小小科学家——惠特尔（课件）寒暑假周末托管科学拓展课

弗兰克.惠特尔 命运多舛的科学家 目 录 CONTENTS 英国航空工程师、发明家、喷气推进技术先驱。英国皇家学会工艺院院士 ，英国航空学工程师。现代喷气式飞机发动机的先驱。曾设计并驾驶第一架喷气式飞机。 弗兰克·惠特尔（1907-1996） 2 1907年6月1日生于考文垂。 童年的惠特尔亲眼看到战斗飞机的空中格斗，从而对空战产生了浓厚兴趣。 1、生平 第一次世界大战（1914年7月28日－1918年11月11日） 1923（16岁）年加入英国皇家空军，入克兰威尔空军学院学习。 完全依赖燃气流产生推力，常用作高速飞机的动力。 在校期间，他就发现驱动螺旋桨的活塞式发动机满足不了飞机高空高速飞行的需要，并在毕业论文中研究了涡轮喷气发动机。 涡轮喷气发动机的工作原理：先将空气吸入，再经过双面离心压气机压缩，然后在单管燃烧室内喷油燃烧；燃烧后的高压燃气驱动涡轮带动压气机，同时高速从尾喷管喷 出，从而产生推力推进飞机。他推导出了发动机热力学的基本方程，并且提出飞机的巡航高度可以达到35000米。 1928年（21岁）首次发表关于燃气涡轮和喷气反作用飞机的论文，提出喷气热力学的基本公式。 1930（23岁）年取得涡轮喷气发动机设计的专利。惠特尔的设想，令人耳目一新，但由于在1929年，人们的思想仍固囿于传统的活塞式发动机的模式中，没有人相信他的设计能够实现，惠特尔跑了几家厂商，均被婉言谢绝。其设计方案也被漠然置之。由于无人采用，因此惠特尔的燃气涡轮喷气发动机方案只得先申请专利。 1935年（28岁），机遇终于来了，在原克兰威尔皇家军学院的一位学友威廉斯的安排下，一家由银行家组成的商行决定资助新办的“动力喷气有限公司”，试制惠特尔发明的涡轮喷气发动机。惠特尔也进入这家公司工作。这年6月，惠特尔开始设计第一台涡轮喷气发动机。 1937年4月13日，世界上第一台涡轮喷气发动机在试车台上运转起来；转速达到了11750转/分，发出推力545公斤（5340牛顿）。 1937～1944（30-37岁）年担任英国喷气动力有限公司的总工程师。惠特尔研制的单转子涡轮喷气发动机于1937年 4月12日首次运转成功。 当皇家空军部的军官看到第一台燃气涡轮喷气发动机确实在成功运行和可以工作时，才答应给予资金支持；翌年3月，空军与惠特尔签订了合同，用一台改进的发动机装备飞机。接着罗斯特飞机公司与他签订了合同，制造惠特尔W1型涡轮喷气发动机装E-28/39飞机，作为飞行试验。 但是，由于长期辛劳，惠特尔的身体状况已经变得很坏，再加上第一台发动机运转一直不稳定，啸声极大，难以正常工作，所有的合作者都离他而去，惠特尔的精神几乎达到崩溃的地步。1938年4月，惠特尔制造了第二台发动机，并稳定工作了两个小时，但最后还是解体了。 1939年，二战爆发，惠特尔的发动机再度被冷落。（1931年9月18日 - 1945年9月2日） 美国、苏联、英国、中国等 VS 纳粹德国、日本、意大利等 1940年7月，惠特尔的发动机终于可以稳定工作。 41年5月，英国第一架喷气式飞机E-28/39试飞，并演示给邱吉尔，却不邀请喷气发动机的发明者惠特尔。 1941年5月安装惠特尔设计的W-1发动机的格罗斯特公司E-28/39 飞机试飞成功。英国第二次世界大战后期和战后使用的“流星”和“吸血鬼”等喷气战斗机，都是在这种飞机的基础上研制的。 1945年（38岁）8月，德国的Me-262喷气式战斗机率先投入使用，这种飞机速度远远超过同期最优秀的活塞式战斗机，令同盟国感到震惊。尽管由于此时已近二战结束，法西斯已回天无术，少量的喷气式战斗机也未能起到多大作用，惠特尔还是感到十分痛心，毕竟在这场竞赛中，他在大部分时间处于领先的，是官僚们耽误了他。 后来，惠特尔又研制成世界上第一种涡轮螺旋桨旅客机“子爵”号和第一架涡轮喷气客机“彗星”号，使英国的航空喷气推进技术一度居世界领先地位。 1948年（41岁）惠特尔被授予空军准将军衔和爵士勋位。 二、实验材料 三、实验步骤 1、将线穿进吸管，系在牢固的物体上，将线绷直。 三、实验步骤 2、将气球吹足气，捏紧气球口，用胶带绑在吸管上。 三、实验步骤 3、释放气球，重复实验。 怎样让气球跑更远？ 生活中还有哪些反冲力的例子？ 下周六见啦！ Lavf58.46.101 Lavf58.28.100 $$