飞机一百零一年评说.docx

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1、飞机一百零一年评说 在世界名著一千零一夜中，有这样的故事：一个渔夫在海边捞上一只铜瓶。打开瓶的封口后，里面钻出一个比山还要高的巨人-他是被以色列国王所罗门大帝（，活动时期为公元前世纪中叶）囚禁的恶魔。聪慧的渔夫用计谋制服了巨人，并利用他满意了自己的心愿。 一一百零一零一年前，美国的莱特兄弟，在基蒂霍克海滩，也发觉了魔法铜瓶。然而，从那里钻出的不是恶魔，而是升起了人类第一架有动力、可操纵的飞机-飞行者号。一一百零一零一年弹指一挥间，如今，飞机已从单薄的飞行者成长为真正的飞行巨人。人类借这一独创，实现了飞行的幻想，而且越飞越高、越飞越快、起飞越远 下面介绍的是飞机一百零一年评说-飞机性能的演化与提

2、高一文的下部分。 任重道远 飞机的飞行距离纪录是飞机性能中提高最快的一个指标。年月日，由威尔伯莱特（，）在法国创建的飞机肯定飞行距离纪录是公里。年后，年月日至日，英国皇家空军的架维克斯韦尔斯利型轰炸机，从埃及的伊斯梅利亚起飞，飞行小时后，其中由霍根（）和库姆（）分别驾驶的两架，着陆于澳大利亚的达尔文，创建了英里（公里）的飞行距离纪录（有的资料上是英里，即公里）。年间，飞机肯定距离纪录提高了约倍。 两次世界大战之间的航空黄金时代，飞行纪录不断刷新。年月日至日，美国人林白（，）驾驶一架圣路易斯精神号飞机，从纽约横跨大西洋，着陆于巴黎，创建了公里的直线飞行距离纪录。苏联从年起先研制特地用于创建飞行距

3、离纪录的安特型飞机。长距离飞行的飞机，要求有较高的升阻比。为此，安特型飞机的机翼翼展长达米，展弦比高达，而且采纳了相对厚度为的厚翼。安特的最大起飞重量为吨，空重只有吨。结构轻就可以多装油料，它的燃油重量多达吨。此外，这种飞机还装有一台燃油消耗率较低的型发动机。年月日至日，一架安特型飞机由格罗莫夫（）等人驾驶，从莫斯科起飞，越过北极，着陆在美国加州的圣哈辛托，创建了英里（公里）的世界纪录。 目前，世界飞机肯定距离纪录的最高水平是公里。它是由美国人迪克鲁坦（，男）和珍娜耶格尔（，女）于年月日至日，驾驶一架全复合材料飞机旅行者号完成的。他们同时完成了中途不着陆、不空中加油的环球飞行。 飞机作为交通工

4、具或运载工具，载重和航程是至关重要的技术指标。当今世界上最大的飞机是乌克兰的安型运输机。它总重吨，载重吨，最大航程公里。航程是由飞机携带的燃油重量确定的。飞机的有效载荷和燃油重量统称为飞机的可变重量。既定的飞机要想增加载重就不得不缩短航程。假如能实现空中加油就可以有效地解决这一冲突。英国的一家老牌幽默杂志笨拙周报（）在年月一期刊登的漫画中，最早提出了空中加油的设想。 年，第一次世界大战中，美国海军后备队军官戈弗雷卡伯特（）建议飞机从舰船上向空中提取油料，为轰炸机补充燃油。这一建议因斗争结束，而未被重视。年，由俄国逃往美国的海军军官亚历山大塞维尔斯基（，）首次注册有关空中加油的专利。塞维尔斯基后

5、来设计了闻名的雷电型战斗机的前身型飞机。同一年（年），一位飞行杂技演员韦斯利梅（）背着加仑汽油，在米空中，从一架林肯标准型飞机爬上一架寇蒂斯型飞机，为其加油-尽管燃油大部分被螺旋桨滑流吹散空中，但这次英勇的行为激励了空中加油的实施。 年美国陆军航空勤务队的一架型飞机利用空中加油技术，创建了续航时间小时分的纪录。年，苏联首次运用型轰炸机为型侦察机加油。年，英国试验胜利为轰炸机进行空中加油。其次次世界大战后美国探讨胜利伸缩管式加油设备。 年月，装有这种设备的型加油机进行首次空中加油。第一种特地设计的空中加油机是美国波音公司在世纪年头中期生产的型四发喷气式飞机（波音型客机的前身）。 年月日至日，美国

6、空军的架型轰炸机利用空中加油技术，在小时分时间内，创建了中途不着陆的最快环球飞行纪录。 年至年，麦哲伦（，）率船队完成环球航行，历时年之久。与其相比，飞机作为交通工具的特别意义不言而喻。 追球流线型 年月日，法国飞行员保罗蒂桑迪耶（）驾驶莱特型双翼机，飞行速度达到公里小时。这是国际航空联合会（）正式批准的每一个世界飞机肯定速度纪录。年月日，德国飞行员弗里茨文德尔（）机长驾驶梅塞施米特型飞机创建的世界飞机肯定速度纪录是公里小时。年的时间内，飞机的飞行速度纪录提高了将近倍（年平均增长率约为）。 对比上述两个时期内，飞机气动外形的差异，令人惊羡不已-双翼布局变为单翼布局；张臂式机翼取消了一切支柱和张

7、线；起落架可以收放或加装了完善的整流罩；发动机的整流罩不仅降低了阻力，同时也改善了发动机的散热性能；翼、身连接处的整流带减小了干扰阻力；封闭式座舱代替了放开式座舱；胶合板或全金属的飞机蒙皮有较小的磨擦阻力；更重要的是机身、机翼的切面形态高度流线型化。二维风洞中的吹风试验结果证明：有流线型切面的机翼的阻力比直径只有其最大厚度的钢丝的阻力还要小。 第一次和其次次世界大战之间，航空技术迅猛发展，史学家们称这一时期为航空的黄金时代。一位在摩托艇竞赛事故致残的法国富翁雅克施奈德（），在年发起了施奈德杯水上飞机竞速飞行。根据约定，三次获胜的国家可以永久赢得奖杯。年月日，英国人摘走桂冠时，施奈德已去世年，没

8、能见到这一竞赛取得的成果。英国的设计师雷金纳德米切尔（，）设计的休帕马林型水上竞速飞机，在该次竞赛中，由布思曼（，）驾驶，在绕圈飞行中，平均速度达到公里小时；由斯坦福思（）驾驶，在直线飞行中，速度达到公里小时，而得冠军。同年月日，斯坦福思又创建了公里小时的世界飞机肯定速度纪录。在整个施奈德杯竞赛活动中，共有名飞行员为此捐躯（英国名、美国名、意大利名）。 米切尔还设计了其次次世界大战中闻名的喷火型战斗机。喷火飞机继承了的外形特征-像海豚一样流线型的机身，协作诱导阻力较小的椭圆形机翼。仿照它的设计，成为了其次次世界大战中战斗机设计的时尚。 世界性的飞行竞赛集会，成为了对飞机和发动机设计进行严格检验

9、的场合。它使飞机的外形变得特别洗练；它促进了钢管加层板蒙皮的飞机结构的发展；它也造就了像杜立特（，）那样的传奇飞行员。年，杜立特驾驶黄蜂（吉比）超级运动家型竞速飞机，以平均公里小时的速度夺得汤普森奖杯。这种短粗的竞速飞机给人们留下深刻的印象。它安装有星形气冷式发动机，采纳下单翼布局，起落架装于机翼下方-这正是现代活塞式战斗机和运输机的典型模式。 在航空的黄金时代，飞机的速度纪录日新月异。然而，在其次次世界大战末期，先进的活塞式战斗机的飞行速度停留在大约公里小时的水平上，很难再有提高。 把声音抛在后面 美国北美公司研制的野马型战斗机，在其次次世界大战中被称为外形最洗练的飞机，而且采纳了当时最先进

10、的层流翼型。风洞试验发觉，当它的飞行速度超过时，其阻力系数急剧增加，时的阻力系数已增加到时的倍。此时，飞机螺旋桨的合成速度早已达到音速，产生了激波阻力，无法供应更大的拉力。活塞式发动机协作螺旋桨的动力装置在提高飞机速度方面已无能为力。 年月日，英国人弗兰克惠特尔（，）独创的涡轮喷气式发动机诞生。年月日，德国装有喷气式发动机的型探讨机首次试飞。新的航空动力装置为提高飞机的飞行速度开拓了广袤的前景。 从其次次世界大战末期起先，试飞员们试图使飞机的速度达到音速时遇到了很大的困难，很多人为此丧生。年月日，英国闻名飞机设计师杰弗里德哈维兰（，）的大儿子，小杰弗里（）驾驶型无尾喷气式飞机，试图在俯冲中达到

11、音速时，飞机解体，坠入海中。 当飞机接近音速飞行时，空气被压缩，密度增加，给飞行带来巨大的阻力和造成操纵反常-如因飞机焦点后移而造成的自动俯冲。世纪年头末，英国的气动学家希尔顿（）曾悲观地宣布：（音速）像一座屏障拦住了前进的方向。 喷气推动装置和超音速空气动力学的发展，冲破了音速的屏障。年月日，美国的耶格尔（，）上尉驾驶型探讨机，首次完成了超音速飞行。在米高空，飞行速度达到公里小时，相当于。七年后，年月日，法国的大鹰型战斗机在平飞中超过音速，实现了欧洲人突破音障的愿望。世纪年头初到年头中期，各国研制的超音速战斗机相继出现，如美国的、苏联的米格、英国的闪电和法国的幻影系列等。它们大多采纳后掠机翼

12、（箭形翼）或三角翼，马赫数可达到。年头末，英、法研制胜利协和式超音速客机（最大速度）；苏联研制了图型超音速客机（最大速度）。 迄今，绝大多数喷气式战斗机是依靠发动机的加力工作状态实现平飞超音速飞行的。喷气发动机的加力方法许多，如增加主燃烧室的供油量；向压气机进口或燃烧室喷射简单汽化的液体；涡轮风扇发动机运用外涵管道燃烧室中喷油等方法。其中效果最好，用得最普遍的是复燃加力方法-让燃烧室排出的已燃气体进入涡轮后面的加力燃烧室，再次喷油进行补燃。这样做可以增加推力约，但燃油消耗增大一倍以上，只能短时间运用。 不依靠加力工作状态，而能较长久地进行超音速飞行的飞机，目前只有美国的型侦察机和型战斗机以及英

13、、法联合研制的协和超音速客机。然而，新一代战斗机都将具有超音速巡航的实力。 飞得更慢 超音速飞行的愿望既已实现，人们又发觉像鸟一样悠闲地翔翔，才更值得艳羡。但是，高速飞行的飞机要想慢下来也不简单，一个简洁的公式就可以说明其中的道理。飞机平飞时，它的重力（）等于机翼的升力（），即，其中为升力系数、为空气密度、为飞行速度、为机翼面积。重量肯定、发动机推力肯定的飞机，要想飞得慢，就得增大机翼面积才能维持平飞。而机翼面积增大后，阻力随之增大，飞机也就无法适应高速飞行。既定的飞机，它的速度只能在随迎角改变的的允许范围内改变。 高速飞机的起飞、着陆速度也相应地增大，因而使起、降滑跑距离增长。世纪年头，为了

14、摆脱机场跑道的限制，曾出现过研制垂直短距起降飞机的热潮。各种奇思妙想的方案被试验过了，最早获得胜利的是年月首次试飞的英国霍克西德利研制的鹞垂直起降攻击机。它的原理是，利用喷气发动机可以转动的喷管，变更推力的方向，在起降过程中代替机翼供应升力。 年月日，美国研制的鱼鹰型垂直起降飞机首飞胜利。它的原理是，在机翼两端各装一具可以偏转的大直径螺旋桨-当螺旋桨盘面转向前方时，可以拉着飞机前进；当盘面对上时，可以像直升机的旋翼一样拉着飞机上升。 年，前苏联雅克福列夫设计局起先研制可以作超音速飞行（）的垂直起降战斗机雅克。该型飞机的前机身内装有台升力发动机，后机身内装有台尾喷管可以转向下方的巡航推力发动机。

15、垂直起降时，依靠前方升力发动机产生的升力和推力发动机尾喷管下偏产生的推力矢量来平衡飞机的重力。美国洛克希德马丁公司正在研制的联合打击战斗机（）吸取了雅克的胜利阅历，可能发展成为新一代的短距起飞垂直着陆的超音速飞机。 解决飞机凹凸速飞行之间冲突的一项折衷措施是采纳可变后掠翼技术。通过结构设计，保证飞机的机翼后掠角是可以变更的：当高速飞行时，机翼向后偏转，变成大后掠角、小展弦比机翼，有利于减小激波阻力；当低速飞行时，机翼伸张，变成比较平直的大展弦比机翼，有利于提高升力系数和升阻比。 可变后掠翼技术虽然增加了结构重量，但切实可行，在战斗机和轰炸机中不乏胜利的范例。俄罗斯在年投入运用的图海盗旗型轰炸机

16、是目前世界上外部尺寸最大的可变后掠翼轰炸机。它的翼展（伸张时）为米，机长米，最大飞行速度。 可以预料，各种可变几何外形和机翼剖面形态的飞机设计不久都将成为现实。 世纪年头末到年头末出现的高机动性战斗机，广泛地利用涡升力（如边条翼和鸭翼的有利干扰），使飞机的失速迎角和可用升力系数成倍地增加，飞机的低速特性大大地改善。这一代飞机，如美国的、和俄罗斯的米格、苏等。它们与同吨位的老一代战斗机相比，爬升率提高约一倍；回旋半径缩小约一半；回旋角速度增加倍；起降滑跑距离缩短约一半。这种先进的飞机气动外形，协作电传操纵系统再加上大推重比的动力装置或采纳推力矢量限制技术，给予飞机极精彩的机动实力。年月，在第届巴

17、黎国际航空航天博览会上，俄罗斯飞行员维克托普加乔夫（）驾驶苏型战斗机所做的普加乔夫眼镜蛇机动动作，充分显示了现代飞机的超机动特性。飞机在超过度迎角时，尽然没有失速，而且还可以操纵复原正常飞行状态。 不过，这时人们还没有意识到：年前，人类以鸟为师，独创了飞机，而今却又在静静地学习昆虫的飞行技艺。地球上的昆虫比鸟类有更久远的飞行历史。它们靠高频率（每秒几十次至上一百零一次）地振动翅翼，激发涡升力，来完成各种不可思议的飞行杂技。 当人们深化探究低速飞行的奇妙时，已经闯入了昆虫生活的低雷诺数王国。事实上，很多国家（包括我国）都正在研制形形色色的机械昆虫。一旦人们驾驭了主动限制脱体涡流的技术，人们就可以

18、开拓崭新的飞行领域。 穿过热障 喷气式飞机创建的第一个世界肯定速度纪录是公里小时（年月日，运用英国流星型战斗机）。在其年后，年月日，美国的（的原型机）创建了公里小时的世界肯定速度纪录。年月日，型侦察机又创建了公里小时的速度纪录。恰好在首次突破音障的周年之际，美国的火箭动力探讨机在年月日的试验中，在米飞行高度上，达到了。这是目前世界上飞机的最高速度纪录。 马赫数超过的飞行被称为超群音速飞行。超群音速飞行遇到的难关是热障。在同温层（米以上）高度上，以的速度飞行时，飞机头部与空气磨擦加热，温度可达摄氏度。航天飞行器以的速度重返大气层时，其头部的温度可以达到摄氏度。目前运用的极限温度较高的材料中，氮化

19、硅陶瓷有极高有耐温性，其强度可以维持到摄氏度而不下降。美国和俄罗斯的航天飞机上都运用陶瓷隔热瓦做爱护层。年月日，美国哥伦比亚号航天飞机失事的缘由，就有人揣测可能是由于隔热陶瓷瓦受损所致。 研制超群音速客机和空天飞机（能在外太空与大气层中自由飞行，并能在地面水平起降的飞行器）已成为超群音速飞行领域的现实课题。美国航空与空间技术周刊报道：美国能源部国家试验室已经完成一种的飞机设计，它能在小时内从美国飞到地球上的任何地方。年月日，中国科学院第十一次院士大会的学术报告会上，庄逢甘院士宣布：我国有关部门已经投资对空天飞机进行概念性研空。 谈到这里，不禁使人想起俄罗斯火箭之父齐奥尔科夫斯基（，）生前的名言：地球是人类的摇蓝，但人不能恒久生活在摇蓝里。他们不断地向外探寻生存的空间：起初是当心翼翼地穿出大气层，然后就是折服整个太阳系。纵观飞机的一百零一年历史，可以发觉，航空和航天两大领域正渐渐在融为一个整体。（全文完） 责任编辑：思空 第15页 共15页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页