飛機(jī)的發(fā)展史
飛機(jī)的發(fā)展史
飛機(jī)是一種能夠在空中飛行的重于空氣的航空器,它是人類實(shí)現(xiàn)飛行夢(mèng)想的最重要的成果之一。飛機(jī)的發(fā)明和發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長而曲折的過程,涉及了許多航空先驅(qū)者的探索和試驗(yàn),也受到了科學(xué)技術(shù)、社會(huì)需求和戰(zhàn)爭(zhēng)等因素的影響。本文將簡(jiǎn)要介紹飛機(jī)的發(fā)展史,從最早的飛行嘗試到現(xiàn)代的噴氣式飛機(jī),展示人類征服天空的輝煌歷程。
對(duì)飛機(jī)的探索和試驗(yàn)
人類對(duì)飛行的渴望可以追溯到古代,許多神話傳說中都有關(guān)于飛行的故事,如古希臘神話中的伊卡洛斯、中國神話中的嫦娥等。但在科學(xué)技術(shù)水平低下的時(shí)代,人類只能用一些輕于空氣的航空器來實(shí)現(xiàn)飛行,如中國古代發(fā)明的風(fēng)箏、天燈等。這些航空器利用了熱空氣或氫氣等低密度氣體產(chǎn)生的浮力來升空,但不能控制方向和速度,也不能承載重物。
為了實(shí)現(xiàn)真正意義上的飛行,人類開始探索和試驗(yàn)重于空氣的航空器,即飛機(jī)。最早對(duì)飛機(jī)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)的是文藝復(fù)興時(shí)期的意大利藝術(shù)家和科學(xué)家達(dá)·芬奇,他根據(jù)對(duì)鳥類飛行的觀察和分析,提出了利用固定機(jī)翼產(chǎn)生升力和利用不同的翼面控制和推進(jìn)飛機(jī)的設(shè)計(jì)概念,并畫出了一些滑翔機(jī)和撲翼機(jī)等原型圖。但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制,他沒有能夠?qū)崿F(xiàn)他的設(shè)計(jì)。
17世紀(jì)以后,隨著工業(yè)革命和自然科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類對(duì)飛行問題有了更深入和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。英國物理學(xué)家牛頓提出了運(yùn)動(dòng)定律和萬有引力定律,為分析飛行力學(xué)提供了理論基礎(chǔ)。法國物理學(xué)家伯努利發(fā)現(xiàn)了流體動(dòng)力學(xué)中的伯努利定律,為解釋機(jī)翼產(chǎn)生升力提供了物理原理。英國工程師凱利首先提出了利用固定機(jī)翼產(chǎn)生升力和利用不同的翼面控制和推進(jìn)飛機(jī)的設(shè)計(jì)概念,并制造了第一個(gè)完成載人飛行的滑翔機(jī)。
活塞發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)時(shí)期
19世紀(jì)末期到20世紀(jì)初期是飛機(jī)發(fā)明和發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。這一時(shí)期出現(xiàn)了兩個(gè)重要的技術(shù)創(chuàng)新:一是內(nèi)燃機(jī)(活塞發(fā)動(dòng)機(jī))的發(fā)明和改進(jìn),為飛機(jī)提供了輕便而強(qiáng)勁的動(dòng)力來源;二是無線電通信技術(shù)的出現(xiàn),為飛行導(dǎo)航和安全提供了有效的手段。在這些技術(shù)的支持下,一批航空先驅(qū)者開始了對(duì)飛機(jī)的設(shè)計(jì)和試飛,其中最著名的是美國的萊特兄弟。
萊特兄弟是兩位自學(xué)成才的自行車制造商,他們對(duì)飛行有著濃厚的興趣和執(zhí)著的追求。他們?cè)谶M(jìn)行了大量的文獻(xiàn)研究和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)后,設(shè)計(jì)并制造了一系列的滑翔機(jī)和飛機(jī),并進(jìn)行了多次試飛。他們?cè)陲w機(jī)設(shè)計(jì)方面的最大貢獻(xiàn)是發(fā)明了三軸控制系統(tǒng),即用方向舵控制偏航,用升降舵控制俯仰,用扭曲機(jī)翼控制滾轉(zhuǎn)。這一系統(tǒng)使飛機(jī)能夠在空中進(jìn)行穩(wěn)定而靈活的操縱,為現(xiàn)代飛機(jī)的控制方式奠定了基礎(chǔ)。
1903年12月17日,萊特兄弟在美國北卡羅來納州基蒂霍克進(jìn)行了人類歷史上第一次持續(xù)的動(dòng)力飛行。他們駕駛自己制造的“飛行者”號(hào)飛機(jī),在一條鐵軌上加速后,借助一架推進(jìn)器提供的推力和機(jī)翼提供的升力,離開地面,在空中飛行了12秒,距離為37米。這次飛行雖然時(shí)間短暫、距離有限,但卻是人類征服天空的一個(gè)歷史性的突破,開創(chuàng)了現(xiàn)代航空的新紀(jì)元。
萊特兄弟之后,世界各國的航空先驅(qū)者也紛紛加入了飛機(jī)設(shè)計(jì)和試飛的行列,如法國的布萊里奧、桑坦-杜蒙等。他們?cè)谌R特兄弟的基礎(chǔ)上改進(jìn)了飛機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能,創(chuàng)造了許多飛行的紀(jì)錄和奇跡。1908年10月23日,布萊里奧駕駛自己設(shè)計(jì)的單翼飛機(jī),在巴黎附近完成了人類歷史上第一次載客飛行。1909年7月25日,他又駕駛同一架飛機(jī)從法國加來港出發(fā),在37分鐘內(nèi)飛越英吉利海峽到達(dá)英國多佛港,這是人類歷史上第一次用重于空氣的航空器跨越海峽。1909年11月3日,桑坦-杜蒙駕駛自己設(shè)計(jì)的單翼飛機(jī),在巴黎附近完成了人類歷史上第一次環(huán)繞埃菲爾鐵塔的飛行。
隨著飛機(jī)性能的提高和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,人們對(duì)飛機(jī)提出了更高的要求。為了適應(yīng)不同的用途和環(huán)境,出現(xiàn)了各種類型和形式的飛機(jī),如水上飛機(jī)、兩翼飛機(jī)、三翼飛機(jī)、單翼飛機(jī)、雙層機(jī)翼、單層機(jī)翼、金屬結(jié)構(gòu)、木質(zhì)結(jié)構(gòu)等。其中最具代表性和影響力的是法國工程師布瓦松所設(shè)計(jì)的“布瓦松-14”型雙座雙翼偵察轟炸機(jī),它是第一種量產(chǎn)型軍用飛機(jī),