加上沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)，再加上火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。這個(gè)組合動(dòng)力，如果這種組合功力一旦能夠?qū)崿F(xiàn)，就是航空動(dòng)力與航天動(dòng)力相結(jié)合。將來就可以實(shí)現(xiàn)10倍音速的、或者跨大氣層的往返。一旦研制成功，將來出現(xiàn)什么局面呢？就是我們從北京到紐約的飛行時(shí)間大概二、三小時(shí)就到紐約了。所以就要開創(chuàng)人類的一個(gè)嶄新的紀(jì)元，這里我們看到渦噴、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)大概是馬赫數(shù)2。二十公里以下渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)可以飛到馬赫數(shù)3。然后就打開亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，然后速度再高，打開超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)。最后如果要飛到外層空間去，60公里以上空氣就很稀薄了，基本上沒有多少空氣了。這時(shí)候就必須用火箭，因?yàn)樗鼪]有空氣了，你必須要有火箭。所以這樣的話，我們?nèi)祟愑锌赡軐碜w機(jī)上到太空。現(xiàn)在大概一個(gè)人要4000萬美元，我們將來可能就很便宜了。實(shí)現(xiàn)這一種飛行，將來而且不僅有火箭，像美國航天飛機(jī)用火箭打上去，那個(gè)成本很高，將來我們實(shí)現(xiàn)正常的起飛，正常的著陸，但是可以實(shí)現(xiàn)超聲速巡航。這就要我們動(dòng)力，你必須要跨一步。 
　　第三個(gè)是超微型發(fā)動(dòng)機(jī)。將來我們的發(fā)動(dòng)機(jī)也有很小的類型，飛機(jī)做出來像一個(gè)手掌那么大。甚至我們未來有納米發(fā)動(dòng)機(jī)，做出來之后，就有可能裝這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行器也像蚊子那么大小。過去的《西游記》，孫猴子鉆到鐵扇公主的肚皮里面去了。將來有可能我們用那種小飛機(jī)從你的鼻子里飛下去，完了到你身體去巡視一周，檢查你有什么毛病。這是將來技術(shù)的發(fā)展，21世紀(jì)我相信這一點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)。 
　　再一個(gè)就是新能源。我們地球上的石油資源總是要用完的，現(xiàn)在人類又開始在探索，如果用完了怎么辦？另外還有一個(gè)環(huán)境污染問題，現(xiàn)在大家正在探索無輻射無污染的能源。 
　　這個(gè)是太陽能飛機(jī)，俄羅斯已經(jīng)試飛了。主要是由氫、液態(tài)天然氣、太陽能做燃料的。我的結(jié)束語：縱觀航空發(fā)展的歷史，可以毫不夸張地說，發(fā)動(dòng)機(jī)在飛機(jī)的發(fā)展中起著關(guān)鍵性的作用。發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟，是推動(dòng)飛機(jī)快速發(fā)展的原動(dòng)力。過去一百年航空動(dòng)力技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的成就，極大推動(dòng)了航空技術(shù)的發(fā)展，并推動(dòng)了人類文明的進(jìn)步。未來的一百多年，隨著新的理論、方法持續(xù)發(fā)展和應(yīng)用，21世紀(jì)的航空動(dòng)力技術(shù)必將加速發(fā)展，取得更加輝煌的成就。希望在未來的一百年中，中國能夠?qū)κ澜绲暮娇談?dòng)力技術(shù)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。我也希望在座的朋友們，能夠在這方面有新的發(fā)明創(chuàng)造，謝謝各位！（來源：cctv-10《百家講壇》欄目）