【簡(jiǎn)介:】本篇文章給大家談?wù)劇吨袊?guó)南京航空航天大學(xué)》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、南京航空航天博物館怎樣?
2、撲翼飛行原理
3、為什么飛機(jī)設(shè)計(jì)的像鳥(niǎo)一
本篇文章給大家談?wù)劇吨袊?guó)南京航空航天大學(xué)》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助。
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南京航空航天博物館怎樣?
南京航空航天博物館位于江蘇省南京市南京航空航天大學(xué)內(nèi)。走進(jìn)校園,穿過(guò)郁郁青青的梧桐樹(shù)廊和紅柱翠瓦的古亭,繞過(guò)明代皇宮留下的巨大石礎(chǔ)和御河小溪,一座園弧拱頂?shù)恼褂[大廳躍然眼前,這就是于1992年正式創(chuàng)建并對(duì)外開(kāi)放的“南京航空航天博物館”。
南京航空航天博物館的藏品陳列主要分三大部分:飛機(jī)、其他航天器整機(jī)展廳、飛機(jī)部件展廳。
飛機(jī)整機(jī)展廳,是最主要的展廳。大廳西南部斜立著一架長(zhǎng)達(dá)20米的超音速戰(zhàn)斗機(jī)→我國(guó)自行設(shè)計(jì)和制造的殲八飛機(jī)。這架飛機(jī)是我國(guó)研制最早的三架原型機(jī)之一!具有很高的歷史價(jià)值,1992年由航空試飛研究院贈(zèng)送。與該飛機(jī)毗鄰的還有全部由中國(guó)專(zhuān)家設(shè)計(jì)制造的殲五型戰(zhàn)斗機(jī)、殲六型戰(zhàn)斗機(jī)、殲七型戰(zhàn)斗機(jī)和殲十二型戰(zhàn)斗機(jī)。特別值得提出的是一架從空軍退役的殲五戰(zhàn)斗機(jī),曾在朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)上擊落過(guò)美國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)而立下赫赫戰(zhàn)功。
大廳東南角高立著一架橙色飛機(jī)→長(zhǎng)空一號(hào)無(wú)人駕駛飛機(jī),這一型號(hào)的無(wú)人機(jī)種,為我國(guó)的國(guó)防事業(yè)屢建功勛,曾獲得國(guó)家科技成果一等獎(jiǎng)。在展廳的東北角還有一架型樣奇特的輕型飛機(jī),這是南京航空航天大學(xué)首次設(shè)計(jì)制造的我國(guó)第一架全復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、鴨式布局飛機(jī)的五個(gè)機(jī)種的輕型飛機(jī)之一→AD200型輕型飛機(jī)。許多首次見(jiàn)到這種飛機(jī)的人,都錯(cuò)把飛機(jī)頭當(dāng)作機(jī)尾,這是因?yàn)樗c常見(jiàn)的飛機(jī)或鳥(niǎo)類(lèi)的構(gòu)造不一樣,它的尾巴(稱(chēng)作尾翼)在前面,而翅膀(稱(chēng)作機(jī)翼)卻在后面。這樣設(shè)計(jì)的目的是既可提高升力,又可防止飛機(jī)失速而突然墜落。大廳中還聳立著由紅外線制導(dǎo)、專(zhuān)門(mén)攻擊敵機(jī)的導(dǎo)彈。
展廳中還有縮小的發(fā)射衛(wèi)星的“長(zhǎng)城號(hào)”火箭模型和一大批國(guó)內(nèi)外各種型號(hào)的飛機(jī)模型,包括當(dāng)今世界上最先進(jìn)的軍用和民用飛機(jī)。
如果有時(shí)間和興趣,還可以觀賞一下展廳中放映的電視錄相。伴隨著呼嘯的飛機(jī)聲,在屏幕上,你可看到從世界上第一架飛機(jī)的起飛直到現(xiàn)代各種高精尖飛機(jī)競(jìng)翔藍(lán)天的雄姿。
穿過(guò)一道小門(mén),從主廳進(jìn)入另一大廳,會(huì)看到琳瑯滿(mǎn)目的飛機(jī)部件。許多人會(huì)驚嘆,原來(lái)外表如此光滑的飛機(jī),內(nèi)部卻是布滿(mǎn)框、肋和桁條的骨架。這正是飛機(jī)既要重量輕又要具有很高強(qiáng)度而設(shè)計(jì)的結(jié)果,它與我們平常所見(jiàn)到的機(jī)械大不相同。
走過(guò)一條小路,進(jìn)入另一個(gè)飛行器大廳,這是一個(gè)專(zhuān)門(mén)陳列直升機(jī)的展廳。直升機(jī)與一般飛機(jī)不同,頂部都有2~4個(gè)葉片的旋翼,它是靠旋翼高速旋轉(zhuǎn)來(lái)獲得升力或前后左右運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。由于直升機(jī)可以垂直起落、懸停,所以常被用于軍事或各種救護(hù)、防火、測(cè)繪等民用事務(wù)。大廳中,排滿(mǎn)了大到可容數(shù)十人、小到只能乘坐一人的各種直升機(jī)。其中有一架小型直升機(jī)→“延安二號(hào)”,這架直升機(jī)也是南航教師自己獨(dú)立研制的。廳中還有越南戰(zhàn)爭(zhēng)中繳獲的戰(zhàn)利品→美軍UH—IH型大型直升機(jī)。
由于室內(nèi)陳列面積有限,一架長(zhǎng)29米、寬23米的安—24民航客機(jī)展品不得不露天陳列,這架飛機(jī)是1996年底由新疆航空公司所贈(zèng)。如果參觀者有興趣進(jìn)入飛機(jī)客艙中坐一坐,也可體會(huì)一下乘飛機(jī)的心境。
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撲翼飛行原理
撲翼飛行原理:是通過(guò)微傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將微電機(jī)的能量轉(zhuǎn)變?yōu)閾湟頇C(jī)構(gòu)的撲動(dòng),從而產(chǎn)生升力與推力并克服自身重力與阻力飛行。
撲翼是一種模仿鳥(niǎo)類(lèi)和昆蟲(chóng)飛行, 基于仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)制造的新型飛行器類(lèi)型的重要結(jié)構(gòu)。與固定翼和旋翼相比,撲翼的主要特點(diǎn)是將舉升、懸停和推進(jìn)功能集于一個(gè)撲翼系統(tǒng),可以用很小的能量進(jìn)行長(zhǎng)距離飛行,同時(shí),具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性。
撲翼飛行起飛時(shí)的高升力和推動(dòng)力主要來(lái)自于翅膀推動(dòng)空氣的反作用力,例如鳥(niǎo)類(lèi),昆蟲(chóng)類(lèi)翅膀的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式可以產(chǎn)生有效的高升力和推動(dòng)力,對(duì)撲翼飛行原理的研究有助于對(duì)微型飛行器的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。
仿生撲翼飛行器通常具有尺寸適中、便于攜帶、飛行靈活、隱蔽性好等特點(diǎn),因此在很多領(lǐng)域有十分重要而廣泛的應(yīng)用,并能完成許多其他飛行器所無(wú)法執(zhí)行的任務(wù)。它可以進(jìn)行生化探測(cè)與環(huán)境監(jiān)測(cè),進(jìn)入生化禁區(qū)執(zhí)行任務(wù);可以對(duì)森林、草原和農(nóng)田上的火災(zāi)、蟲(chóng)災(zāi)及空氣污染等生態(tài)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
國(guó)內(nèi)在仿生微型撲翼飛行器的研究方面起步較晚。由于微型撲翼飛行器應(yīng)用前景廣泛、使用價(jià)值高,微型撲翼飛行器的研究在國(guó)內(nèi)也成為了熱門(mén)話題。在國(guó)內(nèi),主要有西北工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)等機(jī)構(gòu)正在進(jìn)行有關(guān)仿生微型撲翼飛行器方面的研究,雖然取得了一些成果,但與國(guó)外相比還是有一定的差距。
為什么飛機(jī)設(shè)計(jì)的像鳥(niǎo)一樣?
2003年11月24日下午,廣州華南理工大學(xué)體育館燈火輝煌。備受各界關(guān)注的全國(guó)第八屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生科技作品競(jìng)賽頒獎(jiǎng)儀式將在這里隆重舉行。全國(guó)百余所大學(xué)的大學(xué)生科技精英匯聚一堂,個(gè)個(gè)眼里流露著期盼和按捺不住的激動(dòng)。他們代表全國(guó)百萬(wàn)大學(xué)生,懷著對(duì)科學(xué)的無(wú)限崇尚,為本次大賽的優(yōu)勝者真誠(chéng)地喝彩。
掌聲響起,22名特等獎(jiǎng)獲得者走上領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái),其中一位身材略顯矮小、長(zhǎng)著一副娃娃臉的學(xué)生,就是兩年前被南京航空航天大學(xué)破格錄取的福建小發(fā)明家、航空宇航學(xué)院大三學(xué)生胡鈴心。國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)副主任王乃彥院士緊緊地握著胡鈴心的手,一邊向他祝賀,一邊勉勵(lì)這位給他留下極深印象的“小小飛機(jī)設(shè)計(jì)師”。
研制我國(guó)首架可遙控微型撲翼機(jī)
南航大這次參賽的作品中,有3架微型撲翼機(jī),其中最小的只有38克重。這是一種仿鳥(niǎo)新型飛行器,與常規(guī)飛機(jī)完全不同。它的機(jī)翼可以像鳥(niǎo)一樣地上下?lián)鋭?dòng),從遠(yuǎn)處看去,就像一只小鳥(niǎo)。
別小看這個(gè)“小飛機(jī)”,它絕對(duì)是個(gè)大膽的嘗試。它是胡鈴心和段文博同學(xué)在該南航大微型飛行器研制專(zhuān)家、博士生導(dǎo)師昂海松教授的指導(dǎo)下,將當(dāng)今國(guó)際航空領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)——微型飛行器和難點(diǎn)——仿鳥(niǎo)撲翼飛行器結(jié)合起來(lái)共同研制的產(chǎn)物。可控微型撲翼機(jī)在國(guó)外尚處于探索階段,國(guó)內(nèi)以前更無(wú)人涉足。由于它涉及到非定常氣動(dòng)力設(shè)計(jì)、柔性翼結(jié)構(gòu)和微機(jī)電技術(shù)等多個(gè)尖端領(lǐng)域,是對(duì)新概念飛行器和新飛行原理的開(kāi)拓性的探索。這樣的探索極具挑戰(zhàn)性。而接受這樣挑戰(zhàn)的,不是資深專(zhuān)家,而是只有20歲出頭的大學(xué)生。這不能不令人振奮。
參評(píng)的那天,南航大小小的展臺(tái)被來(lái)自清華、北大等校的參賽隊(duì)員及專(zhuān)程趕來(lái)的人圍得水泄不通。不過(guò),光顧次數(shù)最多的,要數(shù)擔(dān)任這次大賽評(píng)委的院士們。短短兩天內(nèi),胡鈴心他們總共接受六批15位專(zhuān)家評(píng)委的提問(wèn)。每位評(píng)委所提的問(wèn)題都不同,而且一個(gè)比一個(gè)更有深度和挑戰(zhàn)性。然而,胡鈴心應(yīng)對(duì)自如,將常規(guī)提問(wèn)式答辯,變成了互動(dòng)式的交流。胡鈴心以其扎實(shí)的理論功底和廣博的知識(shí)面,給每個(gè)評(píng)委都留下了極深的印象。
這件出自年輕的大學(xué)生之手的科技作品,可不是普通的航模,而是技術(shù)含量很高的新型飛行器。它僅用一套撲翼系統(tǒng)就代替了螺旋槳或噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),具有飛行穩(wěn)定、控制靈活、隱蔽性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在近距離偵察、空中監(jiān)視、機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥(niǎo)等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。它的誕生,填補(bǔ)了我國(guó)沒(méi)有可遙控微型撲翼機(jī)的空白。
在答辯后夜游珠江的那天晚上,“神五”飛船副總設(shè)計(jì)師鄭松輝激動(dòng)地在胡鈴心參賽證的背后寫(xiě)下了“勇于追求 ,敢于探索”八個(gè)大字。
他們嘗到了科研的“味道”
在科學(xué)上沒(méi)有平坦的大道可走,只有不畏艱辛、沿著陡峭山路攀登的人,才有希望達(dá)到光輝的頂峰。經(jīng)歷1年零4個(gè)月的艱辛研制,胡鈴心和段文博在導(dǎo)師昂老師的帶領(lǐng)下,真正嘗到了科研的“味道”。那就是,無(wú)數(shù)次的失敗和無(wú)數(shù)次成功的交替。
剛開(kāi)始他們研制的撲翼機(jī)翼展很長(zhǎng),不僅重,而且動(dòng)力不足。為了研制出真正微型的撲翼機(jī),段文博放棄了暑假休息,也放棄了考研復(fù)習(xí),在昂教授的精心指導(dǎo)下,對(duì)飛行器的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn),他們1厘米、1毫米地減小零件尺寸,1克1克地減輕重量,并采用了先進(jìn)的MEMS元件和技術(shù),終于研制出我國(guó)首架可控制飛行的微型撲翼機(jī)。
在最初的試飛階段,微型撲翼機(jī)不是機(jī)頭下墜,就是往一個(gè)方向滾轉(zhuǎn)。他們就一次又一次地推倒重來(lái),一個(gè)原因一個(gè)原因地排除,一個(gè)點(diǎn)子又一個(gè)點(diǎn)子地提出,當(dāng)所有問(wèn)題都解決后,還有對(duì)精度要求很高的制作在等著他們。受“小飛機(jī)”尺寸的限制,很多部位的加工,只能借助放大鏡用鑷子等工具來(lái)完成。受重量的限制,一個(gè)看似簡(jiǎn)單的焊接,對(duì)所用焊錫量都有嚴(yán)格的要求。有一次,僅僅因?yàn)橐粋€(gè)孔位鉆偏了,竟導(dǎo)致幾天的工作前功盡棄!
更難的,還有“小飛機(jī)”上使用的零部件。為了把這些所需的零件備齊,還真費(fèi)了不少的力氣。就拿電機(jī)來(lái)講,不僅重量要盡可能輕,還得達(dá)到飛行時(shí)要求的功率。目前市場(chǎng)上的電機(jī),要么功率太小,要么重量太大。沒(méi)有現(xiàn)成的,就只能改造。經(jīng)過(guò)改動(dòng)電機(jī)磁鋼、更換電刷材料等,原來(lái)只有幾瓦、使用電壓只有3伏的電機(jī),功率一下子提高到21瓦,使用電壓也達(dá)到8.4伏。還有電池,不僅要求輕,而且放電電流要大。經(jīng)過(guò)多方聯(lián)系,最后國(guó)內(nèi)有關(guān)單位的科研人員為他們特別制作出僅有5克重的電池。
2003年4月,一個(gè)陽(yáng)光明媚的午后,他們共同研制的“小飛機(jī)”,居然撲動(dòng)著翅膀,飛了起來(lái)。那一次,雖然只飛行了10秒,但這樣的10秒在胡鈴心他們心中卻成為了永恒。那一刻,在經(jīng)受了無(wú)數(shù)次的失敗,體驗(yàn)過(guò)無(wú)數(shù)次的傷心,感受過(guò)無(wú)數(shù)次的郁悶后,他們真正體味到了創(chuàng)造帶給人的巨大快樂(lè)!
他們將成為航空技術(shù)的“創(chuàng)造者”
2003年7月,我國(guó)殲七飛機(jī)總設(shè)計(jì)師、工程院院士屠基達(dá)在和胡鈴心交流后這樣評(píng)價(jià)道:“我感到胡鈴心同學(xué)將會(huì)成長(zhǎng)為一個(gè)航空技術(shù)的創(chuàng)造者!”
這樣的評(píng)價(jià)不低。就在幾個(gè)月后,屠基達(dá)院士預(yù)見(jiàn)的“創(chuàng)造者”,在昂海松教授的親自指導(dǎo)下,與段文博同學(xué)密切合作下,借助南航大微型飛行器學(xué)科在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的科研優(yōu)勢(shì),真的研制出了我國(guó)目前最小的可控?fù)湟盹w行器。目前,最小的那架“小飛機(jī)”,飛行時(shí)間已達(dá)6分鐘,飛行高度達(dá)到50米,具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。而國(guó)外惟一可控制的微型撲翼飛行器——美國(guó)的“微型蝙蝠”,其飛行時(shí)間也只有6分鐘。最令人值得稱(chēng)道的是,他們?cè)谖⑿蛽湟盹w行器設(shè)計(jì)上有許多創(chuàng)新。他們所設(shè)計(jì)使用的三連桿撲翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),比“微型蝙蝠”兩連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性要好;所設(shè)計(jì)的有彎度翼型的撲翼,比“微型蝙蝠”的直線型撲翼的升力更大。
“創(chuàng)造者”這三個(gè)字,用在年輕的大學(xué)生頭上是當(dāng)之無(wú)愧的。
南航大“微型飛行器研究中心”主任昂海松教授這樣評(píng)價(jià)道,作為本科生,敢于向航空學(xué)的難點(diǎn)沖擊,勤于實(shí)踐并做出成果,是非常難能可貴的。然而,更難能可貴的是,這小小的“創(chuàng)造者”,在取得較大成功的同時(shí),又瞄準(zhǔn)了新的目標(biāo)。
“下一步,我們準(zhǔn)備通過(guò)改進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)和撲翼系統(tǒng)來(lái)增加現(xiàn)有飛機(jī)的有效載荷,然后在小飛機(jī)上安裝視覺(jué)系統(tǒng),研制出更小的、更靈活、更實(shí)用的微型飛行器來(lái)?!闭f(shuō)這話時(shí),胡鈴心撲閃著的那雙大眼睛格外明亮。那是作為“創(chuàng)造者”特有的堅(jiān)毅而自信的目光。這目光讓人堅(jiān)信,小小飛機(jī)設(shè)計(jì)師的愿望,一定能夠變成美麗的現(xiàn)實(shí)。
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