用發明機發明

❶ 世界上有沒有發明機

沒有，發明是人類利用自然規律解決技術問題的創新性方案、措施的過程和成果。只有人類的創新才稱得上發明，目前沒有出現可以不依賴人類的發明機。

❷ 人們是如何發明出飛機的

人類有史以來就嚮往著能夠自由飛行。古老的神話故事訴說著人類早年的飛行夢，而夢想的飛行方式都是原地騰空而起，像現代直升機那樣既能自由飛翔又，能懸停於空中，並且隨意實現定點著陸。例如哪阿拉伯人的飛毯，希臘神的戰車，都是垂直起落飛行器。然而它們畢競只存在於神話故事中，那個時代的科學技術水平太低，不可能創造出載人的飛行器，可以說，那是人類飛行的幻想時期。即使在幻想時期，仍然產生了直升機的基本思想，昭示了現代直升機的原理。最有價值、最具代表性的是中國古代的玩具「竹蜻蜒」和義大利人達?芬奇的畫。

竹蜻蜒有據可查的歷史記載於晉朝(公元265—420『年)．葛洪所著的《抱朴子》一書中。它利用螺旋槳的空氣動力實現垂直升空，演示了現代直升機旋翼的基本工作原理。《簡明不列顛網路全書》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。」 這種玩具於14世紀傳到歐洲，帶去了中國人的創造。 歐洲人將它作為航空器來研究和發展。「

英國航空之父」喬治?凱利(1773一1857年)曾製造過幾個竹蜻蜓，用鍾表發條作為動力來驅動旋轉，飛行高度曾達27m。隨著生產力的發展和人類文明的進步，直升機的發展史由幻想時期進入了探索時期。歐洲產業革命之後，機械工業迅速倔起，尤其是本世紀初汽車和輪船的發展，為飛行器准備了發動機和可供借鑒的螺旋槳。經過航空先驅者們勇敢而艱苦的創造和試驗，1903年萊特(Wright)兄弟創造的固定翼飛機滑跑起飛成功。在此期間，盡管在發展直升機方面他付出了很多的艱辛和努力，但由於直升機技術的復雜性和發動機性能不佳，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，但在傾轉旋翼／機翼式垂直起落飛行器中得到了繼承和發展。

俄國人尤利耶夫另闢捷徑，提出了利用尾槳來配平旋翼反扭矩的設計方案並於1912年製造出了試驗機。這種單旋翼帶尾槳式直升機成為至今最流行的形式，佔到世界直升機總數的95％以上。

經過20世紀初的努力探索，為直升機發展積累了可貴的經驗並取得顯著進展，有多架試驗機實現了短暫的垂直升空和短距飛行，但離實用還有很大距離。

飛機工業的發展，使航空發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，歸功於西班牙人Ciervao他為了創造「不失速」的飛機以解決固定翼飛機的安全問題，採用自轉旋翼代替機翼，發明了旋翼機。旋翼技術在旋翼機上的成功應用和發展，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?科爾尼研製出一架全尺寸載人直升機，並在同年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後，公開展示了自己製造的FW-61直升機，1年後該機創造了多項世界紀錄。

1939年春，美國的伊戈爾?西科斯基完成了VS-300直升機的全部設計工作，同年夏天製造出一架原型機。這種單旋翼帶尾槳直升機構型成為現在最常見的直升機構型。

20世紀40年代，美國沃特-西科斯基公司研製的一種2座輕型直升機R-4，它是世界上第1種投入批量生產的直升機，也是美國陸軍航空兵、海軍、海岸警衛隊和英國空軍、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，美國海軍和海岸警衛隊的編號為HNS-1，英國空軍將其命名為「食蚜虻」1(Hoverfly1)，英國海軍將其命名為「牛虻」(Gadfly)。

到30年代末期，在法國、德國、美國和蘇聯都有直升機試飛成功，並迅速改進達到了能夠實用的程度。第二次世界大戰的軍事需要，加速了這一進程，促使直升機發展由探索期進入實用期，直升機開始投入生產線生產。到二戰結束時，德國工廠已生產了30多架直升機，美國交付的 R5、 R6直升機已達400多架。

20世紀的後半期直升機進入航空實用期，直升機的應用領域不斷擴展，數量迅速增加。至今已有幾萬架直升十機服務於國民經濟的各個部門和軍事領域。直到今天，經過人類100多年的不懈努力，直升機技術技術不斷突破，使其應用效能和飛行性能不斷改善，從而更適合於使用的拓展，技術上也逐步趨於成熟。

20世紀90年代，直升機發展進入全新的階段，出現了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設計的武裝偵察直升機。典型機種有：美國的RAH-66和S-92，國際合作的「虎」、NH90和EH101等，這些新型的直升機又被人們稱為第四代直升機。這一時期的直升機，採用了先進的發動機全權數字控制系統及自動監控系統，並與機載計算機管理系統集成在一起。其重要特性是採用了先進的增穩增控裝置，用電傳、光傳操縱取代了常規的操縱系統，採用高度集成化的電子設備。計算機技術、信息技術及智能技術。同時，直升機電子設備朝著高度集成化方向發展。先進的捷聯慣導、衛星導航設備及組合導航技術，先進的通訊、識別及信息傳輸設備，先進的目標識別、瞄準、武器發射等火控設備及先進的電子對抗設備，採用了匯流排信息傳輸與數據融合技術，並正向感測器融合方向發展。機上的電子、火控及飛行控制系統等通過多餘度數字數據匯流排交連，實現了信息共享。採用了多功能集成顯示技術，用少量多功能顯示器代替大量的單個儀表，通過鍵盤控制顯示直升機的飛行信息，利用中央計算機對通訊、導航、飛行控制、敵我識別、電子對抗、系統監視、武器火控的信息進行集成處理從而進行集成控制。採用這類先進的集成電子設備，大大簡化了直升機座艙布局和儀錶板布置，系統部件得到簡化，重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負擔，改善了直升機的飛機品質和使用性能。

分類

單旋翼尾槳直升機

最常見的直升機類型，一個水平旋翼負責提供飛機升力，尾部一個小型垂直螺旋槳負責抵消旋翼的反作用力。代表型號：蘇聯米里設計局研製的米-26運輸直升機以及美國麥道公司研製的AH-64武裝直升機。

單旋翼無尾槳直升機

一個水平旋翼負責提供飛機升力，並從尾部吹出空氣，用附壁效應產生的推力抵消旋翼的反作用力。代表型號：美國麥道公司生產的MH-6直升機。

雙旋翼直升機

縱列式

兩個旋翼前後縱向排列，旋轉方向相反，多見於大型運輸直升機。代表型號：美國波音公司製造的CH-47「支努干」運輸直升機。

共軸式

兩個旋翼上下排列在同一個軸上，並且沒有尾槳，優點是穩定性好，但技術復雜，因而較為少見。代表型號：蘇聯卡莫夫設計局研製的卡-50武裝直升機。

側旋翼直升機

又稱為傾斜旋翼直升機，結合了固定翼飛機和直升機兩者特點的混合技術直升機。起飛時採用水平並置的雙旋翼，飛行中將旋翼向前旋轉90度變成兩個真正的螺旋槳，按照普通固定翼飛機的模式飛行。這樣做的好處是可以減小飛行阻力，提高飛行速度，最高可以超過600公里/小時，同時省油，提高航程，缺點是結構復雜，故障率高，因而極為少見。代表型號：美國貝爾公司和波音公司聯合製造的V-22運輸直升機。

（一）直升機的發展簡史

中國的竹蜻蜓

中國的竹蜻蜓和義大利人達?芬奇的直升機草圖，為現代直升機的發明提供了啟示，指出了正確的思維方向，它們被公認是直升機發展史的起點。

竹蜻蜓又叫飛螺旋和「中國陀螺」，這是我們祖先的奇特發明。有人認為，中國在公元前400年就有了竹蜻蜓，另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右)。這種叫竹蜻蜓的民間玩具，一直流傳到現在。

現代直升機盡管比竹蜻蜓復雜千萬倍，但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處。現代直升機的旋翼就好象竹蜻蜓的葉片，旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒，帶動旋翼的發動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。竹蜻蜓的葉片前面圓鈍，後面尖銳，上表面比較圓拱，下表面比較平直。當氣流經過圓拱的上表面時，其流速快而壓力小；當氣流經過平直的下表面時，其流速慢而壓力大。於是上下表面之間形成了一個壓力差，便產生了向上的升力。當升力大於它本身的重量時，竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。

《大英網路全書》記載道：這種稱為「中國陀螺」的「直升機玩具」在15世紀中葉，也就是在達?芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機設計圖之前，就已經傳入了歐洲。

《簡明不列顛網路全書》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。」

義大利達芬奇的畫

義大利人達芬奇在1483年提出了直升機的設想並繪制了草圖。

19世紀末，在義大利的米蘭圖書館發現了達芬奇在1475年畫的一張關於直升機的想像圖。這是一個用上漿亞麻布製成的巨大螺旋體，看上去好象一個巨大的螺絲釘。它以彈簧為動力旋轉，當達到一定轉速時，就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上，拉動鋼絲繩，以改變飛行方向。西方人都說，這是最早的直升機設計藍圖。

人類第一架直升機

1907年8月，法國人保羅?科爾尼研製出一架全尺寸載人直升機，並在同年11月13日試飛成功。這架直升機被稱為「人類第一架直升機」。這架名為「飛行自行車」的直升機不僅靠自身動力離開地面0.3米，完成了垂直升空，而且還連續飛行了20秒鍾，實現了自由飛行。

保羅?科爾尼研製的直升機帶兩副旋翼，主結構為一根V形鋼管，機身由V形鋼管和6個鋼管構成的星形件組成，並採用鋼索加強，以增加框架結構的剛度。V形框架中部安裝一台24馬力的 Antainette 發動機和操作員座椅。機身總長6.20米，重260千克。V形框架兩端各裝一副直徑為6米的旋翼，每副旋翼有2片槳葉。

世界上第一種試飛成功的直升機

1938年，年輕的德國姑娘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後，公開展示了自己製造的FW-61直升機，1年後該機創造了多項世界紀錄。這是一架機身類似固定翼飛機，但沒有固定機翼的大型雙旋翼橫列式直升機，它的兩副旋翼用兩組粗大的金屬架分別向右上方和左上方支起，兩副旋翼水平安裝在支架頂部。槳葉平面形狀是尖削的，用揮舞鉸和擺振鉸連接到槳轂上。用自動傾斜器使旋翼旋轉平面傾斜進行縱向操縱，通過兩副旋翼朝不同方向傾斜實現偏航操縱。旋翼槳葉總距是固定不變的，通過改變旋翼轉速來改變旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼來增加穩定性。FW61旋翼轂上裝有周期變距裝置，在旋翼旋轉過程中可改變槳葉槳距。還有一根可變動槳距的操縱桿來改變旋翼面的傾斜度，以實現飛行方向控制。FW61就是靠這套周期變距裝置和操縱桿保證了它的機動飛行。該機旋翼直徑7米。動力裝置是一台功率140馬力的活塞發動機。這是世界上第一架具有正常操縱性的直升機。該機時速100~120公里，航程200公里，起飛重量953千克。

第一架實用直升機

1939年春，美國的伊戈爾?西科斯基完成了VS-300直升機的全部設計工作，同年夏天製造出一架原型機。這是一架單旋翼帶尾槳式直升機，裝有三片槳葉的旋翼，旋翼直徑8.5米，尾部裝有兩片槳葉的尾槳。其機身為鋼管焊接結構，由V型皮帶和齒輪組成傳動裝置。起落架為後三點式，駕駛員座艙為全開放式。動力裝置是一台四氣缸、75馬力的氣冷式發動機。這種單旋翼帶尾槳直升機構型成為現在最常見的直升機構型。

自首次系留飛行以來，西科斯基不斷對VS-300進行改進，逐步加大發動機的功率。1940年5月13日，VS-300進行了首次自由飛行，當時安裝了90馬力的富蘭克林發動機。

世界上第一種投入批生產的直升機

R-4是美國沃特-西科斯基公司20世紀40年代研製的一種2座輕型直升機,是世界上第1種投入批量生產的直升機，也是美國陸軍航空兵、海軍、海岸警衛隊和英國空軍、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，美國海軍和海岸警衛隊的編號為HNS-1，英國空軍將其命名為「食蚜虻」1(Hoverfly1)，英國海軍將其命名為「牛虻」(Gadfly)。

早期的活塞式發動機和木質槳葉直升機

在20世紀40年代至50年代中期是實用型直升機發展的第一階段，這一時期的典型機種有：美國的S-51、S-55/H-19、貝爾47；蘇聯的米-4、卡-18；英國的布里斯托爾-171；捷克的HC-2等。這一時期的直升機可稱為第一代直升機。

貝爾47是美國貝爾直升機公司研製的單發輕型直升機，研製工作開始於1941年，試驗機貝爾30於1943年開始飛行，1945年改名為貝爾47，1946年3月8日獲得美國民用航空署(CAA)的適航證，這是世界上第一架取得適航證的民用直升機。該機是單旋翼帶尾槳式布局、兩葉槳葉的蹺蹺板式旋翼。旋翼下面有穩定桿，與槳葉呈直角。普通的自動傾斜器可進行總距和周期變距操縱。尾梁後部有兩個槳葉的全金屬尾槳。

卡-18是蘇聯卡莫夫設計局設計的單發雙旋翼共軸式輕型多用途直升機，於1957年年中首次飛行，此後不久投入批生產。採用兩副旋轉方向相反的3槳葉共軸式旋翼，槳葉為木質結構。裝1台275馬力的九缸星形活塞式發動機。機身為鋼管焊接結構，具有輕金屬蒙皮和硬殼式尾梁。座艙內可容納1名駕駛員和3名旅客。採用四輪式起落架，前起落架機輪可以自由轉向。

這個階段的直升機具有以下特點：動力源採用活塞式發動機，這種發動機功率小，比功率低(約為1.3千瓦/千克)，比容積低(約247.5千克/米3)。採用木質或鋼木混合結構的旋翼槳葉，壽命短，約為600飛行小時。槳葉翼型為對稱翼型，槳尖為矩形，氣動效率低，旋翼升阻比為6.8左右，旋翼效率通常為0.6。機體結構採用全金屬構架式，空重與總重之比較大，約為0.65。沒有必要的導航設備，只有功能單一的目視飛行儀表，通信設備為電子管設備。動力學性能不佳，最大飛行速度低(約為200千米/小時)，振動水平在0.25g左右，雜訊水平約為110分貝，乘坐舒適性差。

渦軸發動機和金屬槳葉直升機

20世紀50年代中期至60年代末是實用型直升機發展的第二階段。這個階段的典型機種有：美國的S-61、貝爾209/AH-1、貝爾204/UH-1，蘇聯的米-6、米-8、米-24，法國的SA321「超黃蜂」等。這個時期開始出現專用武裝直升機，如AH-1和米-24。這些直升機稱為稱為第二代直升機。

這個階段的直升機具有以下特點：動力源開始採用第一代渦輪軸發動機。渦輪軸發動機產生的功率比活塞式發動機大得多，使直升機性能得到很大提高。第一代渦輪軸發動機的比功率約為3.62千瓦/千克，比容積為294.9千瓦/米3左右。直升機旋翼槳葉由木質和鋼木混合結構發展成全金屬槳葉，壽命達到1200飛行小時。槳葉翼型為非對稱的，槳尖簡單尖削與後掠，氣動效率有所提高，旋翼升阻比達到7.3，旋翼效率提高到0.6。機體結構為全金屬薄壁結構，空重與總重之比降低到0.5附近。已採用減振的吸能起落架和座椅。機體外形開始考慮流線化，以減小氣動阻力。直升機座艙開始採用縱列式布置，使機身變窄。性能明顯改善，最大飛行速度達到200~250千米/小時，振動水平降低到0.15g左右，雜訊水平為100分貝，乘坐舒適性有所改善。

第三代直升機

20世紀70年代至80年代是直升機發展的第三階段，典型機種有：美國的S-70/UH-60「黑鷹」、S-76、AH-64「阿帕奇」，蘇聯的卡-50、米-28，法國的SA365「海豚」，義大利的A129「貓鼬」等。

在這一階段，出現了專門的民用直升機。為了深入研究直升機的氣動力學和其它問題，這時也設計製造了專用的直升機研究機(如S-72和貝爾533)。各國競相研製專用武裝直升機，促進了直升機技術的發展。

這個階段的直升機具有以下特點：渦輪軸發動機發展到第二代，改用了自由渦軸結構，因此具有較好的轉速控制特徵，改善了起動性能，但加速性能沒有定軸結構的好。發動機的重量和體積有所減小，壽命和可靠性均有提高。典型的發動機耗油率為0.36千克/千瓦小時，與活塞式發動機差不多。旋翼槳葉採用復合材料，其壽命比金屬槳葉有大幅度提高，達到3600小時左右。翼型不再借用固定翼飛機的翼型，而是為直升機專門研製的翼型，即二維曲線變化翼型。槳尖呈拋物線後掠。槳轂廣泛使用彈性軸承，有的成無鉸式。尾槳已開始採用效率高又安全的涵道尾槳。旋翼升阻比達8.5左右，旋翼效率提高到0.7左右。機體次結構也採用復合材料製造，復合材料占機體總重的比例通常為10%左右，直升機的空重/總重比一般為0.5。對於軍用直升機，特別是武裝直升機來說，提出了抗彈擊和耐墜毀要求。美軍方提出了軍用直升機耐毀標准MIL-STD-1290，已成為軍用直升機的設計標准。為滿足這些標准，軍用直升機採用了乘員裝甲保護，專門設計了耐墜毀起落架、座椅和燃油系統。電子系統已發展到半集成型。直升機採用大規模集成電路通訊設備、集成的自主導航設備、集成儀表、電子式與機械式混合操縱機構等。機上的電子設備之間靠一條雙向數字數據匯流排交連，通過這條匯流排可進行信息發射和接收。直升機採用混合布置的局部集成駕駛艙。第一代夜視系統的使用使直升機具備了夜間飛行能力。這種較為先進的半集成電子設備使直升機通訊距離顯著增大，導航距離與精度明顯提高，儀表數量有所減少，飛行員工作負荷得到減輕，也使直升機具備了機動/貼地飛行以及在不利氣象/夜間條件下的飛行能力，從而提高了直升機的整體性能。動力學性能明顯提高。直升機的升阻比達到5.4，全機振動水平約為0.1g，雜訊水平低於95分貝，最大飛行速度達到300千米/小時。

現代直升機

20世紀90年代是直升機發展的第四階段，出現了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設計的武裝偵察直升機。典型機種有：美國的RAH-66和S-92，國際合作的「虎」、NH90和EH101等，稱為第四代直升機。

這個階段的直升機具有以下特點：採用第3代渦軸發動機，這種發動機雖然仍採用自由渦軸結構，但採用了先進的發動機全權數字控制系統及自動監控系統，並與機載計算機管理系統集成在一起，有了顯著的技術進步和綜合特性。第3代渦軸發動機的耗油率僅為0.28千克/千瓦小時，低於活塞式發動機的耗油率。其代表性的發動機有T800、RTM322和RTM390。槳葉採用碳纖維、凱芙拉等高級復合材料製成，槳葉壽命達到無限。新型槳尖形狀繁多，較突出的有拋物線後掠形和先前掠再後掠的BERP槳尖。這些新槳尖的共同特點是可以減弱槳尖的壓縮性效應，改善槳葉的氣動載荷分布，降低旋翼的振動和雜訊，提高旋翼的氣動效率。球柔性和無軸承槳轂獲得了廣泛應用，槳轂殼體及槳葉的連接件採用復合材料，使結構更為緊湊，重量大為降低，阻力大大減小。旋翼升阻比達到10.5，旋翼效率為0.8。這個階段應用了無尾槳反扭矩系統，其優點是具有良好的操縱響應特性、振動小、雜訊低，不需要尾傳動軸和尾減速，使零部件數量大大減小，因而提高了可維護性。復合材料在直升機上獲得了前所未有的廣泛應用。直升機開始採用復合材料主結構，復合材料的應用比例大幅度上升，通常占機體結構重量的30~50%。這一時期的民用型直升機的空重/總重比約為0.37。高度集成化的電子設備。計算機技術、信息技術及智能技術在直升機上獲得應用，直升機電子設備朝著高度集成化方向發展。這一時期的直升機，採用了先進的增穩增控裝置，用電傳、光傳操縱取代了常規的操縱系統，採用先進的捷聯慣導、衛星導航設備及組合導航技術，先進的通訊、識別及信息傳輸設備，先進的目標識別、瞄準、武器發射等火控設備及先進的電子對抗設備，採用了匯流排信息傳輸與數據融合技術，並正向感測器融合方向發展。機上的電子、火控及飛行控制系統等通過多餘度數字數據匯流排交連，實現了信息共享。採用了多功能集成顯示技術，用少量多功能顯示器代替大量的單個儀表，通過鍵盤控制顯示直升機的飛行信息，利用中央計算機對通訊、導航、飛行控制、敵我識別、電子對抗、系統監視、武器火控的信息進行集成處理從而進行集成控制。採用這類先進的集成電子設備，大大簡化了直升機座艙布局和儀錶板布置，系統部件得到簡化，重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負擔，改善了直升機的飛機品質和使用性能。直升機的全機升阻比達到6.6，振動水平降到0.05g，雜訊水平小於90分貝，最大速度可達到350千米/小時。

（二）

直升機的飛行原理

直升機的頭上有個大螺旋槳，尾部也有一個小螺旋槳，小螺旋槳為了抵消大螺旋槳產生的反作用力。直升機發動機驅動旋翼提供升力，把直升機舉托在空中，旋翼還能驅動直升機傾斜來改變方向。螺旋槳轉速影響直升機的升力，直升機因此實現了垂直起飛及降落。

直升機的發明

1939年，美國人西科爾斯發明了第一架直升機，機身外形和現在的沒多大區別，仍被設計者採用。

直升機的用途

直升機因為有許多其他飛行器難以辦到或不可能辦到的優勢，受到廣泛應用，直升機由於可以垂直起飛降落不用大面積機場主要用於觀光旅遊、火災救援、海上急救、緝私緝毒、消防、商務運輸、醫療救助、通信以及噴灑農葯殺蟲劑消滅害蟲、探測資源，等國民經濟的各個部門。世界直升機的隊伍逐漸壯大。

❸ 工業革命中，機器的發明和使用最早產生在什麼行業

其實最早是在第一次工業革命的手工紡織輕工業，是1733年，機械師凱伊發明的飛梭。而珍妮紡紗機是拉開工業革命的序幕。

❹ 萊特兄弟發明飛機的故事

萊特兄弟發明飛機的故事：

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。他 們尤其對一些舊時鍾、磅秤最感興趣。不過威爾伯比奧維爾長4歲，威 爾伯常常與自己年齡相仿的男孩子們交往。奧維爾也有自己的好友。在家裡，兩兄弟自然玩在一塊了。

1878 年 6 月，他們全家從俄亥俄州的代頓市搬到了依阿華州的錫德臘皮茲市，住在該市的亞當街。聖誕節萊特兄弟的爸爸給他們帶回了一個"蝴蝶「玩具，爸爸告訴他們，這是飛螺旋，能在空中高高地飛去。「鳥才能飛呢！它怎麼也會飛！」威爾伯有點懷疑，爸爸當場做了表演。

只見他先把上面的橡皮筋扭好，一鬆手，它就發出嗚嗚的聲音，向空中高高地飛去。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。於是，弟兄倆便把它拆開了，想從中探索一下，它為何能飛上天去。

從這以後，在他們的幼小心靈里，就萌發了將來一定製造出一種能飛上高高藍天的東西。這個願望一直影響著他們。為了改善家庭設施和環境，威爾伯和奧維爾一次又一次地努力著。兄弟倆先埋頭畫好圖樣，又四處尋找修繕房屋的材料，並承擔所有房子加工的車床活。他們不僅很快修建起一個舒適的前廊，並用花卉點綴走 廊的兩側，而且還重新裝修室內，改變房間的布置。

1884年他們全家從印第安納州的里士滿搬到了俄亥俄州。萊特兄弟都受到了良好教育，但都沒有得到文憑。奧維爾大學第三年（1889）就退學了，在哥哥的幫助下干起了印刷生意。維爾伯任編輯而奧維爾則是一部周刊West Side News（幾個月後成了Evening Item晚報）的出版商。

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。他們對飛行的興趣隨著年齡的增長與日俱增。「簡單地說，就是我們幸運地生活在這樣一個家庭環境里。在家裡， 大人們總是熱情鼓勵孩子們去追求知識，去調查研究一切奇特的現象。 換了另一個家庭環境，我們的好奇心也許早在它結出果實以前就被扼殺 了。」萊特兄弟高中畢業後辦起了「代頓周報」。聰明的他們把報紙辦得紅紅火火，但他們朝思暮想的還是機械。

1894年，他們把報紙典當給一家通訊社，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。萊特兄弟完成了所有理論研究就開始動手實踐，他們的自行車店員Charlie Taylor成為了小組的重要一員，三人共同合作建造了第一架飛機引擎。

萊特兄弟不僅努力掌握前人的研究成果，而且十分注意直接向活生生的飛行物——鳥類學習。他們常常仰面朝天躺在地上，一連幾個小時仔細觀察鷹在空中的飛行，研究和思索它們起飛、升降和盤旋的機理。當年他們提出的許多新穎想法，都在以後的航空工業中得到了應用。

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。

兩顆智慧的大腦密切配合，相得益彰，正如威爾伯所說：「奧維爾和我一起生活，共同工作，而且簡直是共同思維，就和一個人一樣。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。

維爾伯·萊特用一張水平放置的紙演示了這個問題：如果讓它自由落下，在理想的平靜空氣當中，我們可以想像它一定是平穩落下，但理想條件是很罕見的，任何一點氣流都會使得紙張翻轉和飄盪。對於飛機來說，完全理想的空氣條件下，要實現上天並不難，但是天空中總是存在風，這就使得實現飛機飛行的關鍵，在於如何調節飛機前後左右各個方向的受力平衡，特別是飛機的重心和升力受力點之間的關系。

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。

萊特兄弟在公眾面前的形象始終是一體的，他們共享發明成果和榮譽。細心的傳記作者James Tobin發現威爾伯1899－1900年寫的「我的」機器和「我的」計劃之後全部由第一人稱單數改成了復數的「我們」和「我們的」，他說「很難想像奧維爾這么聰明出眾的人是以何種力量成功的，從俄亥俄州一個小店到和資本家、總統們商議，奧維爾做到了，他從始至終都是位領導者。」

1900年10月的一個傍晚，威爾伯·萊特趴在易碎的滑翔機骨架上，迎著海風飄了起來，他成功了。雖然這只是幾秒鍾的飛行，只有1米多高，但萊特兄弟的成就超過了試圖靠移動身體重量操縱飛行的李林達爾。第二年，兄弟倆在上次製作的基礎上，經過多次改進，又製成了一架滑翔機。這年秋天，他們又來到基蒂霍克海邊，一試驗，飛行高度一下子達到180米之高。

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，修正了李林達爾的一些錯誤的飛行數據，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。

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。

(4)用發明機發明擴展閱讀

「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。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。

❺ 人類是怎樣發明飛機的

世界上最早發明飛機的美國飛機發明家萊特兄弟(Wright，Wilbur.1867-1912，Orville，1871—1948)的大名。兄威爾伯·菜特，生於米爾維爾，受過四年中等教育，曾獲奧伯林學院名譽博士學位，是美國航空俱樂部成員，1909年獲法國科學院金質獎章，弟奧維爾·萊特，生於代頓，受過中等教育，曾獲慕尼黑皇家技術學院、奧伯林學院、哈佛大學、耶魯大學等許多高等院校名譽博士學位，是全世界幾乎所有航空協會和俱樂部名譽成員，曾獲梅里特勛章、富蘭克林獎章等。 據科技史籍記載，萊特兄弟從小聰慧過人，勤奮好學，並懷有翱翔天空的遠大理想。特別是德國著名飛行家利利恩塔爾(Li-lienthal，Otto 1848-1896，著有《鳥飛翔是飛行技術基礎》等書)經過幾千次實驗完成了人類第一次滑翔飛行的事跡，給了年輕的萊特兄弟極大的鼓舞。為實現飛行天空的理想，萊特兄弟一方面刻苦學習航空理論，鑽研數學、空氣動力學；另一方面努力實踐，進行簡單小型風洞試驗和近千次飛行試驗，終於在1903年設計製成用內燃機做動力、木料做骨架、帆布做機翼的有人駕駛雙翼飛機。同年12月17日在基蒂霍克試飛成功。飛行時間雖不足一分鍾(59秒)，飛行距離只有259米，但在世界飛行史上卻留下了不可磨滅的光輝一頁。這次試飛成功之後，萊特兄弟繼續努力改進飛機的結構，不斷進行飛行試驗。1908年在法國巴黎上空的一次飛行表演中，創下了飛行時間2小時22分23秒的最新紀錄，奪得最早發明飛機的「桂冠」，被人們譽為「飛機之父」。 然而，近年來，萊特兄弟最早發明飛機的結論卻面臨著嚴峻的挑戰，有人提出要改寫最早發明飛機的歷史。這就是從事航空史研究的權威專家、美國前空軍飛行員威廉·歐道伊爾和他的助手們，他們曾先後對《紐約時報》、《泰晤士報》記者宣稱，在萊特兄弟的雙翼飛機騰空前兩年，有一位德裔美國人古斯塔夫·懷特海德已將他發明的蝶形原始飛機試飛成功。他那架單引擎蝶形飛機使用的燃料是乙炔(俗稱電石氣)。威廉·歐道伊爾和他的助手們還依據古斯塔夫·懷特海德的原設計飛機圖紙復制了一具同樣引擎和一架原始蝶形飛機，並進行試飛與公布。當時曾邀請史密斯博物館派A出專家前去參觀和鑒定，但遺憾的是，邀請遭到斷然拒絕。史密斯博物館館長還在《國際先驅論壇報》上撰文論述萊特兄弟是世界上最早飛機的發明者。 鑒於史密斯博物館館長及專家們仍堅持原來的看法，威廉·歐道伊爾和他的助手們展開了一場為懷特海德正名之戰。威廉·歐道伊爾帶領著他的助手專程到古斯塔夫·懷特海德的故鄉以及美國各地沿著懷特海德足跡進行廣泛調查，並搜集了大量文字記錄，其中大部分是在懷特海德舊居的頂樓上發現的。這些飛機設計原始藍圖及大量航空飛行資料，足以證明懷特海德才是真正的「飛機之父」。懷特海德曾長期專心研究飛行原理、設計製造蝶形飛機並取得卓越成果，1901年8月14日在他家附近的空地上，他駕駛蝶形飛機升空離地面1米，飛行了800米，雖然升高飛行才1米，飛行距離僅800米，但它畢竟是人類航空史上「破天荒」的創舉。所以當時康涅狄格州的《橋港星期日先驅報》記者還曾特地詳細地報道過古斯塔夫·懷特海德設計、製造蝶形飛機試飛成功的經過並刊登了蝶形飛機草圖。這份一百多年前的珍貴報紙雖然顏色已變黃了，但它是重要的歷史與物證之一。 據國外傳媒披露，威廉·歐道伊爾和他的助手們已將古斯塔夫·懷特海德最早發明蝶形飛機的詳盡資料報請世界發明家協會審查與裁決，以期改變發明飛機的歷史，糾正謬誤，讓世界上第一位首創蝶形飛機的發明者古斯塔夫·懷特海德以當之無愧的最早飛機發明家身份，名列世界科技發明史冊，雄踞飛機發明家的榜首，讓萊特兄弟退居第二。究竟結果如何，尚待世界發明家協會通過調查研究做出權威結論。

❻ 飛機是怎麼發明出來的

一、飛機發明者爭議：

飛機是人類在20世紀所取得的最重大的科學技術成就之一，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。

關於世界上最早的飛機到底是由誰發明各國尚存在爭議，但較為普遍的觀點是由美國人萊特兄弟發明。

美國人認為飛機的發明者是美國人萊特兄弟（Wilbur Wright和Orville Wright），於1903年12月17日上午10點35分在美國試飛成功。

法國人認為世界最早的飛機是由法國人克雷芒·阿德爾（Clément Ader）發明，於1890年10月9日在法國試飛成功，部分人認為他發明了歷史上第一架飛機。

巴西人認為是巴西人阿爾貝托·桑托斯·杜蒙特（Alberto Santos-Dumont）發明了飛機，1906年10月12日桑托斯-杜蒙特的「14 bis」飛機成功地飛至60米高空是世界上第一次成功的動力飛行，之前的飛行並沒有達到真正意義上「飛」的標准。

據未經證實的報道，德國飛機製造業先驅古斯塔夫-韋斯科普夫於1901年成功試飛「禿鷲」飛行器，可以離開地面飛行2.5公里，古斯塔夫將比萊特兄弟研製飛機的時間早兩年。

二、飛機的誕生：

二十世紀最重大的發明之一，是飛機的誕生。人類自古以來就夢想著能像鳥一樣在太空中飛翔。而2000多年前中國人發明的風箏，雖然不能把人帶上天空，但它確實可以稱為飛機的鼻祖。

20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，就是萊特兄弟。在當時大多數人認為飛機依靠自身動力的飛行完全不可能，而萊特兄弟確不相信這種結論，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史上取得的巨大進步。

三、萊特兄弟與飛行者一號：

從1899年開始，萊特兄弟先後研製了三架滑翔機。頭兩架滑翔機滿意地解決了飛機的穩定和操縱問題。但由於完全使用了過去留下的機翼升力和阻力數據，因此這兩架滑翔機的飛行性能不高。於是他們決定自己進行實驗，以獲得盡可能准確的數據，用以指導飛機設計。這些實驗是利用自行車輪加裝實驗件旋轉進行的。爾後他們又自製了風洞進行精確實驗。1901年9月～1902年8月間，他們共進行了幾千次試驗，開展了大量有關機翼升力、阻力、翼型的試驗研究。

萊特兄弟認為，困擾航空先驅們的飛行難題有三點：機翼、發動機，以及如何控制飛機。而且如何解決控制飛機的問題尤為困難和重要。他們通過觀察，認為鳥類是通過改變翅膀後端羽毛角度來控制飛行方向變化的，但如何能達到上述效果兩兄弟卻全然不得要領。直至威爾伯在自行車店裡玩包裝紙盒時突發奇想的想出了「翹曲機翼」技術。

1904年1月～5月，萊特兄弟製造了新的飛機，性能有了很大提高。1905年又製造了「飛行者三號」。它在試驗中留空時間多次超過20分鍾，距離超過30千米。10月5日的試飛取得的最好成績是：飛行時間38分鍾飛行距離38.6千米。「飛行者三號」共飛行了50次，全面考察了飛機具有重復起降能力、傾斜飛行能力、轉彎和完全圓周飛行能力、8字飛行能力。能進行這些難度較大的機動飛行和有效操縱表明，這架飛機已具備實用性，因此被看作是第一架實用飛機。

四、影響：

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。在不到一天的時間里，就可以飛到地球的各個角落，這對於生活在20世紀以前的人類來說，可以說得上是一個奇跡。

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。如今，空中航線更是四通八達，人們隨時都會看見銀色的飛機，如同一隻大鳥，在蔚藍的天空中一掠而過。對於現代人來說，早晨還在北京，下午已毫無倦意地出現在千里之外的另一座城市，這已經是十分平常的事了。一隻只銀燕把不同地區的不同種族，不同膚色的人們緊密地聯系起來。通過不斷地交流，人們播種友誼，傳達信息，達到相互溝通，相互理解和相互促進，共同推進人類的文明。

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。那些不宜長時間運輸的牲畜和難以長期保存的美味食品，也可以乘坐飛機而跨越五湖四海，給世界各地的人們共賞共享。當年連貴妃娘娘都不易品嘗的嶺南荔枝，如今也出現在尋常百姓的家中了。

在人類向地球深處進軍時，飛機也被廣泛應用於地質勘探。人們使用裝備了照相機或者一種稱為肖蘭系統的電子設備的飛機，可以迅速而准確地對廣大地區，包括險峻而難以到達的地方進行測繪。把空中拍攝的照片一張張拼接起來，就可以繪制極好的地形圖。這比古老的測繪方式要簡便易行得多。就連冰天雪地、人跡罕至，一度只是探險人員涉足的北極和南極，乘坐飛機也可以毫不困難地到達。

當然，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難，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。

❼ 機器的發明和使用最早出現於什麼行業

珍妮機的問世——工業革命的開始

在英國各個工業部門中，機器的最早採用，並不是在英國傳統的工業中，而是新興的工業部門棉紡織業中。這是因為棉紡織業作為一個年輕的工業部門，沒有舊傳統和行會的束縛，容易進行技術革新和開展競爭。同時，棉紡織品的價格比毛紡織品便宜，市場需求量大，為滿足市場不斷增長的需求，需要擴大生產規模以增加產量，所以對技術革新的要求比較迫切。

關於英國工業革命的發明成就，初中已有介紹，因此建議引導學生閱讀教材以及【歷史縱橫】，觀察圖片《飛梭》、《早期紡車》和《珍妮機》，結合表格《第一次工業革命期間紡織業的主要發明》，掌握棉紡織業的發明成就。

機器的發明和使用是第一次工業革命的第一階段。珍妮機的出現是棉紡織業第一項具有深遠影響的發明，使紡織效益提高了40倍以上。珍妮機的發明，一般認為是英國工業革命的開始。之後，有更多的機器被發明出來並得以應用，在冶金、採煤等其他行業，也出現發明和使用機器的高潮。

第二目「蒸汽時代」的來臨。本目介紹了工業革命的進程，尤其強調蒸汽機廣泛運用之後，運輸工具的改造，以及工廠制度的出現。

（1）蒸汽機的廣泛運用及現代工廠的出現

英國棉紡織業的巨大進步，是機械科學原理普遍運用的結果。在機械化裝置使用越來越多的情況下，動力成為制約機器生產進一步發展的嚴重問題。要發展工業，就必須有新的動力。瓦特經過多年的鑽研，廣泛汲取前人的研究成果，製成了性能可靠的蒸汽機，為英國的工業革命提供了強大的動力，並將其帶入一個新的發展階段。蒸汽機為機器大工業的發展解決了至關重要的動力問題，還為機器大工廠的建立開拓了極其廣闊的地理空間。此後，凡是有燃料（煤炭）的地方，就能興建工廠。英國的工廠可以開設在市場繁榮、交通發達之處，以便購買原料和銷售產品；它可以移近人口密集地帶，以便招募人員；許多工廠可以匯集在一起，進而形成工業城市。工業革命還創造了新的工業制度——工廠制度。在工廠中，由於成套的機器設備的使用，工人的任務被降到簡單操作的水平，婦女、兒童可以很快地掌握，於是他們作為廉價勞動力被工廠大量僱傭。

（2）交通運輸革命

進入19世紀後，隨著蒸汽機技術的不斷完善，它成為車輛、船舶等交通工具上通用便利的動力機器，促成了以鐵路建設為代表的交通運輸業的繁榮。1800年後，人們開始研究用蒸汽機作為牽引動力。1814年，英國人史蒂芬孫研製出的世界上第一台蒸汽機車試運行成功。1825年，英國建成世界上第一條鐵路，史蒂芬孫的火車頭拖著一長列客車和貨車前進，時速達25公里。此舉開拓了陸地交通運輸的新紀元，人類進入了所謂「鐵路時代」。鐵路運輸的優越性一經確認，英國迅速掀起一股鐵路建築的狂熱。1840年以後，歐洲大陸和美國也相繼開始了大力興建鐵路的時期。

人類水上交通技術的變革，同樣始自蒸汽機的使用。1807年，美國人富爾頓發明蒸汽汽船。他使用從英國進口的萬能蒸汽機，驅動客輪在哈得孫河航行，揭開了蒸汽輪船時代的序幕。1811年，英國人利用這項發明也很快造出了自己的汽船。這樣英國擔任遠洋航運的商船隊力量大大加強了。遠洋貨輪把英國的消費商品運銷到世界每個角落，又把英國所需要的各種工業原料、生活用品運回。交通運輸革命從根本上改變了地球上各地區彼此隔絕的狀態。它迅速地擴大了人類的活動范圍並加強各地之間的交往，為世界市場的形成提供了條件。火車出現以後，英國掀起修建鐵路的熱潮，不到三十年的時間就修建了近萬千米的鐵路，把各個城市都連接起來。

（2）電力的廣泛應用

第二次工業革命以電力的廣泛應用為顯著特點。早在1831年，英國科學家法拉第發現了電磁感應現象，提出了發電機的理論基礎。科學家們根據這一發現，從19世紀六七十年代起對電作了深入的探索和研究，出現了一系列電氣發明。1866年德國人西門子製成發電機。19世紀70年代，實際可用的發電機問世。這一時期，能把電能轉化為機械能的電動機也被發明出來，電力開始用於帶動機器，成為補充和取代蒸汽動力的新能源。隨後，電燈、電車、電鑽、電焊等電氣產品如雨後春筍般地涌現出來。但是，要把電力應用於生產，還必須解決遠距離輸送問題。1882年，法國人德普勒發現了遠距離送電的方法，美國科學家愛迪生建立了美國第一個火力發電站，把輸電線聯接成網路。電力是一種優良而價廉的新能源。它的廣泛應用，推動了電力工業和電器製造業等一系列新興工業的迅速發展。人類歷史從「蒸汽時代」跨入了「電氣時代」。

❽ 什麼是普通應用動力機的發明

瓦特的蒸汽機與紐可門蒸汽機相比，耗煤量減少了3/4，效率卻提高了6倍，其他各項性能均得到明顯改善。但由於它仍是一部「單向式」的蒸汽機（即只在活塞一端進汽，靠大氣壓力實現反向運動），所以它只能滿足礦山排水的需求，還無法作為一般動力機在工業各部門普遍應用。

此時的英國，正處於技術大變革的前夜，一場人類歷史上空前的工業革命正在這里拉開序幕。這場革命的開端是由紡織機的改進開始的。一批工匠出身的傑出發明家如凱依、哈格里沃斯、阿克萊特等人，相繼發明了飛梭、珍妮紡紗機、水力織布機等等，使英國紡織業的勞動生產率提高了幾十倍甚至上百倍。但是，就它們的動力來看，還主要是人力和水力，由於受生理極限、地理、季節等因素的限制，使動力問題成為制約勞動生產率進一步提高的「瓶頸」。

這樣一種社會環境促使許多人開始注意能否用蒸汽機為紡織業提供動力的問題。這當然也是瓦特完成了對蒸汽機的初步改進之後所關心的首要問題。事實上，瓦特在改進了單向式蒸汽機後並沒有停步，他又全身心地投入了新的研究試驗當中。經過十多年的努力，1782年瓦特終於發明了具有偉大歷史意義的「雙向式」蒸汽機。這種蒸汽機通過一個滑動閥的控制，在活塞的兩端輪流進汽、排汽，推動活塞作連續而均勻的往復運動。瓦特在1784年4月為「雙向式」蒸汽機填寫的說明書中，不再把它的蒸汽機看作是為特殊目的所進行的發明，而是把它看作是大工業可以普遍應用的動力機。

為了實現蒸汽機在工業上的普遍應用，還必須把活塞的往復直線運動轉變為旋轉運動。因此，瓦特同時又發明了曲柄連桿機構。這樣，活塞的往復運動，通過曲柄連桿就轉化成了主軸上的旋轉運動。「雙向式」蒸汽機和曲柄連桿機械的結合，使蒸汽機成為名副其實的「萬能發動機」，即可普遍適用於工業生產。這兩項發明成為瓦特對蒸汽機的第二大貢獻。

除此之外，瓦特還為使蒸汽機的功能達到完善化而作了大量的工作。例如，採用空氣泵來排除汽缸中殘存的空氣和水；使用塗油的襯墊來提高活塞的密封性能；在汽缸和汽缸外罩之間設置蒸汽夾套來防止散熱，以便保持汽缸的溫度；採用高於大汽壓的蒸汽，使它在汽缸中膨脹來作功，為大幅度提高蒸汽機的效率開辟了新的途徑；他還發明了示功器，可以將蒸汽的壓力與其體積的關系描繪成一個圖。此外，瓦特還有一項值得提及的重要發明，這就是離心式調速器。這是一種利用離心原理自動調節汽缸的進氣量，從而保證蒸汽機主輛轉速保持穩定的裝置。這種裝置的工作原理是：在一根能夠旋轉的垂直軸上系有兩個金屬球，用蒸汽使垂直軸旋轉。當垂直軸開始旋轉時，由於離心作用，金屬球就會上升。汽缸里蒸汽過多時，調節器的垂直軸的旋轉就加快，金屬球於是就上升得更高，從而使閥門部分閉合，進入汽缸里的蒸汽也隨之減少。蒸汽壓力小了，垂直軸的轉速也隨之減慢，於是金屬球在重力作用下開始下降，閥門又被打開，更多的蒸汽又進入汽缸。這樣，進入汽缸里的蒸汽量得到了調節，可以基本保持不變，蒸汽機有了不斷修正自己「錯誤」的「頭腦」。因此，它可以說是最早的「自動控制」裝置。它的意義也許並不限於裝置本身，更重要的是，它所體現出來的「自動控制」原理給後輩技術發明家以深刻啟迪。美國著名科普作家阿西莫夫據此認為，瓦特是「點燃兩次工業革命的導火線」的人，即他不但以蒸汽機的改進發明而推動了第一次工業革命，而且當代正在經歷的「自動化革命」也可追溯到他那裡。

眾所周知，早在遠古時期，人類的祖先就學會了利用機械能來獲得熱能——鑽木取火，這是人類向利用自然能邁出的第一步。第二步是其逆過程，即熱能轉化為機械能。蒸汽機的發明，特別是瓦特蒸汽機的發明標志著人類真正掌握了一種巨大的自然能源。這一步整整跨越了近百萬年。瓦特蒸汽機的發明，使人類獲得一種穩定可靠地把熱運動轉化為機械運動的機械裝置，找到了一種效率高、能力大且燃料來源容易的原動機。瓦特蒸汽機發明後，迅速在采礦、紡織、冶金、機器製造、磨坊等各種行業中被廣泛應用，大大提高了勞動生產率，促進了舊的工場手工業向機器大工業的迅速過渡，直接推動了18世紀的工業革命的深入開展。也由於瓦特蒸汽機的出現，才導致了火車、輪船的發明，使人類社會進入工業文明時代。因此，瓦特蒸汽機不但是科技史上有偉大意義的發明，而且是人類社會發展史上的一個重要里程碑。恩格斯對蒸汽機的發明曾給予高度評價：「蒸汽機是第一個真正國際性的發明，它使工場手工業時代遲慢的發展進程變成了生產中真正的狂飆時期」，「是社會領域中實現了巨大的解放性的變革。」