發動機這麼精密的機械儀器，最早是如何被設計出來的？
01-29
謝邀！本人只熟悉航空發動機，故對此進行一下簡單的溯源。早在1810年，「空氣動力學之父」--英國科學家喬治凱利爵士指出：所謂機械飛行就是對一塊平板提供動力，使它能在空中支持一定的重量。到了19世紀中葉，人們通過對鳥類飛行、風箏飛升、模型吹風試驗和駕駛滑翔機的觀察，基本上掌握了飛行原理，同時由於船用螺旋槳的發明和廣泛使用，就產生合適的推進裝置（螺旋槳）。但是當時沒有可用的動力裝置，任然完成不了飛行夢想。19世紀中葉，蒸汽機成為了工業革命的「火車頭」。1845年，英國工程師漢森和斯特林費羅申請了「空中蒸汽機車」飛機專利；1894年，發明家美國人馬克沁（馬克沁機槍發明人）製造的蒸汽飛機因為太重而只能在地面滑行、無法起飛；1896年，美國科學家蘭利博士完成了蒸汽機飛機模型。其中最好的屬於蘭利博士的飛機模型所使用的以酒精或汽油為燃料的蒸汽機，但是功重比也未超過0.1馬力/千克，根據人們之前的計算，要想實現可操縱飛行，發動機的功率和重量之比應大於0.125--0.2馬力/千克，因而蘭利博士的飛機也沒能完成飛行任務。除了蒸汽機以外，人們還研究過其他動力裝置，如火藥發動機，熱氣發動機以及當時嶄露頭角的電動機等 ，直到1883年，德國人戴姆勒（如今的戴姆勒--賓士公司鼻祖之一）研製出以汽油為燃料的四衝程活塞式發動機，才使人類的飛行柳暗花明。
活塞式發動機相比於蒸汽機，有以下特點：
（1）作功的工質和燃燒所需的氧化劑都直接來自於大氣，無需攜帶另外的工質（水）；（2）作功後的工質直接排向大氣，無需額外的冷凝器，結構尺寸小，重量輕；（3）工質加熱（燃燒）前已經經過壓縮，壓縮比為5--9倍，燃燒溫度高（2000℃），熱效率高（20%--25%）；（4）轉速高（1000r/min），有利於提高螺旋槳效率；（5）可採用多缸聯合運行的方式，使發動機輸出功率大大提高。1903年12月17日萊特兄弟那次劃時代的飛行，「飛行者」1號所使用的發動機，設有自動進氣閥的液（水）冷、四缸、四衝程直排卧式活塞式汽油發動機，汽缸內徑101.5mm，衝程104.8mm，排量3.398升，壓縮比4.4，長期工作功率9千瓦（約12馬力），短期內可達12千瓦（16馬力），凈重量64千克（無燃料），工作重量81千克（帶燃料、水和附件），功率比為0.148--0.20馬力/千克。它的製造者並非出自著名的企業家或者發明家，而是一位普通的修理技術工查爾斯泰勒之手。起初萊特兄弟按照「飛行者」1號所要求的技術指標，向當地的幾家發動機製造廠提出了訂單，由於各種原因遭到拒絕，無奈之下只能決定發動機由自己開辦的自行車工廠內的修理技師泰勒製造。泰勒以一台已有的、驅動設備的活塞式發動機為原型，憑藉豐富的經驗和精湛的技術，經過大量的試驗和改進、完善，終於製造出滿足設計指標的發動機。另外「飛行者」2號和3號的發動機也出自於泰勒之手，功重比達到了0.2--0.25千克/馬力，達到了當時活塞式發動機的先進水平。「飛行者」1號試飛成功後，萊特兄弟功成名就，名滿天下，但泰勒卻一直默默無聞，這個傳統一直延續到今天，飛機及其設計師往往受到社會和媒體的更多關注，而深藏不露的發動機及其設計師卻更多時候只能做幕後英雄。由活塞式發動，逐漸到後來大家都熟知的空氣噴氣式發動機，便不再一一贅述。航空發動機的分類如下：
最早設計發動機，還遠遠達不到精密儀器的標準，何況那時候也沒有精密儀器這個概念，只是利用了最簡單的工程熱力學原理，後來為了不斷提高發動機效率，才不斷的精益求精，通過各種辦法減小損失提高效率，根據卡諾定理，相同熱源溫度工作的一切熱機效率都小於卡諾熱機，按照發動機工作的高溫熱源和低溫熱源溫度，根據卡諾公式可以算出大概的理論效率是在60-70%左右，但現在目前應用的發動機效率一般都在30多，所以，發動機的設計越來越精密，但最開始的發動機，就是蒸汽機，很簡單的熱能轉變為機械能的過程，到後來的內燃機，先是汽油機再是柴油機，從單缸到多缸，從不帶渦輪到渦輪增壓，從化油器到後來的電控，從進氣道噴射到缸內直噴，從柱塞泵到高壓共軌，從固定壓縮比到可變壓縮比，從固定氣門到可變氣門正時及升程，從均質混合到分層燃燒再到稀薄燃燒，所有的這些技術，都使得發動機變得越來越精密，科技含量也越來越高，目的只有一個，不斷提高發動機熱效率，因為和理論值相比，還有很大的進步空間
蟹腰。我覺得我要去補一下歷史知識才能回答這個問題，畢竟現在的發動機設計更多的是基於前輩的經驗進行改進。
最早的熱動力應用是蒸汽機，這玩意開始的時候用木頭和銅還有鐵做動能轉換件，說不上精密也談不上有很多精妙設計，到了後來人類逐漸開始最求更高的轉化效率，更強的動力輸出，於是燒開水這個偉大的工程就逐漸開始發展了，在這個燒開水到現如今燒油的發展歷史上 不光是設計的進步還有同時代化工技術，材料技術的輔助發展才能使其一直發展到今天，任何一個機械副 一個從動件 都是經歷了百年的發展。其實核電站也是一個內燃機燒開水的過程，只不過是用核材料做為燃料。還有就是任何精密的內燃機部件都很容易損壞
謝邀，哇第一次被邀請回到問題耶，可我主要是做計算機的，並不懂
發動機是個很神奇的東西，我國目前在高端發動機領域，尤其是飛機製造行業，發動機的製造一直沒能實現重大突破，中國首款大飛機C919使用的就是由美國通用電氣、法國賽峰合作研發的最新一代LEAP發動機
我本科老師曾說過大飛機，或是說是高端航空發動機是現代工業藝術王冠上的明珠
好消息是，C919已經預留了和未來中國自主發動機長江1000A對接的介面，相信用不了太久，我們就能看到跳動著「中國心」的大飛機啦
瀉藥，我是冶金的，發動機還真不懂，要不小姐姐咱聊下轉爐鍊鋼新技術？
潛水4年，今天還是被破了，
本來以為我這潛伏大神的絕密身份，被發現了
仔細一看
大家都是被邀請來的，
乾脆建個王者農藥群，一起去做小學生吧~
636746556
發動機最早並非如此，從最早的內燃機開始使用，到現在，因為各種原因的限制，而慢慢改良而至現今的發動機.
謝邀，其實我是一隻遊戲團滅發動機
謝邀。。。 沒想到第一次被邀的問題竟然是和本專業有關的。（第一次已破！）
本人機械專業，一般二本，但好在自己可以認清自己，目前專業課尚未學完，不能幫助你這個問題，不過內燃機確是學過！抱歉！
刷知乎的時間不長，不敢在各位大神面前，班門弄斧，見諒！
日後，有機會，待羽翼豐滿，必定知無不答！希望大家不要水我，多給年輕人一些機會吧！再次表達歉意向我的邀請者和大家！謝邀，在下還只是新手，還需要多多學習！
謝邀，本人是交通大學明年才入學內燃機所的……不過據我所知發動機其實是一個很大的概念，我所學的內燃機只是一個較大也較為成熟的部分，如果要說起的話，應當得從奧托開始說起吧，就是在卡諾循環基礎上研究的更實際的那位前輩，具體的百度均有資料，不再贅述。
謝邀，本人還是大學生，還需要向前輩多多學習
謝邀！非發動機相關專業，只是一直關注汽車發動機和航空發動機這一塊。我旁觀學習
一開始的發動機並不是什麼精密的產品，只不過是一代代工程師不斷的改良罷了。
謝邀。
謝邀，我學的不是發動機，但是在車企發動機車間干過半年。別的答案都說的很好了，我就補充一點點主觀看法。你問這麼精密的儀器是怎麼發明出來的，簡單說是在它還並不精密的時候發明出來的，藍後經過一代代改良才變成現在樣精密。精密歸精密，到現在能量轉化效率也並不高。起源最早可以追溯到達芬奇，在他那裡只是一張圖紙和一個腦洞大開的構想。它的核心還是曲柄連桿機構，即直線運動和旋轉運動之間的相互轉換。後來有了蒸汽機，得以藉助這個曲柄連桿機構將熱能轉化為機械能。我認為蒸汽機是外燃機的一種，所謂外燃機的意思是工作介質（蒸汽）和燃料（煤）是兩個東西。內燃機呢，工作介質和燃料是同一個東西：最早是火藥，無壓縮內燃機；後來發展為燃氣到現在的油氣混合物，帶壓縮的內燃機。一步步改進，直到出現奧拓循環，即吸氣、壓縮、點火、排氣為一個循環的四衝程內燃機，發動機也就開始精密了。實際上現在的發動機跟那時候的進步也不太大，從能量轉換效率上來說。注意電子火花塞是現代發動機和之前的內燃機的分界線。另外還有行星結構的發動機和轉子發動機等等。飛機的發動機我一竅不通，就不提了。
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