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航空航天简史第章航空航天简史

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简介神武手游航空航天简史第章航空航天简史_物理_自然科学_专业资料。航空航天简史第章航空航天简史 TONGJI UNIVERSITY 第一章 第 章 航空航天简史 沈海军 教授 同济大学航空航天与力学学院 2012年...

  航空航天简史第章航空航天简史_物理_自然科学_专业资料。航空航天简史第章航空航天简史

  TONGJI UNIVERSITY 第一章 第 章 航空航天简史 沈海军 教授 同济大学航空航天与力学学院 2012年12月 TONGJI UNIVERSITY ?对自由翱翔的向往 ?气球-迈出征服天空的第一步 ?飞艇-可控动力气球 ?对征服天空的不懈努力 ?飞机诞生 ?飞机随着人类的需要不断发展 ?航空事业发展历程回顾 ?中国航空航天的发展 一、人类对自由翱翔的向往 人类对自由翱翔的向往 TONGJI UNIVERSITY 人类从古代起,就有了飞行的理想 而渴望飞行 他们从鸟类在空中的自由 而渴望飞行。他们从鸟类在空中的自由 飞行得到了启发。当时由于生产力极其 落后 人类的飞行理想无法实现 于是 落后,人类的飞行理想无法实现,于是 便把它寄托与神话与传说。 随着生产力的发展,人类对各种飞 行活动进行着不断的尝试。 神线) TONGJI UNIVERSITY 嫦娥奔月 中国西汉刘安 《 《淮南子》、 》 晋朝干宝《搜 神记》记述了 “嫦娥奔月”。 神线) TONGJI UNIVERSITY 勇敢的航天先驱 万户 大约1400年时,中国 官员兼学者万户 (WanHoo)研究并试验 , 了火箭,是想利用火箭 做交通工具的第一人。 神线) TONGJI UNIVERSITY 古希腊神 传说 伊卡罗斯 古希腊神话传说 古希腊神话传说中,代达罗斯和他的儿子 , 伊卡罗斯在克利特岛为了逃脱国王的迫害, 造出了羽毛翅膀,想飞出监狱逃走人。 , 神线) TONGJI UNIVERSITY ? ? ? 中国《山海经·海外西经》和《博物志·外国》 中的“奇肱飞车”。 的“ ” 中国《燕山夜话》中的“贯月槎(挂槎)”。 古 拉 神 《 方夜 》中的“ 毯” 古阿拉伯神话《天方夜谭》中的“飞毯”。 …… 古代飞行器的发明 (1) TONGJI UNIVERSITY 最早的 最早的飞行器 ——风筝 筝 风筝是中国古 代发明的,距今 已有两千多年的 历史。大约在公 元五世纪,风筝 , 传入太平洋诸岛 和阿拉伯,到中 , 世纪末才传到欧 洲。 古代飞行器的发明 (2) TONGJI UNIVERSITY 中国的原始火箭 公元1200年左右,我国 发明了原始火箭 这是利 发明了原始火箭。这是利 用火药喷气推进的原理制 成的。到元朝初年 中国 成的。到元朝初年,中国 的火箭技术传到阿拉伯和 欧洲。 古代飞行器的发明 (3) TONGJI UNIVERSITY 火龙 水 火龙出水 明朝发明的火箭武器“火龙出水”。 古代飞行器的发明 (4) TONGJI UNIVERSITY 走马灯 利用加热空气(燃气) 冲动纸轮旋转的走马灯, 冲动纸轮旋转的走马灯 早在公元十一世纪以前就 在我国出现。它是现代喷 气发动机燃气涡轮的鼻祖。 古代飞行器的发明 (5) TONGJI UNIVERSITY 竹蜻蜓 转动的竹蜻蜓叶片把 空气向下推,当向上的反 作用力大于竹蜻蜓的重量 时,竹蜻蜓就飞起来了。 竹蜻蜓在18世纪由我国 传到欧洲,是现代直升机 的雏形。 古代飞行器的发明 (6) TONGJI UNIVERSITY 神火飞鸦 明朝的另一种火箭武 器 利用火箭推力 把炸 器,利用火箭推力,把炸 药送到敌方阵地。 古代飞行器的发明 (7) TONGJI UNIVERSITY 达·芬奇的直升机 15世纪,意大利科学家、 画家达·芬奇设计了一种直 升机。 最初的尝试 TONGJI UNIVERSITY 正是这些神话故事表达了人类意欲征服天 空的美好愿望,激发了人们创造飞行器的兴 趣。 影片 依靠气球迈出了征服天空的第一步 依靠气球迈出了征服天空的第 步 TONGJI UNIVERSITY ?孔明灯 ——最早的热气球 ?第一只热气球 ?第一只氢气球 ?现代热气球 气球(1) TONGJI UNIVERSITY ?孔明灯 孔明 ——最早的热气球 气球(2) TONGJI UNIVERSITY ?第一只热气球的诞生 第 热气球的诞生 1783年6月5日,法国人蒙哥 日 法国人蒙哥 尔菲兄弟制成了第一只热空气 自由气球。 自由气球 气球(3) TONGJI UNIVERSITY ?第一只氢气球 第 只氢气球 1783年8月27 日,神武手游法国人查理 制成的世界上的 第 只氢气球飞 第一只氢气球飞 行成功。 气球(4) TONGJI UNIVERSITY ?现代热气球 热气球 影片 气球(5) TONGJI UNIVERSITY 影片 飞艇的兴与衰 TONGJI UNIVERSITY ?飞艇的诞生 意大利M-1飞艇 ?最初的实用飞艇 ——齐柏林飞艇 ?“兴登堡号”失事 ——飞艇鼎盛时期的结束 ? 飞艇(1) TONGJI UNIVERSITY 飞艇的诞生 1852年,法国工程师亨利·吉法尔在长44 米,最大直径12米的橄榄形氢气球的吊舱内 安装了一台2.2千瓦的蒸汽机推进的三叶螺旋 桨推进装置制成了第一只可操纵气球——软 式飞艇。 飞艇(2) TONGJI UNIVERSITY 1912年,意大利的生产的M-1飞艇。 飞艇(2) TONGJI UNIVERSITY 意大利的M-1飞艇主要参数: 该艇有2台250马力的发动机,艇长 马力的发动机 艇长 83米。艇身直径17米,容积 12000 立 方米 速度70公里/小时,升限 方米,速度 小时 升限 2000 米,续航时间6小时。 飞艇(3) TONGJI UNIVERSITY 最初的实用飞艇 十九世纪末出现了最初的实用飞艇,其中最著名 , 的是德国的齐伯林飞艇。这是一种以汽油内燃发动 机为动力的硬式飞艇。1910年德国用这种飞艇作为 运输工具建立了第一条定期空中航线) TONGJI UNIVERSITY “兴登堡号”失事 ——飞艇鼎盛时期的结束 1937年5月6日,载着 , 97名乘客的大型飞 艇“兴登堡号”在美国赫斯特湖附近的机场 着陆时爆炸起火,飞艇的盛世随之结束。 , 。 飞艇(4) TONGJI UNIVERSITY “兴登堡”失事 影片 齐伯林飞艇 TONGJI UNIVERSITY 齐柏林飞艇主要参数: ? ? 齐柏林号长128米,容积113000立方 米 巡航速度每小时60公里。 米。巡航速度每小时 公里 齐柏林2号(LZ130)飞艇是世界上最 大的硬式飞艇 艇长245米,直径 大的硬式飞艇。艇长 米 直径41 米,重约230吨,容积200,000立方 米 在地面上要有4-5 米。在地面上要有 4 5个足球场才容 纳得下。 齐伯林飞艇 TONGJI UNIVERSITY 汽油内燃发动机室 齐伯林飞艇 TONGJI UNIVERSITY 骨架 人类对征服天空的不懈追求 TONGJI UNIVERSITY 轻于空气的飞行器的上天,激励着人类沿着不同 的方向去探索利用重于空气的飞行器进行飞行。 影片 早期飞行探索 飞行试验(1) TONGJI UNIVERSITY 在早期,为了使机械动力飞行获得成 功 存在着两个主要的问题需要解决: 功,存在着两个主要的问题需要解决: h 作为动力源的发动机问题 ; h 飞行器在空中飞行时的稳定和操纵问题。 因此,当时的探索者大致可分为两大派 别。 飞行试验(2) TONGJI UNIVERSITY 一派试图先解决 前一问题 使飞行器 前一问题,使飞行器 升空,然后再解决后 一问题 其代表人物 一问题。其代表人物 有法国的阿代尔等。 阿代尔在1890年 10月9日制成了一架 蝙蝠状的飞机进行试 飞,但终因控制问题 而摔坏。 而摔坏 飞行试验(3) TONGJI UNIVERSITY 另一派则先通过无动力的滑翔机的飞行解 决后一问题,再在滑翔机上装上发动机,使之 成为可飞行的飞机。 在试验滑翔机的飞行方面,成绩最为显著 的是德国的奥图·李林达尔。 飞行试验(4) TONGJI UNIVERSITY z 1843年,英国W.S. 亨森制造出单翼机。 z 1843年 年,凯利的四旋翼飞车。 凯利的四旋翼飞车 z 1871年,英国彭劳制造出杆身橡筋动 力模 型飞机。 型飞机 z 1882年,俄国莫查依斯基的单翼机。 z 1890年,法国阿代尔的“蝙蝠”机。 的“ ” z 1891年,美国兰利的飞机。 …… 飞机的诞生 TONGJI UNIVERSITY 美国的莱特兄弟从 1896年开始研究飞行, , 他们在学习前人著作和经 验的基础上,分析其成败 , 的原因,并用自制的风洞 进行了大量的试验,于 , 1900年制成了一架双翼 , 滑翔机,先进行滑翔飞行 和改进,尔后又开始了动 力飞行试验。 奥维尔·莱 特: ”过去我 们逐风而来, 现在我们驾 风而飞。” 威尔伯·莱特: “飞行器可以 没有发动机, 但飞行不可以 没有知识和技 巧 巧。” 莱特兄弟的飞机(1) “过去我们逐风沙而来,现在我们驾风沙而飞。” TONGJI UNIVERSITY 1903年12月17日, 莱特兄弟用装有重量 为70千克,功率为8.8 千瓦的四缸汽油内燃 发动机的双翼机成功 地进行了世界公认的 人类第一次用重于空 气的有动力的飞行器 进行的载人飞行。 莱特兄弟的飞机(2) TONGJI UNIVERSITY 这一天共进行了四次成功的飞行,试飞最 远距离为262米,高度为3米,相对空速为每小 时46公里(对地速度为每小时16公里),滞空 时间59秒。 影片 飞机的发展简况 TONGJI UNIVERSITY ?冯如——中国的第一个飞机设计师 ?第一次世界大战中的飞机 ?民航运输业的兴起 ?第二次世界大战中的飞机 ?突破音障 ?民航运输业飞速发展 冯如——中国的第一个飞机设计师 中国的第 个飞机设计师 TONGJI UNIVERSITY 飞机的发展简况 旅美华侨冯如,1883年12月 15日生,广东恩平人。1907年依 靠当地华侨的资助在旧金山以东 的奥克兰市设厂制造飞机,于 1910年6月造成一架活塞式发动 机的 机并进行了试 机的飞机并进行了试飞。该机以 该机以 104.6公里/小时的速度飞行了 32 2公里,达到了当时的世界先 32.2 公里 达到了当时的世界先 进水平,这是中国人第一次自己 设计 制造和驾驶的飞机奔月” 设计、制造和驾驶的飞机奔月”。 冯如——中国的第一个飞机设计师 中国的第 个飞机设计师 TONGJI UNIVERSITY 鉴于第一架载人有动力飞机的成功,早期的飞 机多为鸭式布局,机翼以悬撑杆的双翼面或多翼面 为主。 早期的一些飞机 第 次世界大战中飞机(1) 第一次世界大战中飞机( TONGJI UNIVERSITY 第一次世界的大战爆发,使得飞机以及飞机 设计 制造业得到了很大的发展 设计、制造业得到了很大的发展。 飞机首先被用于侦察;继而装上机枪,专门 进行空中格斗 后来又带上炸弹 去轰炸敌方的 进行空中格斗;后来又带上炸弹,去轰炸敌方的 地面阵地;为将敌机驱逐出己方阵地,驱逐机应 运而生;还有的飞机专门执行对地面部队攻击的 任务。这样,在大战的硝烟中,诞生了一群铁鸟 ──侦察机、战斗机、轰炸机、强击机和教练机。 侦察机 战斗机 轰炸机 强击机和教练机 第 次世界大战中飞机(2) 第一次世界大战中飞机( TONGJI UNIVERSITY 第 次世界大战中飞机(2) 第一次世界大战中飞机( TONGJI UNIVERSITY 影片 第 次世界大战中飞机(4) 第一次世界大战中飞机( TONGJI UNIVERSITY 第 次世界大战中飞机(5) 第一次世界大战中飞机( TONGJI UNIVERSITY 第 次世界大战中飞机(6) 第一次世界大战中飞机( TONGJI UNIVERSITY 在战争中,飞机的性能有了很大的提高。如 速度从每小时80-115 80 115公里增至180-220 180 220公里;飞 公里 行高度从200多米提高到8000米;飞行距离从几 十公里增大到400多公里。 多公里 第一次大战初期,参战各国约有飞机1500架, 而到战争末期 各国在前线作战的军用机达到 而到战争末期,各国在前线年中,交战双方用于作战的飞机有 十几万架之多。 十几万架之多 第 次世界大战中飞机(7) 第一次世界大战中飞机( TONGJI UNIVERSITY 由于战争需要大量的飞机,促进了大规模的 航空工业的建立。飞机和航空发动机的设计、制 的 机 机的 造从个人活动发展为有组织的集体活动,并有了 明确的分工 许多国家还建立了庞大的航空研究 明确的分工。许多国家还建立了庞大的航空研究 机构。 从此 飞机和发动机的研究 设计 制造成 从此,飞机和发动机的研究、设计、制造成 为了严密的科学技术工作。 民航运输业的兴起(1) TONGJI UNIVERSITY 第一次世界大战结束后,航空业方兴未艾, 航空运输业(包括邮政、旅客、货物运输)应运 (包 政 货 )应 而生。 20年代设计的民用飞机,主要是双翼机。 年代设计的民用飞机 主要是双翼机 民航运输业的兴起(2) TONGJI UNIVERSITY 20年代设计的客机,开始采用封闭客舱,最 大载客量 般不超过40名。 大载客量一般不超过 名 D H 66 D.H.66 民航运输业的兴起(3) TONGJI UNIVERSITY 30年代生产的客机中,以DC-3最为著名。 DC 3由美国麦克唐纳·道格拉斯制造,于1935年问 DC-3 世后很快成为美国空运的主要飞机。 民航运输业的兴起(4) TONGJI UNIVERSITY 影片 第二次世界大战中飞机(1) TONGJI UNIVERSITY 1939年--1945年进行的第二次世界大战,极 大地刺激了飞机的发展。在战争的迫切需求下, 刺 机的 战争的迫 求 飞机产生了第二次飞跃,主要表现在: ? 活塞发动机飞机的性能发展到巅峰状态 活塞发动机飞机的性能发展到巅峰状态; ? 一种全新的动力飞机——喷气式飞机开 始登上战争的舞台 从此进入了喷气飞行的 始登上战争的舞台,从此进入了喷气飞行的 新纪元。 第二次世界大战中飞机(2) TONGJI UNIVERSITY 二次大战的主力作战飞机仍是活塞式飞机。 它们品种齐全、装备良好,有雷达和电子设备, 们 齐 装备良 电 备 能担负各种作战任务。当时优秀战斗机的时速为 600~700公里,最大飞行高度超过 公里 最大飞行高度超过 10000米,装 米 装 有 2到 4 门20~23毫米的机关炮或6到8挺12.7毫 米的机枪 轰炸机的最大载弹量可达几吨 米的机枪。轰炸机的最大载弹量可达几吨。 第二次世界大战中飞机(2) TONGJI UNIVERSITY 战斗机 第二次世界大战中飞机(4) TONGJI UNIVERSITY 轰炸机 突破音障(1) TONGJI UNIVERSITY 第二次世界大战后期,战斗机的最大速度已超 过每小时700公里。要进一步提高速度,就碰到了 所谓“音障”问题。这种“音障”曾使高速战斗机 的飞行员们深感迷惑,每当他 们的飞 机接近音速时,飞机操 纵上都会产生奇特的反应,处 置不当就将发生机毁人亡的惨 剧。航空科学家们认识到,要 向音速冲击,必须开发全新的 航空发动机——喷气式发动机。 突破音障(2) TONGJI UNIVERSITY 早在第二次世界大战前,各航空发达国家就几 乎都已开始了喷气发动机的研究工作。 1939年8月27日德国成功地 制造出了世界上的第一架喷气 式飞机——He-178 突破音障(3) TONGJI UNIVERSITY 1947年10月14日,24岁的美国空军试飞员查尔 斯?耶格尔上尉利用贝尔X-1火箭驱动研究机首次成 功地进行了超音速飞行,完成了人类历史上的又一 个创举。 突破音障(4) TONGJI UNIVERSITY 人们通过理论研究和一系列研究机的飞行实践, 包括付出了血的代价,终于掌握了超音速飞行的规 律。 在人类首次突破“音障”之后,研制超音速飞 机的进展就加快了。 高速飞行的研究成果,首先被用于军事上,各 国竞相研制超音速战斗机。 突破音障(5) TONGJI UNIVERSITY 首次投入朝鲜战争中喷气式飞机 突破音障(6) TONGJI UNIVERSITY 1954年,美国的F-100“超佩刀”和前苏联的米 格-19问世,这是两架最先服役的仅依靠本身喷气发 动机即可在平飞中超过音速的战斗机。 F-100 米格-19 突破音障(7) TONGJI UNIVERSITY 很快,在1958年,F-104和米格-21又将这一记 录提高到了M2.0。 突破音障(8) TONGJI UNIVERSITY 而米格-25 25和SR-71 SR 71这两种“双三”飞机将 “高空高速”发挥到了极致,它们的升限高达 30000米,最大速度则达到了惊人的 米 最大速度则达到了惊人的M3.0 M3 0。 随着近年来实战经验的总结,追求“高空高 速 的热潮才逐渐冷却。 速”的热潮才逐渐冷却 突破音障(9) TONGJI UNIVERSITY MIG-25 民航运输业飞速发展(1) TONGJI UNIVERSITY 而米格-25和SR-71这两种“双三”飞机将 高空高速 发挥到了极致,它们的升限高达 它们的升限高达 “高空高速”发挥到了极致 30000米,最大速度则达到了惊人的M3.0。 随着近年来实战经 验的总结,追求“高空 高速”的热潮才 渐冷 高速”的热潮才逐渐冷 却。 民航运输业飞速发展(2) TONGJI UNIVERSITY 前苏联是第二个开辟定期喷气航班的国家, 图-104 104于1956年投入航线使用。 民航运输业飞速发展(3) TONGJI UNIVERSITY 美国发展喷气式客机虽然起步较晚,波音 707直到1959年才开始航班业务,但到了 年才开始航班业务 但到了60年代, 年代 美国却在此领域一跃为领先地位。 民航运输业飞速发展(4) TONGJI UNIVERSITY 波音系列飞机 民航运输业飞速发展(5) TONGJI UNIVERSITY 1974年,法国、英国、西德、荷兰和西班牙 联合研制成功了宽机身客机A A-300 300。 民航运输业飞速发展(6) TONGJI UNIVERSITY 空中客车系列飞机 民航运输业飞速发展(7) TONGJI UNIVERSITY 1975年12月,前苏联的图-144超音速运输机 投入使用。1976年英、法联合研制的 年英 法联合研制的“协和号” 协和号 飞机投入使用。 TuTu -144 民航运输业飞速发展(8) TONGJI UNIVERSITY 民航运输业飞速发展 动画 中国航空航天的发展 TONGJI UNIVERSITY 航空 航天 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 成都飞机公司,我国第三代战机枭龙(中巴合作项目) 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国歼-10歼击机 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 沈阳飞机公司,我国第三代战机歼-11 11 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 2011年1月11日,我 国四代战机歼-20在 成都进行了的首飞。 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 沈飞第四代舰载机 沈飞 舰 J15 J 5 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY L15“猎鹰”国产高级教练机 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY Y8改装的中国空军200预警机 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 伊尔76改装的 中国空军2000预 警机 2009年10 警机, 月1日建国60周年 大阅兵上 空警大阅兵上,空警 2000预警机揭开 了神秘面纱 一 了神秘面纱,一 展傲人雄姿。 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY ARJ21民用客机是70—90座级的中、短 航程涡扇发动机新支线客机 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY C919,是中国继运10后自主设计的第二款国 产大型客机。 机 C是China Chi , 要与Airbus和Boeing并立 的格局。第一个“9”的寓 意是天长地久,“19”代表 的是中国首型大型客机最 大载客量为190座。 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航空 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航天 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航天 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航天 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航天 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航天 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航天 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航天 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航天 TONGJI UNIVERSITY 中国航空航天的发展——航天 TONGJI UNIVERSITY TONGJI UNIVERSITY 谢谢大家!

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