① 关于飞机的发明厉程
1903年12月17日,由美国奥维尔·莱特驾驶一架由兄弟俩自制的名叫“飞鸟”的飞机试飞成功,开辟了人类航空事业的新纪元。首次试飞离开地面飞行120英尺(36.58米),持续飞行12秒,实现了人类第一次持续的、有动力的、可操纵的载人飞行。莱特兄弟也因此成为得到世界各国承认的飞机发明人。但是莱特兄弟并非是第一个操纵重于空气的装置、有把握地飞离地面的人。
早在1857-1858年间,一位名叫费利克斯·迪唐普尔·德克鲁瓦的法国海军军官制造了一架精巧的单翼模型机,它可用本身的动力起飞。最初用发条推动,而后则用蒸气,可飞一段短距离,并能圆满着陆。十多年后,迪唐普尔又制成一架相似的全尺寸飞机,它装有上反角机翼、水平尾翼和方向舵,并装有一台热气发动机。大约在1874年,由一名年轻的法国水手驾驶,经过一段下坡滑跑后起飞,在空中飞过一段短的距离。这是有史料记载的第一次有动力载人飞机作这样的飞行。
早于莱特兄弟成功前21年,俄国海军军官莫查伊斯基,经过20年对飞鸟和风筝的潜心钻研,造成了一架飞机,装有两台英国制造的发动机。于1882年夏天由机械师高鲁别夫驾驶该机试飞成功。俄国人自称这是世界上第一架能飞的飞机。但世界各国不予以承认,说俄国人的飞机并不是依靠自己的动力飞起来的。也有的说俄国的飞机是借助山坡下滑的力量,才完成了短暂的跳跃飞行。
在整个飞行史上,法国的克莱芒·阿代尔是一位最有争议的人物。人们普遍承认,阿代尔是第一个驾驶有动力的飞机离开平地的人。但至今对阿代尔仍存在争议的焦点是,关于真正持续飞行和“连续跳跃飞行”两者之间的区别。
1890年10月9日,阿代尔驾驶一架叫“神风”的飞机,在靠近格雷茨的阿美因小山村进行了秘密试飞,由于属于军事保密的缘故,试飞的结果当时没有透露。据史料记载:阿代尔制造的飞机像一只蝙蝠,机翼可以折叠,翼展14米,翼面积28平方米,机长6.5米,装有一台14.7千瓦的蒸汽机,带动一幅4叶螺旋桨,发动机总重296千克。这架飞机最引人注目的特点是其发动机,后来的计算表明,发动机的重量/功率比仅为1:13,远远优于同时代的水平。法国政府在六七十年代还宣称阿代尔是首次完成飞机研制和试飞成功的人。但这架飞机是蒸汽动力的,因此也不能成为真正的飞机。
莱特兄弟仍然是世界公认的第一飞机发明人
1909年,冯如在美国制成了中国人的第一架飞机。
1912年,在日本学习的刘佐成回国后制成了中国本土上的第一架飞机。并利用南苑驻军操场修建了中国第一个机场。
② 超音速飞机是什么时候发明
20世纪40年代中期,飞机的动力装置从活塞式发动机向喷气式发动机发展,飞机结构设计得到重大改进。这些,使航空领域产生了一次重大的突破——飞机飞行速度超过音速。
③ 飞机是根据什么发明的
飞机是根据鸟类的飞行发明的。
飞机发明者莱特兄弟不仅努力掌握前人的研究成果,而且十分注意直接向活生生的飞行物——鸟类学习。莱特兄弟常常仰面朝天躺在地上,一连几个小时仔细观察鹰在空中的飞行,研究和思索它们起飞、升降和盘旋的机理。当年莱特兄弟提出的许多新颖想法,都在以后的航空工业中得到了应用。
1900年10月的一个傍晚,威尔伯·莱特趴在易碎的滑翔机骨架上,迎着海风飘了起来,他成功了。虽然这只是几秒钟的飞行,只有1米多高,但莱特兄弟的成就超过了试图靠移动身体重量操纵飞行的李林达尔。
第二年,兄弟俩在上次制作的基础上,经过多次改进,又制成了一架滑翔机。这年秋天,他们又来到基蒂霍克海边,一试验,飞行高度一下子达到180米之高。
奇迹发生在1903年12月17日,威尔伯在30千米的风速下,用59秒飞了260米。人们梦寐以求的载人空中持续动力飞行终于成功了!不幸的是,几分钟后,一阵突然刮来的狂风把“飞行者”1号掀翻了,飞机严重损坏,但它已经完成了历史使命。人类动力航空史就此拉开了帷幕。
(3)发明飞机速度扩展阅读:
飞机飞行原理:
飞机的机翼横截面一般前端圆钝、后端尖锐,上表面拱起、下表面较平。当等质量空气同时通过机翼上表面和下表面时,会在机翼上下方形成不同流速。空气通过机翼上表面时流速大,压强较小。
通过下表面时流速较小,压强大,因而此时飞机会有一个向上的合力,即向上的升力,由于升力的存在,使得飞机可以离开地面,在空中飞行。飞机飞行速度越快、机翼面积越大,所产生的升力就越大。
重力的方向与升力相反,它是受到地球引力影响而产生的一个向下的力,重力大小受飞机自身重量以及携带油料数量影响。拉力促使飞机在空中向前飞行,发动机功率大小决定拉力大小。
发动机输出功率越大,所产生的推力就越大,飞机飞行的速度就越快。飞机在空中飞行时会受到空气中大气分子阻碍,这个阻碍就形成了和拉力方向相反的阻力,限制飞机的飞行速度。
④ 谁发明飞机
莱特兄弟
1903年美国莱特兄弟设计制造的飞机进行了成功的飞行,这是世界上首次实现重于空气航空器的有动力、可操纵飞行。第一次世界大战中,飞机已用于作战,当时飞机的速度已达180~220千米/时,升限6000~7000米,航程400~450千米,轰炸机载弹量1000~2000千克。在第二次世界大战中,飞机的速度达到750千米/时,轰炸机载弹量可达10吨左右。
20世纪40年代中期以后,发动机由活塞式发展到喷气式,飞机的飞行性能显著提高。80年代飞机的升限已超过30000米,最大速度超过3倍音速,航程超过20000千米,最大载重量超过100吨。
发展趋势
进一步提高飞机速度(有的国家正考虑研制高超音速喷气式飞机)和超音速飞行性能,提高飞机的使用性能和安全性,改善维护保障性能和提高经济性(特别是降低全寿命费用)是未来的发展方向。跨大气层飞行器的研制也是一个值得注意的动向。
飞机的发明者莱特兄弟
1877年冬天,一场大雪降在美国的代顿地区,城郊的山冈上到处是白茫茫一片。一群孩子来到堆着厚厚白雪的山坡上,乘着自制的爬犁飞快地向下滑去。山坡上顿时响起阵阵笑声。
在他们旁边,有两个男孩静静地站着,眼睁睁地看着欢快的爬犁从上而下划过。大一点的男孩叹道:“嗨!要是我们也有一架爬犁该多好啊!”
另一个孩子撅着嘴说道:“谁叫我们爸爸总不在家呢!”他灵机一动,又接着说道:“哥哥,我们自己动手做吧!”被称做哥哥的男孩一听,顿时笑了起来,愉快地说道:
“对呀!我们自己也可以做。走,奥维尔,我们回去!”于是,两个孩子一蹦一跳地跑下山坡,向家里飞快地跑去。
这弟兄两个就是莱特兄弟,大的叫威尔伯,小的便是奥维尔。他们从小就喜欢摆弄一些玩意,经常在一起做各种各样的游戏。他们的爷爷是个制作车轮的工匠,屋里有各种各样的工具,弟兄两个把那里当作他们的乐园,经常跑去看爷爷干活。时间一长,他们就模仿着制作一些小玩具。因此,弟兄两个决定,这次要做架爬犁,拉到山坡上与同伴们比赛。当天晚上,弟兄俩就把这种想法告诉了妈妈。妈妈一听,非常高兴地说道:“好,咱们共同来做吧!”
于是,弟兄俩个跑到爷爷的工作房里,找到很多木条和工具,不假思索就干了起来。
“不行”妈妈阻止他们说,“干什么事情得有个计划,我们首先得画一个图样,然后才做!”
弟兄俩个明白了这个道理,就同妈妈一起设计图样。妈妈首先量了兄弟俩身体的尺寸,然后画出一个很矮的爬犁。“妈妈,别人家的爬犁很高,为啥你画的爬犁这么矮?这能行吗?”弟弟奥维尔不解他问。
“孩子,要想叫爬犁跑得快,就得制成矮矮的,这样可以减少风的阻力,速度也就会快多了。”妈妈温和地解释道。弟兄俩个这才明白,干任何事情都不应莽撞,应首先弄懂道理。
过了一天,莱特兄弟的矮爬犁做成了。弟兄俩把它推到小山冈上,刚放在山坡上,就跑来了一个男孩。
“快来看呀,莱特兄弟扛了一个怪物!”这个男孩大惊小怪地叫道。
不一会儿,孩子们都围了上来,指手划脚地议论着这个怪模怪样的东西。莱特兄弟不以为然,勇敢地说道:“谁和我们比赛!”
先前跑过来的男孩连忙叫道:“我来!我来与他们比赛!”说完,就把自己爬犁拉了过来。
比赛结果,当然是莱特兄弟获胜,孩子们再也不嘲弄这个爬犁,反而围起来左瞧右看,似乎想从中找到什么。
莱特兄弟非常高兴,带着胜利的喜悦回家去了。
圣诞节到了,爸爸也从外地回来。圣诞节早晨,爸爸把礼物送给了他们,兄弟俩急不可耐地打开一看,是一个不知名的玩具,样子好怪好怪的。
爸爸告诉他们,这是飞螺旋,能在空中高高地飞去。“鸟才能飞呢!它怎么也会飞!”威尔伯有点怀疑。
爸爸笑了一笑,当场做了表演。只见他先把上面的橡皮筋扭好,一松手,它就发出呜呜的声音,向空中高高地飞去。兄弟这才相信,除了鸟、蝴蝶之外,人工制造的东西,也可以飞上天。于是,弟兄俩便把它拆开了,想从中探索一下,它为何能飞上天去。
从这以后,在他们的幼小心灵里,就萌发了将来一定制造出一种能飞上高高蓝天的东西。这个愿望一直影响着他们。1896年,莱特兄弟在报纸看到一条消息:德国的李林塔尔因驾驶滑翔机失事身亡。这个消息对他们震动很大,弟兄俩决定研究空中飞行。
这时候,莱特兄弟开着一家自行车商店。他们一边干活挣钱,一边研究飞行的资料。三年后,他们掌握了大量有关航空方面的知识决定仿制一架滑翔机。
他们首先观察老鹰在空中飞行的动作,然后一张又一张地画下来,之后才着手设计滑翔机。1900年10月,莱特兄弟终于制成了他们第一架滑翔机,并把它带到离代顿很远的吉蒂霍克海边,这里十分偏僻,周围既没有树木也没有民房,而且这里风力很大,非常适宜放飞滑翔机。
兄弟俩用了一个星期的时间,把滑翔机装好,先把它系上绳索,像风筝那样放飞,结果成功了。然后由威尔伯坐上去进行试验,虽然飞了起来,但只有1米多高。
第二年,兄弟俩在上次制作的基础上,经过多次改进,又制成了一架滑翔机。这年秋天,他们又来到吉蒂霍克海边,一试验,飞行高度一下子达到180米之高。
弟兄俩非常高兴,但并不满足。他们想能否制造一种不用风力也能飞行的机器?
兄弟俩反复思考,把有关飞行的资料集中起来,反复研究,始终想不到用什么动力,把宠大的滑翔机和人运到空中。有一天,车行门前停了一辆汽车,司机向他们借一把工具用用。来修理一下汽车的发动机。弟兄俩灵机一动,能不能用汽车的发动机来推动飞行。
从这以后,弟兄俩围绕发动机动开了脑筋。他们首先测出滑翔机的最大运载能力是90公斤,于是,他们向工厂订制一个不超过90公斤的发动机。但当时最轻的发动机是190公斤,工厂无法制出这么轻的发动机。
后来,一名制造发动机的工程师知道了这件事情,答应帮助莱特兄弟。过了一段时间,这位工程师果然造出一部12马力、重量只有70公斤的汽油发动机。
弟兄俩非常高兴,很快便着手研究怎样利用发动机来推动滑翔机飞行。经过无数次的试验,他们终于把发动机安装在滑翔机上,不过是在滑翔机上安上螺旋桨,由发动机来推动螺旋桨旋转,带动滑翔机飞行。
1903年9月,莱特兄弟带着他们装有发动机的飞行再次来到吉蒂霍克海边试飞。虽然这次试飞失败了,但他们从中吸取了很多经验。过后不久,他们又连续试飞多次,不是因为螺旋桨的故障,就是发动机出了毛病,或是驾驶技术的问题。
莱特兄弟毫不气馁,仍然坚持试飞。就在这时,一位名叫兰莱的发明家,受美国政府的委托,制造了一架带有汽油发动机的飞机,在试飞中坠入大海。
莱特兄弟得知这个消息,便前去调查,并从兰莱的失败中吸取了教训,获得了很多经验,他们对飞机的每一部件作了严格的检查,制定了严格的操作规定,于1903年12月14日,又来到吉蒂霍克,进行试飞试验。
这天下午,兄弟俩先在地面上安置两根固定在木头上的铁轨,并有一定的斜度,好让飞机方便地滑行。接着,就把他们制造的飞机,放在铁轨上面。
最后是由谁先飞的问题,兄弟俩争执不下,只好用抛硬币的方法,由威尔伯先飞。
威尔伯上机后,伏卧在飞机正中,一会儿便发动飞机,发动机传出轰鸣的声音,螺旋桨也慢慢地转了起来。
飞机在斜坡上刚滑行3米,就挣脱了结在后面的铁丝,呼啸着升到空中。
“飞起来啦!”奥维尔兴奋地叫道。
话音未落,飞机突然减慢速度,很快掉落在地上。整个飞行时间不到4分钟。
奥维尔赶忙跑上前去。威伯尔已从堕落的飞机里跳了出来,兄弟俩赶紧观察飞机,飞机也未受损。
“是什么问题呢?”兄弟俩左思右想,逐一检查。发动机没毛病,螺旋桨转动很好,技术操作也完全正确。……“哥哥,我知道原因了!”奥维尔满面笑容地说道:“咱们是利用斜坡滑行的,距离只有3米飞机就起飞了。而这时螺旋桨的转动还没有达到高速,所以一会儿就栽了下来。”“对呀!”威尔伯点头称是,接着说道:“咱们不能利用斜坡滑行起飞,而要靠螺旋桨的力量飞上去。这样吧,把铁轨装在平整的地方再试验一下。”
他们连续工作了三天,把铁轨又重新安置在一片平坦的地面上。
1903年12月17日上午10点钟,天空低云密布,寒风刺骨。被兄弟俩邀来观看飞行的农民冻得直打寒颤,一再催促兄弟俩快点飞行。
这次由奥维尔试飞,只见他爬上飞机,伏卧在驾驶位上。一会儿,发动机开始轰鸣,螺旋桨也开始转动。
突然,飞机滑动起来,一下子升到3米多高,随即水平地向前飞去。
“飞起来啦!飞起来啦!”几个农民高兴地呼唤起来,并且随着威尔伯,在飞机后面追赶着。
飞机飞行了30米后,稳稳地着陆了。威尔伯冲上前去,激动地扑到刚从飞机里爬出来的弟弟身上,热泪盈眶地喊道:“我们成功了!我们成功了!”
45分钟后,威尔伯又飞了一次,飞行距离达到52米,又过了一段时间,奥维尔又一次飞行,这次飞行了59秒,距离达到255米。
这是人类历史上第一次驾驶飞机飞行成功,莱特兄弟把这个消息告诉报社,可报社不相信有这种事,拒不发布消息。莱特兄弟并不在乎。继续改进他们的飞机。不久,兄弟俩又制造出能乘坐两个人的飞机,并且,在空中飞了一个多小时。
消息传开后,人们奔走相告,美国政府非常重视,决定让莱特做一次试飞表演。
1908年9月10日这天,天气异常晴朗,飞机飞行的场地上围满了观看的人们。人家兴致勃勃,等待着莱特兄弟的飞行。
10点左右,弟弟奥维尔驾驶着他们的飞机,在一片欢呼声中,自由自在地飞向天空,两支长长的机翼从空中划过,恰似一只展翅飞翔的雄鹰。
人们再也抑制不住他们的激动心情,昂首天空,呼唤着莱特兄弟的名字,多少人的梦想终于变为现实。
飞机在76米的高度飞行了1小时14分,并且运载了一名勇敢的乘客。当它着陆之后,人们从四面八方围了起来。过后不久,莱特兄弟在政府的支持下,创办了一家飞行公司,同时开办了飞行学校,从这以后,飞机成了人们又一项先进的运输工具。
⑤ 谁发明的飞机
飞机是人类在20世纪所取得的最重大的科学技术成就之一,有人将它与电视和回电脑并列答为20世纪对人类影响最大的三大发明,关于世界上最早的飞机到底是由谁发明的各国上存在争议:
法国人认为世界最早的飞机是由法国人克雷芒·阿德尔
(Clément
Ader)发明,于1890年10月9日在法国试飞成功,部份人认为他发明了历史上第一架飞机。
美国人认为飞机的发明者是美国人莱特兄弟(Wilbur
Wright和Orville
Wright),于1903年12月17日在美国试飞成功。
巴西人认为是巴西人阿尔贝托·桑托斯·杜蒙特(Alberto
Santos-Dumont)发明了飞机,1906年10月12日桑托斯-杜蒙特的“14
bis”飞机成功地飞至60米高空是世界上第一次成功的动力飞行,之前的飞行并没有达到真正意义上“飞”的标准。
一般普遍认为是由美国人莱特兄弟发明了飞机,而有部份人认为是由克雷芒·阿德尔或阿尔贝托·桑托斯·杜蒙特所发明。
⑥ 飞机是怎样发明的
飞机的发明者是美国著名的发明家莱特兄弟。
莱特兄弟从小就对机械有着天生的爱好,从小就喜欢拆拆弄弄。有一天,他们的爸爸带回一个飞螺旋玩具,并告诉他们,它能在空中高高飞翔。兄弟这才相信,除了鸟、蝴蝶之外,人工制造的东西,也可以飞上天。长大后,兄弟俩开始了他们的机械航空实验,并观察鸟类,开始飞行器的研制。
1903年12月17日,莱特兄弟首次试飞了完全受控、依靠自身动力、机身比空气重、持续滞空不落地的飞机,即世界上第一架飞机“飞行者一号”。他们的伟大发明改变了人类的交通、经济、生产和日常生活,同时也改变了军事史。
飞机飞行原理
飞机的机翼横截面一般前端圆钝、后端尖锐,上表面拱起、下表面较平。当等质量空气同时通过机翼上表面和下表面时,会在机翼上下方形成不同流速。
空气通过机翼上表面时流速大,压强较小;通过下表面时流速较小,压强大,因而此时飞机会有一个向上的合力,即向上的升力,由于升力的存在,使得飞机可以离开地面,在空中飞行。飞机飞行速度越快、机翼面积越大,所产生的升力就越大。
⑦ 飞机的发明历史
飞机是人类在20世纪所取得的最重大的科学技术成就之一,有人将它与电视和电脑并列为20世纪对人类影响最大的三大发明,关于世界上最早的飞机到底是由谁发明,各家有不同说法:
法国人认为世界最早的飞机是由法国人克雷芒·阿德尔(Clément Ader)发明,于1890年10月9日在法国试飞成功,部分人认为他发明了历史上第一架飞机。
美国人认为飞机的发明者是美国人莱特兄弟(Wilbur Wright和Orville Wright),于1903年12月17日上午10点35分在美国试飞成功。
巴西人认为是巴西人阿尔贝托·桑托斯·杜蒙特(Alberto Santos-Dumont)发明了飞机,1906年10月12日桑托斯-杜蒙特的“14 bis”飞机成功地飞至60米高空是世界上第一次成功的动力飞行,之前的飞行并没有达到真正意义上“飞”的标准。
一般普遍认为是由美国人莱特兄弟发明了飞机,而有部分人认为是由克雷芒·阿德尔或阿尔贝托·桑托斯·杜蒙特所发明。 1903年美国莱特兄弟设计制造的飞机进行了成功的飞行,这是世界上首次实现重于空气的航空器的有动力、可操纵的飞行。第一次世界大战中,飞机已用于作战,当时飞机的速度已达180~220千米/时,升限6000~7000米,航程400~450千米,轰炸机载弹量1000~2000千克。在第二次世界大战中,飞机的速度达到750千米/时,轰炸机载弹量可达10吨左右。20世纪40年代中期以后,发动机由活塞式发展到喷气式,飞机的飞行性能显著提高;80年代飞机的升限已超过30000米,最大速度超过3倍音速,航程超过20000千米,最大载重量超过100吨。
德国飞机制造业先驱古斯塔夫-韦斯科普夫于1901年成功试飞“秃鹫”飞行器,可以离开地面飞行2.5公里,如果该报道是真实的,古斯塔夫将比莱特兄弟研制飞机的时间早两年。
1903年莱特兄弟研制世界第一架飞机成功试飞,因此闻名于世,然而最新一项研究表明,莱特兄弟并非发明飞机第一人,早在莱特兄弟公开其发明两年前,一位德国发明家就研制一种飞行器,距离地面15米飞行2.5公里距离 。
《简氏世界飞机》报道称,德国飞机制造业先驱古斯塔夫·韦斯科普夫(Gustav Weisskopf)于1901年成功建造并试飞“秃鹫飞机”。据称,古斯塔夫移居至美国,并改名为莱特海德,他可能是世界上第一位成功建造飞机的发明家。
在航空专家约翰·布朗(John Brown)的帮助下,成功研制了一款叫做“秃鹫”的飞行器,他于19世纪90年代从德国巴伐利亚州移居到美国,他设计一款“路面行驶飞行器”,体积很小完全可以停放在车库中。古斯塔夫设想这款飞行机能够驱动汽车在原野上行驶,或者折叠侧翼,将汽车变成一架飞机。
之后他建造的“秃鹰飞行器”(也被称为“21号”),其设计基于之前的飞行汽车模型。这款飞行器可装配两个发动器,一个20马力发动机可用于汽车飞行,另一个10马力发动机用于驱动汽车路面行驶。
之后飞行员可以在发动机之间进行选择,当飞行发动机开启时,将为飞行器两个螺旋桨提供动力。据《布里奇波特先驱报》报道,古斯塔夫于1901年8月驾驶“秃鹫”飞行器在美国康涅狄格州郊外进行了测试,能够展开翅膀,实现两次演示飞行。在第二次飞行中,“秃鹫”距离地面15米,持续飞行了2.5公里。之后古斯塔夫再次更新了飞行器设计,并命名为“22号”,于1902年1月22日进行了一次演示飞行,当时有17位目击者。如果报道是真实的,那么古斯塔夫当之无愧地成为“世界第一位飞机制造者”,比莱特兄弟制造飞机早两年时间。 二十世纪最重大的发明之一,是飞机的诞生。人类自古以来就梦想着能像鸟一样在太空中飞翔。而2000多年前中国人发明的风筝,虽然不能把人带上天空,但它确实可以称为飞机的鼻祖。
20世纪初在美国有一对兄弟他们在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献,就是莱特兄弟。在当时大多数人认为飞机依靠自身动力的飞行完全不可能,而莱特兄弟确不相信这种结论,从1900年至1902年他们兄弟进行1000多次滑翔试飞,终于在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号,并且获得试飞成功。他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。同年,他们创办了“莱特飞机公司”。这是人类在飞机发展史上取得的巨大进步。
1927年至1932年中,座舱仪表和领航设备的研制取得进展,陀螺技术应用到飞行仪表上。这个装在万向支架上的旋转飞轮能够在空间保持定向,于是成为引导驾驶员能在黑暗中、雨雪天中飞行的各种导航仪表的基础。这时飞机中就出现了人工地平仪,它能向飞行员指示飞机所处的飞行高度;陀螺磁罗盘指示器,在罗盘上刻有度数;地磁感应罗盘,它不受飞机上常常带有的大量铁质东西的影响,也不受振动和地球磁场的影响。这些仪表以灵敏度高、能测出离地30多米的高度表和显示飞机转弯角速度的转弯侧滑仪,此外还有指示空中航线的无线电波束,都是用来引导驾驶员通过模糊不清的大气层时的手段。
飞行仿真器又称飞行模拟器,它是一种可以在地面模仿飞机的飞行状态。1930年,美国人埃德温·林克发明了第一个飞行仿真器,并且以自己名字命名为“林克练习器”,尽管它存在着技术上的缺陷,但是,它已经体现了不使用真实飞机就能安全、经济地反复进行紧急状态动作训练的优点。如今飞机模拟器已经由计算机、模拟驾驶舱、运动系统、操纵负载系统和视景系统等组成。是现代航空科研、教学、试验等不能缺少的技术设备。
1910年12月10日,在法国巴黎展览会上,有一架飞机在表演时坠毁。驾驶员被抛出燃烧的机舱。但这架飞机却引起人们很大关注。因为它使用的一台新型发动机。设计者就是飞机驾驶员本人,他是罗马尼亚人,名叫亨利·科达,毕业于法国高等技术学校。他设计的发动机是用一台50马力的发动机使风扇向后推动空气,同时增设一个加力燃烧室,以此来增大反推力。这就是最早的喷气发动机。
20世纪30年代后期,活塞驱动的螺旋桨飞机的最大平飞时速已达到700公里,俯冲时已接近音速。音障的问题日益突出。前苏、英、美、德、意等国大力开展了喷气发动机的研究工作。德国设计师,奥安在新型发动机研制上最早取得成功。1934年奥安获得离心型涡轮喷气发动机专利。1939年8月27日奥安使用他的发动机制成He-178喷气式飞机。
1942年7月,德国23岁的奥海因经过千辛万苦的努力,制造出了第一架喷气式飞机,Me-262,同年7月18日试飞。因喷气式飞机比螺旋桨式飞机要快160km/h,得到德国政府的同意开始投入空战,1944年8月德军用37架喷气式飞机击落了18架美国的螺旋桨飞机,在同盟军中引起了震惊。
喷气发动机研制出之后,科学家们就进一步让飞机进行突破音障的飞行,经过10多年之后这项工作终于被美国人完成了。
1947年10月14日在美国加利福尼亚州的桑格菲尔地区,贝尔公司试飞能冲破音障的飞机。上午10时一架巨大的B-29轰炸机,在机舱下悬挂着一驾造型奇特的小飞机起飞了。这架小飞机命名为X-1火箭飞机。X-1飞机装有4台火箭发动机,总推力2700公斤,使用的燃料是危险的液氢和酒精。当B-29轰炸机把它从空中放下的时候,它的4台火箭发动机相继点火。当飞机发动机启动1分28秒后,马赫数达到1,飞机达到了音速。这时X-1飞机的燃料几乎用尽,速度变得更快,达到马赫数1?06,这时的高度是13000米。尽管试飞成功,但由于X-1飞机不是靠自身的动力起飞升空,这个纪录没有被承认。 飞机的发明,使人们在普遍受益的情况下又产生了新的不满足。飞机起飞需要滑跑,需要修建相应的跑道和机场。这就带来了诸多不便,于是有人开始探索可以进行垂直起落的飞行器,通称直升机。
1939年9月14日世界上第一架实用型直升机诞生,它是美国工程师西科斯基研制成功的VS-300直升机。西科斯基原籍俄国,1930年移居美国,他制造的VS-300直升机,有1副主旋翼和3副尾桨,后来经过多次试飞,将3副尾桨变成1副,这架实用型直升机从而成为现代直升机的鼻祖。
VS-300直升机诞生之后,影响巨大,尤其是从本世纪50年代开始,直升机的制造技术发展迅猛。50年代中期以前,直升机的动力装置处在活塞式发动机时期,此后就进入了喷气涡轮轴时期。旋翼材料结构技术也经历了几个阶段;40年代至50年代为金属木翼混合结构,50年代中期至60年代中期为金属结构,60年代中期至70年代中期为玻璃纤维结构,70年代中期以后发展成为新型复合材料结构。
本世纪20年代飞机开始载运乘客,第二次世界大战结束初期美国开始把大量的运输机改装成为客机。60年代以来,世界上出现了一些大型运输机和超音速运输机,逐渐推广使用涡轮风扇发动机。著名的有前苏联生产的安-22、伊尔-76;美国生产的C-141、C-5A、波音-747;法国的空中客车等。超音速运输机有英法联合研制的“协和”式和原苏联的图-144。然而,超音速客机的发展并不乐观。“协和”式飞机售价过高,且噪音污染大,影响效益,因而已于80年代停止生产。前苏联的图-144也因为同样的原因也在80年代停航。 自从飞机发明以后,飞机日益成为现代文明不可缺少的运载工具。它深刻的改变和影响着人们的生活。由于发明了飞机,人类环球旅行的时间大大缩短了。世界上第一次环球旅行是16世纪完成的。当时,葡萄牙人麦哲伦率领一支船队从西班牙出发,足足用了3年时间,才穿越大西洋、太平洋,环绕地球一周,回到西班牙。19世纪末,一个法国人乘火车环球旅行一周,也花费了43天的时间。飞机发明以后,人们在1949年又进行了一次环球旅行。一架B—50型轰炸机,经过4次漂亮的空中加油,仅仅用了94个小时,便绕地球一周,飞行37700公里。强中更有强中手。超音速飞机问世以后,人们飞得更高更快。1979年,英国人普斯贝特只用14个小时零6分钟,就飞行36900公里,环绕地球一周。在不到一天的时间里,就可以飞到地球的各个角落,这对于生活在20世纪以前的人类来说,难道不是一个人间奇迹吗?
错综复杂的空中航线把世界各国连接起来,为人们提供了既方便又迅速的客运。早在本世纪20年代,航空运输就开设了定期航班,运送旅客和邮件。如今,空中航线更是四通八达,人们随时都会看见银色的飞机,如同一只大鸟,在蔚蓝的天空中一掠而过。对于现代人来说,早晨还在北京,下午已毫无倦意地出现在千里之外的另一座城市,这已经是十分平常的事了。一只只银燕把不同地区的不同种族,不同肤色的人们紧密地联系起来。通过不断地交流,人们播种友谊,传达信息,达到相互沟通,相互理解和相互促进,共同推进人类的文明。
飞机的发明也使航空运输业得到了空前发展,许多为工业发展所需的种种原料拥有了新的来源和渠道,大大减轻了人们对当地自然资源的依赖程度。那些不宜长时间运输的牲畜和难以长期保存的美味食品,也可以乘坐飞机而跨越五湖四海,给世界各地的人们共赏共享。当年连贵妃娘娘都不易品尝的岭南荔枝,如今也出现在寻常百姓的家中了。
在人类向地球深处进军时,飞机也被广泛应用于地质勘探。人们使用装备了照相机或者一种称为肖兰系统的电子设备的飞机,可以迅速而准确地对广大地区,包括险峻而难以到达的地方进行测绘。把空中拍摄的照片一张张拼接起来,就可以绘制极好的地形图。这比古老的测绘方式要简便易行得多。就连冰天雪地、人迹罕至,一度只是探险人员涉足的北极和南极,乘坐飞机也可以毫不困难地到达。
当然,飞机在现代战争中的作用更为惊人。不仅可以用于侦察、轰炸,而且在预警、反潜、扫雷等方面也极为出色。在20世纪90年代初爆发的海湾战争中,飞机的巨大威力有目共睹。当然,飞机在军事上的应用给人类也带来了惨重灾难,对人类文明产生了毁灭性破坏。但是和平利用飞机,才是人类发明飞机的初衷。
⑧ 人类何时能发明一种超光速飞机,速度能和光速相比
2011年9月底,曾经发现顶夸克的美国费米实验室宣布,他们的万亿电子伏加速器于9月30日关闭.之所以如此,是因为费米实验室计划转向一项新的研究,也就是对意大利OPERA实验发现的“超光速中微子”的结果进行验证.
在9月底,这个属于意大利Gran Sasso国家实验室名下的OPERA项目组可以说是赚足了眼球.《自然》杂志上的一篇文章称“OPERA”的实验装置接收到了来自730公里外位于Geneva欧洲核子研究中心(CERN)发出的中微子.而中微子穿越这段距离的时间比光速快60纳秒(1纳秒等于十亿分之一秒).
中微子是一种不带电的基本粒子,该粒子具有最强的穿透力.
这一结果与爱因斯坦相对论中 “光速无法超越”理论相矛盾.很多科学家都心存怀疑,其中最有名的是1979年诺贝尔物理学奖得主格拉肖,他因统一了电弱理论而获奖.他宣称由于中微子在从Geneva到Gran Sasso的传播过程中会损失能量,因此中微子的超光速现象是不可能发生的.
那么,究竟是OPERA错了?还是爱因斯坦错了?
真真假假
“我感到非常的震惊.” OPERA项目的发言人,瑞士伯尔尼大学物理学家Antonio Ereditato这样说.他表示经过数月的研究和交叉检查,他们并没有发现任何可以得出有关这个测量结果的解释,所以将这个研究结果公布.“我们将继续研究,同时也期待着其他机构的测量以便对我们的工作进行评估.”
OPERA项目组有160余人,他们来自各个国家.在高能物理所曹俊研究员看来,正式发表的结果肯定经过了反复推敲验证,他们文章中基本上每个重要的数字都采用不同方法检验或独立验证.“他们出错的概率要比相对论出错的概率大.但是凭空猜测他们哪里做错了,肯定是不靠谱的.也有可能什么地方他们没有想到.也有可能是中微子有什么特殊的性质.”曹俊这样告诉《科学新闻》.
OPERA的中微子大部分来自CERN的?仔粒子的衰变,然后它们在地壳中传播730公里到达Gran Sasso.跟传统高能物理实验不同,中微子实验并没有隧道,这是因为中微子和其他粒子的相互作用非常弱,他们能够在岩层中以近光速传播.“这个性质是中微子特有的,也是只能在中微子中观测到超光速现象的可能原因.”中国科学院高能物理研究所的Jarah Evslin解释称,之所以能观测到超光速现象,除了误差外,其可能原因还在于中微子的特质.
中国科学院高能物理研究所研究员张新民、Jarah Evslin、Emilio Ciuffoli以及刘杰,围绕OPERA的实验进行了相关研究.他们提出了一个能够很好解释OPERA结果的模型.他们认为对超光速中微子的一个主要限制是来自超新星1987A的中微子观测.在这个模型中,他们发现暗能量在可见物质高密度区聚集,例如地球附近.“因此,中微子只能在地球附近以超光速传播,而在太空中,由于可见物质稀少,暗能量不能聚集,中微子也就不能超过光速.”Jarah Evslin这样说.
事实上,观测到超光速中微子现象OPERA并不是独一家.早在2007年,美国费米实验室MINOS实验就曾经观测到类似的状况,但是当时并没有引起重视.
“费米实验室的MINOS实验结果没有被证伪.但是只有2个多标准偏差,显著性不够.OPERA超光速的结果达到了6个标准偏差,因此引起了重视.但不能排除实验做错了.”曹俊说.
据介绍,在粒子物理理论被验证的过程中,并未规定重复试验的次数.但是在单个实验中,如果达到5倍标准偏差的显著水平就可以确认.故OPERA实验相比费米的MINOS的实验更引人关注.
Jarah Evslin认为,之前由于费米MINOS实验的误差较大所以可信度低,而现在OPERA发现了相同的现象,因此费米的实验就值得商榷了.他指出,目前中微子只是比光速快了近7000米/秒,这么小的差别是很难被观测到的.主要有以下两个原因:中微子接收器位于地面以下1000米,不能直接用GPS来测时间;两年间,OPERA实验捕捉了16000个中微子束,中微子脉冲不是瞬时发出的,而是在一个约10000纳秒的时间内连续发出的.因此,我们无法区别探测到的中微子是在哪一刻发射出来的.在实验上这非常难下定论也非常容易发生错误.
如何验证
对于OPERA究竟是对还是错,这个问题也许OPERA自己并不能给出答案.这需要其他实验室给予帮助.
“由于超光速现象会撼动现代物理学的基础,所以我认为我们需要更多的中微子实验来检验OPERA的结果.”Jarah Evslin告诉《科学新闻》,如果在这次实验中,OPERA在某个细节上犯了错,那么下次实验他们还会继续犯同样的错误.所以对下次的结果仍然不能相信.因此必须在一到两年内有其他两个实验对OPERA的结果进行检验,一个就是美国费米实验室的MINOS实验,第二个是日本的T2K实验.
和许多物理学家一样,Jarah Evslin对OPERA的实验结果虽然心存疑虑,但仍认为是值得商榷的.“如果明年费米实验室的MINOS实验能够证实OPERA的结果,那么我认为这个实验就基本是正确的了.”Jarah Evslin这样告诉《科学新闻》.
据了解,为了对OPERA实验进行验证,目前费米实验室的MINOS提出了升级后的计划.其中包括采用更精确的时间测量方法,采用新的GPS传感器、原子钟和探测器,来将中微子到达时间误差控制在2纳秒.预计最快将在2014年得出结果.
在Jarah Evslin看来,费米实验室想要提高精度就必须在时间和距离两个方面上努力.特别是时间校准上必须在发生端和接收端下功夫.这是因为OPERA实验在距离校准上做得非常好,甚至能够探测到大陆板块移动.OPERA实验利用了多种独立的手段以及时间上最精准的钟来校时.因此,费米实验室至少要达到相同的水平,才可以确保实验结果的准确.
而除了校准时间外,“当然,能够延长中微子的传播距离是最好的,这样的话,时间可以不用探测的那么精确.但是这样一来我们就需要一个新的探测器,而建造一个新的探测器绝对不是一两年能够搞定的.”Jarah Evslin表示.
Jarah Evslin看来,在OPERA的结果得到确认之前,理论物理学家应该从理论方面考虑超光速的可能性,这样能够为实验设计提供帮助.因为,毕竟理论学家的“实验”比科学家的实验便宜很多.■
《科学新闻》 (科学新闻2011年第11期 学界)
2012年3月末物理学家们宣布,之前那项对爱因斯坦相对论的基础——光速极限理论提出挑战的实验已经被确认存在错误.后续的验证实验已经证明,和所有其它事物一样,中微子同样遵循爱因斯坦指出的宇宙速度极限法则.