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千年飛天夢:世界航空的探索與發展

2024-11-13 13:59| 發布者: Jorliman 836 0

摘要: 人類的飛天夢嫦娥飛入廣寒宮,牛郎織女鵲橋相會……關于飛天的神話故事不勝枚舉,這些神話和傳說,都表達了人們對飛天美好的向往。敦煌飛天仕女圖自古以來,人類都向往飛行,古代人認為長了翅膀的東西就能飛。于是早 ...

人類的飛天夢

嫦娥飛入廣寒宮,牛郎織女鵲橋相會……關于飛天的神話故事不勝枚舉,這些神話和傳說,都表達了人們對飛天美好的向往。

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敦煌飛天仕女圖

自古以來,人類都向往飛行,古代人認為長了翅膀的東西就能飛。于是早在兩千多年前,中國人便發明了一種叫“鳶”的飛行器,用作戰爭時的通信和偵察手段。歷經幾個朝代的發展,“鳶”逐步成為老百姓喜聞樂見的娛樂活動,并擁有了一個新的稱呼——“風箏”。

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直到今天,風箏仍活躍在我們的日常生活中,在公園里,在草地上,在鄉間池塘邊……小小的風箏,承載著每一個人美好的童年回憶。與此同時,作為人類最早的飛行器之一,風箏也影響著航空業的發展,許多航空科學家都曾經利用風箏做過大量的飛行試驗研究。

最初的飛行探索

近代以來,隨著科學技術的發展,人類對飛行的探索熱情愈發高漲,嘗試發明了各種各樣的飛行器:

1809年,英國人喬治·凱利試制的一架滑翔機,成功將他帶到了幾米之外的地方;1871年,法國人佩諾發明的“飄動者”號飛機模型,在11秒之內穩定飛行了40米;1890年,法國人阿代爾研制出安裝了蒸汽發動機的蝙蝠形動力飛機,完全依靠自身動力水平起飛成功……

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阿代爾蝙蝠形動力飛機

前人的實踐激勵著一批批懷揣飛天夢的人開啟了逐夢之路,萊特兄弟便是其中的佼佼者。萊特兄弟從理論研究開始,以飛行理論為基礎,經過數以百次的試驗,最終在1903年12月17日操縱“飛行者1號”成功起飛,完成了人類首次載人動力飛行,開創了人類自由飛翔于天空的飛行時代。

距離世界第一架飛機問世不到6年,馮如完成了中國人自己設計、自己制造的第一架飛機“馮如1號”,并于1909年9月21日試飛成功。

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馮如設計的飛機

從模仿鳥類飛行特征、研制簡易飛行器,到利用加熱空氣產生浮力制造熱氣球、研究帶發動機的動力飛機……在浩如煙海的歷史長河中,人類經過一次次探索與實踐,終將飛天夢逐步照進現實。

百年逐鹿空天

“飛行者1號”的成功,為之后一百多年的飛機發展進程悄然拉開了序幕。

戰爭歷來都是新型武器的試驗場。飛機出現之后不久,便被正式投入戰場,而在經歷了一戰、二戰的洗禮之后,飛機更是得到了空前的發展。

在第一次世界大戰初期,飛機非常簡陋,機身主要用木料和金屬線制造,機翼和機身用涂上膠的布覆蓋,動力的不足限制了飛行速度,為了增加升力,許多飛機都被設計成擁有雙層或三層機翼外形,更有甚者還設計成了四層機翼,可以稱得上是千姿百態。

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一戰初期的三層機翼飛機

這一時期的飛機主要承擔著戰區偵察的任務,不同陣營的飛行員在空中見面甚至還會揮手致意,十分友好。但隨著戰火的升級,戰爭雙方飛行員間不友好的零星交火逐漸開始頻繁起來:很多激奮的飛行員用隨身攜帶的手槍,去射擊在空中相遇的敵機飛行員,隨后又索性搬上磚頭,用機上的磚頭去砸敵機螺旋槳使其墜機。

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駕駛員使用手槍進行攻擊

一來二去,人們萌發了利用飛機對敵人進行武力打擊的想法。法國人開始嘗試給飛機加裝機槍,并成功干掉了一架德軍飛機。“還能這么玩?”于是各國紛紛開始跟風和效仿,各種機槍被大量裝上了飛機。后來根據戰場局勢的需要以及空中戰場的開辟,參戰各國都研發了專業的重型轟炸機,用于執行對地轟炸任務。

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戰斗機上加裝機槍

第一次世界大戰后,雖然戰爭暫時結束了,但是航空設計師和工程師們并沒有休息,他們都在努力設計各種新式的飛機、研制更加強勁有力的發動機,軍用飛機的發展開啟井噴模式。

在第二次世界大戰過程中,飛機完成了三次跨越。

首先改變的就是飛機的外觀結構。因為戰爭需要,航空發動機得到了極大發展,功率和推力都有顯著提升,飛機從雙翼機、三翼機變成了單翼,靈活性、速度、升限得到了很大提升。

其次改變的是飛機的制造材料。從萊特兄弟發明第一款飛機開始,飛機的主要制造材料一直都是木頭,隨著二次世界大戰期間空戰越來越激烈,飛機制造開始使用結實且輕質的金屬材料,鋁合金成為了飛機制造的主要材料。因為材料的改變,飛機就能飛的更高更快,便出現了全封閉玻璃座艙。

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封閉玻璃座艙

航空發動機的發展和制造材料的革新,讓飛機能夠更好地適應復雜的戰場環境,開辟了空中戰場的新模式。歷經兩場戰爭的洗禮,人們逐漸重視飛機在軍事上的強有力作用,飛行器進入技術變革的攻堅期和井噴期。

現如今,戰斗機不僅飛行速度快、飛機性能機動靈活、電子設備功能強大、攜帶武器數量更多,而且在機型設計上也有許多的發展和創新,翼身融合體、邊條翼、前掠式機翼等各種新設計先后涌現并被應用到飛機上。

民用飛機的欣欣向榮

在軍用飛機蓬勃發展的同時,民用飛機也在迅速地進步。最早的民用飛機由一戰后過剩的軍用轟炸機改裝而來,最開始用于運貨,后來發展到載客,并在德國、法國和英國等國家逐漸出現了固定的國內、國際航線和航班。

噴氣推進技術的出現,同樣也成為民用飛機發展的新動力。1949年,英國研制成功一種中程噴氣式客機——“彗星”,將民航客機的飛行速度一下子由400千米/時提高到800千米/時,這也是人類航空史的第一種噴氣式民航客機。隨后,美國、法國和蘇聯也都成功研制噴氣式民航飛機,民用航空迎來了快速發展的輝煌時期。

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中程噴氣式客機——“彗星1號”

在追尋自主研制民航客機的道路上,中國人也未曾缺席。從“新舟”系列到ARJ21支線客機,從運10到C919大型客機,一代代中國航空人薪火相傳,攻堅克難。如今,ARJ21已經批量投入運營并得到了市場的認可,而經過9年攻關,我國自主研制的新一代噴氣式大型客機C919已于2017年5月首飛。在不久的將來,我們即將坐上國產大飛機實現空中出行。

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我國自主研制的新一代噴氣式大型客機C919

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