人类的翅膀:飞机发明简史_战斗机论文

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望着有些神秘的蔚蓝色天空,勇敢的人类从来就没有退却过,古老的神话里有着他们的梦想:到神灵居住的地方看看。五彩缤纷的风筝也捎去了他们生生不息的渴望:飞吧,在蔚蓝的天空中自由翱翔!为了挣脱地球重力的束缚,人类对着天空进行了千百万次的追问和探索,终于在20世纪初,实现了心中的宿愿!

鸟类:人类飞行的导师

海阔凭鱼跃,天高任鸟飞。无比宽广的天空,向来被认为是鸟类当然的领地,然而,这个传统的认识却被人类彻底打破。

漫天飞舞的风筝是人类上交的第一个习作。人类在尝试飞行的早期,很直观地模仿鸟的飞行。据传,墨子和鲁班都曾制造过可以飞翔的木鸟,韩信则被认为是风筝的发明人。不管是木鸟,还是风筝,都是以鸟为原型。传说中,雅典的戴达罗斯用蜂蜜粘合鸟的羽毛,做成一对人造鸟翼,成功地飞了起来,逃离了监狱。

15世纪下半叶,伟大的画家兼科学家达·芬奇研究了鸟翅的空气动力学原理,并在模仿中引入了人力机械。瑞典物理学家和流体力学家丹尼尔·伯努利经过多次实验。于1726年发现了适用于一切流体的“伯努力利效应”,即流体速度加快时,物体与流体接触的界面上的压力会减少,反之,压力会增加。这为飞机的诞生奠定了理论基础。

1889年,滑翔飞行家、世界航空先驱奥托·李林达尔写成了《作为航空基础的鸟类飞行》一书,指出机翼应该像鸟的翅膀一样具有弓形截面,这样可以获得更大升力。这为空气动力学和机翼设计的研究提供了宝贵的线索,也为伯努利理论的实际应用提供了佐证。

除了模仿鸟的飞行外,人类还勇敢地进行了其他各种尝试。1783年9月9日,法国造纸商蒙哥尔费兄弟成功地放飞了世界上第一个热气球。被誉为“现代飞行之父”的英格兰的乔治·凯利在1799年提出了第一个现代飞机的设计方案,系统阐述了飞机的飞行原理。1900年,德国发明家齐伯林制造了第一艘飞艇,并成功地进行了第一次飞行。

莱特兄弟·空中舞蹈的先驱

1903年12月17日上午,在美国北卡罗莱纳州基蒂霍克的一片沙丘上,奥维尔·莱特坐在一个有三层楼高的白色“怪物”里。只见“怪物”的前面有两个螺旋桨,下面是两根平行的滑杆,停在两条长长的铁轨上。沙丘上人头攒动,在一阵轰鸣声中,奥维尔操纵着飞机摇摇晃晃地飞了起来,并在空中飞行了36米,时间为12秒。人们不由得惊呼:“那怪物还真能飞起来!”这便是莱特兄弟设计并建造的人类历史上第一架可以自主控制的飞机“飞行者1号”。它重70千克,翼展为13.2米,功率为8.8千瓦。当天,莱特兄弟又进行了三次飞行实验,最长的一次留在空中的时间为59秒。

莱特兄弟当年提出了许多新颖想法,这些想法都在今日的航空工业中得到应用,其中一个非常巧妙的构想是利用扭曲机翼来控制飞机滚转动作。有一天,一个客人去莱特兄弟开办的自行车行买轮胎,客人走后,韦伯·莱特百无聊赖地摆弄装轮胎的硬纸板。突然,韦伯发现扭曲的纸板特别像风筝,他灵机一动,是否可以通过扭曲机翼来控制飞机?经过反复试验,终于取得了成功。

“飞行者1号”是人类跳的第一曲空中舞蹈, 而莱特兄弟则理所当然地成了空中舞蹈的先驱!

战争:航空技术的强力推进剂

飞机诞生后,很快就与战争结下了不解之缘。飞机使战争的范围从地上延伸到了空中,作战方式从“平面”转为“立体”;战争则使飞机的安全和性能获得了最大限度的提高。

1909年,莱特兄弟对“飞行者1号”进行了改进, 增加了专为瞭望员和机枪手准备的特别座位,这为飞机应用于军事奠定了基础。1910年12月10日,在法国的巴黎展览会上,罗马尼亚的亨利·科安达设计并驾驶的喷气发动机第一次露面。飞机这种新的技术发明很快就在第一次世界大战中得到应用。1914年8月30日, 德国的飞机在巴黎上空投下5枚炸弹,成为历史上的第一次空袭。从此, 飞机成了制造战争和保卫和平的重要角色。

战争促进了技术的发展,战前的大多数飞机非常脆弱,跟玩具差不多。一次大战结束后,出现了许多新的快捷灵活的机种,如“福克E.Ⅲ”,堪称当时的空中霸主。

二次大战的时候,空战的方式与一次大战大同小异,但飞机的速度大增,安全性能也大有改善。另外,同盟国的驾驶员都配备了降落伞。20世纪40年代以后,美、德、英等国家先后制造出一种介于喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机之间的另一种发动机:涡轮风扇发动机。发动机的改进,使飞机可以获得更快的速度。1947年10月14日,美国飞行员查尔斯·耶格尔所驾驶的贝尔研制的X-1型飞机最终以1.015 马赫的速度突破了音障。现在,世界上许多战斗机和客机采用的都是这种发动机。

现在的作战飞机已经成为一种构造复杂价格昂贵的飞行器,隐形技术成为设计上的重点,其基本原理是通过分散或吸收雷达波,使雷达无法侦察出它的踪迹,如美国的F117A隐形飞机和B—2轰炸机。

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