『壹』 飛機的起源和發展有哪些
二十世紀最重大的發明之一,是飛機的誕生。本世紀初在美國有一對兄弟他們在世界的飛機發展史上做出了重大的貢獻,他們就是萊特兄弟。
1、第一架飛機誕生
從1900年至1902年他們兄弟進行1000多次滑翔試飛,終於在1903年製造出了第一架依靠自身動力進行載人飛行的飛機「飛行者」1號,並且獲得試飛成功。他們因此於1909年獲得美國國會榮譽獎。同年,他們創辦了「萊特飛機公司」。這是人類在飛機發展的歷史上取得的巨大成功。
2、雙發動機系統的發明
1911年,英國的肖特兄弟申請了多台發動機設計的專利。他們的雙發動機系統,能使每一個飛行員都不用擔心因發動機停車而使飛機下降。這在航空安全方面是一個重大的進展。人們把按照肖特專利製造的第一架飛機稱為「3・2」型飛機。
3、陀螺技術的應用
1927年至1932年中,座艙儀表和領航設備的研製取得進展,陀螺技術應用到飛行儀表上。這個裝在萬向支架上的旋轉飛輪能夠在空間保持定向,於是成為引導駕駛員能在黑暗中、雨雪天中飛行的各種導航儀表的基礎。
4、人工地平儀、陀螺磁羅盤指示器和地磁感應羅盤
這時飛機中就出現了人工地平儀,它能向飛行員指示飛機所處的飛行高度;陀螺磁羅盤指示器,在羅盤上刻有度數,可隨時顯示出航向的變化;地磁感應羅盤,它不受飛機上常常帶有的大量鐵質東西的影響,也不受振動和地球磁場的影響。此外還有指示空中航線的無線電波束。
5、第一個飛行模擬器
1930年,美國人埃德溫・林克發明了第一個飛行模擬器,並且以自己名字命名為「林克練習器」,盡管它存在著技術上的缺陷,但它已經體現了不使用真實飛機就能安全、經濟地反復進行緊急狀態動作訓練的優點。
6、最早的噴氣發動機
1910年12月10日,在法國巴黎展覽會上,有一架飛機在表演時墜毀。設計者是羅馬尼亞人,名叫亨利・科安達。他設計的發動機是用一台50馬力的發動機使風扇向後推動空氣,同時增設一個加力燃燒室,使燃氣在尾噴管中充分膨脹,以此來增大反推力。這就是最早的噴氣發動機。
7、噴氣式飛機
本世紀30年代後期,活塞驅動的螺旋槳飛機的最大平飛時速已達到700公里,俯沖時已接近音速。德國設計師,奧安在新型發動機研製上最早取得成功。1934年奧安獲得離心型渦輪噴氣發動機專利。1939年8月27日奧安使用他的發動機製成He-178噴氣式飛機。
8、火箭飛機
1947年10月14日在美國加利福尼亞州的桑格菲爾地區,貝爾公司試飛能沖破音障的飛機。上午10時一架巨大的B-29轟炸機,在機艙下懸掛著一駕造型奇特的小飛機起飛了。這架小飛機命名為X-1火箭飛機。盡管試飛成功,但由於X-1飛機不是靠自身的動力起飛升空,這個紀錄沒有被承認。
9、實用型直升機
1939年9月14日世界上第一架實用型直升機誕生,它是美國工程師西科斯基研製成功的VS-300直升機。西科斯基原籍俄國,1930年移居美國,他製造的VS-300直升機,有1副主旋翼和3副尾槳,後來經過多次試飛,將3副尾槳變成1副,這架實用型直升機從而成為現代直升機的鼻祖。
10、噴氣渦輪軸時期
50年代中期以前,直升機的動力裝置處在活塞式發動機時期,此後進入了噴氣渦輪軸時期。旋翼材料結構技術經歷了幾個階段:40年代至50年代為金屬木翼混合結構,50年代中期至60年代中期為金屬結構, 60年代中期至70年代中期為玻璃纖維結構,70年代中期以後發展成為新型復合材料結構。
11、客機和渦輪風扇發動機
本世紀20年代飛機開始載運乘客,第二次世界大戰結束初期美國開始把大量的運輸機改裝成為客機。60年代以來,世界上出現了一些大型運輸機和超音速運輸機,逐漸推廣使用渦輪風扇發動機。
自從飛機發明以後,飛機日益成為現代文明不可缺少的運載工具。它深刻的改變和影響著人們的生活。
由於發明了飛機,人類環球旅行的時間大大縮短了。世界上第一次環球旅行是16世紀完成的。當時,葡萄牙人麥哲倫率領一支船隊從西班牙出發,足足用了 3年時間,才穿越大西洋、太平洋,環繞地球一周,回到西班牙。
19世紀末,一個法國人乘火車環球旅行一周,也花費了43天的時間。飛機發明以後,人們在 1949年又進行了一次環球旅行。一架B—50型轟炸機,經過4次漂亮的空中加油,僅僅用了94個小時,便繞地球一周,飛行 37700公里。強中更有強中手。
超音速飛機問世以後,人們飛得更高更快。1979年,英國人普斯貝特只用14個小時零6分鍾,就飛行36900公里,環繞地球一周錯綜復雜的空中航線把世界各國連接起來,為人們提供了既方便又迅速的客運。
早在本世紀20年代,航空運輸就開設了定期航班,運送旅客和郵件。飛機的發明也使航空運輸業得到了空前發展,許多為工業發展所需的種種原料擁有了新的來源和渠道,大大減輕了人們對當地自然資源的依賴程度。特別是超音速飛機誕生以後,空中運輸更加興旺。
飛機在現代戰爭中的作用更為驚人。不僅可以用於偵察、轟炸,而且在預警、反潛、掃雷等方面也極為出色。在20世紀90年代初爆發的海灣戰爭中,飛機的巨大威力有目共睹。
當然,飛機在軍事上的應用給人類也帶來了慘重災維,對人類文明產生了毀滅性破壞。但是和平利用飛機,才是人類發明飛機的初衷
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1、飛機限行
飛機在天上飛行,必須按照一定的航路進行飛行,航路也就相當於地面上的公路了。因為飛行員在飛行途中要掌握必要的氣象、地形、導航等信息,以保障飛機的安全。尤其是在機場上空,飛機的密度最大,有起飛的、有降落的,還有從空中通過的。
在這種空中交通如此繁忙的空間內,如果飛機各行其是任意飛的話,必然會發生擁擠碰撞事故,因此在機場上空劃出特定的區域,在這個區域中飛行的飛機必須嚴格遵守規定,按照空中交通管制員指定出的路線飛行。
另外,為了保證軍事航空對空域的需要,還要劃出一定的空域作為禁區或軍事管制區。所以我們的飛機所能飛的航路也是很有限的,不是隨便飛的。
2、飛行的高度限制
各種飛機都具有不同的性能,適合這些飛機飛行的高度也是不相同的。
例如,大型噴氣客機在起飛之後,它必須迅速升高到7000米以上的高空,在這個高度上飛行既省油而且還飛得快,但最高不能超過13000米。再往上飛,它的發動機能力就不夠了。中小型飛機的活動范圍在7000米以下。超音速客機的飛行高度在13000到18000米之內。
『貳』 飛機是什麼時候誰發明的
飛機是在1903年12月日由美國發明家萊特兄弟發明的。
1903年12月17日,萊特兄弟首次試飛了完全受控、依靠自身動力、機身比空氣重、持續滯空不落地的飛機,也就是世界上第一架飛機「飛行者一號」。
「飛行者一號」是一架雙翼飛機,它的兩個推進螺旋槳分別安裝在飛行員位置的兩側,由單台發動機鏈式傳動。操縱系統採用升降舵在前、方向舵在後的鴨式布局,這也正是萊特兄弟對航空事業的最偉大的貢獻所在。
李林達爾必須移動自己的身體,靠改變重心來操縱飛行器飛行,而「飛行者一號」的飛行員則通過機械裝置使整個翼尖捲曲來達到同樣的目的。飛機的爬升和俯沖依靠安裝在飛機前部的一對雙翼升降舵;一對方向舵與機翼捲曲機構互相連接在一起,安裝在駕駛員身後。
萊特兄弟首創了讓飛機能受控飛行的飛行控制系統,從而為飛機的實用化奠定了基礎,此項技術至今仍被應用在所有的飛機上。萊特兄弟的偉大發明改變了人類的交通、經濟、生產和日常生活,同時也改變了軍事史。
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中國的第一架飛機:
1906年,福建永安人劉佐成與同鄉李寶焌在全閩師范學堂畢業後被清政府選送赴日本留學,就讀於工兵航校及早稻田大學。受美國萊特兄弟和旅美華僑馮如研製飛機並成功飛行的鼓舞,劉李二人滿腔熱情地投入到飛機的研製。
1910年,在一些愛國華僑的資助下,劉李二人在日本合作自製了「飛機一號」。因使用日本的飛機場不便,無法試驗。同年8月,在清政府撥款,在北京南苑軍用操場內建築廠棚試造飛機。
1911年3月,劉李二人在國內自造的「飛機二號」,但飛行時因發動機軸損壞,墜落失敗。劉佐成身負重傷,從此不再駕機。
1910年11月19日,李寶焌、劉佐成發起成立航空研究會,在《大公報》發表《航空研究會發起及簡章》提醒國民:世界航空事業剛剛起步,中國要抓住機遇,「勿再事事落人之後」。這一年12月,上海《東方》雜志發表了李寶焌的《研究飛行機報告》,這是我國最早的一篇航空論文。
『叄』 飛機是怎樣發明的
飛機的發明者是美國著名的發明家萊特兄弟。
萊特兄弟從小就對機械有著天生的愛好,從小就喜歡拆拆弄弄。有一天,他們的爸爸帶回一個飛螺旋玩具,並告訴他們,它能在空中高高飛翔。兄弟這才相信,除了鳥、蝴蝶之外,人工製造的東西,也可以飛上天。長大後,兄弟倆開始了他們的機械航空實驗,並觀察鳥類,開始飛行器的研製。
1903年12月17日,萊特兄弟首次試飛了完全受控、依靠自身動力、機身比空氣重、持續滯空不落地的飛機,即世界上第一架飛機「飛行者一號」。他們的偉大發明改變了人類的交通、經濟、生產和日常生活,同時也改變了軍事史。
飛機飛行原理
飛機的機翼橫截面一般前端圓鈍、後端尖銳,上表面拱起、下表面較平。當等質量空氣同時通過機翼上表面和下表面時,會在機翼上下方形成不同流速。
空氣通過機翼上表面時流速大,壓強較小;通過下表面時流速較小,壓強大,因而此時飛機會有一個向上的合力,即向上的升力,由於升力的存在,使得飛機可以離開地面,在空中飛行。飛機飛行速度越快、機翼面積越大,所產生的升力就越大。
『肆』 關於飛機的發明歷程
1903年12月17日,由美國奧維爾·萊特駕駛一架由兄弟倆自製的名叫「飛鳥」的飛機試飛成功,開辟了人類航空事業的新紀元。首次試飛離開地面飛行120英尺(36.58米),持續飛行12秒,實現了人類第一次持續的、有動力的、可操縱的載人飛行。萊特兄弟也因此成為得到世界各國承認的飛機發明人。但是萊特兄弟並非是第一個操縱重於空氣的裝置、有把握地飛離地面的人。 早在1857-1858年間,一位名叫費利克斯·迪唐普爾·德克魯瓦的法國海軍軍官製造了一架精巧的單翼模型機,它可用本身的動力起飛。最初用發條推動,而後則用蒸氣,可飛一段短距離,並能圓滿著陸。十多年後,迪唐普爾又製成一架相似的全尺寸飛機,它裝有上反角機翼、水平尾翼和方向舵,並裝有一台熱氣發動機。大約在1874年,由一名年輕的法國水手駕駛,經過一段下坡滑跑後起飛,在空中飛過一段短的距離。這是有史料記載的第一次有動力載人飛機作這樣的飛行。 早於萊特兄弟成功前21年,俄國海軍軍官莫查伊斯基,經過20年對飛鳥和風箏的潛心鑽研,造成了一架飛機,裝有兩台英國製造的發動機。於1882年夏天由機械師高魯別夫駕駛該機試飛成功。俄國人自稱這是世界上第一架能飛的飛機。但世界各國不予以承認,說俄國人的飛機並不是依靠自己的動力飛起來的。也有的說俄國的飛機是藉助山坡下滑的力量,才完成了短暫的跳躍飛行。 在整個飛行史上,法國的克萊芒·阿代爾是一位最有爭議的人物。人們普遍承認,阿代爾是第一個駕駛有動力的飛機離開平地的人。但至今對阿代爾仍存在爭議的焦點是,關於真正持續飛行和「連續跳躍飛行」兩者之間的區別。 1890年10月9日,阿代爾駕駛一架叫「神風」的飛機,在靠近格雷茨的阿美因小山村進行了秘密試飛,由於屬於軍事保密的緣故,試飛的結果當時沒有透露。據史料記載:阿代爾製造的飛機像一隻蝙蝠,機翼可以折疊,翼展14米,翼面積28平方米,機長6.5米,裝有一台14.7千瓦的蒸汽機,帶動一幅4葉螺旋槳,發動機總重296千克。這架飛機最引人注目的特點是其發動機,後來的計算表明,發動機的重量/功率比僅為1:13,遠遠優於同時代的水平。法國政府在六七十年代還宣稱阿代爾是首次完成飛機研製和試飛成功的人。但這架飛機是蒸汽動力的,因此也不能成為真正的飛機。 萊特兄弟仍然是世界公認的第一飛機發明人1909年,馮如在美國製成了中國人的第一架飛機。1912年,在日本學習的劉佐成回國後製成了中國本土上的第一架飛機。並利用南苑駐軍操場修建了中國第一個機場。
『伍』 飛機發明
飛機公認由美國人萊特兄弟在1903年12月17日進行的飛行作為「第一次重於空氣的航空器進行的受控的持續動力飛行」被國際航空聯合會(FAI)所認可。
飛機(aeroplane,airplane)是指具有一具或多具發動機的動力裝置產生前進的推力或拉力,由機身的固定機翼產生升力,在大氣層內飛行的重於空氣的航空器。飛機是最常見的一種固定翼航空器。按照其使用的發動機類型又可被分為噴氣飛機和螺旋槳飛。
飛機是歷史上最偉大的發明之一,萊特兄弟首創了讓飛機能受控飛行的飛行控制系統,從而為飛機的實用化奠定了基礎,此項技術至今仍被應用在所有的飛機上。萊特兄弟的偉大發明改變了人類的交通、經濟、生產和日常生活,同時也改變了軍事史。
飛機發明的簡單過程如下:
萊特兄弟(Wright Brothers)是美國著名的科學家,哥哥是威爾伯·萊特(Wilbur Wright,1867年4月16日—1912年5月12日),弟弟是奧維爾·萊特(Orville Wright,1871年8月19日—1948年1月30日)。他們是美國的發明家、飛機的製造者。1903年12月17日,萊特兄弟首次試飛了完全受控、依靠自身動力、機身比空氣重、持續滯空不落地的飛機,也就是「世界上第一架飛機」。
萊特兄弟是美國俄亥俄州人,1884年他們全家從印第安納州的里士滿搬到了俄亥俄州。
1890年初,他們研究報紙雜志的文章以及德國Otto Lilienthal的飛行器概念圖。
1894年,他們開起了萊特自行車修理店(後成為萊特自行車公司)。從此他們開始從事自己夢想的事業。
1896年5月,他們關注了史密斯索尼安學院的Samuel Langley的蒸汽飛機模型的試飛、芝加哥工程師和致力於飛行研究的權威Octave Chanute在密歇根沙丘和湖邊幾部飛機模型的試飛。
1899年5月,威爾伯給史密斯索尼安學院寫了封信請求得到航空方面的信息和書籍。基於Sir George CAyley, Chanute,Lilienthal, Leonardo da Vinci以及Langley的草圖和靈感,萊特兄弟開始了他們的機械航空試驗。在吸取前人經驗教訓的基礎上,萊特兄弟開始了飛行器的研製。在無法得到別人資助的情況下,他們用自行車生意賺來的錢進行飛機的研製。兄弟倆的配合是完美無缺的。哥哥威爾伯勤勤懇懇,扎扎實實,擁有工程師的細致和謹慎;弟弟奧維爾則富有藝術家的想像力,敢於不斷創新。兩兄弟認為飛機能不能順利飛行,關鍵就在於如何設計和控制它在飛行過程中各種受力間的平衡。早期由於擔心機翼過大,會使得飛機難於操縱,因此一般機翼面積都不是太大。萊特兄弟決定改變這個技術思路。他們首先仔細研究了前人的試驗數據,再通過大量風箏、滑翔機以及風洞試驗做驗證,設計出了最佳的機翼剖面形狀和角度,以便獲得最大的升力;然後決定把一般大小的機翼增大一倍,達到308平方英尺。最重要的是,他們設計了通過直接控制機翼來操縱飛機飛行姿態的機構,同時,在飛機整體的升力增加後,飛機對於駕駛員自身位置的變化也不那麼敏感了,這就使得飛機盡管機翼面積大大增加,但可操縱性能並沒有比小機翼飛機降低! 兄弟倆認為要建造一架飛行機器,有三個主要的障礙:(1)如何製造升力機翼;(2)如何獲得驅動飛機飛行的動力;(3)在飛機升空之後,如何平衡以及操縱飛機。前兩個問題在某種程度上已經獲得解決。
最初兄弟倆努力製造全尺寸的滑翔機,接連四個夏天,他們前往北卡羅來納州旅行,目的地是個與世隔離的岬角。氣象部門向他們建議,岬角風力大,是有利的練習場。之後不久,他們製作了第一架無人駕駛雙翼滑翔機,把它象風箏一樣放上了天。他們又在飛機的前面安裝了升降舵,也就是一種擺動舵,可以用來操縱橫軸。
1900—1903年,他們製造了3架滑翔機並進行了1000多次滑翔飛行,還自製了200多個不同的機翼進行了上千次風洞實驗,設計出了較大升力的機翼截面形狀。在此期間,他們的滑翔機多次滑翔距離超過1000米。在當時看來,這可是不小的成就。經過不斷鑽研,不斷改進,萊特兄弟不僅迅速掌握了當時的飛行器製造技術,而且在許多方面取得了重大突破。從1903年夏季開始,萊特兄弟著手製造這架著名的「飛行者一號」雙翼機。動力飛行首先需要一台發動機,但當時市面上根本沒有飛機的發動機出售,也沒有一家公司願意冒險製造航空發動機。但是兄弟倆並沒有氣餒,他們請了機械師查爾斯.泰勒(Charles.Taylor)來幫他們製造了一台大約12馬力、重77.2千克的活塞式發動機。有了發動機,威爾伯和奧利弗只盼著多風的秋季能早日到來。10月中旬,「飛行者號」組裝完畢,奧維爾對新飛行器非常滿意,「這是我們迄今為止造得最好的一架飛機。『她』非常聽話。」 奧維爾的感情不難理解,「飛行者一號」的每一根「肋條」都是他們親手製作而成。
奇跡發生在1903年12月17日!
這天清晨,美國北卡羅萊納州的基蒂霍克還在沉睡,天氣寒冷,刮著大風,空曠的沙灘上靜靜地停放著一個帶著巨大雙翼的怪傢伙,這就是人類歷史上第一架飛機——「飛行者一號」。空曠的場地上冷冷清清,到現場觀看的只有5個人。10時35分,一切准備就緒。為了能夠率先登機試飛,兄弟倆決定以擲硬幣的方式確定誰先登機,結果弟弟奧維爾贏了。
奧維爾爬上「飛行者一號」的下機翼,俯卧於操縱桿後面的位置上,手中緊緊握著木製操縱桿,威爾伯則開動發動機並推動它滑行。飛機在發動機的作用下先是劇烈震動,幾秒鍾後便在自身動力的推動下從「斬魔丘」上緩緩滑下,在飛機達到一定速度後,威爾伯松開手,飛機象小鳥一樣離地飛上了天空。雖然「飛行者一號」飛得很不平穩,甚至有點跌跌撞撞,但是它畢竟在空中飛行了12秒共36.5米,才落在沙灘上。接著,他們又輪換著進行了3次飛行。在當天的最後一次飛行中,威爾伯在30千米的風速下,用59秒飛了260米。人們夢寐以求的載人空中持續動力飛行終於成功了!不幸的是,幾分鍾後,一陣突然刮來的狂風把「飛行者」1號掀翻了,飛機嚴重損壞,但它已經完成了歷史使命。人類動力航空史就此拉開了帷幕。
『陸』 誰發明了飛機
還用問嗎?地球人都知道,美國的萊特兄弟。
其實,也不盡然。飛機的發明是一個接力過程,萊特兄弟跑的是最後一棒,完成了沖刺, 但是許多人都為此付出了努力,其中 ,有五位,包括萊特兄弟,為此做出了重大貢獻,值得人們永遠銘記。
喬治﹒凱利(1773-1857),英國人,在飛機發展史上,他是一位重要的奠基人,被後人尊稱為「空氣動力學之父」。
1783年,凱利10歲那年,目睹了法國蒙哥爾菲兄弟的載人熱氣球飛上了天空,實現了人類的飛天夢想。當時,空氣動力飛行因為模仿鳥類的撲翼飛行久攻不破而陷入了低谷。此前,牛頓(1643-1727)斷言友宴:比空氣重的東西絕對飛不起來。凱利心想,氣球升空緣於比空氣輕,那麼比空氣重的鳥兒為什麼也能在空中翱翔呢?
凱利一生都在思考和解決這個問題。經過大量研究,凱利發現鳥類的翅膀具有產生推力和升力的兩種功能。人類如果能用不同裝置分別實現上述功能,會比簡單模仿鳥類飛行容易得多。這一發現為空氣動力飛行找到了突破口,也奠定了固定翼飛機的基慶雹本構型和理論基礎。在此基礎上,凱譽告帆利還繪制了飛機設計草圖。
苦於當時沒有合適的輕質量發動機,凱利只能用滑翔機來驗證自己的理論與設計。1853年,喬治·凱利進行了 歷史 上首次滑翔機載人自由飛試驗。試飛結果,文獻中沒有明確記載。1971年,一位英國飛行員按照凱利的筆記,仿製了一架當年的滑翔機,試飛取得了成功,驗證了飛機設計的正確性。
奧托·李林達爾(1848-1896),德國人,滑翔機設計、製造和飛行第一人,被譽為「滑翔機之父」。
李林達爾認為要飛上藍天,首要問題不是動力,而是飛行器的結構設計與穩定操縱。於是,他選擇了滑翔實驗。為了設計出理想的飛行器,李林達爾對鳥類飛行進行了深入研究。他耗費數年時光悉心觀察,仔細研究各種鳥類的翅膀結構和飛翔方法。李林達爾模仿鳥翼,七年中先後設計、製造出了18種型號的滑翔機。他操縱著這些外形頗像蝙蝠的滑翔機,從屋頂、山丘、土堤上一次次地跳下來,雖然屢遭失敗,卻百折不回,積累了豐富的操縱和滑翔經驗。1891年,李林達爾製造出了一架新的雙翼滑翔機。這架滑翔器的一個突出特點就是採用了弓形翼面,升力顯著增加。李林達爾背著這架「大鳥」順著山坡疾跑幾步,縱身一躍,借著風力,滑翔機騰空而起,飛起來了!重於空氣的飛行器終於載人飛上了藍天!之後,李林達爾製作的滑翔機飛得越來越好。1894年,他操縱滑翔機從50米高的山坡上滑翔而下,飛行了350米,最遠一次達到了1000米。
李林達爾的貢獻主要體現在三個方面:一是潛心研究鳥類飛行數十年,在其心血之作《鳥類飛行——航空的基礎》一書中,詳細論述了鳥類飛行的特點,指出機翼也要像鳥翼那樣具有弓形截面才能獲得更大的升力,從而明確地回答了機翼如何才能更好地產生升力的問題。二是提出和驗證了靠飛行員重心變化改變飛行姿態的操縱方法,初步解決了飛機的飛行控制問題。時至今日,翼傘等懸掛式滑翔機依然沿用這種簡便的控制方式。三是為後人留下了大量的寶貴的實驗資料,從1893年到1896年的三年時間里,李林達爾進行了2000次以上的滑翔飛行試驗,三次改進總體布局,積累了大量實驗數據,並以此為基礎編制了《空氣壓力數據表》,撰寫了《飛翔的實際試驗》。
如果把固定翼飛機的誕生比做一場接力長跑,那麼萊特兄弟就是實現沖刺的最後一棒。
萊特兄弟,哥哥威爾伯·萊特(1867-1912),弟弟奧維爾·萊特(1871-1948)。萊特兄弟在繼承前人成果的基礎上,通過大量風箏、滑翔機以及風洞試驗,認為要讓飛機飛起來,在技術上主要要解決三個問題:(1)製造升力機翼;(2)獲得驅動飛機飛行的合適動力;(3)在飛機升空之後,平衡和操縱飛機。當時,前兩個問題已經初步解決,萊特兄弟面臨的主要是穩定性和操縱性問題。
飛機的穩定性和操縱性是一對矛盾,為了解決這對矛盾,在前人經驗的基礎上,萊特兄弟做了兩點重大改進:一是增大機翼面積,改善飛機的穩定性。早期飛機,類似於平衡車,靠飛行員調整重心改變飛行姿態。為了保證飛機的操縱性,機翼面積都不大,升力裕量也不大,飛機抗擾動的穩定性也就不好,萊特兄弟決定增大機翼面積,以提高飛機抗擾動的穩定性。例如,李林達爾的機翼面積僅有14平方米,萊特兄弟的機翼面積達到了28平方米。二是萊特兄弟發明了機械式飛行控制系統,通過升降舵實現飛機的俯仰控制,通過方向舵實現飛機的轉向控制,並通過扭轉翼尖實現飛機的滾轉控制,解決了飛機的操縱性問題,實現了三軸六自由度可控飛行,為飛上藍天掃清了最後障礙。
1903年12月17日,在美國北卡羅萊納州基蒂霍克的小山上,萊特兄弟實現了他們的沖天一飛,拉開了人類動力航空時代的大幕。
格倫·哈蒙德·寇蒂斯(1878-1930),美國人,著名的飛機設計師和飛行家,被譽為「水上飛機大王」,他的水上飛機創造了多項世界紀錄,還開創了艦上起飛與降落的先河,催生了航空母艦的誕生。
在飛機發展史上,他的獨特貢獻在於發明了簡單可靠的翼尖副翼,取代了萊特兄弟復雜的翼尖扭轉機構。萊特兄弟的飛機一直延續了通過鋼索傳動,使得兩側機翼的翼尖反向扭轉變形,從而實現飛機滾轉控制的設計。比如,左側機翼翼尖前緣向下、後緣向上,機翼低頭,升力降低;右側機翼翼尖前緣向上、後緣向下,機翼抬頭,升力增大,於是在左右機翼升力差的作用下,飛機向左滾轉。寇蒂斯深入研究後認為,只要在翼尖處加裝一個擋板,上下擺動,就可以實現上述功能。後來,又將其移動到了翼尖後緣,結構更為可靠,效果更好,這就是如今依然在使用的飛機副翼。
多說兩句,寇蒂斯還是美國航空界的一位傳奇人物。早期捲入了與萊特兄弟的專利之爭,幾近破產。一戰後,在美國政府的干預和支持下,寇蒂斯東山再起。1929年,往日的競爭對手聯手成立了寇蒂斯-萊特公司,一度成為美國最大的飛機製造商。二戰時的「一代名機」,寇蒂斯P-40就是公司的傑作。二戰後,隨著寇蒂斯的離去和噴氣式時代的到來,寇蒂斯-萊特公司逐漸隕落,成為了飛機零件製造商。
從喬治凱利提出固定翼飛機概念,到李林達爾確定機翼選型,再到萊特兄弟解決了飛機的穩定性與操縱性問題,最後寇蒂斯完成了副翼設計。一百多年過去,飛機的規模不斷擴大、功能不斷擴展、外形也有了許多變化,但是決定飛機基本構型的五大部件(機身、機翼、尾翼、發動機和起落架)及其相互位置關系已經基本穩定。回過頭來,您說誰發明了飛機?
『柒』 有關飛機誕生的歷史是怎麼樣的
人類征服天空的歷史,就是不斷探索、在失敗基礎上不斷努力的歷史。所以,對於年輕人來說,永遠保持探索精神,是人類生命意義的象徵。直到今天,我們在飛機的發展上已經取得了100多年以前人們幻想都想不到的成就,然而,人類至鍵宏今也沒有停止繼續探索飛行奧秘的腳步。
1874年,法國海軍軍官克魯瓦研製的載人飛機,在布雷斯特由一位年輕水手操縱,從山衡滑坡上往下助跑起飛,作了最早的短距離「跳躍飛行」(即因升力不足形成的非持續性離地飛行,所以一概不視為成功的飛行)。該機由一台蒸汽機驅動,單層機翼,已經設計有平尾及方向舵等部件。
1876年,俄國的「飛機之父」、海軍軍官亞歷山大·菲德羅維奇·莫扎伊斯基的飛機模型載著他的那柄佩劍,公開作了穩定飛行表演。1881年,莫扎伊斯基在俄國獲得「飛行機」設計專利。1882年夏季,莫扎伊斯基發明的飛機由戈盧別夫駕駛,在彼得堡市郊的練兵場上,沿一個設置在斜坡上的導軌向下滑動助跑,進行了又一次著名的飛機飛行嘗試,但只跳躍了幾次,並未持續離開地面自由飛行。所以除前蘇聯之外,不被認為是一次成功的載人動力飛行。該機翼展12.2米,全重943千克,擁有21.1千瓦英國制蒸汽機2台。
1875年,英國人托馬斯·莫伊的一架54.5千克重的以蒸汽機驅動的串翼(前後翼)飛機,在地面環形滑軌上不載人離地0.152米飛過一段距離。該機名為「空中汽船」。1877年,羅什提出用動態系統穩定性分析的著名理論,為飛機的穩定性研究建立了最早的理論基礎。
1886年開始,法國電話工程師阿代爾先後研製過四架不同的蝙蝠形飛機,其中第一架「阿維昂-1號」翼展6米,裝有14.7千瓦蒸汽發動機2台,可惜在試飛中撞上了障礙物,造成發動機破損。1889年,「阿維昂-4號」在試飛中只離地跳躍了幾下。直到1890年10月9日,他駕駛一架「伊奧利」號蒸汽動力單翼機,才首次在阿爾曼維利耶林苑平地上,依靠自身動力水平起飛成功,並短暫地向前「躍飛」了一段距離(一說50米)。因為仍然不屬於水平持續飛行,與發明人類第一架飛機之殊榮失之交臂。但阿代爾依然是航空史上一位著名的先驅人物。
1891年,美國航空先驅者蘭利教授在華盛頓出版了《空氣動力學試驗》。他在連續試驗了80餘個飛機模型之後,終於在1896年5月6日試飛了第一架採用0.735千瓦蒸汽發動機作為驅動的串翼布局飛機模型,該機的螺旋槳直徑1.2米,轉速1200轉/分鍾,翼展4.3米。經彈射起飛後可飛出1600米遠。1898年,他得到政府50000美元的資助,於是投入到載人飛機的研製中去。1891年,德國航空開拓者李林塔爾發表了《鳥類的飛行—航空的基礎》一文並正式開始研究滑翔飛行。他每次飛行一般為半分鍾,滑翔距離在200~300米。1894年,他用改進後的滑翔機從山坡上跳下,竟然滑翔了350米遠,獲得巨大的成功。1896年8月9日,李林塔爾在試飛中受傷,於次日去世。在6年中間,他堅持進行滑翔實驗達2000餘次,先後使用過18架滑翔機,其中12種是單翼機。李林塔爾是人類早期探索飛行史上極具影響力的人物,並為後人發明飛機積累了寶貴的經驗。
1892年,俄國航空學者茹科夫斯基的《論鳥類的飛行》一文發表,分析了鳥與飛機飛行的理論拋物線,並預言了空中翻筋斗飛行的可能性。
1893年,英國人菲利浦稿攔冊製成由50塊彎板組成的獨特的「百葉窗型」飛機,名為「威尼斯百葉窗」。飛機翼展5.7(一說6.7)米,翼弦長僅0.038米,全重150千克,裝4.1千瓦發動機1台。在用沙袋代替人體試飛時,飛行距離達到4.5~75米,飛行高度0.3~1米,但仍然屬於不成熟的「跳躍飛行」。菲利浦為了給飛機選擇翼型,用風洞找到9種上凸下凹的翼型方案,是曲面翼型理論的倡導者。
1893年,澳大利亞人哈格里夫為美國氣象局建立了17個風箏氣象站,並使用他發明的箱式風箏,直至1933年。這種結構後來廣泛用於雙翼飛機的機翼設計。
1894年7月31日,旅英美國人、機關槍發明人馬克辛姆研製了一架四座大型飛機,在600米長的鐵軌上作了「受升力限制」的(不載人)滑行,測出升力有5000千克。該機翼展31.7米,翼面積511平方米,機長44米,全高10米,採用132千瓦蒸汽機2台,凈重2268千克、總重3629千克,採用多張線布局。由於試飛時僅離地跳躍前進,並且掀翻了導軌,所以還沒有達到可以載人飛行的程度。
1896年5月,美國人蘭利經5年試驗後,他的第五和第六號動力模型飛行成功。兩個模型都飛到20米高,而且飛了3圈,距離760多米。11月28日,在又一次試飛中,飛行時間長達1分45秒,距離1800米。這是重於空氣的(無人)飛行器首次用自身動力作了持續而穩定的飛行。
1896年,美國土木工程師、滑翔飛行者查紐特開始試飛自己的滑翔機。第二年,其最大飄飛距離可達120米。他的滑翔機的構型是早期滑翔飛行器中最先進的。查紐特曾於1894年出版了《飛行機器的發展》一書,這是歷史上第一部航空史著作。
1896~1897年,美國人夏尼特自行設計並試飛了滑翔機,試飛次數多達1000次。1898年,其助手赫林加裝了壓縮空氣發動機,改成一架雙翼機,但沒有飛行成功。
1897年,俄羅斯航空先驅人物齊奧爾科夫斯基建成俄國第一個風洞。1902年,俄國聖彼得堡大學建成全俄第一個屬於官方使用的風洞。1897年,美國人卡帕特森設計出帶側板的氣墊飛行器,被認為是現代側壁式氣墊飛行器之父。1897年10月14日,法國航空先驅人物阿代爾的雙螺旋槳3號飛機在巴黎郊外跑馬場上的滑跑中,曾在300米距離內數次「躍離地面」,作了斷斷續續地飄飛。由於他的飛機一直沒能研製成功,軍方撤銷了對他的資助。
1901年,美國的萊特兄弟製成一座風洞,用雙缸煤氣機進行抽風,以實現吹風實驗。其模型實驗段的橫截面達到103平方厘米,長2.4米,為萊特兄弟後來研製和發明飛機提供了有效的空氣動力實驗手段。
1901年,中國最早專門介紹飛機的文章《飛機考》被收編在《皇朝經濟文編》中。這是中國人撰寫的第一篇研究航空和飛機的文章。
1901年8月14日清晨,旅美巴西人懷特海德經多年努力,駕駛自製的單翼飛機在美國布里奇波特海灘試飛成功,據稱飛行距離達800米,高度16米。該飛機造型呈蝶形,翼展10.7米,長4.9米,有雙座封閉機身,採用15.7千瓦乙炔發生器動力2台。韋斯科普夫雖早於萊特兄弟首次飛行二年,但因缺乏見證,未獲世界公認。
1901年10月7日,由美國航空先驅者蘭利研製的第一種採用汽油內燃機為動力的「空中旅行者」全尺寸載人飛機開始試飛,但是到12月8日,他的這架飛機還是沒有飛上天空,美國政府因此終止了對他的經濟援助。
1902年1月17日,據旅美巴西人懷特海德稱:他的「22型」飛機在美國長灘海灣滑行20米後,離地升空飛行3000米後才降落在海面。後一次試飛竟飛過11200米,升高135米。但此項紀錄未獲見證和國際承認。成為後人有爭議的一個歷史研究話題。
1903年,中國開始出現航空題材的科幻小說,如明權社的《空中飛艇》和進行社出版的魯迅大作《月界旅行》等等。西方世界的飛行探索已經引起中國人的關注。
1903年3月23日,美國的萊特兄弟向政府申請飛機設計專利,該飛機設計基於他們的第三號滑翔機。不久,由他們建立的美國的第一家飛機工場在俄亥俄州的代頓注冊。
1903年12月17日上午10時35分,德裔美國人、自行車修造匠威爾伯·萊特和奧維爾·萊特兄弟在美國北卡羅來納州基蒂霍克一處叫做「斬魔山」的小山坡上,以重物下落形成的引牽力,將自製飛機「飛行者」號推離地面,進行了被世人公認的人類首次有動力飛機載人飛行。人類從此有了飛機。當時的首飛駕駛者為奧維爾·萊特。他在12秒的時間內飛出36.58米遠,當時的目擊者有6人,並拍下照片作證。當日共飛行了4次,最佳飛行成績為:續航時間59秒,飛行距離260米,飛行高度3.8米,速度48千米/小時。該機採用雙層機翼鴨式氣動布局,一台8820瓦的內燃機通過2副自行車鏈條帶動2副空氣螺旋槳。而飛行員則俯卧在下層機翼上操縱飛機飛行。飛機的翼展為12.29米,自重274千克。萊特兄弟與他們的「飛行者」號飛機就此名垂青史。他們因此於1909年獲得美國國會榮譽獎。同年,他們創辦了「萊特飛機公司」。這是人類在飛機發展的歷史上取得的巨大成功。初期的飛機都使用的是單台發動機,在飛行中,常常會出現發動機突然關車的故障。這對飛行安全始終是個威脅。
『捌』 世界上第一架飛機是什麼時候發明的
世界上第一架飛機是「飛行者一號」,由美國萊特兄弟發明。
萊特兄弟(Wright Brothers)是美國著名的發明家,哥哥是威爾伯·萊特(Wilbur Wright,1867年4月16日—1912年5月12日),弟弟是奧維爾·萊特(Orville Wright,1871年8月19日—1948年1月30日)。
1903年12月17日,萊特兄弟首次試飛了完全受控、依靠自身動力、機身比空氣重、持續滯空不落地的飛機,也就是世界上第一架飛機「飛行者一號」。
飛機是歷史上最偉大的發明之一,有人將它與電視和電腦並列為20世紀對人類影響最大的三大發明。萊特兄弟首創了讓飛機能受控飛行的飛行控制系統,從而為飛機的實用化奠定了基礎,此項技術至今仍被應用在所有的飛機上。
萊特兄弟的偉大發明改變了人類的交通、經濟、生產和日常生活,同時也改變了軍事史。
(8)飛機發明歷史擴展閱讀:
飛機研究歷程
「飛行者游世一號」是一架雙翼飛機,它的兩個推進螺旋槳分別安裝在飛行員位置的兩側,由單台發動機鏈式傳動。操縱系統採用升降舵在前、方向舵在後的鴨式布局,這也正是萊特兄弟對航空事業的最偉大的貢獻所在。
李林達爾必須移動自己的身體,靠改變重心來操縱飛行器飛行,而「飛行者一號」的飛行員則通過機械裝置使整個翼尖捲曲來達到同樣的目的。飛機的爬升和俯沖依靠安裝在飛機前部的一對雙翼升降舵;一對方向舵與機翼捲曲機構互相連接在一起,安裝在駕駛員身後。
現代飛機轉彎和做機動動作的主要部件都可以從這第一架飛機上找到,盡管它是那麼原始。「飛行者一號」再沒有重返藍天,它目前被珍藏在美國華盛頓國家航空航天博物館內。萊特兄弟用玻璃底片記錄下了當年的嘗試,這些珍貴的歷史照片現由美國國會圖書館收藏。
1897年,奧維爾和鄰居、兒時夥伴埃德溫-錫尼斯在萊特自行店後面銼機架。1900年10月10日,在萊特兄弟的一次飛行試驗辯磨嘩中,他們的滑翔機在山上墜毀。大風是滑翔機墜毀的原因,圖為滑翔機殘骸。
1901年下半年萊特兄弟於製造了世界上第一個能對模型機翼進行准確試驗的風洞,用兩個多月時間使用風洞進行了 200 多次各種類型翼面試驗,取得了一整套科學數據,並根據這些數據設計出飛機。
在反復進行滑翔試驗中,萊特兄弟發現氣壓中心側轉的現象——彎曲的翼面氣壓中心並不總是像平翼面承受的氣壓中心一樣往一個方向移動。這一重大發現與許多科技書籍的論點相違背——科學家們已經獲得的關於大氣對機翼壓力的數據竟然有許多是不正確的。
1902年9月19日,威爾伯-萊特和助手丹-泰特將這架1902年的滑翔機當風箏一樣放飛。10月2日,在北卡羅來納州的小鷹鎮,萊特兄弟試飛滑翔機。左邊的威爾伯扶住滑翔機的一端,奧維爾俯卧在飛機上,丹-泰特扶住飛機的另一端。
10月10日,威爾伯-萊特駕駛著一架標准滑翔機從美國北卡羅來納州小鷹鎮基蒂霍克的一片沙丘上俯沖而下,飛機共飛行了36米,留空12秒。 10月24日,在2號山上,威爾伯駕駛著滑翔機向右轉彎,滑翔機的右翼擦著地面飛過。
1903年12月14日,在小鷹鎮的一次不成功的試飛後,威爾伯-萊特俯卧在受損的「萊特飛行者」的控制台上進行研究。12月17日,「飛行者」1號進行試飛,第一次飛行由奧維爾駕駛,共飛行了36米,留空12秒。威爾伯在旁邊跟著跑,幫助平衡飛機,圖中他剛剛放開滑翔機右翼。
「飛行者1號」建成,這架飛機是萊特兄弟設計的第一架依靠自身動力進行載人飛行的飛機。飛行者一號是一架普通的雙翼機,它的兩個推進螺旋槳分別安裝在飛行員位置的兩側,由單台發動機鏈式傳動。
1904年,萊特兄弟製造了裝配有新型發動機的第二架「飛行者」,在代頓附近的霍夫曼草原進行試飛,最長的持續飛行時間超過了5分鍾,飛行距離達攜行4.4千米。1905年9月29日,俄亥俄州代頓附近的霍夫曼草原,第41次飛行,奧維爾向左飛行,高度為18米。
1905年的萊特滑翔機經過改裝,飛行員可以坐著駕駛,且安裝了一個乘客座位。圖為1908年,在魔丘,經過改裝的滑翔機准備飛行。1908年9月17日,在弗吉尼亞州的梅爾堡,美國陸軍通信兵匆忙前往飛機失事地點,尋找駕駛員奧維爾-萊特和中尉托馬斯-塞爾弗里奇,後者是軍隊觀察員,也是此次飛行的乘客。
飛行在示範飛行中墜毀,托馬斯中尉受傷身亡,這是軍事飛機史上的首個死亡案例。這次事故導致奧維爾左腿骨折、斷了四根肋骨。經過治療與恢復,奧維爾又重新投入到他熱愛的航空事業中。1909年,威爾伯-萊特在紐約進行了33分鍾的長途飛行。威爾伯從總督島出發,飛約哈德森河,到達格蘭特將軍墓後返航。
幾十萬紐約居民觀看了此次飛行壯舉。2月15日,法國波城,萊特兄弟和妹妹凱瑟琳-萊特一起。萊特小姐將嘗試人生的第一次飛行。7月,在弗吉尼亞州的梅爾堡,奧維爾-萊特向美國軍隊進行展示飛行。萊特兄弟將滑翔機出售給美國陸軍航空部。
1911年,萊特滑翔機特寫,滑翔機有駕駛員和乘客座位。1939年8月19日,美國總統富蘭克林-羅斯福定為國家航空航天日,以紀念航空事業的發展。2014年8月19日是航空先鋒奧維爾-萊特的生日。100多年前,奧維爾與兄長威爾伯一起發明了世界上第一架實用的固定翼飛機,並首次完成完全受控制、附機載外部動力、持續滯空不落地的飛行。