jetåldern

med början på 1920-talet hade stadiga framsteg i flygplanets prestanda producerats av förbättrade strukturer och dra-reduktionsteknik och av kraftfullare, överladdade motorer, men i början av 1930-talet hade det blivit uppenbart för en handfull framsynta ingenjörer att hastigheter snart skulle vara möjliga som skulle överstiga kapaciteten hos fram-och återgående motorer och propellrar. Anledningen till detta var inte först allmänt uppskattad., Vid hastigheter som närmar sig Mach 1, eller ljudets hastighet (ca 1,190 km per timme vid havsnivå och ca 1,055 km per timme vid 11 000 meter) ökar aerodynamiskt drag kraftigt. Dessutom, i det transoniska området (mellan ca Mach 0.8 och Mach 1.2), slutar luft som strömmar över aerodynamiska ytor att fungera som en inkompressibel vätska och bildar chockvågor. Dessa skapar i sin tur skarpa lokala diskontinuiteter i luftflöde och tryck, vilket skapar problem inte bara av drag utan av kontroll också., Eftersom propellerblad, som beskriver en spiralväg, rör sig genom luften vid högre lokala hastigheter än resten av flygplanet, går de först in i denna turbulenta transoniska regim. Av denna anledning finns det en oflexibel övre gräns för de hastigheter som kan uppnås av propellerdrivna flygplan. Sådana komplexa interaktioner i den transoniska regimen-och inte de förutsägbara chockvågseffekterna av supersonisk flygning, som ballistiker hade förstått sedan slutet av 1800—talet-presenterade speciella problem som inte löstes fram till 1950-talet., Under tiden attackerade några pionjärer problemet direkt genom att utforma ett nytt kraftverk, jetmotorn.

medan han fortfarande var kadett vid Royal Air Force College, Cranwell, 1928, avancerade Frank Whittle tanken på att ersätta kolvmotorn och propellern med en gasturbin, och under det följande året tänkte han turbojet, som kopplade en kompressor, en förbränningskammare och en turbin i samma kanal., I okunnighet om Whittles arbete kom tre tyska ingenjörer självständigt till samma koncept: Hans von Ohain 1933; Herbert Wagner, chefskonstruktionsingenjör för Junkers 1934; och regeringens aerodynamicist Helmut Schelp 1937. Whittle hade en kör bänk modell av våren 1937, men stöd från industrimannen Ernst Heinkel gav von Ohain ledningen. Han 178, det första jetdrivna flygplanet, flög på Aug. 27, 1939, nästan två år före sin brittiska motsvarighet, Gloster E. 28 / 39, Den 15 maj 1941., Genom en inblandad kedja av händelser där Schelps ingripande var avgörande ledde Wagners ansträngningar till Junkers Jumo 004-motorn. Detta blev den mest producerade jetmotorn under andra världskriget och den första operativa axialflödet turbojet, en där luften strömmar rakt genom motorn. Däremot använde Whittle-och Heinkelstrålarna centrifugalflöde, där luften kastas radiellt utåt under kompression., Centrifugalflödet erbjuder fördelar med lätthet, kompaktitet och effektivitet—men på bekostnad av större frontalområde, vilket ökar drag och lägre kompressionsförhållanden, vilket begränsar maximal effekt. Många tidiga jetfighters drevs av centrifugalflödesturbojet, men när hastigheterna ökade blev axialflödet dominerande.

tidiga jet fighters

Även om Whittle var först av märket, tyskarna avancerade sina program med uthållighet och uppfinningsrikedom. Messerschmitt Me 262, som drivs av två Jumo-motorer och med vingar svepte tillbaka 18,5°, kunde 845 km (525 miles) per timme. Beväpnad med fyra 30 mm kanon och ostyrda raketer, det var en effektiv bombplan jagare, men det trädde i tjänst för sent för att ha en stor effekt på kriget., Gloster Meteor trädde i tjänst den 27 juli 1944, ungefär två månader före Me 262; även om det var mindre kapabel än den tyska fighter, det var effektivt i avlyssning V-1 ” buzz bomber.”Desperat att bekämpa allierade bombplan, tyskarna vände sig också till raketdrift, fielding tailless Me 163 Komet under de sista månaderna av kriget. Drivs av en väteperoxid raket designad av Hellmuth Walter, Komet hade spektakulära prestanda, men dess Kort räckvidd och ineffektiva kanon beväpning gjorde det ett operativt misslyckande., Dessutom var drivmedlen instabila och exploderade ofta vid landning.

under tiden gick den amerikanska flygindustrin in i jet-loppet med kvittot av General Electric från en Whittle-motor 1941. Den första AMERIKANSKA jet, Bell P-59A Airacomet, gjorde sin första flygning följande år. Det var långsammare än moderna kolvmotoriska fighters, men 1943-44 utvecklade ett litet lag under Lockheed designer Clarence (”Kelly”) Johnson P-80-Stjärnskyttestjärnan. P-80 och dess Brittiska samtida, De Havilland Vampyr, var de första framgångsrika fighters drivs av en enda turbojet.,

jets of World War II invigde den första generationen jet fighters, där turbojet framdrivning applicerades på befintlig flygplansteknik och aerodynamik. (I själva verket var några tidiga efterkrigsstrålar—särskilt Sovjets Yakovlev Yak-15 och Yak-23 och den svenska Saab 21R—helt enkelt reengined propellerdrivna fighters.,) Dessa flygplan överträffade i allmänhet sina kolvmotoriga samtidiga på grund av den större dragkraft som deras jetplan gav vid höga hastigheter, men de led av allvarliga brister i räckvidd och hanteringsegenskaper på grund av den höga bränsleförbrukningen och långsam acceleration av tidiga turbojetter., Mer fundamentalt var de begränsade till subsoniska hastigheter eftersom dagens relativt tjocka flygplan var benägna att komprimera problemen med transonisk flygning-särskilt vid höga höjder, där de högre hastigheter som krävs för att producera hiss i tunn atmosfär förde flygplan snabbare till transonisk hastighet. Av denna anledning utförde första generationens jets bäst vid låga höjder.,

andra första generationens fighters inkluderade USA, McDonnell FH Fantomen och den Brittiska Hawker Sea Hawk (den första jet bärare fighters), McDonnell F2H Banshee, och den franska Dassault Ouragan. Dessa ensätesdagskämpar var i tjänst 1950, medan första generationens allväderskämpar, belastade med radar och en andra besättningsmedlem, gick i tjänst genom slutet av 1950-talet.