【簡介:】 古代歐洲人模仿鳥類翅膀制作的飛翼1895年的航空器設計圖孔明燈人類很早就有像鳥類一樣在空中飛行的夢想,甚至包括古人用的石頭和矛、到古希臘人阿爾希塔斯所制造的機械鴿、
古代歐洲人模仿鳥類翅膀制作的飛翼1895年的航空器設計圖孔明燈人類很早就有像鳥類一樣在空中飛行的夢想,甚至包括古人用的石頭和矛、到古希臘人阿爾希塔斯所制造的機械鴿、遠至澳大利亞的飛去來器等。雖然在美洲土著千多年前的文物,和埃及文物及神廟浮雕中,分別發(fā)現(xiàn)飛機及直升機形像,而印度兩大史詩“摩訶婆羅多”及“羅摩衍那”亦有大量的飛行記載,但這一切仍是未解之謎。中國古代也有人在文學著作中描述了飛天夢試圖實現(xiàn)這種脫離大地束縛的夢想,中國發(fā)明的風箏和孔明燈。在西方,達?芬奇也曾設計過航空器。在18世紀開始的工業(yè)革命后,1783年法國的孟格菲兄弟使用熱氣球,以及杰克斯查理(Jacques Charles)的氫氣球成功升空后,標志著人類巨大的科技進步。重于空氣的航空器飛行原理基本是由19世紀初的英國人凱萊爵士(Sir George Cayley)發(fā)現(xiàn)的。而19世紀的90年代,德國人奧托?李林塔爾是第一位研制和成功飛行滑翔機的人。 1903年12月17日,美國萊特兄弟利用自行建造的飛機,實現(xiàn)人類第一次持續(xù)性的、有動力可操控的飛行,誕生了現(xiàn)代航空器。兩次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭不斷激勵著航空的發(fā)展,軍用飛機的能力快速提升,使得戰(zhàn)爭徹底轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw縱深化的,而民用航空事業(yè)也伴隨著發(fā)展起來。二戰(zhàn)之后,隨著噴氣式飛機的誕生,使得飛機沖破音障,成為重大突破。而高性能的超音速軍用飛機又進一步對現(xiàn)代軍事產(chǎn)生重大影響。經(jīng)濟、安全和舒適的噴氣式客機也成為航空運輸?shù)闹髁?,也改變著現(xiàn)代交通運輸行業(yè)。新型的材料技術和電子科技發(fā)展也使得航空器有了重大的革新。其主要由以下幾個時期:飛機探索時期,20世紀以前:氣球飛行成功;飛艇的興盛與衰退;飛機的探索?;钊l(fā)動機飛機,20世紀40年代前:有飛機首次試飛成功,最初的發(fā)展;第一次世界大戰(zhàn)中飛機的使用;民用航空的建立;第二次世界大戰(zhàn)中的軍用飛機。噴氣飛機時代,20世紀40年代至今:有首架噴氣式飛機誕生,突破音障;噴氣軍用飛機的成熟;噴氣民用飛機的出現(xiàn);其他航空器的發(fā)展;航空科技的革新。 人類夢想的飛行方式是原地騰空而起,既能自由飛翔又能懸停于空中,并且隨意實現(xiàn)定點著陸。例如阿拉伯人的飛毯,希臘神的戰(zhàn)車,都是垂直起落飛行器。其中最有價值、最具代表性的是中國古代玩具竹蜻蜓和意大利人達?芬奇關于垂直起降航空器的畫作。李約瑟誤以為中國晉朝葛洪所著的《抱樸子》有紀錄類似竹蜻蜓最早的動力機械,但實際上文章說的是服丹修練成仙成功時,人可以飛行。《簡明不列顛百科全書》第9卷寫道:“直升機是人類最早的飛行設想之一,多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達?芬奇,但現(xiàn)在都知道,中國人比中世紀的歐洲人更早做出了直升機玩具?!边@種玩具于14世紀傳到歐洲?!坝娇罩浮眴讨?凱利(1773年-1857年)曾制造過幾個竹蜻蜓,用鐘表發(fā)條作為動力來驅(qū)動旋轉(zhuǎn),飛行高度曾達27米。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和人類文明的進步,直升機的發(fā)展史由幻想時期進入了探索時期。歐洲產(chǎn)業(yè)革命之后,機械工業(yè)迅速倔起,尤其是本世紀初汽車和輪船的發(fā)展,為飛行器準備了發(fā)動機和可供借鑒的螺旋槳。經(jīng)過航空先驅(qū)者們勇敢而艱苦的創(chuàng)造和試驗,1903年萊特兄弟(Wright brothers)制造的固定翼飛機飛行成功。在此期間,盡管在發(fā)展直升機方面,航空先驅(qū)們付出了相當?shù)钠D辛和努力,但由于直升機技術的復雜性和發(fā)動機性能不佳,它的成功飛行比飛機遲了30多年。20世紀初為直升機發(fā)展的探索期,多種試驗性機型相繼問世。試驗機方案的多樣性表明了探索階段的技術不成熟性。經(jīng)過多年實踐,這些方案中只有縱列式和共軸雙旋翼式保留了下來,至今仍在應用。雙槳橫列式方案未在直升機家族中延續(xù),但在傾轉(zhuǎn)旋翼飛機中得到了繼承和發(fā)展。俄國人尤利耶夫另辟捷徑,提出了利用尾槳來配平旋翼反扭矩的設計方案并于1912年制造出了試驗機。這種單旋翼帶尾槳式直升機成為至今最流行的形式。經(jīng)過20世紀初的努力探索,為直升機發(fā)展積累了可貴的經(jīng)驗并取得顯著進展,有多架試驗機實現(xiàn)了短暫的垂直升空和短距飛行,但離實用還有很大距離。飛機工業(yè)的發(fā)展使航空發(fā)動機的性能迅速提高,為直升機的成功提供了重要條件。旋翼技術的第一次突破,歸功于西班牙人Ciervao,他為了創(chuàng)造“不失速”的飛機以解決固定翼飛機的安全問題,采用自轉(zhuǎn)旋翼代替機翼,發(fā)明了自轉(zhuǎn)旋翼機。旋翼技術在自轉(zhuǎn)旋翼機上的成功應用和發(fā)展,為直升機的誕生提供了另一個重要條件。1907年8月,法國人保羅?科爾尼研制出一架全尺寸載人直升機,并在同年11月13日試飛成功。這架直升機被稱為“人類第一架直升機”。1938年,年輕的德國人漢納賴奇駕駛一架雙旋翼直升機在柏林體育場進行了一次完美的飛行表演。這架直升機被直升機界認為是世界上第一種試飛成功的直升機。1936年,德國福克公司在對早期直升機進行多方面改進之后,公開展示了自己制造的FW-61直升機,1年后該機創(chuàng)造了多項世界紀錄。1939年春,美國的伊戈爾?伊萬諾維奇?西科爾斯基完成了VS-300直升機的全部設計工作,同年夏天制造出一架原型機。這種單旋翼帶尾槳直升機構型成為現(xiàn)在最常見的直升機構型。20世紀40年代,美國沃特-西科斯基公司研制的一種2座輕型直升機R-4,它是世界上第一種投入批量生產(chǎn)的直升機,也是美國陸軍航空兵、海軍、海岸警衛(wèi)隊和英國空軍、海軍使用的第一種軍用直升機。該機的公司編號為VS-316,VS-316A。美國陸軍航空兵的編號為R-4,美國海軍和海岸防衛(wèi)隊的編號為HNS-1,英國空軍將其命名為“食蚜虻1”(Hoverfly 1),英國海軍將其命名為“牛虻”(Gadfly)。到30年代末期,在法國、德國、美國和前蘇聯(lián)都有直升機試飛成功,并迅速改進達到了能夠?qū)嵱玫某潭?。第二次世界大?zhàn)的軍事需要,加速了這一進程,促使直升機發(fā)展由探索期進入實用期,直升機開始投入生產(chǎn)線生產(chǎn)。到二戰(zhàn)結束時,德國工廠已生產(chǎn)了30多架直升機,美國交付的R5、R6直升機已達400多架。20世紀的后半期直升機進入航空實用期,直升機的應用領域不斷擴展,數(shù)量迅速增加。 滑翔機的出現(xiàn)要早于飛機,為飛機的成功研制提供了必要的技術儲備。1801年,英國的喬治?凱利爵士研究了風箏和鳥的飛行原理,于1809年試制了一架滑翔機。他記述說:滑翔機不斷地把他帶起,并把他帶到幾米外的地方。但在后來的試驗中,這架滑翔機被撞毀了。1847年,已是76歲的凱利制作了一架大型滑翔機,兩次把一名10歲的男孩子帶上天空。 一次是從山坡上滑下,一次是用繩索拖曳升空,飛行高度為2─3米。4年后,由人操縱的滑翔機第一次脫離拖曳裝置飛行成功,飛行了約500米遠。凱利對飛行原理、空氣升力及機翼的角度、機身的形狀、方向舵、升降舵、起落架等都進行了科學的研究和試驗,他首次把飛行從冒險的嘗試上升為科學的探索。德國土木工程師利林塔爾所設計的滑翔機把無動力載人飛行試驗推向高潮。從1871年起,他就熱衷于研究和制造滑翔機,他利用所有余暇研究空氣動力學、試制飛機和駕機試飛。他所著《鳥類飛行是航空的基礎》一書被后來的飛行探索者奉為經(jīng)典之作。他于1891年制作了第一架固定翼滑翔機,翼展為7米,用竹和藤作骨架,骨架上縫著布,人的頭和肩可從兩機翼間鉆入,機上裝有尾翼,全機重量約2公斤,很象展開雙翼的蝙蝠。他把自己懸掛在機翼上,從15米高的山崗上躍起,用身體的移動來控制飛行,滑翔90米后安全降落。這是世界上第一架懸掛滑翔機。1891─1896年間,利林塔爾共制作了5種單翼滑翔機和2種雙翼滑翔機,先后進行了2000多次飛行試驗。1896年8月9日,他駕駛滑翔機在里諾韋山遭遇強風而墜落,次日去世。他留給后人的最后一句話是:“要想學會飛行,必須作出犧牲。”受利林塔爾的影響,發(fā)明了現(xiàn)代飛機的萊特兄弟在建造其第一臺動力飛機前,花了三年時間使用滑翔機來進行設計驗證和飛行訓練,積累的經(jīng)驗被反饋到后來成功試飛的飛行者一號上。1914年德國人哈斯研制出第一架現(xiàn)代滑翔機,它不僅能水平滑翔,還能借助上升的暖氣作爬高飛行,并且其操縱性能更加完善。從此,滑翔機進入了實用階段。在第二次世界大戰(zhàn)期間,滑翔機曾用來空降武裝人員人員和運送物資。今天它主要用于體育航空運動。