世界航空简史

世界航空简史航空是２０世纪发展最迅速、对人类社会影响巨大的科学技术领域之一。对人类社会影响巨大的科学技术领域之一。人类经过长期的探索和实践，终于实现了自古以来就有的翱翔兰天的理想。航空发展的历史是一部以自己的聪明才智征服天空的历史。航空又是现代科学技术和现代工业的结晶，它的发展充分体现了科学技术的强大威力。回顾世界航空发展的历程，大致可以分为三个历史时期：即２０世纪以前的飞行探索及气球和飞艇时期，２０世纪初至４０年代中期的活塞发动机飞机时期和４０年代中期以来的喷气发动机飞机时期。（一）飞行探索及气球和飞艇时期（２０世纪以前）自古人类就有飞行的理想，但在生产力不发达的古代，只能在神话和传说中寄托自己的渴望。从中世纪以来，不断有人对飞行作过勇敢的试验，他们用羽毛作成翅膀，从高处跳下，试图模仿鸟的飞行，但都未能成功。１７世纪后期意大利的Ｇ．Ａ．博雷利探讨了人类肌肉与飞行的关系后，证明：“人类靠自己的体力作灵巧的飞行是绝对不可能的。”只有在发明了气球和飞艇后，才开始逐步实现空中飞行的理想。在１８世纪产业革命的推动下，法国蒙哥尔费兄弟于１７８３年６月４日首次进行了热气球放飞表演，轰动一时，标志着人类航空史上的第一次重大突破。同年１１月２１日法国人Ｆ．Ｐ．罗齐埃和Ｍ．达尔朗德乘热气球升到约１０００米的高度，用２５分钟飞行了约１２公里。这是人类乘航空器的第一次空中航行。气球的出现激起了人们乘气球飞行的热情。１７８５年１月７日法国著名飞行员布朗夏尔和布雷利奥乘氢气球从英国多佛尔顺风飞越英吉利海峡到达法国加莱，这是人类乘航空器首次飞越这个海峡，实现了最初的国际航空飞行（１９０９年，也是这两位飞行员驾驶飞机首先从法国加莱逆风越过英吉利海峡到达英国多佛尔，实现了人类第一次重于空气的航空器的国际飞行）。１８世纪末到１９世纪初，气球主要用于军事、体育运动和科学试验。气球随风飘流，不能控制前进方向。人们就开始研究在气球下面的吊蓝中安装动力装置和方向舵，于是飞艇诞生了。最早的飞艇是法国Ｈ．吉法尔于１８５２年制成的蒸气气球，其气囊形如雪茄，下悬吊舱，装有蒸气机，带动三叶螺旋浆，并有方向舵。９月２４日，吉法尔驾驶这艘飞艇由巴黎飞到特拉普斯，航程约２８公里，速度约每小时１０公里。在飞艇方面，德国的Ｆ．齐柏林伯爵获得最大成就。１８９４年他完成硬式飞艇的设计，１９００年制成ＬＺ－１号飞艇，长１２８米，容积约１１３００立方米。１９０９年，齐柏林创建了德国航空运输有限公司，用飞艇载客在法兰克福、巴登和杜塞多夫之间作定期飞行。这是最早的空中定期航线。第一次世界大战前后是飞艇发展的鼎盛时期，德国建立了齐柏林飞艇队，用于海上巡逻、远程轰炸和空运等军事活动。第一次世界大战后，齐柏林公司又造了两艘巨型飞艇“齐柏林伯爵”号和“兴登堡”号，在欧洲到南美和美国的商业航线上飞行。“兴登堡”号是当时最大的飞艇，长２４５米，容积达２０００００立方米，内部设备豪华，可载７５名旅客，速度１３０公里每小时。１９３７年５月６日从德国飞往美国时，起火烧毁，３６人遇难，从此结束了飞艇的商业飞行。（二）活塞发动机飞机时期（２０世纪初至４０年代中期）人类在利用轻于空气的航空器气球和飞艇进行飞行成功的同时，许多航空先驱者对于重于空气的航空器也在进行探索和试验。１９世纪初英国的Ｇ．凯利首先提出了利用固定翼产生升力和利用不同的翼面控制和推进飞机的设计概念，是飞机走向成功的第一步。他于１８４９制成一架滑翔机并将一个１０岁的小孩带到几米的上空。由于当时没有一种动力装置具有足够大的推力重量比，所以不能实现动力飞行。这一时期，还有许多人先后进行了飞机的研究，但都未获得成功。美国莱特兄弟继承了前人的研究成果，他们制造了滑翔机，进行了飞行操纵试验，又自行设计和制造了风洞，进行了大量气动力试验，在试验的基础上又制造新的滑翔机，进行了近千次飞行，获得完全成功。１９０３年，莱特兄弟设计和制造了带活塞发动机的“飞行者”１号飞机，并于１２月１７日成功地进行了４次动力飞行。其中第四次飞得最远，约２６０米，留空５９秒。实现了人类首次持续的、有动力的、可操纵的飞行，开创了现代航空的新纪元。后来，莱特兄弟又制造了“飞行者”２号和３号，后者是第一架实用的飞机。１９０６年莱特飞机获得专利，１９０８年与美国陆军签订了制造军用飞机的合同。在２０世纪初，欧洲其它国家如法国、俄国等也相继研制成功飞机。飞机在军事上的最早应用是在１０１１～１９１２年意大利侵略土耳其之战。在第一次世界大战中，飞机开始大规模用于军事目的，并出现了侦察机、轰炸机、驱逐机、强击机、教练机等不同机种。飞机性能也有了很大提高。到第一次世界大战结束时，飞机时速已由８０～１１５公里提高到１８０～２２０公里，升限由３０００～５０００米提高到８０００米，航程增大到４４０公里。飞机的研究、设计、制造有了明确分工，航空已由个人的活动发展到有组织的集体活动。许多国家建立了专门的航空研究机构和航空工业，世界上已有２００多个飞机制造厂和８０多个发动机制造厂，共生产了近１８．４万架飞机和２４万台发动机。从１９１１年起，就有人尝试用飞机进行运输和邮递服务。第一次世界大战后，剩余军用飞机和大量退役飞行员也被转为民用运输。１９１９年２月，德国建立国内航线，同年８月，英法建立国际定期航线。与此同时，开始研制专门运输旅客的飞机。１９１９年德国容克斯公司设计制造出全金属下单翼旅客机Ｆ－１３，可载乘客４人和空勤人员２人。后来，越来越先进的旅客机也相继问世。３０年代为提高飞行速度，旅客机开始采用流线型的空气动力外形，改善了座舱内的舒适性。首先体现这些特点的是波音７２７旅客机。从２０世纪初到第二次世界大战前这段时期，航空科学技术研究在改善飞机空气动力学外形、降低飞机阻力和提高发动机功率等方面都取得了重大进展，其成果很快反映到飞机设计上。２０年代后期，双翼机逐渐向单翼机过渡，１９３３年以后，双翼机逐渐被淘汰。１９３０年前后，飞机的起落架由固定式改为收放式；座舱由开敞式改为封闭式；发动机加整流罩，散热器改放到特殊风道内；飞机采用气密结构；机翼上采用襟翼。飞机结构材料也由第一次世界大战时的木材、层板、亚麻布或棉布，改进为铝合金应力蒙皮，从而提高了强度、降低了阻力。直升机和旋翼机研究在这一时期也获得很大进展。１９３６年，德国人Ｈ．福克试飞成功第一架得到公认的直升机。此后，直升机在军用和民用方面都逐步得到广泛应用。第二次世界大战期间的作战需要，又大大刺激了飞机的研制和发展，飞机性能迅速提高，参战飞机数量大、种类多，空军成为重要的军种。飞机的产量到达高峰。美、英等盟国生产了约４０万架，全世界共生产了约１００万架飞机。（三）喷气式飞机时期（４０年代中期以来）３０年代后期，活塞发动机螺旋浆飞机的最大飞行速度已接近音速。在这种情况下，飞机开始出现剧烈抖振、操纵不稳定甚至发生破坏。当时人们把它称为“音障”，涡轮喷气发动机的出现和喷气飞机的诞生，为突破音障开辟了道路。１９３７年德国研制成功轴流式喷气发动机，１９３９年第一架装有此种发动机的喷气飞机试飞成功。喷气飞机的诞生和突破音障，是航空发展史上第三次重大突破，从此飞机进入超音速飞行的领域。第二次世界大战后，歼击机、轰炸机和其它军用飞机都先后喷气化。中国人民志愿军在抗美援朝中曾用米格１５与美国Ｆ－８６飞机作战，是喷气战斗机最早应用于空战。５０年代，喷气战斗机的速度提高到音速的两倍，６０年代发展了３倍音速的军用飞机，同时出现了两项航空新技术－－变后掠机翼和垂直起落技术，它们在飞机上的成功应用，为提高飞机的综合性能开辟了新途径。第二次世界大战时大型机场遍布世界各地，为战后民航运输的迅速发展提供了良好的条件。民航机的喷气化比军用机稍晚，经过了一个大型活塞发动机民航局的过渡阶段，•但在喷气民航机问世后不久就被淘汰了。••最初使用的喷气民航机是英国的“子爵号”，此后，又出现了前苏联的图１０４，美国的波音７０７等。它们被称为第一代喷气民航机。１９５６年以后，喷气民航机数量剧增，逐渐称为民航运输的主力。６０年代，由于喷气发动机技术的改进，出现了第二代喷气民航机。它的特点是耗油率低和噪音小，使喷气民航机变得更加经济和舒适。这一类飞机包括美国的波音７２７，波音７３７，ＤＣ－９，法国的“快帆”，英国的“三叉戟”和前苏联的伊尔６２等。７０年代开始投入使用的宽体客机称为第三代喷气民航机。如美国的波音７４７、ＤＣ－１０，欧洲的Ａ３００Ｂ，前苏联的伊尔８６等。其主要特点是采用高涵道比大推力涡扇发动机和双过道宽体机身，载客量可达３００～５００人，通过降低耗油量和加大载客量降低直接成本，主要用于中远程国际航线和客流密集的国内航线，缓解客流拥挤问题。８０年代，针对７０年代出现的石油危及研制的第四代喷气民航机，更多地采用了航空新技术、新材料，进一步降低直接成本，提高运营效益。这一代飞机有波音７５７、•波音７６７、欧洲的Ａ３１０、前苏联的图－２０４等为代表的一批２００座级的客货运输机。９０年代，以美国波音７７７、欧洲Ａ３２０／Ａ３４０及俄罗斯的图－９６为代表的第五代喷气民航机陆续投入航线使用。除增加载客量外，集中采用了现代空气动力学、航空材料和电子控制新技术。喷气民航机的发展改变了交通运输的结构，飞机已成为与国民经济和人民生活息息相关的重要交通工具。航空运输规模迅速扩大，形成了遍及全世界的航线网。