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航空器的发展史

2020-03-09 23:57航天世界 人已围观

简介人类航空发展史从古代开始,人类就通过自身的努力和开拓,制造也风筝和热气球等飞行工具,来追求伟大的以待梦想,这些简单的手工造制作便成就了飞器的雏形。在往后的几百年里,无数的飞行先...

  从古代开始,人类就通过自身的努力和开拓,制造也风筝和热气球等飞行工具,来追求伟大的以待梦想,这些简单的手工造制作便成就了飞器的雏形。在往后的几百年里,无数的飞行先驱者不断努力尝试飞行,终于于1903年12月17日,莱特兄弟综研制的“飞行者1号”飞机首先试飞成功。此后几十年的光阴里,飞机从实验室走向了战场,正因在战场上的应用而使得其飞速发展;并而在后来中应用到民航中,而使其作用发扬光大。展望未来,航空器将会向实用型和智能型方向继续发展。

  航空器(aircraft)是指在大气层中飞行的飞行器。包括飞机、飞艇、气球及其他任何藉空气之反作用力,得以飞航于大气中之器物。由动力装置产生前进推力,由固定机翼产生升力,在大气层中飞行的重于空气的航空器。无动力装置的滑翔机﹑以旋翼作为主要升力面的直升机以及在大气层外飞行的航天飞机都不属飞机的范围。但在日常生活中,有人习惯地将气球﹑飞艇以外的航空器泛称飞机。飞行效率在所有航空器中,飞机具有速度快﹑载重大和飞行效率高的优点。在燃料﹑发动机和推进装置一定的条件下﹐运载工具的效率可用载重量和飞行距离来衡量。

  17世纪~18世纪,欧洲航空发展处在一个特殊的扑翼机探索和设计阶段。由于没有出现航空学理论研究的事件和成果。模仿鸟类进行冒险飞行的人明显减少。 在热气球飞行成功之前,扑翼机设计成了这个时期的主题。

  1783年9月19日,蒙哥尔费兄弟制成了世界上第一个热气球,气球下面系着一只用柳条编织的吊篮,将第一批“乘客”一只山羊、一只鸭和一只公鸡升到了520m高空,在飞行了8min、3.2km后,安全着陆。

  1852年,法国人吉法尔在气球上安装一台3马力(约2205W)蒸汽机带动螺旋桨的推进装置,制成了世界上第一个可操纵飞艇。 19世纪末,德国的齐柏林制成了用汽油发动机作为动力,性能比其他的飞艇好,转载量也大的硬式飞艇,。在军事和交通运输上得到了应用。

  由于飞艇在载运能力和使用成本上具有明显优势先进的空气动力学设计、新动力、新材料、新工艺、新机载电子设备和氦气的应用,到20世纪70年代后,飞艇事业又有了复苏的迹象。如1996年荷兰研制出的“千禧导航”号飞艇,我国在1985—1986年间研制成功了“天舟”号载人热气飞艇。

  1843年,亨森是把凯利理论进一步具体化的航空先驱,他在设计成“空中蒸汽车”并取得专利,这一设计的外形已与现在飞机十分相近,有主翼、有平尾、有垂尾、有动力(蒸汽机)。

  在1884年,俄国航空先驱莫扎伊斯基制造过一架单翼机,在彼得堡附近的红村作过试飞,但没有操纵系统。

  而后来,德国人李林达尔是第一个通过亲自滑翔试飞探索飞行操纵的人,曾先后进行过2000次飞行,他的试飞成功,为后来的飞机研究者提供了宝贵的经验,特别是莱特兄弟从他的经验中获得许多教益,李林达尔为飞机发明成功做出了重要贡献!

  到了兰利的时个候,他是莱特兄弟成功前的最后一位航空先驱,1896年他制造的蒸汽机模型试飞距离达1280米,但在全尺寸飞机的试飞中却未能成功,尽管如此,他的许多发现给后来的飞机研制者提供了有益的启示。

  1903年,奥维尔·莱特进行了人类历史上第一次有动力、持续的、可操纵的飞行。法国于1908年首先给他们的成就以正确的评价,从此掀起了席卷世界的航空热潮。 其他早期的飞行探索:

  1909年,美国华侨冯如驾驶自己设计的飞机在美国旧金山奥克兰试飞成功。 1910年3月28日,法国人试飞成功世界上第一架水上飞机 1913年,俄国人研制了四发大型客机成功

  到1913年,飞行速度已达200km/h,航续时间超过13小时,飞行高度达到6500m。

  虽然古代中国有众多的有关飞行的成就,比如在春秋战国的木鸢、西汉的风筝、王莾时代有人造翅膀学习鸟类飞行,到唐代有火药,由此火箭的原形神火飞鸦被发明,之后还出现了走马灯、孔明灯、竹蜻蜓等,到明朝更有人利用火箭与风筝制造载人飞行器,但是只是停留在玩具的阶段,没建立一定的理论基础。而西方在文艺复兴时期就有达芬奇的《论鸟的飞行》一书,提及了两个旋翼绕垂直轴转动支承的思想,但是由于发现年代较远,起到的作用比较小。但是工业革命积累的科学知识和经验组成了现代航空器学理论。

  最早的载人航空器是热气球,1783年11月21日,法国人法兰特和德•罗尔在巴黎上空完成首次载人飞行。1852年,法国人吉法尔将气球装上螺旋桨,用

  2.2kW蒸汽机驱动,在巴黎上空以2.68m/s的速度作了首次飞行,这就是在动力、可操纵气球——飞艇的诞生。到20世纪70年代,由于其节能环保,结合现技术开发出以安全气体氦替代氢的新一代飞艇,继续发挥它的作用。值得一题的是从飞艇在第一次世界大战发挥不可忽视的作用。由于19世纪的科技与生产力水平的提高,并经过前人不断的尝试,最后在19世纪末由德国的O.李林达尔完整地完成了滑翔飞行试验,此后他还做了许多次成功的试验,最后在1896年的一次滑翔试验中丧生,致使他在滑翔机上安装蒸汽发动机的愿望未能实现,但他多年的研究给后人很大的教益,也就是后来飞机的出现。

  战争促进了航空科学技术和航空工业的发展,特别是第一次世界大战,之所以在第一次世界大战结束到第二次世界大战爆发间的20年,称为航空黄金年代,是由于在那段时间出现了一系列的新技术:如硬壳式轻型合金结构、悬臂单翼、可收放式起落架、密封座舱、发动机增压器以及包括自动驾驶仪在内的一系列供飞行和导航使用的设备等。在二战中开始使用活塞式发动机作为动力的螺旋桨飞机,其中还出现的比较有名的战机有P-51等,在二战后期,最大速度达到780km/h的速度极限(由于“音障”)。

  1956年苏联的图-104、1958年美国的波音707和DC-8进入航线,标志着民用喷气航空时代的开始。波音707的速度为900~1000km/h,航程可达12000km,乘客158人。

  1969年出现宽体式大型客机(波音-747),标志着航空客运已经走向大众化。此时,民航飞机的航程大增,座位增加了许多,运营成本也大大降低。

  在2000—2005年间,出现A380大型双层客机。同时,各国还在不断地预研制新型的高速、远航程、低油耗的未来客机。

  在人类的历史里,飞机的历史已有百年,给人类带来的既有战争的痛苦,也有生活的便捷。随着航空科技的发展,航空器将会向着速度更快、能耗更低、航程更远、操纵性更好、可靠性更高、应用更广的方向发展,继续为人类服务,让人类走得更远。

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