A. 飛機發明的故事
聖誕節這天,爸爸從外地趕回來,給小萊特兄弟帶回一份聖誕禮物。兄弟倆迫不及待地把禮盒打開,看到一個怪怪的玩具。他們拿在手上擺弄著,不知道怎麼玩。 這時爸爸過來給他們做展示,他把上面的橡皮筋扭緊,一鬆手,只見前面像風車一樣的東西轉了起來,隨著那個玩具就飛到了空中。
「啊,真是太有趣了,它能像鳥一樣在空中飛!」 從那以後,萊特兄弟就對飛行產生了興趣,並且一直在想:如果人能飛上天就好了! 長大後,他們開了一家自行車商店,一邊經營自行車一邊研究飛行的事。幾年下來,他們掌握了大量的有關航空方面的知識。然後就開始動手製作他們的飛機了。
他們先是伏在山坳里觀察老鷹是怎麼飛的,然後把它一步一步畫下來。按照老鷹飛翔的樣子,兄弟倆在1900年10月,終於製成了他們的第一架飛機。他們在飛機上繫上一根繩子,然後帶著這架飛機來到野外沒有樹木沒有房屋的空地上,像放風箏那樣放飛飛機。他們的飛機真的飛起來了,雖然只有一米多高,但是萊特兄弟很受鼓舞。接下來,萊特兄弟對飛機進行多次改進,慢慢地,他們的飛機能飛到離地100多米的高空中了。 但是這種飛機有個缺點,就是只有風天才能起飛,如果沒有風,它就飛不起來。而且它在空中飛時,只能像老鷹那樣滑翔,所以人們給這種飛機起了個名字叫滑翔機。
有一天,一輛汽車停在他們的自行車店前。司機說車的發動機壞了,向他們借工具用一下。看到汽車上的發動機,萊特兄弟一下來了靈感:如果把發動機裝在滑翔機上,是不是就不怕沒有風了呢?可是,滑翔機最多承受90公斤的重量,要是人太胖了都飛不起來,怎麼把190公斤重的發動機裝上去呢? 萊特兄弟又想出用了一個好辦法。他們找人幫忙,訂做了一個只有70公斤重的輕型發動機裝在飛機上,然後在飛機前裝了一個像風車一樣的螺旋槳。因為只有發動機帶動螺旋槳轉動,飛機才能飛起來。他們帶著這架飛機到海邊試飛,可是,不是發動機有毛病,就是螺旋獎有毛病,要不就是駕駛技術有問題。一直都不能成功。
三年過去了,飛機的事一點進展也沒有。 這天,萊特兄弟忽然在報紙上看到一條消息,說有個叫蘭萊的發明家,也發明了一架飛機,在試飛的時候墜入大海了。萊特兄弟立刻去進行調查,並仔細研究蘭萊飛機的部件,從中獲得了很多寶貴的經驗。他們又開始了自己新的試驗,這次他們在地面上安置兩根固定的木頭軌道,把飛機放在上面,弟弟維爾伯坐上去,發動飛機。飛機在軌道上滑行後,就嗖地一下升上天空了。
「啊,終於飛上天了,終於成功啦!」哥哥奧維爾對著天空揮手,大叫。話音還沒落,飛機突然墜落下來。 「到底什麼原因呢?」兄弟倆又開始思考起來。他們試著把軌道從斜坡上拿下來,放在平地上,再次試飛。這回飛機一下子飛到三米多高,而且能水平向前飛。飛機飛行了30米左右後,穩穩地落到地上。萊特兄弟別提有多高興了。
「我們成功了!我們成功了!」他們抱在一起,笑得眼淚都出來了。 萊特兄弟從收到爸爸的怪禮物到研製飛機成功總共用了26年,失敗了無數次,試飛的時候,萊特兄弟也多次摔傷。看來,任何事情都不是輕而易舉成功的呀。
當時, 連他們自己也沒有想到, 人類的千年夢幻, 將會在他們手中變為現實.
B. 飛機的發明原理
一,機翼的浮力:
01. 伯努力原理:流體中,流速加快時,壓力會減弱,反之,亦然.因此,流體中的物
體會往流速快的地方移動.
02. 機翼切面原理:
A. 圖1.中為一典型翼切面.上方距離較
長,下方距離短.空氣流線被翼切面分
成兩部分,兩方氣流於翼後方有相同速
率,故通過上側的空氣流速較快,空氣
壓力較小而形成一向上的升力.(欲觀 圖1.
察氣流通過機翼的情況可於「煙洞」中試驗.)
B. 通常氣體具有某種程度的黏性,即通過一物體時,會沿著物體表面切向的力量作 用
在物體上,與物體最接近的空氣流線速度為零,到後方的空氣的速度回到原有的速
度.這之間速度由零到原有速度的氣流稱邊界層流,邊界層流在後方與機翼表面分
離,分離的點稱分離點,氣流在分離點形成擾流(亂流)( ~^^^~~).
C. 與空氣接觸的方式:
以風箏為例,若版面垂直風向,則風箏只能
一直前進(如圖2-1),若與風向成一交角,便
會不斷上升.此風向與機翼的交角稱為攻角
(圖2-2中的α角).圖2-2中,A.為向上的力,
B.為前進的推力,C.為和風箏版面平行的摩
擦力(即阻力),A B的合力即為升力 (升力
和阻力為一對互相垂直的風力的分力).
飛機的飛行原理
3
在某一特定角度內,攻角越大,升力越大,升
力系數和攻角成線性關系(正比);超過此一特
定角度,升力急遽下降而阻力增加.此一特定
角度隨物體形狀不同而改變.此關系可由圖
3.中窺見,我以不考慮其他變因假設, ______
表面版,______表升力(即A B的合力),______
表兩互相垂直的升力分力之一(即A.力,由於 圖3.
兩分力互相垂直,即可以一三角形的部分
斜邊和高表示.),得角度在45度以內攻
角越大,升力越大.而45度角即可視為
此情況的特定角度.但另一方面,飛機的
攻角越大,其分離點也越往前移動,而擾
流的壓力相較於平順氣流(層流)的壓力
大,故角度大於一定角度時會產生升力急
遽下降,阻力上升的情況.也有一種說法
是因空氣和物體表面摩擦會有一阻力稱
表面摩擦阻力,擾流時的表面摩擦阻力 圖4.(摘自注2)
遠比層流時大,故形成上述升力下降阻力上升的狀況,此狀況稱為失速.我想以上機
翼失速原理多少和飛機下降的角度有關吧.圖4中Cl 表升力系數,圖中隨攻角的增
加,升力系數亦隨之增加(Cl=aα,a為升力線斜率),直到達到升力系數的最大值,升
力系數下降形成失速.
D. 以上機翼切面原理同時適用於旋翼機(例:直升機)的
旋翼和飛機的機翼上.
圖5.→
二,引擎的動力:
01. 航空器分為兩種,一種稱輕航空器,是利用比空氣輕的氣體飛行;另一種為重航空器,是
靠速度(也就是相對空速)飛行.
A. 一般如果不考慮其他因素,初速度只會
造成飛行距離增加,不會使停留在空氣
中的時間增加.如圖6.
B. 像紙飛機有翼,即有浮力,再加上相對
空氣的速度(伯努力原理),使得紙飛機
能在空中停留,但相對於升力產生的阻
力使得紙飛機的速度減慢,而終至升力 圖6.(模擬單位時間閃光攝影圖)
飛機的飛行原理
4
不足克服重力而下降,甚至墜落.
C. 因此,萊特兄弟在飛機上裝上引擎,提供飛機一個持續的速度以克服阻力,使人類能順
利完成飛行的夢想.
02. 引擎的原理:
A. 渦輪噴射引擎
圖7.(翻繪自「飛機.火箭」第91頁 噴射引擎的結構)
渦輪噴射引擎的核心可分為:壓縮段,燃燒室,渦輪.壓縮段由許多頁片所組成可將空氣
壓縮後送入後方,燃燒室有管子送入燃料與空氣混合燃燒,渦輪機同樣由許多頁片組成.
空氣從壓縮段吹入,壓縮機將氣體增溫增壓,送入後方燃燒室與燃料混合燃燒,高溫高壓
的氣體猛然向後方噴出,而形成一股壓力,產生向前的推力.同時高溫高壓的氣體吹向渦
輪機的頁片,渦輪機的轉動帶動前壓縮機的轉動.
使用噴射引擎的好處是可以達到很快的速度,甚至可以超音速,早期主要用在軍用機上.
B. 渦輪風扇引擎
圖8.(翻繪自「新知識212飛行世紀」第27頁渦輪風扇引擎示意圖)
渦輪噴射引擎雖然速度快,但對於低速的民航機,就顯得太耗油了.因此有人在渦輪噴射
引擎的前方加上風扇,和渦輪機相連,以渦輪機帶動風扇轉動.風扇轉動的同時,也把大飛機的飛行原理
5
量的空氣送入後方.這種引擎的動力主要是靠前方扇葉所產生的氣流,至於原理,我想應
該是風扇轉動大量吸入空氣而增加推力,另一方面大量吸入空氣也使前方空氣阻力減少而
前進.或許有點類似螺旋槳的原理,特殊形狀的頁面使前方空氣速較後方快,以致前方壓
力小而前進.這種引擎的好處是較不耗油,但相對的速度較慢,此外它可以在速度較慢的
情況下產生較大的推力.
參●結論:
自古以來,人類便不斷的嘗試飛上青天,夢想有朝一日能翱翔天際.從早期的飛船和熱氣
球,到現今的超音速飛機,甚至太空梭,人類飛行已經不再只是夢想,而星際旅遊也即將
到來.而正如古代預言家所言,今日的交通可說是「蜻蜓滿天飛,烏龜滿地爬」,縮短了
地域的距離,達到「天涯若比鄰」的境界.然而十五世紀達文西先生一直夢想的個人飛行
器,藉由近代直升機的發明而逐步實現.但是,我們仍無法像小鳥一般自由自在的飛翔.
這也正是我和朋友一直想去做的,也許那天,飛行也能成為一種休閑活動.雖然達文西先
生的翅膀沒有成功,但他精美的設計稿卻觸發許多科學家的想像,相信很快的,它將不再
只是夢想,我期待著那天的到來.
說實在的,找這些資料不算困難.但剛開始找到,怎麼看都看不懂,只好請求於人.好不
容易弄懂了,想通了,卻發現資料僅限於此,找不到更深入的資料了.畢竟有些觀念只有
專業書籍上才找得到.以後,我會往旋翼機方面去努力,希望有一天能實現個人飛行器的
夢想.
C. 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。
D. 關於飛機的發明歷程。
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,雖然不能把人帶上太空,但它確實可以稱為飛機的鼻祖。
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。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的歷史上取得的巨大成功。
vml" />
萊特兄弟
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。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。這個名字告訴人們,這種飛機裝有3副螺旋槳,2台發動機。這種飛機還裝有兩套飛行操縱機構,因此,兩名駕駛員都能操縱飛機而不必換座位。
1903年12月17日萊特兄弟駕駛他們製造的飛行器員進行首次持續的、
有動力的、可操縱的飛行。
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。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。這些儀表以靈敏度高、能測出離地30多米的高度表和顯示飛機轉彎角速度的轉彎側滑儀,此外還有指示空中航線的無線電波束,都是用來引導駕駛員通過模糊不清的大氣層時的手段。
飛行模擬器又稱飛行模擬器,它是一種可以在地面模仿飛機的飛行狀態。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。如今現在的飛機模擬器已經由計算機、模擬駕駛艙、運動系統、操縱負載系統和視景系統等組成。是現代航空科研、教學、試驗等不能缺少的技術設備。
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。駕駛員被拋出燃燒的機艙。但是,這架飛機卻引起人們很大關注。因為它使用的一台新型發動機。設計者就是飛機駕駛員本人,他是羅馬尼亞人,名叫亨利·科安達,畢業於法國高等技術學校。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。
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。音障的問題日益突出。前蘇、英、美、德、意等國大力開展了噴氣發動機的研究工作。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。
噴氣發動機研製出之後,科學家們就進一步讓飛機進行突破音障的飛行,經過10多年之後這項工作終於被美國人完成了。
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。X-1飛機裝有4台火箭發動機,總推力2700公斤,使用的燃料是危險的液氫和酒精。當B-29轟炸機把它從空中放下的時候,它的4台火箭發動機相繼點火,聲如雷鳴。當飛機發動機啟動1分28秒後,馬赫數達到10,飛機達到了音速。這時X-1飛機的燃料幾乎用盡,速度變得更快,達到馬赫數106,這時的高度是13000米。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。
飛機的發明,使人們在普遍受益的情況下又產生了新的不滿足。飛機起飛需要滑跑,需要修建相應的跑道和機場。這就帶來了諸多不便,於是有人開始探索可以進行垂直起落的飛行器,通稱直升機。
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。
世界上第一架使用型直升機
VS-300直升機誕生之後,影響巨大,尤其是從本世紀50年代開始,直升機的製造技術發展迅猛。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,此後就進入了噴氣渦輪軸時期。旋翼材料結構技術也經歷了幾個階段;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。
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。著名的有前蘇聯生產的安-22、伊爾-76;美國生產的C-141、C-5A、波音-747;法國的空中客車等。超音速運輸機有英法聯合研製的「協和」式和原蘇聯的圖-144。然而,超音速客機的發展並不樂觀。「協和」式飛機售價過高,影響效益,因而已於80年代停止生產。前蘇聯的圖-144也因為同樣的原因也在80年代停航。
第一架民航機
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。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,難道不是一個人間奇跡嗎?
A330-200空中客車
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。而在20世紀以前則是不可思議的。從此,險峻的高山、一望無際的大洋再不會讓人望而生畏。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。特別是超音速飛機誕生以後,空中運輸更加興旺。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,現在乘坐飛機也可以毫不困難地到達。
美國F/A攻擊機
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。
E. 飛機發明過程簡介
萊特兄弟是美國俄亥俄州人,父親是一個牧羊人,母親是一位音樂教師。還在幼年時代,威爾伯·萊特和奧維爾·萊特就受到托斯頓·維布 倫所說的「勞動天性」的影響。父親米爾頓·萊特常在這方面鼓勵他們, 而從不指責他們把身上僅有的一點兒零用錢花在買工具、材料上的癖好。他還敦促孩子們盡量多掙錢來彌補他們創造性勞動所需要的開銷。 他常對孩子說:「人們需要錢,是為了讓他不成為別人的負擔,有了這 些錢那就足夠了。」
萊特兄弟
萊特兄弟幾乎在懂事的時候就對機械產生了濃厚的興趣。成年後的 奧維爾每當向別人回憶自己童年生活時,講的幾乎都是與機械設計有關 的故事。他常常津津樂道地回憶起在他 5 歲生日那天,在一大堆生日禮 物中,他首先看中了一隻迴旋陀螺,盡管它支撐在刀形支承的刃口上, 但仍能夠保持自身的旋轉和平衡。
1896年,兩兄弟聽聞了德國航空先驅奧托·李林達爾(又譯奧托·李林塔爾)在一次滑翔飛行中不幸遇難的消息。按說,這條消息對那些夢想飛行的人是一個打擊,但熟悉機械裝置的萊特兄弟卻從中認定,人類進行動力飛行的基礎實際上已足夠成熟,李林達爾的問題在於他還沒有來得及發現操縱飛機的訣竅。對李林達爾的失敗進行了一番總結後,萊特兄弟滿懷激情地投入了對動力飛行的鑽研。
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。 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。例如李廉薩爾的機翼面積
維爾伯·萊特
為151平方英尺,皮歇爾的為165平方英尺,查盧特的為143平方英尺。這就使得飛機所能夠獲得的升力並不充裕,相比之下,駕駛員的重量就佔了升力的很大部分,那麼在這種受力情況下,駕駛員自身的位置變化將嚴重地影響飛機的重心,而當時一般的設計思路就是順勢利用這點,由駕駛員改變身體位置來控制飛機的飛行姿態。然而正是這樣一種思路嚴重製約了飛機操縱性能的提升,因此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。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!!!
1903年人類飛上天空
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。
http://ke..com/subview/5401/12099864.htm
F. 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。
G. 從事飛機製造和飛機維修哪個更有發展前景
製造,因為現在飛機不普及,缺口很大,是先有大量的需求,才有製造,製造出了大量的飛機,才有維修,所以你自己權衡下
H. 飛機的發明過程
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.
I. 飛機是如何發明的
早期的人類總認為要飛上天,就得像鳥兒那樣靠體力——「筋骨之力」,撲動雙翅。因此他們用鳥翎編成了一對大翅膀,綁在兩臂和兩肋之間,但不管這對翅膀編織得多麼精細,多麼逼真,試驗都以失敗而告終。
只有到了15世紀歐洲文藝復興時期,人類才開始意識到這上天的力量存在於知識之中、智慧之中。萊特兄弟(美國)的研究成功地說明了這一點。
萊特兄弟從小就喜歡小製作。有一次,父親買回了一個竹蜻蜓,這個玩具引起了他們濃厚的興趣:為什麼竹蜻蜓一轉便能飛上天呢?他們照著做了一個大的,但就是飛不起來,對於當時還不滿十歲的萊特兄弟,這是必然的結果。一是因為他們的力氣遠遠不足,而更主要的是,他們還不知道:要使兩倍重量的竹蜻蜓飛起來,得花8倍的力氣。竹蜻蜓固然沒飛起來,但他們幼小的心靈中,從此萌生了翱翔天空的理想。
隨著年齡的增長,理想化成了腳踏實地的實際行動。他們時常盯著天空中的飛鳥,觀察它們的起飛、降落,盤旋時又是如何控制平衡、速度和高度;他們還從飄飛的風箏那兒得到啟發。除了勇於實踐外,他們還努力學習數學、物理、機械等專業知識,閱讀所有可能收集到的飛行著作和資料,汲取前人的成敗的經驗和教訓。這一切都奠定了他們成功的基礎。
據說1899年的一天,哥哥威爾伯正在修理自行車輪胎,他從一隻盒子里拿出新內胎,正要隨手把盒子扔掉,忽然,閃過一個念頭,他又看了看這盒子,這時在他的腦子里,這只盒子已化作了機翼的模型。
在這以後的四年裡,他們給飛機安上了發動機、螺旋漿,改進了機翼。為了得到一個理想的機翼,他們曾經在五個星期內試驗了150種機翼模型。一遍遍的試驗,一次次的失敗,但也一步步地接近成功。1903年12月17日,他們的飛機試飛成功,人類歷史上第一架動力飛機終於誕生了。見證人是五位觀眾,其中一位還是小孩呢!
人類從此有了一對矯健的「翅膀」,可以像飛鳥一樣穿雲破霧,騰空萬里了,這是多麼令人欣喜的呀!也許正是這個原因,早期的飛機大多以飛鳥命名。如「海鷗」式、「隼」式滑翔機,第一次世界大戰中的「信天翁」式戰斗機等。萊特兄弟在1905年也曾製造過一架「飛鳥3型」動力飛機。但是,你是否想過人類的飛行與鳥類的飛行的區別呢?一位航空學者給了我們一個回答:「人類靠智慧之力飛行,而不是靠筋骨之力飛行。」