航空史話：介紹人類飛行器的發(fā)展歷史

鋁合金的制造!航空材料對飛機(jī)性能的影響很大，材料技術(shù)的不斷進(jìn)步是航空進(jìn)展歷程重要的組成部分。2020年，德、法等國已經(jīng)設(shè)計(jì)出為數(shù)不多的幾架鋁合金飛機(jī)。由于在氣動布的安全性大大優(yōu)于木質(zhì)飛機(jī)。19064%0.5%0.5%的錳以及少量硅、鐵的鋁─銅─鎂合金，在急速冷卻之后，強(qiáng)度和硬度均會有所增加。這就是最早消滅的鋁合金──杜拉鋁。杜拉鋁問世以后，人們始終把提高鋁合金的抗拉強(qiáng)度作為爭論202023鋁合金和2024鋁──機(jī)材料開拓了光明的前景。2030年月以后，鋁合金漸漸取代早期的木質(zhì)材料成為飛機(jī)材料的主流。全金屬飛機(jī)的制造全金屬飛機(jī)最早產(chǎn)生于軍用飛機(jī)領(lǐng)域斯設(shè)計(jì)的Blechese擊機(jī)，機(jī)上安有機(jī)槍，載有少量炸彈，可低空對地面目標(biāo)進(jìn)展掃射轟炸。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)性能的快速提高開拓了道路，也標(biāo)志著飛機(jī)進(jìn)展進(jìn)入一個(gè)的時(shí)代。全金屬民用飛機(jī)的研制則較晚，消滅在一戰(zhàn)完畢之后。1925年，福特汽車公司的飛機(jī)而且造價(jià)較高，所以，2030年月初，美國各航空公司的飛機(jī)仍以木質(zhì)飛機(jī)為主。但木制飛機(jī)的安全性較差漸漸引導(dǎo)全金屬飛機(jī)進(jìn)入飛機(jī)進(jìn)展的主流。1931331日，一架美國環(huán)球航空公司的?？诵涂蜋C(jī)在堪薩斯州墜毀。雖然這樣的心。于是，飛機(jī)制造商們也加快了研制型全金屬客機(jī)的步伐。2030247和道格拉斯公司的DC系列渦輪增壓器──提高發(fā)動機(jī)性能的大制造噴氣發(fā)動機(jī)誕生以前，全部的飛機(jī)都承受活塞發(fā)動機(jī)?；钊l(fā)動機(jī)構(gòu)造簡單、質(zhì)量大、功率低、維護(hù)困難，隨著飛機(jī)對發(fā)動機(jī)要求的不斷提高，發(fā)動機(jī)本身就消滅了變革的趨勢。其中，渦輪增壓器的制造大大提高了發(fā)動機(jī)的性能。1870年以后，蒸汽輪機(jī)制造，即用蒸汽驅(qū)動渦輪；同時(shí)，內(nèi)燃機(jī)也消滅了，二者結(jié)合，誕生了的渦輪機(jī)──燃?xì)廨啓C(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)可以通過燃燒氣體直接驅(qū)動輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，具有構(gòu)造簡潔、體積小、質(zhì)量輕、轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。在此根底上，一種特別的燃?xì)廨啓C(jī)──活塞發(fā)動機(jī)渦輪增壓器進(jìn)展起來。1905年，瑞士工程師比希首次提出渦輪增壓的概念。1918年，美國通用公司工程師莫斯開頭設(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降低。發(fā)動機(jī)要正常工作，汽缸內(nèi)空工業(yè)與渦輪技術(shù)的結(jié)合，為后來航空動力向噴氣發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)變儲藏了肯定的技術(shù)力氣。可收放起落架──大大降低飛行阻力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”。短。而且，一旦起落架在空中損壞，飛機(jī)就無法降落。在第一次世界大戰(zhàn)中，飛機(jī)的起落架很簡潔被擊中，導(dǎo)致飛機(jī)無法降落而墜毀。1920“戴頓─萊特”RB界各國紛紛效仿。“戴頓─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承受變彎度機(jī)翼的飛機(jī)。放的，只有一小局部超輕型飛機(jī)仍舊承受固定形式的起落架。翼型爭論──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部件，它的進(jìn)展對航空技術(shù)的進(jìn)步有著巨大影響。機(jī)翼爭論首先涉及的就是翼型，翼型爭論使飛機(jī)研制漸漸成為一門科學(xué)。的，萊特兄弟、桑托斯?杜蒙的第一架飛機(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。2020門克的薄翼理論，在大量試驗(yàn)根底上，設(shè)計(jì)出哥廷根225387翼型。此后，美國、英國、德國、前蘇聯(lián)都進(jìn)展了系統(tǒng)的翼型進(jìn)展。其中，美國航空詢問委員會進(jìn)展的NACA翼型系列影響最大。2030年月末開頭，一批空氣動力學(xué)家提出層流翼型設(shè)計(jì)方法。與一般飛機(jī)和超聲速飛機(jī)。60年月開頭，所謂跨聲速無激波翼型的爭論興起。比較著名的是1962年英國人皮爾賽提出的“尖峰”1969年美國人科恩設(shè)計(jì)的超臨界翼型。變距螺旋槳──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)生向前的推動力螺旋槳旋轉(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)引向前推動的距離稱為槳距。 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沖突消滅了變距螺旋槳，即通過掌握裝置轉(zhuǎn)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航空先驅(qū)維納姆。1872年，他在航空學(xué)會和自身效率方面具有很大的潛力使得變距螺旋槳還停留在理論上。1923年金屬螺旋槳進(jìn)入有用階段后，變距螺旋槳的需求日益迫切，傳統(tǒng)定距螺旋槳已經(jīng)無法同時(shí)滿足起飛和巡航的要求。1933年，自動變距螺旋槳首次在波音247應(yīng)性。單翼機(jī)──歷史地位逐步確立期飛機(jī)以雙翼機(jī)居多，但雙翼機(jī)的缺點(diǎn)很明顯：一是構(gòu)造簡單，給制造帶來很大困難為單翼機(jī)構(gòu)造薄弱，安全性和穩(wěn)定性不如雙翼機(jī)，駕駛起來比較困難。20世紀(jì)二三十年月，隨著鋁合金應(yīng)用于飛機(jī)材料，全金屬飛機(jī)不斷消滅，一般都承受使用全金屬單翼構(gòu)造。1933年后，蘇聯(lián)研制的戰(zhàn)斗機(jī)都開頭承受單翼布局。2030立起來。航空儀表──飛行員的有力助手1916年英國研制的SE.53種特地的4種發(fā)動機(jī)儀表。1927年美國人林白駕機(jī)飛越大西洋時(shí)，飛機(jī)上除根本的飛行儀表的消滅，成為了飛行員的有力助手。2030年月，特地的航空儀表相繼試制成功?？账俦?、高度表、陀螺地平儀、航向要趨勢，消滅了指引地平儀、航道羅盤和大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)。60年月以后，隨著微電子技術(shù)和光電顯示元件的進(jìn)展，儀表數(shù)字化、小型化、綜合化和智能化進(jìn)展成為主流。了，但功能和牢靠性卻增加了。導(dǎo)航──指引空中航路的功臣地面物體識別方向。1910年，無線電裝上飛機(jī)進(jìn)展空地?zé)o線電通信。第一次世界大戰(zhàn)中，飛機(jī)開頭裝備中波電臺和監(jiān)聽式測向器。1932年無線電羅盤開頭裝機(jī)使用。2030年月，無線電導(dǎo)航開頭用于飛機(jī)，這時(shí)主要是無線電羅盤和四航道無線電信194210月美國開頭試驗(yàn)羅蘭遠(yuǎn)距無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，英國同時(shí)研制并使用了“奇”50年月初，美國又研制成功羅蘭Ｃ導(dǎo)20231955年美國對的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)奧米加進(jìn)展了試驗(yàn)，19664個(gè)導(dǎo)航臺進(jìn)展了世界范圍的試驗(yàn)。奧米加導(dǎo)航系統(tǒng)利用全球的8個(gè)導(dǎo)航臺可實(shí)自人造衛(wèi)星誕生以來，探究衛(wèi)星導(dǎo)航工作就已開頭。1960年美國放射了第一顆“子午儀”導(dǎo)航1964“子午儀”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，1967年1978年開頭，美國又開頭進(jìn)展一代導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航星全球定位系統(tǒng)，簡稱GPS1993年，連同備份在內(nèi)全部導(dǎo)航星放射部署完成。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?！翱罩斜尽薄翱罩斜尽睘椴ㄒ艄驹O(shè)計(jì)并于1935年試飛的一種遠(yuǎn)程重型轟炸機(jī)，開啟了戰(zhàn)略轟炸機(jī)的概念。2030年月后期，由于航空軍事戰(zhàn)略的變化，美國放松了攻擊機(jī)和輕型轟炸機(jī)的研制，轉(zhuǎn)而加大力氣進(jìn)展重型轟炸機(jī)。1934年美國陸軍航空隊(duì)提出招標(biāo)，需要一種多發(fā)動機(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728日試飛成功。19361月，陸軍訂購了幾架供試驗(yàn)用的B-17原型機(jī)。雖然其中的一架在飛行中墜1938年打算大批訂購B-17器系統(tǒng)很重，包括一門機(jī)炮，127.9830挺機(jī)槍。B-17的根底上，美國又研制出B-24、B-2919454月停產(chǎn)時(shí)，各種型號B-1712023架以上，在戰(zhàn)場上損失了約4700架。在其次次世界大戰(zhàn)的歐洲戰(zhàn)場上，B-17因白天大規(guī)模持續(xù)轟炸柏林而著名于世。太平洋戰(zhàn)斗爆發(fā)前夕，B-17被運(yùn)往太平洋戰(zhàn)場，但大局部在珍寶港大事中受損。隨后，B-17參與1943B-24、B-29B-17所剩無幾，并漸漸退出了太平洋戰(zhàn)場?！坝率俊碧柀ぉご笮惋w機(jī)的起源191319144發(fā)動機(jī)飛機(jī)──“俄羅斯勇士”號，這是大型飛機(jī)的起源。西科爾斯基(Sikorsky，1889－1972)1912年，他設(shè)計(jì)制造出世界第一架大型多發(fā)動機(jī)飛機(jī)，起初工人們都叫它“宏大號”。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。在進(jìn)展了50屢次飛行后，這架飛機(jī)無意中被一架正在飛行的飛機(jī)落下的發(fā)動機(jī)砸壞。“勇士”281954臺發(fā)動機(jī)，能載乘員一名、81674595千米／小時(shí)。西科爾斯基在這架飛機(jī)根底上，又設(shè)計(jì)制造了另一種大型多發(fā)飛機(jī)“伊利亞?莫羅梅茨”號，加大了發(fā)動機(jī)的功率。191421116名乘客做了一次成功的飛行。據(jù)稱，“勇士”號的構(gòu)造設(shè)計(jì)有著重要的意義，奠定了大型飛機(jī)的進(jìn)展根底。一戰(zhàn)重型轟炸機(jī)了大型“伊利亞?莫羅梅茨”飛機(jī)對波蘭的目標(biāo)進(jìn)展了轟炸。早期轟炸機(jī)實(shí)際上就是戰(zhàn)時(shí)匆忙拉上戰(zhàn)場的一般飛機(jī)在作戰(zhàn)時(shí)沒起到很大的破壞作用，但卻給對方造成很大的心理壓力。1915年后，戰(zhàn)場上開頭消滅特地用于轟炸的轟炸機(jī)或偵察轟炸機(jī)，如英國的RE5轟炸504B轟炸機(jī)，法國斯派德SX1偵察轟炸機(jī)、高德隆G4轟炸機(jī)，法爾芒F40轟R1Ca46轟炸機(jī)。它們的載彈量也提出了的要求：增加載彈量、提高防衛(wèi)力量、增加速度和提高升限。到大戰(zhàn)后期，型轟炸機(jī)不斷問世，性能快速提高。例如，英國維克斯公司的“維梅”轟炸機(jī)、意大利卡布羅尼公司的Ca.42、德國齊伯林公司的R.v1。其中，個(gè)頭最大的是英國漢德利?V/15001360833906小時(shí)。此后，轟炸機(jī)日益朝著大型化方向進(jìn)展?；始铱哲姷慕⒁粦?zhàn)末期，英國組建了世界上第一支獨(dú)立空軍──19125月，英國就組建了皇家飛行隊(duì)，下設(shè)兩個(gè)聯(lián)隊(duì)──海軍聯(lián)隊(duì)和陸軍聯(lián)隊(duì)，各自聽命于陸軍和海軍。一戰(zhàn)慌。1917年中陸海軍航空兵飛行隊(duì)數(shù)目和飛機(jī)數(shù)量很快膨脹由航空部集中統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)。19181341日，皇家海海軍平行的獨(dú)立軍種。191811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3萬名軍官和33萬名士兵。此后，加拿大、澳大利亞、意大利、法國和德國先后成立了獨(dú)立空軍。一戰(zhàn)航空理論的進(jìn)展在一戰(zhàn)的幾次戰(zhàn)役中，已集中承受使用航空兵進(jìn)展空戰(zhàn)和以轟炸機(jī)場等方式爭奪制空發(fā)揮了重要作用。一些軍事家開頭留意到制空權(quán)的重要性。在戰(zhàn)后出版的《空中國防論》等著作中系統(tǒng)論述了航空兵作戰(zhàn)、航空母艦術(shù)問題，明確指出：“沒有制空權(quán)就沒有制海權(quán)”；意大利軍事家杜黑提出了更完整的制空權(quán)軍。一戰(zhàn)完畢后的二三十年月，各主要航空大國普遍承受了制空權(quán)理論和獨(dú)立空軍的思想，加拿大、意大利、法國、德國、西班牙等國在這一時(shí)期先后建立了獨(dú)立空軍，而飛機(jī)的家鄉(xiāng)──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)的活動領(lǐng)域，同時(shí)保證做出開創(chuàng)性奉獻(xiàn)的是法國人亨利?法布爾，他被稱為水上飛機(jī)之父。法布爾(H.Fabre，1882－1984)，生于法國馬賽一個(gè)船主家庭。由于家庭富有，很小就對19071909年，法布爾驗(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臺活塞發(fā)動機(jī)，共同帶動一副螺旋槳，但飛機(jī)試飛沒有成功。當(dāng)年年底，法布爾又設(shè)計(jì)了其次架水上飛機(jī)──“水機(jī)”?！八畽C(jī)”裝有沖擊力。1910328日，法布爾在馬賽四周拉米德港駕駛“水機(jī)”做第一次飛行，未能升起；水機(jī)”500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；其次天，他駕“水機(jī)”6千米的好成績。法布爾的浮筒式水上飛機(jī)有很多缺點(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)的歷史格外短暫。1910?寇蒂斯(G.Curtiss，1878－1930)的極大興趣，他設(shè)想了原理的水上飛機(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被看作是第一架有用的水上飛機(jī)2月17“賓夕法尼亞”號軍艦。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&N/W“k5z5W-x水上飛機(jī)由浮筒式改進(jìn)為船體式可以說是一項(xiàng)革命性變化?？艿偎顾巷w機(jī)的試飛成體式，寇蒂斯也因此被譽(yù)為海軍航空之父。齊柏林飛艇的制造1920(F.Zepplin，1838－1917)2030年月后期始終被認(rèn)為是飛艇技術(shù)水平的標(biāo)志。1887年開頭，齊伯林就打算建筑一只不同以往的、能夠完成長途運(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“飛艇飛行推動協(xié)會”，籌集了一筆資金，相繼建筑了LZ-1號、LZ-2號、LZ-3號飛艇。LZ-3號飛艇在試飛中取得了完全成功，性能格外穩(wěn)定。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，從而完成了飛艇從制造階段到有用階段的過渡，開頭了航空史上的飛艇時(shí)代。一戰(zhàn)期間，各國建筑了幾百艘飛艇，用于執(zhí)行轟炸和偵察任務(wù)。但戰(zhàn)斗中的實(shí)踐證明，2020到達(dá)了全盛時(shí)期。但三國制造的大型飛艇后來大多相繼失事，從今輝煌的飛艇時(shí)代完畢了。第一家飛艇空中運(yùn)輸公司在客運(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──飛艇。德國人齊柏林創(chuàng)立了世界上第一個(gè)飛艇空中運(yùn)輸公司。從1887年開頭，齊伯林就打算建筑一只不同以往的、能夠完成長途運(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年正式建筑LZ-1號飛艇。190072日，LZ-1第一次試飛。盡管試飛結(jié)果并不滿足，但它的優(yōu)越性格外明顯，包括載重量大、運(yùn)行平穩(wěn)、安全性好等。1907年，德國政府看到了齊伯林飛艇在軍事上和文化上都有很大意義，特地?fù)艹?0萬馬克資助LZ-3號的試驗(yàn)。1908930日試飛時(shí)，飛37350千米，制造了當(dāng)時(shí)飛艇續(xù)航的最高紀(jì)錄。自此，德國政府確認(rèn)了齊伯林飛艇的有用價(jià)值，開頭資助齊伯林的研制工作。19091116日，硬式飛艇制造家齊伯林創(chuàng)辦的德國航空運(yùn)輸──簡稱“德萊格”1910年開頭用飛艇載客收費(fèi)，到1913113402817.37萬千米，總飛行時(shí)間為3175格諾姆發(fā)動機(jī)〔氣冷星形〕發(fā)動機(jī)制造和材料等因素外，發(fā)動機(jī)也是最重要的因素之一。萊特兄弟之后，法國的列昂?拉瓦瓦索歐設(shè)計(jì)了一種先進(jìn)的“安東尼特”所取代，這就是著名的格諾姆發(fā)動機(jī)。1908年以前使用的航空發(fā)動機(jī)大都承受鑄鐵、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。法國的勞倫特?塞甘(L.Seguin)和古斯塔夫?塞甘(G.Seguin)重量大的主要緣由是需要有一個(gè)連續(xù)流淌的水冷卻系統(tǒng)，并配有一個(gè)大散熱器和連接收路。”R-C”\6U/T$P!w時(shí)全部的發(fā)動機(jī)。1908年以后，格諾姆發(fā)動機(jī)被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)上。到1917年以前，格諾姆發(fā)動機(jī)獨(dú)占約80％的航空發(fā)動機(jī)市場。后來，人們在格諾姆發(fā)動機(jī)的根底上不斷改進(jìn)，研制了各種性能優(yōu)良的發(fā)動機(jī)，為飛機(jī)性能的提高奠定了