航空史話：介紹人類飛行器的發(fā)展歷史

鋁合金的發(fā)明航空材料對(duì)飛機(jī)性能的影響很大，材料技術(shù)的不斷進(jìn)步是航空發(fā)展歷程重要的組成部分。20世紀(jì)頭20年，德、法等國(guó)已經(jīng)設(shè)計(jì)出為數(shù)不多的幾架鋁合金飛機(jī)。由于在氣動(dòng)布局上沒(méi)有大的突破，所以性能沒(méi)有什么提高，而且還增大了質(zhì)量。但是，隨著對(duì)飛機(jī)性能要木質(zhì)材料的缺點(diǎn)越來(lái)越多地暴

人們也逐漸意識(shí)到全金屬飛機(jī)4%的銅、木質(zhì)材料的缺點(diǎn)越來(lái)越多地暴

人們也逐漸意識(shí)到全金屬飛機(jī)4%的銅、0.5%的鎂、0.5%的鎰露出來(lái)，諸如結(jié)構(gòu)脆弱、安全性差等，木質(zhì)結(jié)構(gòu)走到了盡頭。的安全性大大優(yōu)于木質(zhì)飛機(jī)。1906年，法國(guó)工程師維爾姆在一次實(shí)驗(yàn)中意外地發(fā)現(xiàn)含以及少量硅、鐵的鋁T同一鎂合金，在急速冷卻之后，強(qiáng)度和硬度均會(huì)有所增加。這就是最早出現(xiàn)的鋁合金一杜拉鋁。杜拉鋁問(wèn)世以后，人們一直把提高鋁合金的抗拉強(qiáng)度作為研究重點(diǎn)。從20年代開(kāi)始，美國(guó)人通過(guò)在合金中增加硅和鎂的含量， 先后研究出2014鋁合金和性能更好的2024鋁一超級(jí)杜拉鋁合金，抗拉強(qiáng)度顯著提高。這種鋁合金的研制成功，為飛機(jī)材料開(kāi)辟了光明的前景。材料的主流。20世紀(jì)30機(jī)材料開(kāi)辟了光明的前景。材料的主流。后來(lái)，人們研制出了更多的航空用鋁合金材料。 至今，鋁合金仍是飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)材料。全金屬飛機(jī)的發(fā)明全金屬飛機(jī)最早產(chǎn)生于軍用飛機(jī)領(lǐng)域， 世界上第一家全金屬飛機(jī)是德國(guó)飛機(jī)設(shè)計(jì)師容克斯設(shè)計(jì)的J.1錫驢”(Blechesel),這種采用鋁合金蒙皮和防護(hù)裝甲的雙翼機(jī)，還是最早的攻擊機(jī)，機(jī)上安有機(jī)槍，載有少量炸彈，可低空對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行掃射轟炸。 1915年12月12日，J.1首次試飛，標(biāo)志著全金屬飛機(jī)的誕生，為飛機(jī)性能的迅速提高開(kāi)辟了道路，也標(biāo)志著飛機(jī)發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。全金屬民用飛機(jī)的研制則較晚，出現(xiàn)在一戰(zhàn)結(jié)束之后。 1925年，福特汽車公司的飛機(jī)制造部推出了全金屬、三發(fā)動(dòng)機(jī)的福特型客機(jī)。但是，當(dāng)時(shí)的全金屬飛機(jī)在性能上并無(wú)優(yōu)勢(shì)，而且造價(jià)較高，所以，20年代末30年代初，美國(guó)各航空公司的飛機(jī)仍以木質(zhì)飛機(jī)為主。但木制飛機(jī)的安全性較差逐漸引導(dǎo)全金屬飛機(jī)進(jìn)入飛機(jī)發(fā)展的主流。1931年3月31日，一架美國(guó)環(huán)球航空公司的?？诵涂蜋C(jī)在堪薩斯州墜毀。雖然這樣的的事故當(dāng)時(shí)經(jīng)常發(fā)生，但由于遇難者中有一位名聞名全美的橄欖球教練， 因而引起了舉國(guó)震動(dòng)。全國(guó)上下一致指責(zé)環(huán)球航空公司和它的木質(zhì)客機(jī)， 從根本上動(dòng)搖了公眾對(duì)木質(zhì)飛機(jī)的信心。于是，飛機(jī)制造商們也加快了研制新型全金屬客機(jī)的步伐。20世紀(jì)30年代，比較著名的全金屬客機(jī)主要是波音公司的波音 247和道格拉斯公司的DC系列渦輪增壓器一提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的大發(fā)明噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)誕生以前，所有的飛機(jī)都采用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)?；钊l(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、功率低、維護(hù)困難，隨著飛機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)要求的不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)本身就出現(xiàn)了變革的趨勢(shì)。其中，渦輪增壓器的發(fā)明大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。1870年以后，蒸汽輪機(jī)發(fā)明，即用蒸汽驅(qū)動(dòng)渦輪；同時(shí)，內(nèi)燃機(jī)也出現(xiàn)了，二者結(jié)合，誕生了新的渦輪機(jī)一燃?xì)廨啓C(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)可以通過(guò)燃燒氣體直接驅(qū)動(dòng)輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量輕、轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，一種特殊的燃?xì)廨啓C(jī) 一活塞發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器發(fā)展起來(lái)。 1905年，瑞士工程師比希首次提出渦輪增壓的概念。 1918年，美國(guó)通用公司工程師莫斯開(kāi)始設(shè)計(jì)和研制渦輪增壓器，并取得成功。我們知道，隨著高度的增加，大氣密度和含氧量都會(huì)降低。發(fā)動(dòng)機(jī)要正常工作，汽缸內(nèi)必須吸入足夠的空氣。在發(fā)動(dòng)機(jī)前面安裝渦輪增壓器，增壓器旋轉(zhuǎn)使空氣在進(jìn)入汽缸前壓縮以提高空氣的密度，這樣汽缸可以在更高的壓力下工作， 從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)高空性能或提高起飛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，使得飛機(jī)在高空有了更好的表現(xiàn)。 此外，渦輪增壓器的發(fā)展還促進(jìn)了航空工業(yè)與渦輪技術(shù)的結(jié)合，為后來(lái)航空動(dòng)力向噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)變儲(chǔ)備了一定的技術(shù)力量?？墒辗牌鹇浼芤淮蟠蠼档惋w行阻力人造飛行器都有離地升空的過(guò)程， 而且大多數(shù)都需要著陸或回收。 對(duì)飛機(jī)而言，實(shí)現(xiàn)起飛著陸功能的裝置主要就是起落架。起落架可以在飛機(jī)停放、滑行、起飛、著陸、滑跑時(shí)用于支撐飛機(jī)重力，承受相應(yīng)載荷。所以，起落架其實(shí)就是飛機(jī)的 腿”。早期飛機(jī)的起落架是固定的，當(dāng)飛機(jī)在空中飛行時(shí)，起落架仍然暴露在機(jī)身外。這在飛行中弊端很多，主要是空氣阻力太大，降低了飛行速度，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致耗油量增加和航程縮短。而且，一旦起落架在空中損壞，飛機(jī)就無(wú)法降落。在第一次世界大戰(zhàn)中，飛機(jī)的起落架很容易被擊中，導(dǎo)致飛機(jī)無(wú)法降落而墜毀。一戰(zhàn)結(jié)束后，各國(guó)開(kāi)始在飛機(jī)的起落架上大下功夫。 1920年，美國(guó)人在戴頓一萊特”RB型競(jìng)賽機(jī)上安裝了能收放的起落架， 從而大大提高了競(jìng)賽成績(jī)。 這種可收放的起落架，被世界各國(guó)紛紛效仿。戴頓一萊特”飛機(jī)不僅是世界上第一架具有收放式起落架的飛機(jī)，而且還是世界上首次采用變彎度機(jī)翼的飛機(jī)。飛機(jī)飛行時(shí)將起落架收到機(jī)翼或機(jī)身之內(nèi)， 以期獲得良好的氣動(dòng)性能，飛機(jī)著陸時(shí)再將起落架放下來(lái)?，F(xiàn)代飛機(jī)不論是軍用飛機(jī)還是民用飛機(jī)， 它們的起落架絕大部分都是可以收放的，只有一小部分超輕型飛機(jī)仍然采用固定形式的起落架。翼型研究一飛機(jī)研制漸漸成為科學(xué)機(jī)翼是各種固定翼航空器最重要的氣動(dòng)部件，它的發(fā)展對(duì)航空技術(shù)的進(jìn)步有著巨大影響。機(jī)翼研究首先涉及的就是翼型，翼型研究使飛機(jī)研制漸漸成為一門(mén)科學(xué)。翼型對(duì)機(jī)翼升阻比特性有重要影響。 飛機(jī)誕生初期，翼型是模仿鳥(niǎo)的翅膀彎曲形狀設(shè)計(jì)的，萊特兄弟、桑托斯泡蒙的第一架飛機(jī)都是如此。這種翼型雖然升力較大，但阻力也很大，升阻比較低。20世紀(jì)20年代，德國(guó)哥廷根大學(xué)利用俄國(guó)科學(xué)家茹科夫斯基的理論翼型和德國(guó)科學(xué)家門(mén)克的薄翼理論，在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出哥廷根225和387翼型。此后，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、前蘇聯(lián)都進(jìn)行了系統(tǒng)的翼型發(fā)展。其中，美國(guó)航空咨詢委員會(huì)發(fā)展的 NACA翼型系列影響最大。20世紀(jì)30年代末開(kāi)始，一批空氣動(dòng)力學(xué)家提出層流翼型設(shè)計(jì)方法。與普通翼型相比，層流翼型最大厚度位置更靠后緣， 前緣半徑較小，上表面比較平坦，能使翼表面盡可能保持層流流動(dòng)，減少摩擦阻力，提高臨界馬赫數(shù)。層流翼型是翼型發(fā)展的重要里程碑。這一概念得到各國(guó)科學(xué)家的高度重視。 后來(lái)層流翼型的設(shè)計(jì)方法不斷改進(jìn)， 廣泛用于高亞速飛機(jī)和超聲速飛機(jī)。60年代開(kāi)始，所謂跨聲速無(wú)激波翼型的研究興起。比較著名的是 1962年英國(guó)人皮爾賽提出的尖峰”翼型和1969年美國(guó)人科恩設(shè)計(jì)的超臨界翼型。變距螺旋槳一改善飛機(jī)的適應(yīng)性早期的飛機(jī)都是靠螺旋槳槳葉在空氣中旋轉(zhuǎn)， 不斷把大量空氣向后推去，從而產(chǎn)生向前的推進(jìn)力。螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)，槳葉剖面弦與旋轉(zhuǎn)平面的夾角稱為槳葉安裝角。 螺旋槳旋轉(zhuǎn)一周，以槳葉安裝角為導(dǎo)引向前推進(jìn)的距離稱為槳距。 螺旋槳分為定距和變距兩大類。木質(zhì)螺旋槳一般都是定距的。適合低速的槳葉安裝角難以適應(yīng)高速， 反之，適合高速的安裝角難以適應(yīng)低速。所以定距螺旋槳只能在選定的速度范圍內(nèi)效率較高。 為了解決這一矛盾，出現(xiàn)了變距螺旋槳，即通過(guò)控制裝置改變螺旋槳的槳距。事實(shí)上，最早提出變距螺旋槳思想的是英國(guó)航空先驅(qū)維納姆。 1872年，他在航空學(xué)會(huì)的年終報(bào)告中，初步提出這一全新思想。不過(guò)他的思想大大超越了時(shí)代， 因此一直沒(méi)有找到應(yīng)用場(chǎng)合，逐漸被遺忘了。 一戰(zhàn)時(shí)期，人們又開(kāi)始意識(shí)到變距螺旋槳在提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和自身效率方面具有很大的潛力。 但在金屬螺旋槳問(wèn)世之前，由于木制螺旋槳結(jié)構(gòu)上的限制，使得變距螺旋槳還停留在理論上。 1923年金屬螺旋槳進(jìn)入實(shí)用階段后，變距螺旋槳的需求日益迫切，傳統(tǒng)定距螺旋槳已經(jīng)無(wú)法同時(shí)滿足起飛和巡航的要求。 1933年，自動(dòng)變距螺旋槳首次在波音247運(yùn)輸機(jī)上得到應(yīng)用，其性能明顯改善。變距螺旋槳，大大改善了飛機(jī)的適應(yīng)性。單翼機(jī)一歷史地位逐步確立飛機(jī)的機(jī)翼是產(chǎn)生升力的主要部件， 機(jī)翼升力與其面積成正比，面積越大，升力也越大。但早期飛機(jī)的材料主要是木材， 木質(zhì)結(jié)構(gòu)的機(jī)翼如果很大，很容易在飛行中折斷。 于是，設(shè)計(jì)師們采用兩副較小的機(jī)翼， 安裝在機(jī)身的上下兩層， 中間用立柱和金屬線固定在一起。 早期飛機(jī)以雙翼機(jī)居多，但雙翼機(jī)的缺點(diǎn)很明顯：一是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給制造帶來(lái)很大困難； 二是阻力很大，消耗額外功率；三是速度很難提高。此時(shí)雖然也出現(xiàn)過(guò)單翼機(jī)， 但是人們普遍認(rèn)為單翼機(jī)結(jié)構(gòu)單薄，安全性和穩(wěn)定性不如雙翼機(jī)，駕駛起來(lái)比較困難。20世紀(jì)二三十年代，隨著鋁合金應(yīng)用于飛機(jī)材料，全金屬飛機(jī)不斷出現(xiàn)，一般都采用單翼結(jié)構(gòu)。在當(dāng)時(shí)的航空競(jìng)賽中，全金屬單翼機(jī)性能優(yōu)勢(shì)明顯。隨后， 單翼結(jié)構(gòu)被引入戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)，在這方面德國(guó)和英國(guó)走在領(lǐng)先位置。 美國(guó)則是在客機(jī)和轟炸機(jī)等大型飛機(jī)上首先使用全金屬單翼結(jié)構(gòu)。1933年后，蘇聯(lián)研制的戰(zhàn)斗機(jī)都開(kāi)始采用單翼布局。20世紀(jì)30年代，客機(jī)、轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)都實(shí)現(xiàn)了由木質(zhì)雙翼機(jī)向全金屬單翼機(jī)的過(guò)渡。第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，戰(zhàn)場(chǎng)上已經(jīng)幾乎看不到雙翼機(jī)的身影了。 就這樣，單翼機(jī)的地位逐步確立起來(lái)。航空儀表 飛行員的有力助手早期的飛機(jī)并沒(méi)有專門(mén)設(shè)計(jì)的儀表， 飛行員往往憑感官掌握飛機(jī)的方向、 姿態(tài)、速度和發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)。隨著飛機(jī)性能的提高，人們發(fā)現(xiàn)許多有關(guān)飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的信息是人的感官所來(lái)不及反應(yīng)的。飛行員一旦判斷錯(cuò)誤，就很可能發(fā)生飛行事故。 第一次世界大戰(zhàn)中，飛機(jī)儀表有了很大發(fā)展。 1916年英國(guó)研制的SE.5型戰(zhàn)斗機(jī)上已安裝了3種專門(mén)的飛行儀表和4種發(fā)動(dòng)機(jī)儀表。1927年美國(guó)人林白駕機(jī)飛越大西洋時(shí)，飛機(jī)上除基本的飛行儀表和發(fā)動(dòng)機(jī)儀表外，還安裝了陀螺羅盤(pán)、傾斜和俯仰角指示器、 轉(zhuǎn)彎傾斜儀和時(shí)鐘。航空儀表的出現(xiàn)，成為了飛行員的有力助手。20世紀(jì)30年代，專門(mén)的航空儀表相繼試制成功。空速表、高度表、陀螺地平儀、航向陀螺儀、升降速度表、轉(zhuǎn)彎傾斜儀、 無(wú)線電羅盤(pán)相繼研制成功，發(fā)動(dòng)機(jī)儀表也得到進(jìn)一步完善。二戰(zhàn)以后，儀表技術(shù)的發(fā)展更為迅速，儀表的多功能化和機(jī)電綜合化成為儀表發(fā)展的重要趨勢(shì)，出現(xiàn)了指引地平儀、航道羅盤(pán)和大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)。 60年代以后，隨著微電子技術(shù)和光電顯示元件的發(fā)展，儀表數(shù)字化、小型化、綜合化和智能化發(fā)展成為主流?，F(xiàn)在，在一些先進(jìn)的民航機(jī)和軍用飛機(jī)上， 可以看到幾塊大型的顯示器代替了以往的許多儀表，可以綜合顯示必要的數(shù)據(jù)和信息。 電子綜合顯示儀的出現(xiàn)， 使飛機(jī)儀表的數(shù)量減少了，但功能和可靠性卻增加了。導(dǎo)航一指引空中航路的功臣飛機(jī)由于速度快、航程遠(yuǎn)，因此需要進(jìn)行導(dǎo)航，即從一地準(zhǔn)確地引導(dǎo)到另一地。早期的飛機(jī)沒(méi)有導(dǎo)航裝置。當(dāng)需要進(jìn)行較長(zhǎng)距離的飛行時(shí)， 飛行員往往依靠鐵路、公路或易識(shí)別的地面物體辨認(rèn)方向。1910年，無(wú)線電裝上飛機(jī)進(jìn)行空地?zé)o線電通信。第一次世界大戰(zhàn)中，飛機(jī)開(kāi)始裝備中波電臺(tái)和監(jiān)聽(tīng)式測(cè)向器。1932年無(wú)線電羅盤(pán)開(kāi)始裝機(jī)使用。20世紀(jì)30年代，無(wú)線電導(dǎo)航開(kāi)始用于飛機(jī)，這時(shí)主要是無(wú)線電羅盤(pán)和四航道無(wú)線電信標(biāo)。二戰(zhàn)期間，無(wú)線電導(dǎo)航獲得大發(fā)展。 1942年10月美國(guó)開(kāi)始試驗(yàn)羅蘭遠(yuǎn)距無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，英國(guó)同時(shí)研制并使用了 奇”導(dǎo)航系統(tǒng)。二戰(zhàn)后到50年代初，美國(guó)又研制成功羅蘭C導(dǎo)航系統(tǒng)，其作用范圍可達(dá)2000千米。1955年美國(guó)對(duì)新的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)奧米加進(jìn)行了試驗(yàn)，1966年用4個(gè)導(dǎo)航臺(tái)進(jìn)行了世界范圍的試驗(yàn)。奧米加導(dǎo)航系統(tǒng)利用全球的 8個(gè)導(dǎo)航臺(tái)可實(shí)現(xiàn)全球?qū)Ш?。此外，美?guó)等國(guó)還研制了塔康近距導(dǎo)航系統(tǒng)、 伏爾導(dǎo)航系統(tǒng)和多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)。自人造衛(wèi)星誕生以來(lái)，探索衛(wèi)星導(dǎo)航工作就已開(kāi)始。 1960年美國(guó)發(fā)射了第一顆子午儀”導(dǎo)航衛(wèi)星，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明了它的價(jià)值。1964年，美國(guó)軍方采用了子午儀”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，1967年，這種導(dǎo)航衛(wèi)星網(wǎng)允許民用。從1978年開(kāi)始，美國(guó)又開(kāi)始發(fā)展新一代導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航星全球定位系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱GPS。到1993年，連同備份在內(nèi)全部導(dǎo)航星發(fā)射部署完成。導(dǎo)航星全球定位系統(tǒng)在軍民用各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用。空中堡壘”空中堡壘”為波音公司設(shè)計(jì)并于1935年試飛的一種遠(yuǎn)程重型轟炸機(jī)，開(kāi)啟了戰(zhàn)略轟炸機(jī)的概念。20世紀(jì)30年代后期，由于航空軍事戰(zhàn)略的變化，美國(guó)放松了攻擊機(jī)和輕型轟炸機(jī)的研制，轉(zhuǎn)而加大力量發(fā)展重型轟炸機(jī)。 1934年美國(guó)陸軍航空隊(duì)提出招標(biāo)，需要一種多發(fā)動(dòng)機(jī)的反艦作戰(zhàn)飛機(jī)。1935年，波音公司設(shè)計(jì)了B-29即B-17原型機(jī)，并于同年7月28日試飛成功。1936年1月，陸軍訂購(gòu)了幾架供試驗(yàn)用的 B-17原型機(jī)。雖然其中的一架在飛行中墜毀，但它的杰出表現(xiàn)使陸軍于1938年決定大批訂購(gòu)B-17轟炸機(jī)。它是真正的飛行堡壘， 武器系統(tǒng)很重，包括一門(mén)機(jī)炮， 12挺機(jī)槍，可帶7.98噸炸彈，特種作戰(zhàn)改型可裝30挺機(jī)槍。在B-17的基礎(chǔ)上，美國(guó)又研制出B-24、B-29等轟炸機(jī)。至U1945年4月停產(chǎn)時(shí)，各種型號(hào)的B-17共生產(chǎn)了12000架以上，在戰(zhàn)場(chǎng)上損失了約 4700架。在第二次世界大戰(zhàn)白歐洲戰(zhàn)場(chǎng)上， B-17因白天大規(guī)模持續(xù)轟炸柏林而聞名于世。太平洋戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)前夕，B-17被運(yùn)往太平洋戰(zhàn)場(chǎng)，但大部分在珍珠港事件中受損。隨后，B-17參與了中途島等海戰(zhàn)，但是命中率較低，不如俯沖轟炸機(jī)和輕型轟炸機(jī)， 所以戰(zhàn)績(jī)不佳。1943年下半年，隨著B(niǎo)-24、B-29飛機(jī)的引入，太平洋戰(zhàn)場(chǎng)上的B-17所剩無(wú)幾，并漸漸退出了太平洋戰(zhàn)場(chǎng)。勇士”號(hào)一大型飛機(jī)的起源一戰(zhàn)以前，歐洲航空大大發(fā)展起來(lái)，俄國(guó)則剛剛開(kāi)始起步。但由于先驅(qū)者的努力， 俄國(guó)在1913年至1914年取得了一鳴驚人式的成就。這主要?dú)w功于著名飛機(jī)設(shè)計(jì)師西科爾斯基的努力，他設(shè)計(jì)出4發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)——俄羅斯勇士”號(hào)，這是大型飛機(jī)的起源。西科爾斯基(Sikorsky,1889—1972),出生于烏克蘭的基輔，后加入美國(guó)國(guó)籍。 1912年，他設(shè)計(jì)制造出世界第一架大型多發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)，起初工人們都叫它 箱大號(hào)”。1913年5月13日，西科爾斯基親自駕駛這架飛機(jī)試飛成功，官方正式命名為 俄羅斯勇士”號(hào)。在進(jìn)行了50多次飛行后，這架飛機(jī)無(wú)意中被一架正在飛行的飛機(jī)落下的發(fā)動(dòng)機(jī)砸壞。勇士”號(hào)翼展長(zhǎng)達(dá)28米，機(jī)長(zhǎng)19米，總重量5噸，裝有4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，能載乘員一名、旅客8名到16名，典型續(xù)航時(shí)間為7小時(shí)45分鐘，最大速度為95千米/小時(shí)。西科爾斯基在這架飛機(jī)基礎(chǔ)上，又設(shè)計(jì)制造了另一種大型多發(fā)飛機(jī) 伊利J亞？莫羅梅茨”號(hào)，加大了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。1914年2月11日，它載16名乘客做了一次成功的飛行。據(jù)稱，這次飛行打破了當(dāng)時(shí)所有的各項(xiàng)飛機(jī)飛行紀(jì)錄， 成為當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的飛機(jī)。 第一次世界大戰(zhàn)期間，這種飛機(jī)用于執(zhí)行偵察任務(wù)，還曾被改裝為重型轟炸機(jī)。 勇士”號(hào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著重要的意義，奠定了大型飛機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ)。一戰(zhàn)重型轟炸機(jī)第一次世界大戰(zhàn)還發(fā)展和驗(yàn)證了飛機(jī)轟炸的作用。 大戰(zhàn)剛開(kāi)始時(shí)，法國(guó)和德國(guó)就建立了專門(mén)的轟炸機(jī)中隊(duì)。德國(guó)曾出動(dòng)飛艇和轟炸機(jī)對(duì)英國(guó)實(shí)施過(guò)多次轟炸。 俄國(guó)參戰(zhàn)后，則組織了大型伊利J亞？莫羅梅茨”飛機(jī)對(duì)波蘭的目標(biāo)進(jìn)行了轟炸。早期轟炸機(jī)實(shí)際上就是戰(zhàn)時(shí)匆忙拉上戰(zhàn)場(chǎng)的普通飛機(jī)， 這類飛機(jī)載彈量小、飛行距離短，在作戰(zhàn)時(shí)沒(méi)起到很大的破壞作用，但卻給對(duì)方造成很大的心理壓力。1915年后，戰(zhàn)場(chǎng)上開(kāi)始出現(xiàn)專門(mén)用于轟炸的轟炸機(jī)或偵察轟炸機(jī)，如英國(guó)的 RE5轟炸機(jī)、阿維羅504B轟炸機(jī)，法國(guó)斯派德SX1偵察轟炸機(jī)、高德隆G4轟炸機(jī)，法爾芒F40轟炸機(jī)，德國(guó)西門(mén)子—舒克特公司 R1轟炸機(jī)，意大利卡普羅尼Ca46轟炸機(jī)。它們的載彈量一般只有幾十千克。隨著轟炸機(jī)飛行距離的不斷增長(zhǎng)， 轟炸規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)轟炸機(jī)研制也提出了新的要求：增加載彈量、提高自衛(wèi)能力、增加速度和提高升限。到大戰(zhàn)后期，新型轟炸機(jī)不斷問(wèn)世，性能迅速提高。例如，英國(guó)維克斯公司的 維梅”轟炸機(jī)、意大利卡布羅尼公司的 Ca.42、德國(guó)齊伯林公司的R.v1o其中，個(gè)頭最大的是英國(guó)漢德利？佩奇公司的V/1500,起飛重量13608千克，載彈量3390千克，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)達(dá)6小時(shí)。此后，轟炸機(jī)日益朝著大型化方向發(fā)展?；始铱哲姷慕⒁粦?zhàn)末期，英國(guó)組建了世界上第一支獨(dú)立空軍一皇家空軍。早在1912年5月，英國(guó)就組建了皇家飛行隊(duì)，下設(shè)兩個(gè)聯(lián)隊(duì)一海軍聯(lián)隊(duì)和陸軍聯(lián)隊(duì)，各自聽(tīng)命于陸軍和海軍。一戰(zhàn)中，英國(guó)陸海軍航空兵在支援陸軍作戰(zhàn)、 實(shí)施轟炸、爭(zhēng)奪制空權(quán)方面發(fā)揮了自己的作用，但同時(shí)也暴露出一些缺點(diǎn)： 由于兩支部隊(duì)各自聽(tīng)命于陸軍和海軍， 缺乏更多的自主權(quán)，彼此間很難協(xié)調(diào)。另外，德國(guó)對(duì)英國(guó)進(jìn)行的頻繁空襲，造成幾千人死傷， 給英國(guó)人帶來(lái)心理上的恐慌。鑒于這些原因，英國(guó)政府優(yōu)先安排發(fā)展航空工業(yè)， 加大飛機(jī)的研發(fā)生產(chǎn)力度。 隨著1917年中陸海軍航空兵飛行隊(duì)數(shù)目和飛機(jī)數(shù)量很快膨脹， 英國(guó)政府內(nèi)閣成立了防空和航空兵組織委員會(huì)。同年，在一份報(bào)告中，該委員會(huì)建議組建一支包括陸、 海軍航空兵在內(nèi)的獨(dú)立空軍，由航空部集中統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)。 1918年1月3日，英國(guó)航空部正式成立；同年4月1日，皇家海軍航空隊(duì)和皇家陸軍航空隊(duì)合并， 英國(guó)皇家空軍正式成立。從此，英國(guó)皇家空軍成為與陸軍、海軍平行的獨(dú)立軍種。到1918年11月停戰(zhàn)時(shí)，皇家空軍擁有了200個(gè)中隊(duì)，22650架飛機(jī)，近3萬(wàn)名軍官和33萬(wàn)名士兵。此后，加拿大、澳大利亞、意大利、法國(guó)和德國(guó)先后成立了獨(dú)立空軍。一戰(zhàn)航空理論的發(fā)展在一戰(zhàn)的幾次戰(zhàn)役中，已集中采用使用航空兵進(jìn)行空戰(zhàn)和以轟炸機(jī)場(chǎng)等方式爭(zhēng)奪制空權(quán)。大戰(zhàn)后期，戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)種已經(jīng)形成并且地位越來(lái)越高， 這對(duì)爭(zhēng)奪制空權(quán)和為轟炸掃清障礙發(fā)揮了重要作用。一些軍事家開(kāi)始注意到制空權(quán)的重要性。制空權(quán)理論的代表人物是英國(guó)的空軍之父特倫查德、 美國(guó)的米切爾和意大利的杜黑。特倫查德對(duì)制空權(quán)有過(guò)多次論述， 并在戰(zhàn)爭(zhēng)中加以運(yùn)用。他認(rèn)為，為保證戰(zhàn)略轟炸的實(shí)施，戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)隊(duì)?wèi)?yīng)不惜一切代價(jià)奪取制空權(quán)， 失去制空權(quán)就意味著失去戰(zhàn)爭(zhēng)；美國(guó)的米切爾在美國(guó)還未正式參戰(zhàn)時(shí)便組織有限的航空兵赴歐作戰(zhàn)， 為爭(zhēng)奪制空權(quán)和建立獨(dú)立空軍奔走呼吁， 他在戰(zhàn)后出版的《空中國(guó)防論》等著作中系統(tǒng)論述了航空兵作戰(zhàn)、航空母艦、 防空等戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)問(wèn)題，明確指出： 沒(méi)有制空權(quán)就沒(méi)有制海權(quán)”；意大利軍事家杜黑提出了更完整的制空權(quán)理論，他認(rèn)為，空中戰(zhàn)場(chǎng)是決定性的戰(zhàn)場(chǎng)，空中戰(zhàn)役是一種客觀趨勢(shì)， 為此必須建立獨(dú)立空軍。一戰(zhàn)結(jié)束后的二三十年代，各主要航空大國(guó)普遍接受了制空權(quán)理論和獨(dú)立空軍的思想，加拿大、意大利、法國(guó)、德國(guó)、西班牙等國(guó)在這一時(shí)期先后建立了獨(dú)立空軍，而飛機(jī)的故鄉(xiāng)一美國(guó)直到二戰(zhàn)結(jié)束后的1948才建立起獨(dú)立空軍。法布爾和寇蒂斯的水上飛機(jī)早期的飛機(jī)，性能不高，航程有限，安全性也不佳。為擴(kuò)大飛機(jī)的活動(dòng)領(lǐng)域，同時(shí)保證飛機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)能在水上迫降， 人們開(kāi)始探索能在水上起飛著陸的飛機(jī)。 為水上飛機(jī)的發(fā)展做出開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)的是法國(guó)人亨利 ？法布爾，他被稱為水上飛機(jī)之父。法布爾(H.Fabre,1882—1984),生于法國(guó)馬賽一個(gè)船主家庭。由于家庭富裕，很小就對(duì)飛行感興趣的他有時(shí)間和條件從事航空空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究。 1907年到1909年，法布爾進(jìn)行了一系列平板在氣流和水流作用下運(yùn)動(dòng)特性試驗(yàn)， 其中包括水翼面和浮筒試驗(yàn)。這些試驗(yàn)加上他較深的理論素養(yǎng)，極大促進(jìn)了他水上飛機(jī)的研制。1909年，法布爾設(shè)計(jì)了第一架水上飛機(jī)，裝有 3臺(tái)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，共同帶動(dòng)一副螺旋槳，但飛機(jī)試飛沒(méi)有成功。當(dāng)年年底，法布爾又設(shè)計(jì)了第二架水上飛機(jī) ——水機(jī)水機(jī)”裝有一臺(tái)新型轉(zhuǎn)缸式發(fā)動(dòng)機(jī)，機(jī)身下安裝三個(gè)水翼式浮筒，這在一定程度上可吸收降落時(shí)的水波沖擊力。1910年3月28日，法布爾在馬賽附近拉米德港駕駛 水機(jī)”做第一次飛行，未能升起；第二次水面滑行時(shí)， 水機(jī)”順利升空，做了一次約500米的直線飛行，升空不久關(guān)掉發(fā)動(dòng)機(jī)，飛機(jī)在水上安全著陸；當(dāng)天又飛了三次，其中一次實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)彎飛行；第二天，他駕駛 水機(jī)”飛出了6千米的好成績(jī)。法布爾的浮筒式水上飛機(jī)有許多缺點(diǎn)，如空氣阻力大，浮筒與機(jī)身連接件易于破壞等，因此這種水上飛機(jī)的歷史非常短暫。1910年，法國(guó)巴黎航空展覽會(huì)上，法布爾的水機(jī)引起美國(guó)人格蘭 ？寇蒂斯(G.Curtiss,1878-1930)的極大興趣，他構(gòu)想了新原理的水上飛機(jī)，同時(shí)首次提出航空母艦設(shè)想。1911年，寇蒂斯將他設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)陸上飛機(jī)改成水上飛機(jī)。他在機(jī)身中部下方安裝了一只大浮筒，翼尖處又各安裝一只小型浮筒， 用于在水上滑行時(shí)保持穩(wěn)定不致翻倒。 這架飛機(jī)被看作是第一架實(shí)用的水上飛機(jī)。 同年2月17日，寇蒂斯駕駛它訪問(wèn)了停泊在圣迭戈灣的 賓夕法尼亞”號(hào)軍艦。1912年，寇蒂斯設(shè)計(jì)了浮筒式的 三合一”式水上飛機(jī)。1913年，寇蒂斯對(duì)水上飛機(jī)結(jié)構(gòu)布局做了根本性改造， 誕生了船體式水上飛機(jī)。它將中部大型浮筒進(jìn)一步放大，形成船式機(jī)身，船體式水上飛機(jī)結(jié)構(gòu)更緊湊簡(jiǎn)潔，安全性得到改善。 &N/W"k5z5W-x水上飛機(jī)由浮筒式改進(jìn)為船體式可以說(shuō)是一項(xiàng)革命性變化?？艿偎顾巷w機(jī)的試飛成功，使美國(guó)海軍對(duì)航空母艦和水上飛機(jī)發(fā)生了極大興趣， 實(shí)用型軍用水上飛機(jī)幾乎都采用船體式，寇蒂斯也因此被譽(yù)為海軍航空之父。齊柏林飛艇的發(fā)明19世紀(jì)末20世紀(jì)初，隨著動(dòng)力技術(shù)和鋁合金冶煉技術(shù)的發(fā)展， 德國(guó)人齊伯林(F.Zepplin,1838—1917)發(fā)明了硬式飛艇，這直到20世紀(jì)30年代后期一直被認(rèn)為是飛艇技術(shù)水平的標(biāo)志。1887年開(kāi)始，齊伯林就計(jì)劃建造一只不同以往的、能夠完成長(zhǎng)途運(yùn)輸和空中作戰(zhàn)等多種任務(wù)的大型飛艇。1896年，齊伯林建立了飛艇飛行推進(jìn)協(xié)會(huì)”，籌集了一筆資金，相繼建造了LZ-1號(hào)、LZ-2號(hào)、LZ-3號(hào)飛艇。LZ-3號(hào)飛艇在試飛中取得了完全成功，性能十分穩(wěn)定。齊伯林開(kāi)創(chuàng)的是一種全新的硬式結(jié)構(gòu)：艇身全部采用鋁制框架制成，框架外部有織物蒙皮，隔框把整個(gè)艇身分為十幾個(gè)艙室，每個(gè)艙室中放置一個(gè)氣囊。硬式飛艇得到了德國(guó)政府的支持，1909年齊柏林創(chuàng)辦了世界上第一家民用航空公司，德萊格(Delag)飛艇公司，從而完成了飛艇從發(fā)明階段到實(shí)用階段的過(guò)渡，開(kāi)始了航空史上的飛艇時(shí)代。一戰(zhàn)期間，各國(guó)建造了幾百艘飛艇，用于執(zhí)行轟炸和偵察任務(wù)。但戰(zhàn)爭(zhēng)中的實(shí)踐證明，飛艇由于自身的弱點(diǎn)，不適于作為一種攻擊性武器。 戰(zhàn)后，飛艇開(kāi)始用于長(zhǎng)途旅客運(yùn)輸和郵政運(yùn)輸?shù)让裼檬聵I(yè)。到了20世紀(jì)20年代末，以英、美、德三國(guó)硬式飛艇為代表的飛艇技術(shù)達(dá)到了全盛時(shí)期。但三國(guó)制造的大型飛艇后來(lái)大多相繼失事，從此輝煌的飛艇時(shí)代結(jié)束了。第一家飛艇空中運(yùn)輸公司飛艇。德在客運(yùn)飛機(jī)大量使用之前，首先擔(dān)負(fù)民用客運(yùn)任務(wù)的是輕于空氣的航空器國(guó)人齊柏林創(chuàng)立了世界上第一個(gè)飛艇空中運(yùn)輸公司。飛艇。德從1887年開(kāi)始，齊伯林就計(jì)劃建造一只不同以往的、能夠完成長(zhǎng)途運(yùn)輸和空中作戰(zhàn)等多種任務(wù)的大型飛艇。為此，他提出硬式飛艇的設(shè)想，并于 1896年正式建造LZ-1號(hào)飛艇。1900年7月2日，LZ-1第一次試飛。盡管試飛結(jié)果并不滿意，但它的優(yōu)越性十分明顯，包括載重量大、運(yùn)行平后I、安全性好等。 1907年，德國(guó)政府看到了齊伯林飛艇在軍事上和文化上都有很大意義，專門(mén)撥出 50萬(wàn)馬克資助LZ-3號(hào)的試驗(yàn)。1908年9月30日試飛時(shí)，飛艇持續(xù)飛行了37小時(shí)，航程達(dá)350千米，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)飛艇續(xù)航的最高紀(jì)錄。自此，德國(guó)政府確認(rèn)了齊伯林飛艇的實(shí)用價(jià)值，開(kāi)始資助齊伯林的研制工作。1909年11月16日，硬式飛艇發(fā)明家齊伯林創(chuàng)辦的德國(guó)航空運(yùn)輸有限公司 一簡(jiǎn)稱德萊格”公司，這是世界上第一家商業(yè)性民用航空運(yùn)輸公司。 1910年開(kāi)始用飛艇載客收費(fèi)，到1913年11月一戰(zhàn)爆發(fā)前夕，該公司在德國(guó)各城市間運(yùn)客34028人次，航程達(dá)17.37萬(wàn)千米，總飛行時(shí)間為3175小時(shí)，無(wú)一傷亡?？梢哉f(shuō)，德萊格公司確定了航空公司經(jīng)營(yíng)的基本概念。格諾姆發(fā)動(dòng)機(jī)(氣冷星形)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)明航空發(fā)動(dòng)機(jī)被喻為飛機(jī)的心臟， 一架飛機(jī)的性能和可靠性如何， 除飛機(jī)本身設(shè)計(jì)、構(gòu)造和材料等因素外，發(fā)動(dòng)機(jī)也是最重要的因素之一。萊特兄弟之后，法國(guó)的列昂 ？拉瓦瓦索歐設(shè)計(jì)了一種先進(jìn)的安東尼特”發(fā)動(dòng)機(jī)，但終因可靠性不高而逐漸被另一種法國(guó)的新型發(fā)動(dòng)機(jī)所取代，這就是著名的格諾姆發(fā)動(dòng)機(jī)。1908年以前使用的航空發(fā)動(dòng)機(jī)大都采用鑄鐵、鋼材、黃銅等金屬做材料，裝在木制飛機(jī)上，形成沉重的負(fù)擔(dān)，限制了飛機(jī)的性能。法國(guó)的勞倫特？塞甘(L.Seguin)和古斯塔夫？塞甘(G.Seguin)兄弟認(rèn)為，現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)體積大、重量大的主要原因是需要有一個(gè)連續(xù)流動(dòng)的水冷卻系統(tǒng)，并配有一個(gè)大散熱器和連接管路。但管路容易斷裂或損壞，他們?cè)谠O(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，就僅在氣缸上安裝散熱片，將曲軸固定在飛機(jī)上，將發(fā)動(dòng)機(jī)固定在螺旋槳上，這樣加快了熱量的散失。 'R-C'\6U/T$P!w這種發(fā)動(dòng)機(jī)稱為格諾姆發(fā)動(dòng)機(jī)， 具有很高的效率和良好的可靠性， 其綜合性能超越了當(dāng)時(shí)所有的發(fā)動(dòng)機(jī)。1908年以后，格諾姆發(fā)動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)