飞行器发展史

飞行器发展史——从热气球到航天飞机第9小组顾思诗季阳周李阳（主创）潘纳川十八世纪，法国造纸商蒙戈菲尔兄弟因受碎纸屑在火炉中不断升起的启发，用纸袋聚热气作实验，使纸袋能够随着气流不断上升。1783年6月4日，蒙戈菲尔兄弟在里昂安诺内广场做公开表演，一个圆周为110英尺的模拟气球升起，这个气球用糊纸的布制成，布的接缝用扣子扣住。兄弟俩用稻草和木材在气球下面点火，气球慢慢升了起来，飘然飞行了1.5英里。乘坐蒙戈菲尔兄弟制造的气球的第一批乘客是一只公鸡、一只山羊还有一只丑小鸭。同年9月19日，在巴黎凡尔赛宫前，蒙戈菲尔兄弟为国王、王后、宫廷大臣及13万巴黎市民进行了热气球的升空表演。11月21日下午，蒙戈菲尔兄弟又在巴黎穆埃特堡进行了世界上第一次载人空中航行，热气球飞行了二十五分钟，在飞越半个巴黎之后降落在意大利广场附近。这次飞行比莱特兄弟的飞机飞行整整早了120年。目录热气球的发明整个热气球受到内部气体的重力，球皮重力，空气浮力。热气球内部的气体温度高，密度比外面的空气小，内部的气体密度小所以重力小，内部气体的重力与球皮重力之和小于空气浮力，就会上升。热气球的原理二战以后，高新技术使球皮材料以及致热燃料得到普及，热气球成为不受地点约束、操作简单方便的公众体育项目。热气球作为一个体育项目正日趋普及，它曾创造了上升34668米高度的记录。1978年8月11日至17日，“双鹰Ⅲ号”成功飞越了大西洋，1981年“双鹰Ⅴ号”又成功跨越太平洋。现在全世界有20000多个的热气球在飞行。现代热气球八十年代，热气球引入中国。1982年美国著名刊物《福布斯》杂志创始人福布斯先生驾驶热气球、摩托车旅游来到中国，自延安到北京，完成了驾驶热气球飞临世界每个国家的愿望。我国目前已有100多个球，成功地举办了第一届、第二届北京国际热气球邀请赛、泰山国际热气球邀请赛等大型比赛活动、99'全国热气球锦标赛。中国和热气球飞艇——软式飞艇世界首个私人软式飞艇飞艇是一种轻于空气的航空器，它与气球的最大的区别在于具有推进和控制飞行状态的装置。艇体气囊内充以密度比空气小的浮升气体（氢气或氦气），借以产生浮力使飞艇升空。1783年，法国的蒙格菲尔兄弟和J•A•C•查理分别完成了热气球和氢气球的发明，并成功地进行了载人飞行。为了解决气球飞行无法控制，只能随风飘飞的问题，法国军官梅斯尼埃于二年就设计了可控制飞行的飞艇。梅斯尼飞艇的原理和形状等与今天的软式飞艇大至相同，但由于当时缺少相应的动力装置，这一设想未能实现。世界上第一艘飞艇是法国工程师H•吉法尔于1852年发明的。橄榄型的飞艇长44米，直径12米，在软式气囊下有一三角型风帆用来操纵飞行方向，在吊篮内装有一台仅3马力的蒸汽发动机驱动一副3叶螺旋桨。1852年9月24日，吉法尔从巴黎马戏场起飞，以大约8公里的时速飞行到28公里外的德拉普。此后内燃机的问世，使飞艇有了重量更轻、效率更高、也更安全的动力装置。目录软式飞艇构造图世界最大的硬式飞艇藏品飞艇——硬式飞艇1890年，德国陆军中将F•齐伯林伯爵一退役就研制新型飞艇的工作。他使用铝材作飞艇的骨架使气囊始终保持一定的形状，气囊内还有许多个分隔的小气囊，这使飞艇的安全性有了提高。1900年7月2日，第一艘齐伯林式飞艇LZ—1号进行了首次飞行。飞艇呈雪茄形，长128米，直径11.7米，装有2台16马力的内燃发动机，还装有方向舵和升降舵。这是世界上第一艘硬式飞艇。第一次世界大战前后是飞艇发展较快的时期，英国和法国使用小型软式飞艇执行反潜巡逻任务。德国则建立了齐析林飞艇队，用于海上巡逻、远程轰炸和空运等军事活动。飞艇体积大、速度低、不灵活、易受攻击，同时由于飞机性能的不断提高，因而军用飞艇逐渐被飞机所取代。但飞艇的商业飞行仍有发展。1929年德国制成的大型飞艇“兴登堡”号，长245米，直径超过41米，总重206吨，曾10次往返飞行于美国和德国之间，运送旅客1000多人。后来，英、美多艘大型飞艇大都相继失事，此后飞艇的发展陷于停滞状态。70年代以来，由于科学技术的进步，飞艇改用安全的氦气，其发展又呈活跃。采用多种新技术的新型飞艇被用于空中摄影摄像、巡逻等方面，洛杉矶、汉城和巴塞罗那奥运会和北京亚运会都可在会场上空看见它的身影。硬式飞艇构造图莱特兄弟的飞机１９０３年１２月１７日，莱特兄弟进行了人类历史上的首次有动力、可操纵持续飞行试验。试验中，飞机成功地飞行了约２６０米距离。新闻界对莱特兄弟的突破进行了广泛的报道。但这一成功并未引起美国政府及公众的重视和承认。欧洲国家对此则干脆表示难以置信。在莱特兄弟飞行成功９天以后，兰利研制的一架飞机在试飞中失事，这一事件更加影响了飞机的推广。美国人普遍对研制飞机的行为进行了攻击，认为这太浪费纳税人的金钱。莱特兄弟对几年努力的心血得不到承认备感失望，甚至一度想与飞机告别。经过一段时间的冷静思考后，莱特兄弟决心把研制工作继续下去。他们坚信，迟早有一天他们的成果会得到公正的评价。为了不至于引起公众的批评，莱特兄弟将研制工作转为秘密进行。１９０５年，他们制造出了一架能够在空中停留半个多小时的飞机。莱特兄弟打算把飞机赠送给美国政府，但当局仍然对他们的成就不加理睬。心灰意冷的莱特兄弟在万般无奈中只好暂时中止了对飞机的研究。早期飞机二战时期的军用飞机早期军用飞机航空事业的不断发展使各国军事当局认识到了航空气在军事领域里的发展前景，欧洲的各个强国开始搜罗各种各样的飞机以供陆军使用。不过，这时的飞机还主要用于侦察，飞机的研制工作大多也由私人进行，因而进展相当缓慢。在德国，在人们的兴趣还主要集中在体积庞大的齐柏林飞艇上，因为此前公众的捐款使齐柏林得以继续以飞艇先驱者的身份从事研制工作，并最终向德国人证明了这种飞艇的实用价值。在另外两个航空大国法国和英国，飞机开始受到更多的关注。但是，军人们已经急不可待地要把这件新式武器用于战争了。尽管飞机此时还存在许多问题，甚至还经常带来一些灾难性的后果，但职业本身就充满危险的军人却顾及不了那么多。于是，飞机在意土战争中首次露面了。意土战争中，意大利航空队在的黎波里的成功初步显示了飞机的威力，预示了现代战争的战略、战术将发生革命性变化，从而引起世界各国军方的瞩目和效仿，并极大地促进了军事航空业的发展。至１９１３年初，航空大国真正的航空部队已初步组建起来，并建立了各种规模的飞机制造厂，开始了军用飞机的研制历程。英国皇家飞机制造厂生产的“ＢＥ·２”型飞机，便是军方对飞机的兴趣日趋浓厚的产物。实用型直升机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。第一架实用型直升机民航机自从飞机发明以后，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?第一架民航机无人机1917年英国研制成功世界上第一架无人机，从此无人机先后经历了无人靶机、预编程序无人侦察机、指令遥控无人侦察机和多用途无人侦察机的发展过程。在冷战后爆发的几场典型的高技术局部战争中，无人机发挥了重要作用。未来无人机将向智能化方向发展，它将与有人机混合，广泛遂行侦察监视、目标指示、战场毁伤评估、通信中继、电子对抗及反雷达等作战任务。2000年后它将取代直升机攻击作战和巡航导弹的部分功能，成为未来高技术战场遂行精确打击作战任务的一种重要支柱。第一架无人机歼击机用于歼灭敌方飞机和飞航式空袭兵器的飞机。亦称战斗机。具有火力强、速度快、机动邢好等特点，是航空兵空中作战的主要机种，也可用于执行对地攻击任务。早期的歼击机是在飞机上安装机枪来进行空中战斗的；现代的歼击机，多装有20毫米以上的航空机关炮，还可携带多枚雷达制导的中距拦射导弹、红外制导的近距格斗导弹和炸弹、命中率很高的激光制导炸弹以及其他攻击地面目标的武器。现代歼击机通常装备有先进的电子对抗设备，最大飞行时速为3000千米，最大飞行高度达20千米，最大航程达5000千米，低空作战半径超过800千米。中国第一架歼—5战斗机强击机南通中学真飞机做教具助江海学子园航空梦Q-5飞机用于从低空、超低空突击地面、水面目标，支援陆军、海军作战的飞机。也称攻击机。具有良好的低空操纵性、安定性和搜索地面目标能力。有的强击机为提高生存能力，其要害部位座舱、发动机、油箱等还带有装甲防护。强击机用来突击地面目标的武器有：航炮、普通炸弹、制导航空炸弹、反坦克集束炸弹和空地导弹等。现代强击机最大飞行速度不超过音速，正常载重量可达8吨，机上装有红外观察仪或微光电视等光电搜索瞄准设备和激光测距器等。有的强击机具有垂直/短距起落性能。航天飞机1969年4月，美国宇航局提出建造一种可重复使用的航天运载工具的计划。1972年1月，美国正式把研制航天飞机空间运输系统列入计划，确定了航天飞机的设计方案，即由可回收重复使用的固体火箭助推器，不回收的两个外挂燃料贮箱和可多次使用的轨道器三个部分组成。经过5年时间，1977年2月研制出一架创业号航天飞机轨道器，由波音747飞机驮着进行了机载试验。1977年6月18日，首次载人用飞机背上天空试飞，参加试飞的是宇航员海斯（C·F·Haise）和富勒顿（G·Fullerton）两人。8月12日，载人在飞机上飞行试验圆满完成。又经过4年，第一架载人航天飞机终于出现在太空舞台，这是航天技术发展史上的又一个里程碑。航局提出建造一种可重复使用的航天运载工具的计划。1972年1月，美国正式把研制航天飞机空间运输系统列入计划，确定了航天飞机的设计方案，即由可回收重复使用的固体火箭助推器，不回收的两个外挂燃料贮箱和可多次使用的轨道器三个部分组成。经过5年时间，1977年2月研制出一架创业号航天飞机轨道器，由波音747飞机驮着进行了机载试验。1977年6月18日，首次载人用飞机背上天空试飞，参加试飞的是宇航员海斯（C·F·Haise）和富勒顿（G·Fullerton）两人。8月12日，载人在飞机上飞行试验圆满完成。又经过4年，第一架载人航天飞机终于出现在太空舞台，这是航天技术发展史上的又一个里程碑。哥伦比亚航天飞机1981年4月12日，在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心聚集着上百万人，参观第一架航天飞机哥伦比亚号航天飞机发射。宇航员翰·杨（JohnW·Young）和克里平（RobertL·Crippen）揭开了航天史上新的一页。这架航天飞机总长约56米，翼展约24米，起飞重量约2040吨，起飞总推力达2800吨，最大有效载荷29.5吨。它的核心部分轨道器长37.2米，大体上与一架DC—9客机的大小相仿。每次飞行最多可载8名宇航员，飞行时间7至30天，轨道器可重复使用100次。航天飞机集火箭，卫星和飞机的技术特点于一身，能像火箭那样垂直发射进入空间轨道，又能像卫星那样在太空轨道飞行，还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆，是一种新型的多功能航天飞行器。2003年2月1日美国东部时间上午9时，美国哥伦比亚号航天飞机在得克萨斯州北部上空解体坠毁，7名宇航员全部都遇难。美国航天飞机创