【簡(jiǎn)介:】本篇文章給大家談?wù)劇讹w機(jī)物理知識(shí)》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、航天技術(shù)集中了哪些基礎(chǔ)理論?
2、關(guān)于航空航天的知識(shí)
3、做航模直升機(jī)要學(xué)些什么
本篇文章給大家談?wù)劇讹w機(jī)物理知識(shí)》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助。
本文目錄一覽:
- 1、航天技術(shù)集中了哪些基礎(chǔ)理論?
- 2、關(guān)于航空航天的知識(shí)
- 3、做航模直升機(jī)要學(xué)些什么基礎(chǔ)知識(shí)?
- 4、飛機(jī)是怎么發(fā)明出來(lái)的
航天技術(shù)集中了哪些基礎(chǔ)理論?
人類開拓空間的歷程是艱辛的。要擺脫地球的引力,飛出“搖籃”,要經(jīng)歷千辛萬(wàn)苦的風(fēng)雨滄桑。然而,一旦能沖出“搖籃”,就會(huì)產(chǎn)生一次認(rèn)識(shí)上和實(shí)踐上的巨大飛躍。從空間幅度看,以地球?yàn)橹行模祟愊蛴钪婵臻g拓展,發(fā)射人造衛(wèi)星上天、登上地球自身的自然天體衛(wèi)星——月球,這僅僅是人類在奔向宇宙漫長(zhǎng)而久遠(yuǎn)的“金橋”上剛剛邁出了第一步。
近些年來(lái),在全球范圍內(nèi)高技術(shù)群體蓬勃發(fā)展的大趨勢(shì)下,航天技術(shù)更加活力倍增,各種新型航天器不斷涌現(xiàn)。第三代、第四代高效率、多功能、全自動(dòng)的航天器相繼上天,載人航天器出現(xiàn)了嶄新面貌,先后發(fā)射了“半永久性”空間站和自由往返天地之間的改進(jìn)型航天飛機(jī),實(shí)現(xiàn)了空間站與航天器的多頭對(duì)接和宇航員創(chuàng)造在空間連續(xù)生活、工作超過(guò)一整年和在太空行走、勞作等新記錄,為21世紀(jì)人類重返月球和飛往火星,提供了必要條件。在空間軌道上開展了發(fā)射、收回、修復(fù)、調(diào)整各種衛(wèi)星、空間實(shí)驗(yàn)室、宇宙探測(cè)飛船和太空望遠(yuǎn)鏡,并派出了飛往銀河系尋找“外星人”的“地球特使”,同時(shí)開展了空間工業(yè)加工試驗(yàn)工作,為進(jìn)一步拓展航天技術(shù)的空間工業(yè)應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。航天技術(shù)在軍事領(lǐng)域里的應(yīng)用,有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,航天兵器已悄悄進(jìn)入外層空間,這給空間系統(tǒng)增加了安全保障,同時(shí),也使和平的太空宇宙蒙上了一層恐怖的陰影。
令人欣喜的是航天技術(shù)的日益成熟,豐富的正反兩方面經(jīng)驗(yàn)不僅使航天事故率明顯下降,而且完全按照人的科學(xué)意志行事的成功率大大提高,使舉世矚目的航天事業(yè)更加健康發(fā)展。這無(wú)疑與支撐航天技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展的三大支柱的日益堅(jiān)強(qiáng)是分不開的。
航天技術(shù)之所以令人神往、驚嘆,就由于它蘊(yùn)含了現(xiàn)代高技術(shù)群體的集體力量。它是由運(yùn)載器技術(shù)、航天器技術(shù)和航天發(fā)射與地面測(cè)控技術(shù)構(gòu)成的高度綜合性技術(shù)。它集中了近代力學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、大地測(cè)量學(xué)等基礎(chǔ)理論,廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子學(xué)、微電子學(xué)、無(wú)線電、自動(dòng)化、真空、低溫、高溫、計(jì)算機(jī)、機(jī)械加工、冶金、化工等多學(xué)科高技術(shù)。它的發(fā)展又促進(jìn)了現(xiàn)代天文學(xué)、空間物理學(xué)、地球物理學(xué)、生命科學(xué)、航天醫(yī)學(xué)以及系統(tǒng)工程管理科學(xué)等一大批基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的突破性發(fā)展。
關(guān)于航空航天的知識(shí)
航空航天基本知識(shí)
我們知道,人類的家園是地球,而地球的外面覆蓋著一層大氣,如果沒(méi)有水和大氣以及適宜的溫度和環(huán)境,生物是很難生存的。
通常,在人們的眼中,“天”很高,要想沖出厚厚的大氣層,進(jìn)入太空非常非常困難。其實(shí),與地球相比,大氣層是很稀薄的。
人們知道,地球的直徑大約為12700千米,而大氣層的厚度只有100 -800千米。如果將地球比作一個(gè)蘋果的話,那么,我們可以把大氣層看成是蘋果的皮,可這層“蘋果皮”本身卻是變化多端的。
比如最貼近地球表面的一層,叫作對(duì)流層,其高度從海平面起一直到大約11000米止,其頂界是隨緯度、季節(jié)等情況而變化的,在赤道地區(qū)為17000米,在中緯度地區(qū)(如北京、天津地區(qū))為11000米,在地球兩極地區(qū)則為7000-8000米。
對(duì)流層的主要特點(diǎn)是,空氣溫度隨著高度的增加而降低,因而又稱為變溫層,平均而言高度每上升1000米,氣溫約下降6.5℃。與此同時(shí),氣壓也隨高度的增加而降低。由于地球引力的作用,在 5500米的高度范圍內(nèi),包含了大氣總量的一半,而整個(gè)對(duì)流層,大約占了全部大氣質(zhì)量的四分之三。
由于幾乎所有的水蒸氣都集中在這一層大氣內(nèi),再加上大量的微粒,因而,這里也是風(fēng)云變幻最為劇烈的一層。從大約11000米的高度起,直到30500米左右,其大氣溫度基本不變,平均保持在-56.5℃上下,因此被稱為同溫層(實(shí)際情況是:在25000米以下,氣溫隨高度的升高而上升。在同溫層頂,氣溫約升至-43至-33℃)。同溫層的氣溫之所以具有這樣的特點(diǎn),是因?yàn)樵搶哟髿怆x地球表面較遠(yuǎn),受地面溫度的影響較小,并且其頂部存在著臭氧,能夠直接吸收太陽(yáng)的輻射熱等。
同溫層所包含的空氣質(zhì)量大約占整個(gè)大氣的四分之一弱。在這一層大氣內(nèi),沒(méi)有上下對(duì)流,只有水平方向的風(fēng),所以又叫作平流層。另外,該層大氣幾乎不存在水蒸氣,基本上沒(méi)有云、霧、雨、雹等氣象變化的現(xiàn)象,這對(duì)飛行器的平穩(wěn)飛行是非常有利的。不過(guò),由于空氣密度很小,飛機(jī)在這一高度層上又不適宜機(jī)動(dòng)飛行。
人類的航空活動(dòng)差不多都集中在對(duì)流層和同溫層內(nèi)。為了保證飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率,飛機(jī)飛行的高度一般不超過(guò)30千米的界限。
從30千米到80-100千米的高度范圍,被稱為中間層。這一層空氣的特點(diǎn)是:以 45千米為界,溫度先升后降。由于大量的臭氧存在,其氣溫先由同溫層頂?shù)?33℃提高到17至40℃左右;從45千米起,隨著高度的升高,氣溫又開始下降,一直降低到-65.5℃至-113℃。
中間層的空氣已經(jīng)很稀薄了,其空氣質(zhì)量約只占整個(gè)大氣層的1/3000。在80千米高度上,空氣的密度只有地面的五萬(wàn)分之一;而在100千米高度上,空氣的密度僅為地面的一千萬(wàn)分之八。由于空氣非常稀薄,并且氣體開始呈現(xiàn)電離現(xiàn)象,因此,人們一般把飛行高度達(dá)到80—100千米的飛行器,看成是不依靠大氣飛行的航天器。
1967年10月,美國(guó)試飛員約瑟夫·沃爾克駕駛X-15A火箭飛機(jī)飛出了 7297千米/小時(shí)的驚人速度,創(chuàng)造了有人駕駛飛機(jī)速度的世界紀(jì)錄。而且,他還曾多次飛到了80千米以上的高空,成為美國(guó)第一個(gè)“駕駛飛機(jī)的宇航員”。按照美國(guó)航空航天局規(guī)定:飛行高度超過(guò)80千米的飛行員即可稱為宇航員.
在中間層之上直至800千米高空的范圍,稱作電離層。其特點(diǎn)是:含有大量的帶正電或負(fù)電的離子,空氣具有導(dǎo)電性。并且,其溫度隨高度的增大而迅速升高,在200千米高度時(shí),氣溫可達(dá)400℃。所以,這里又被人們叫作“暖層”。
在電離層頂端之外,便是大氣的最外層——“散逸層”了。由于地球引力的減弱,氣體分子和等離子體與地球已若即若離。
電離層和散逸層的空氣密度極低,對(duì)太空飛行器的影響已很小,因此,人類大部分的航天活動(dòng)都是在它們之內(nèi)(或之外)進(jìn)行的。
航空與航天的區(qū)別:
航空與航天是人們經(jīng)常接觸的兩個(gè)技術(shù)名詞,兩者雖然僅一字之差,卻被稱為兩大技術(shù)門類,這是為什么呢?
您稍加注意即可發(fā)現(xiàn),航空技術(shù)主要是研制軍用飛機(jī)、民用飛機(jī)及吸氣發(fā)動(dòng)機(jī),航天技術(shù)主要是研制無(wú)人航天器、載人航天器、運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈武器,最能集中體現(xiàn)兩者成果的是航空器和航天器。從航空器與航天器的重大區(qū)別上即可看出兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的顯著差異。
第一,飛行環(huán)境不同。所有航空器都是在稠密大氣層中飛行的,其工作高度有限?,F(xiàn)代飛機(jī)最大飛行高度也就是距離地面30多千米。即使以后飛機(jī)上升高度提高,它也離不開稠密大氣層。而航天器沖出稠密大氣層后,要在近于真空的宇宙空間以類似自然天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律飛行,其運(yùn)行軌道的近地點(diǎn)高度至少也在100千米以上。對(duì)在運(yùn)行中的航天器來(lái)講,還要研究太空飛行環(huán)境。
第二,動(dòng)力裝置不同。航空器都應(yīng)用吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)提供推力,吸收空氣中的氧氣作氧化劑,本身只攜帶燃燒劑。而航天器其發(fā)射和運(yùn)行都應(yīng)用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供推力,既帶燃燒劑又帶氧化劑。吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)離開空氣就無(wú)法工作,而火箭發(fā)動(dòng)機(jī)離開空氣則阻力減小有效推力更大。吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃燒劑箱在內(nèi)都可隨飛機(jī)多次使用,而發(fā)射航天器的運(yùn)載火箭都是一次性使用。雖然航天飛機(jī)的固體助推器經(jīng)過(guò)回收可以重復(fù)使用20次,其軌道器液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)可以重復(fù)使用50次,但與航空器使用的吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)比較起來(lái),使用次數(shù)仍然是很少的。吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)所用的燃燒劑僅為航空汽油和航空煤油,而火箭發(fā)動(dòng)機(jī)所用的推進(jìn)劑卻是多種多樣的,既有液體的,也有固體的,還有固液型的。
第三,飛行速度不同?,F(xiàn)代飛機(jī)最快速度也就是音速的三倍多,且是軍用飛機(jī)。至于目前正在使用的客機(jī),都是以亞音速飛行的。而航天器為了不致墜地,都是以非常高的速度在太空運(yùn)行的。如在距地面600千米高的圓形軌道上運(yùn)行的航天器,其速度是音速的22倍。所有航天器正常運(yùn)行時(shí)都處于失重狀態(tài),若長(zhǎng)期載人會(huì)使人產(chǎn)生失重生理效應(yīng),并影響健康。正因如此,航天員與飛機(jī)駕駛員比較起來(lái),其選拔和訓(xùn)練要嚴(yán)格得多。一般人買票即可坐飛機(jī),而花重金到太空遨游的人還必須通過(guò)專門培訓(xùn)。
第四,工作時(shí)限不同。無(wú)論是軍用還是民用飛機(jī),最大航程計(jì)約2萬(wàn)千米,最長(zhǎng)飛行時(shí)間不超過(guò)一晝夜。其活動(dòng)范圍和工作時(shí)間都很有限,主要用于軍事和交通運(yùn)輸。雖然通用輕型飛機(jī)應(yīng)用廣泛,但每次活動(dòng)范圍相對(duì)更小。而航天器在軌道上可持續(xù)工作非常長(zhǎng)時(shí)間,如目前仍在使用的聯(lián)盟TM號(hào)載人飛船,可與空間站對(duì)接后在太空運(yùn)行數(shù)月之久。再如航天飛機(jī),能在軌道上飛行7-30天,約1.5小時(shí)即可圍繞地球飛行一周。載人航天器運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的當(dāng)屬和平號(hào)空間站,它在太空飛行了整整15個(gè)年頭。至于無(wú)人航天器,如各種應(yīng)用衛(wèi)星,一般都在繞地軌道上工作多年。有的深空探測(cè)器,如先驅(qū)者10號(hào),已在太空飛行了32年,正在飛出太陽(yáng)系向銀河系遨游。航空器的優(yōu)點(diǎn)是能多次重復(fù)使用,而航天器除航天飛機(jī)外,只能一次性使用,載人宇宙飛船也不例外。
第五,升降方式不同。飛機(jī)的升空是從起飛線開始滑跑到離開地面,加速爬升到安全高度為止的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。它返回地面降落時(shí)只要經(jīng)過(guò)下滑和著陸即可。只有個(gè)別飛機(jī)如英國(guó)的“鷂”型戰(zhàn)斗機(jī)采用發(fā)動(dòng)機(jī)噴口轉(zhuǎn)向的方式使飛機(jī)能夠垂直起落,但機(jī)身并未豎起,仍處于水平位置。而至今為止的航天器發(fā)射,包括地面和海上的發(fā)射,頂部裝著航天器的運(yùn)載火箭都是垂直騰空的。在完成發(fā)射過(guò)程中,運(yùn)載火箭要按程序掉頭轉(zhuǎn)向和逐級(jí)脫離,最終將航天器送入預(yù)定軌道運(yùn)行。有的航天器發(fā)射,中間還要經(jīng)過(guò)多次變軌,情況更為復(fù)雜。航天飛機(jī)雖然也能施放航天器,但它本身亦是垂直發(fā)射升空的。至于返回式航天器,其回歸地面必須經(jīng)歷離軌、過(guò)渡、再入和著陸四個(gè)階段,遠(yuǎn)比飛機(jī)降落困難。航空器的起飛、飛行和降落與航天器的發(fā)射、運(yùn)行和返回,雖然都離不開地面中心的指揮,但兩者的地面設(shè)施和保障系統(tǒng)及其工作性能與內(nèi)容也是大有區(qū)別的。
世界航空航天大事件:
風(fēng)箏起源古代中國(guó),約14世紀(jì)傳到歐洲
公元前500-400年中國(guó)人就開始制作木鳥并試驗(yàn)原始飛行器
1909年世界第一架輕型飛機(jī)在法國(guó)誕生
1903年12月14日至17日,由萊特兄弟設(shè)計(jì)制造的“飛行者”1號(hào)飛機(jī),在人類航空史上首次實(shí)現(xiàn)了自主操縱飛行.這次試飛成功成為一個(gè)劃時(shí)代的事件,人類航空史從此進(jìn)入新的紀(jì)元
1947年10月14日美國(guó)著名試飛員查爾斯·耶格爾駕駛X—1飛機(jī)實(shí)現(xiàn)了突破音障飛行
1969年7月20日22時(shí)56分20秒,阿姆斯特邁出一小步成為全體地球人類的一大步
1957年10月4日
前蘇聯(lián)發(fā)射世界第一顆人造地球衛(wèi)星。半年后,美國(guó)的人造衛(wèi)星上天
1959年9月12日
前蘇聯(lián)發(fā)射“月球”2號(hào)探測(cè)器,為世界上第一個(gè)撞擊月球表面的航天器
1961年4月12日
前蘇聯(lián)宇航員加加林成為世界第一位飛入太空的人
1969年7月20日
美國(guó)宇航員阿姆斯特朗乘坐“阿波羅”11號(hào)飛船,成為人類踏上月球的第一人
1970年12月15日
前蘇聯(lián)“金星”7號(hào)探測(cè)器首次在金星上著陸
1971年4月9日
前蘇聯(lián)“禮炮”1號(hào)空間站成為人類進(jìn)入太空的第一個(gè)空間站。兩年后,美國(guó)將“天空實(shí)驗(yàn)室”空間站送入太空
1971年12月2日
前蘇聯(lián)“火星”3號(hào)探測(cè)器在火星表面著陸。5年后,美國(guó)的“海盜”火星探測(cè)器登陸火星
1981年4月12日
世界第一架航天飛機(jī)---美國(guó)“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)發(fā)射成功
1986年1月28日
美國(guó)航天飛機(jī)“挑戰(zhàn)者”號(hào)在升空73秒后爆炸
1986年2月20日
前蘇聯(lián)發(fā)射“和平”號(hào)空間站,服役已經(jīng)超期8年,至今仍在運(yùn)行,是目前最成功的人類空間站
1993年11月1日
美、俄簽署協(xié)議,決定在“和平”號(hào)空間站的基礎(chǔ)上,建造一座國(guó)際空間站,命名為阿爾法國(guó)際空間站
我國(guó)航空航天大事件:
1956年10月8日,我國(guó)第一個(gè)火箭導(dǎo)彈研究機(jī)構(gòu)———國(guó)防部第五研究院成立。
1970年4月24日,長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)射了東方紅一號(hào)衛(wèi)星,我國(guó)成為世界上第三個(gè)獨(dú)立研制和發(fā)射衛(wèi)星的國(guó)家。
1975年11月26日,長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)射了我國(guó)第一顆返
回式科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星,并于3天后成功回收。
1984年4月8日,長(zhǎng)征三號(hào)運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)射了我國(guó)第一顆地球同步軌道衛(wèi)星———東方紅二號(hào)試驗(yàn)通信衛(wèi)星。
1990年4月7日,中國(guó)用自行研制的長(zhǎng)征三號(hào)運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)射了亞洲一號(hào)通信衛(wèi)星,這是中國(guó)長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭首次發(fā)射國(guó)外衛(wèi)星,使我國(guó)在世界航天商業(yè)發(fā)射服務(wù)領(lǐng)域占有了一席之地。
1999年10月,我國(guó)和巴西聯(lián)合研制的第一顆地球資源衛(wèi)星順利升空,并正常運(yùn)行,這是我國(guó)首次在空間技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行的全面國(guó)際合作。
2003年10月15日,“神舟”五號(hào)飛船成功發(fā)射,并于2003年10月16日?qǐng)A滿回收,使我國(guó)成為世界上第三個(gè)獨(dú)立掌握載人航天技術(shù)的國(guó)家。
2003年12月和2004年7月,我國(guó)與歐洲空間局聯(lián)合研制并發(fā)射了“探測(cè)一號(hào)”和“探測(cè)二號(hào)”科學(xué)衛(wèi)星,“地球空間雙星探測(cè)計(jì)劃”取得圓滿成功。
2004年1月23日,我國(guó)繞月探測(cè)工程正式由國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)立項(xiàng)。
2005年10月12日,神六成功發(fā)射.
做航模直升機(jī)要學(xué)些什么基礎(chǔ)知識(shí)?
第一點(diǎn),你必須不怕吃苦,不怕煩。因?yàn)闀?huì)遇到很多問(wèn)題!
第二點(diǎn),你要有基本的電學(xué)知識(shí)和安全操作意識(shí)。
第三點(diǎn),要有基本的駕駛車,飛機(jī),船的基本概念。
第四,對(duì)于高度模型,你的反應(yīng)必須快。還要有能試音飛機(jī)迎面飛來(lái),操作完全相反的技巧。
第五,要有心理承受能力,心愛(ài)的模型隨時(shí)會(huì)墜機(jī),撞車,沉到水里之類的事情發(fā)生。
第六,要有一定的動(dòng)手能力。
遙控直升機(jī),即可以遠(yuǎn)距離控制飛行的直升飛機(jī)??煞譃橥婢摺⒑侥?、民用、軍用等幾類?,F(xiàn)在最常見(jiàn)的是航模遙控直升機(jī)模型,遙控直升機(jī)分電動(dòng)和油動(dòng)兩類,跟現(xiàn)實(shí)的直升機(jī)的最大的分別是多了一個(gè)副翼,用于更好控制旋翼的方向。
遙控直升機(jī)的起飛 、飛行、降落等各動(dòng)作主要是依靠各旋翼來(lái)完成的。主旋翼槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生與空氣相對(duì)的上升氣流,自然形成上升力。在利用旋翼的旋轉(zhuǎn)速度與各槳葉的角度變換,致使飛機(jī)完成起飛、升高、降落等多種不同的飛行動(dòng)作。遙控直升機(jī)向前飛行,是由于各槳葉的角度在不同位置時(shí),按固定規(guī)律變化所產(chǎn)生的。旋翼產(chǎn)生的拉力相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸向前傾斜,拉動(dòng)遙控直升機(jī)前進(jìn)。使遙控直升機(jī)向左或向右飛行也是同樣的道理。
飛機(jī)是怎么發(fā)明出來(lái)的
一、飛機(jī)發(fā)明者爭(zhēng)議:
飛機(jī)是人類在20世紀(jì)所取得的最重大的科學(xué)技術(shù)成就之一,有人將它與電視和電腦并列為20世紀(jì)對(duì)人類影響最大的三大發(fā)明。
關(guān)于世界上最早的飛機(jī)到底是由誰(shuí)發(fā)明各國(guó)尚存在爭(zhēng)議,但較為普遍的觀點(diǎn)是由美國(guó)人萊特兄弟發(fā)明。
美國(guó)人認(rèn)為飛機(jī)的發(fā)明者是美國(guó)人萊特兄弟(Wilbur Wright和Orville Wright),于1903年12月17日上午10點(diǎn)35分在美國(guó)試飛成功。
法國(guó)人認(rèn)為世界最早的飛機(jī)是由法國(guó)人克雷芒·阿德?tīng)枺–lément Ader)發(fā)明,于1890年10月9日在法國(guó)試飛成功,部分人認(rèn)為他發(fā)明了歷史上第一架飛機(jī)。
巴西人認(rèn)為是巴西人阿爾貝托·桑托斯·杜蒙特(Alberto Santos-Dumont)發(fā)明了飛機(jī),1906年10月12日桑托斯-杜蒙特的“14 bis”飛機(jī)成功地飛至60米高空是世界上第一次成功的動(dòng)力飛行,之前的飛行并沒(méi)有達(dá)到真正意義上“飛”的標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)未經(jīng)證實(shí)的報(bào)道,德國(guó)飛機(jī)制造業(yè)先驅(qū)古斯塔夫-韋斯科普夫于1901年成功試飛“禿鷲”飛行器,可以離開地面飛行2.5公里,古斯塔夫?qū)⒈热R特兄弟研制飛機(jī)的時(shí)間早兩年。
二、飛機(jī)的誕生:
二十世紀(jì)最重大的發(fā)明之一,是飛機(jī)的誕生。人類自古以來(lái)就夢(mèng)想著能像鳥一樣在太空中飛翔。而2000多年前中國(guó)人發(fā)明的風(fēng)箏,雖然不能把人帶上天空,但它確實(shí)可以稱為飛機(jī)的鼻祖。
20世紀(jì)初在美國(guó)有一對(duì)兄弟他們?cè)谑澜绲娘w機(jī)發(fā)展史上做出了重大的貢獻(xiàn),就是萊特兄弟。在當(dāng)時(shí)大多數(shù)人認(rèn)為飛機(jī)依靠自身動(dòng)力的飛行完全不可能,而萊特兄弟確不相信這種結(jié)論,從1900年至1902年他們兄弟進(jìn)行1000多次滑翔試飛,終于在1903年制造出了第一架依靠自身動(dòng)力進(jìn)行載人飛行的飛機(jī)“飛行者”1號(hào),并且獲得試飛成功。他們因此于1909年獲得美國(guó)國(guó)會(huì)榮譽(yù)獎(jiǎng)。同年,他們創(chuàng)辦了“萊特飛機(jī)公司”。這是人類在飛機(jī)發(fā)展史上取得的巨大進(jìn)步。
三、萊特兄弟與飛行者一號(hào):
從1899年開始,萊特兄弟先后研制了三架滑翔機(jī)。頭兩架滑翔機(jī)滿意地解決了飛機(jī)的穩(wěn)定和操縱問(wèn)題。但由于完全使用了過(guò)去留下的機(jī)翼升力和阻力數(shù)據(jù),因此這兩架滑翔機(jī)的飛行性能不高。于是他們決定自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以獲得盡可能準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),用以指導(dǎo)飛機(jī)設(shè)計(jì)。這些實(shí)驗(yàn)是利用自行車輪加裝實(shí)驗(yàn)件旋轉(zhuǎn)進(jìn)行的。爾后他們又自制了風(fēng)洞進(jìn)行精確實(shí)驗(yàn)。1901年9月~1902年8月間,他們共進(jìn)行了幾千次試驗(yàn),開展了大量有關(guān)機(jī)翼升力、阻力、翼型的試驗(yàn)研究。
萊特兄弟認(rèn)為,困擾航空先驅(qū)們的飛行難題有三點(diǎn):機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī),以及如何控制飛機(jī)。而且如何解決控制飛機(jī)的問(wèn)題尤為困難和重要。他們通過(guò)觀察,認(rèn)為鳥類是通過(guò)改變翅膀后端羽毛角度來(lái)控制飛行方向變化的,但如何能達(dá)到上述效果兩兄弟卻全然不得要領(lǐng)。直至威爾伯在自行車店里玩包裝紙盒時(shí)突發(fā)奇想的想出了“翹曲機(jī)翼”技術(shù)。
翹曲機(jī)翼的原理是當(dāng)一側(cè)的機(jī)翼翹曲和扭轉(zhuǎn)的時(shí)候,它會(huì)得到更多的升力而升高,并讓機(jī)身朝機(jī)翼較低的一側(cè)轉(zhuǎn)向。通過(guò)風(fēng)箏和滑翔機(jī)試驗(yàn),他們證實(shí)了翹曲機(jī)翼的可行性并發(fā)現(xiàn)了以往理論中空氣壓力系數(shù)的錯(cuò)誤。
在萊特兄弟的不懈努力下,三軸姿態(tài)控制一步步演化成形:用機(jī)翼翹曲控制側(cè)傾,前置升降舵控制俯仰,尾舵控制偏航。
利用自己獲得的精確數(shù)據(jù),他們制成第三號(hào)滑翔機(jī)。它在試驗(yàn)時(shí)取得了極大成功。利用它共近700次滑翔飛行,并能保持行穩(wěn)定和安全,即使在每小時(shí)36千米的強(qiáng)風(fēng)下也能照常進(jìn)行。第三號(hào)滑翔機(jī)的高度成功為他們研制動(dòng)力飛機(jī)提供了直接依據(jù)并增強(qiáng)了取得最終成功的信心。
在第三號(hào)滑翔機(jī)基礎(chǔ)上,萊特兄弟研制了第一架有動(dòng)力的飛機(jī)----“飛行者一號(hào)”,1903年12月17日是人類歷史上意義深遠(yuǎn)的日子。上午11時(shí),奧維爾·萊特作第一次試飛。他駕駛“飛行者一號(hào)”終于成功地升空飛行。第一次飛行留空時(shí)間很短,只有12秒時(shí)間,飛了約36.6米,但這是一項(xiàng)偉大的成就:它是人類歷史上第一次有動(dòng)力、載人、持續(xù)、穩(wěn)定、可操縱的重于空氣飛行器的首次成功飛行。這次飛行具有十分深遠(yuǎn)的歷史意義,為人類征服天空揭開了新的一頁(yè),也標(biāo)志著飛機(jī)時(shí)代的來(lái)臨。11時(shí)20分,威爾伯·萊特又駕駛"飛行者一號(hào)"作了第二次飛行,也取得了成功,留空時(shí)間約11秒,飛行距離約60米。奧維爾作了第三次飛行,留空時(shí)間15秒,飛行距離61米。第四次也是當(dāng)天最后一次飛行由威爾伯駕駛,取得了成功并達(dá)到當(dāng)天的最好成績(jī):留空時(shí)間59秒,飛行距離260米。
1904年1月~5月,萊特兄弟制造了新的飛機(jī),性能有了很大提高。1905年又制造了“飛行者三號(hào)”。它在試驗(yàn)中留空時(shí)間多次超過(guò)20分鐘,距離超過(guò)30千米。10月5日的試飛取得的最好成績(jī)是:飛行時(shí)間38分鐘飛行距離38.6千米?!帮w行者三號(hào)”共飛行了50次,全面考察了飛機(jī)具有重復(fù)起降能力、傾斜飛行能力、轉(zhuǎn)彎和完全圓周飛行能力、8字飛行能力。能進(jìn)行這些難度較大的機(jī)動(dòng)飛行和有效操縱表明,這架飛機(jī)已具備實(shí)用性,因此被看作是第一架實(shí)用飛機(jī)。
四、影響:
自從飛機(jī)發(fā)明以后,飛機(jī)日益成為現(xiàn)代文明不可缺少的運(yùn)載工具。它深刻的改變和影響著人們的生活。由于發(fā)明了飛機(jī),人類環(huán)球旅行的時(shí)間大大縮短了。世界上第一次環(huán)球旅行是16世紀(jì)完成的。當(dāng)時(shí),葡萄牙人麥哲倫率領(lǐng)一支船隊(duì)從西班牙出發(fā),足足用了3年時(shí)間,才穿越大西洋、太平洋,環(huán)繞地球一周,回到西班牙。
19世紀(jì)末,一個(gè)法國(guó)人乘火車環(huán)球旅行一周,也花費(fèi)了43天的時(shí)間。飛機(jī)發(fā)明以后,人們?cè)?949年又進(jìn)行了一次環(huán)球旅行。一架B—50型轟炸機(jī),經(jīng)過(guò)4次漂亮的空中加油,僅僅用了94個(gè)小時(shí),便繞地球一周,飛行37700公里。強(qiáng)中更有強(qiáng)中手。超音速飛機(jī)問(wèn)世以后,人們飛得更高更快。1979年,英國(guó)人普斯貝特只用14個(gè)小時(shí)零6分鐘,就飛行36900公里,環(huán)繞地球一周。在不到一天的時(shí)間里,就可以飛到地球的各個(gè)角落,這對(duì)于生活在20世紀(jì)以前的人類來(lái)說(shuō),可以說(shuō)得上是一個(gè)奇跡。
錯(cuò)綜復(fù)雜的空中航線把世界各國(guó)連接起來(lái),為人們提供了既方便又迅速的客運(yùn)。早在本世紀(jì)20年代,航空運(yùn)輸就開設(shè)了定期航班,運(yùn)送旅客和郵件。如今,空中航線更是四通八達(dá),人們隨時(shí)都會(huì)看見(jiàn)銀色的飛機(jī),如同一只大鳥,在蔚藍(lán)的天空中一掠而過(guò)。對(duì)于現(xiàn)代人來(lái)說(shuō),早晨還在北京,下午已毫無(wú)倦意地出現(xiàn)在千里之外的另一座城市,這已經(jīng)是十分平常的事了。一只只銀燕把不同地區(qū)的不同種族,不同膚色的人們緊密地聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)不斷地交流,人們播種友誼,傳達(dá)信息,達(dá)到相互溝通,相互理解和相互促進(jìn),共同推進(jìn)人類的文明。
飛機(jī)的發(fā)明也使航空運(yùn)輸業(yè)得到了空前發(fā)展,許多為工業(yè)發(fā)展所需的種種原料擁有了新的來(lái)源和渠道,大大減輕了人們對(duì)當(dāng)?shù)刈匀毁Y源的依賴程度。那些不宜長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)輸?shù)纳蠛碗y以長(zhǎng)期保存的美味食品,也可以乘坐飛機(jī)而跨越五湖四海,給世界各地的人們共賞共享。當(dāng)年連貴妃娘娘都不易品嘗的嶺南荔枝,如今也出現(xiàn)在尋常百姓的家中了。
在人類向地球深處進(jìn)軍時(shí),飛機(jī)也被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探。人們使用裝備了照相機(jī)或者一種稱為肖蘭系統(tǒng)的電子設(shè)備的飛機(jī),可以迅速而準(zhǔn)確地對(duì)廣大地區(qū),包括險(xiǎn)峻而難以到達(dá)的地方進(jìn)行測(cè)繪。把空中拍攝的照片一張張拼接起來(lái),就可以繪制極好的地形圖。這比古老的測(cè)繪方式要簡(jiǎn)便易行得多。就連冰天雪地、人跡罕至,一度只是探險(xiǎn)人員涉足的北極和南極,乘坐飛機(jī)也可以毫不困難地到達(dá)。
當(dāng)然,飛機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用更為驚人。不僅可以用于偵察、轟炸,而且在預(yù)警、反潛、掃雷等方面也極為出色。在20世紀(jì)90年代初爆發(fā)的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,飛機(jī)的巨大威力有目共睹。當(dāng)然,飛機(jī)在軍事上的應(yīng)用給人類也帶來(lái)了慘重災(zāi)難,對(duì)人類文明產(chǎn)生了毀滅性破壞。但是和平利用飛機(jī),才是人類發(fā)明飛機(jī)的初衷。
關(guān)于《飛機(jī)物理知識(shí)》的介紹到此就結(jié)束了。