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尋找飛行的翅膀,人類在近200年內是如何飛上天空的

尋找飛行的翅膀

僅僅乘坐裝有發動機的氣球,並不能令人滿意。熱氣球和飛艇

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沒有像鳥兒一樣的外觀和雙翅,難以滿足人類對飛行的要求,還不是人類征服天空的理想交通工具。為此,有不少人又開始研製新的飛行器。

英國的喬治·凱利是著名的航空科學家,

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他從事飛行理論的研究,提出了「用一具輕巧的發動機裝置推動傾斜的平面」的理論。1804年,凱利製成了用繩索牽引著飛行的滑翔機,從小山頭起飛,越過村莊,安全降落。

1810年,凱利關於基礎空氣動力學的著作《空中航行》出版,該著作中論述了空氣動力原理及其作用和應用,奠定了固定翼和旋翼機的基礎。他指出,人體肌肉的力量遠不足以用於機械飛行。對於飛行來說,欠缺的唯一部件是內部燃燒的發動機,只要有了它,航空飛行的夢想就可能成為現實。

到了19世紀末期,困擾飛行研究進展的問題仍然是動力裝置的問題。當時唯一能提供推進能量的只有蒸汽機,而蒸汽機連同鍋爐和燃料遠比飛機自身重得多。

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儘管如此,人們還是用蒸汽機做了許多勇敢的嘗試。法國的阿代爾製造了兩架蒸汽發動機的蝙蝠式飛機,取名叫「風神」和「飛機」,據稱「飛機」曾飛離地面幾米。

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另一位法國海軍軍官迪·湯普爾也曾製造了一架蒸汽發動機的單翼機,無控制地離地飛行了10米。俄國海軍上校莫扎伊斯基試飛了他自己設計的蒸汽動力單翼機。

然而,所有的這些試驗和嘗試,只讓人們明白了兩件事:蒸汽發動機並不適用於作為機械飛行的動力裝置;獲得飛行推力的最佳手段應該是螺旋槳。

經過長期的探索,在19世紀臨近結束的時候,飛機的研究終於迎來了第一道曙光。

德國的滑翔飛行家奧托·李林達爾成為第一個在重於空氣的飛行器上飛行的人。

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他從1867年開始研究滑翔機,1891年~1896年間,他先後製造了18架外形模仿鳥的無發動機的滑翔機,並在柏林附近親自進行了2000餘次成功的懸掛飛行試驗,有幾次還完成了180°的轉彎。

儘管他的滑翔機主要是用木材、布和少量的鐵件製成,十分簡陋,甚至是靠人體重心的移動來操縱飛行,但它畢竟是第一架可操縱的重於空氣的飛行器。

就在李林達爾開始籌劃在滑翔機上用蒸汽機提供動力的時候,一場不幸發生了——1896年8月10日,李林達爾在一次飛行試驗中不幸遇難,年僅48歲。

另外一位值得一提的人是美國的蘭利博士,

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他是一位物理學家、天文學家和航空科學家。他從1887年開始研究重於空氣的航天器,在實現飛機動力飛行的研究上一直處於遙遙領先的地位。他組裝了許多由橡皮筋發動機和很小的蒸汽機推進的飛機模型。1896年,一架用蒸汽機提供動力,裝有兩副螺旋槳的串列式雙翼機試飛成功,飛機以每小時48千米的速度飛行了1280米。

1898年,在美國國會的資助下,用內燃機提供動力的飛機問世。1903年10月7日,蘭利製造的飛機進行首次試飛,飛機從船上彈射起飛,結果墜入河中。12月8日第二次試飛,又以墜水而告失敗。試飛失敗使蘭利失去了國會的支持,3年後鬱鬱而終。雖然蘭利博士生前沒能實現飛行的願望,但他對飛機研究做出的突出貢獻卻永載史冊。

離蘭利博士第二次試飛失敗僅僅一個多星期後,一件具有劃時代意義的事件發生了。

1903年12月17日,美國俄亥俄州的萊特兄弟經過多年對風箏、滑翔機的研究和試驗,在北卡羅來納州的基蒂霍克,駕駛著由發動機驅動的「飛行者1」號雙翼飛機,成功地進行了歷史上第一次有動力的持續飛行。他們在59秒內飛行了260米,創下了現在世界上公認的第一架飛機的飛行紀錄。

「飛行者1」號是一架非常簡陋而普通的雙翼機,它的兩個推進式螺旋槳分別安裝在駕駛員位置的兩側,由單台發動機鏈式傳動。但萊特兄弟在飛機的操作系統方面,卻體現出了他們的天才之處,這也正是他們對航空事業最偉大的貢獻所在。

李林達爾是通過移動自己的身體,改變重心來操縱飛行器的飛行,而萊特兄弟的「飛行者1」號則是通過機械裝置使整個翼尖捲曲來操縱飛機的飛行。

儘管「飛行者1」號的設計非常原始,但現代飛機中轉彎、爬升和降落等主要部件的設計都受到了它的影響,都可以在這架飛機上找到雛形。

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緊接著,萊特兄弟又製造出裝有新型發動機的「飛行者2」號,在赫夫曼大草原進行了試飛,最長飛行時間超過5分鐘,飛行距離達4.4千米。

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1905年,「飛行者3」號又飛上了藍天。它能起飛、轉彎、傾斜、盤旋,是世界上第一架能實用的飛機。1905年10月5日,哥哥威伯特·萊特駕駛「飛行者3」號持續飛行了38分鐘,飛行距離達38.6千米。1908年,威伯特在法國進行飛行表演時,續航時間達到2小時20分鐘,在當時航空界名列前茅。

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萊特兄弟飛機的成功飛行,獲得了美國、法國等許多國家的廣泛承認,由此掀起了席捲世界的航空熱潮。

20世紀初,航空熱席捲全球,並創下了一個又一個的第一:1909年7月25日,法國人布萊里奧第一次駕機飛越英吉利海峽;1909年8月23日,美國人寇蒂斯創造了每小時69.821千米的第一個飛行速度紀錄;1909年8月29日,法國人拉唐創造了升高155米的第一個飛行高度紀錄。

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逐漸,飛機不再被認為是賽場上吸引大家的新奇東西,而是一種實用的飛行運輸工具。於是,人們首先想到要把它應用到軍事上。

1914年8月,當第一次世界大戰在歐洲爆發時,飛機作為對敵的空中機動觀察哨開始了它的軍事應用。在戰爭開始的頭幾個月里,各參戰國加起來已擁有近千架飛機。

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隨著第一次世界大戰的全面展開,早期的遭遇性的空戰已逐步發展成為有目的的、有組織的、為爭奪制空權而進行的空戰。交戰雙方不斷設計和製造了許多專門用於空中作戰的速度快、機動性好、配備有優良武器的戰鬥機,空戰的場面更為激烈壯觀。

第一次世界大戰推動了航空事業的高速發展。在4年的戰爭時期,戰鬥機的生產數量達到近20萬架,其中英國5.5萬架、法同5.1萬架、德國4.7萬架、美國1.5萬架、義大利1.2萬架。

與此同時,飛機的性能顯著提高。飛機的飛行時速由100千米提高到了260千米;飛機升限由4200米提高到了8810米;航程加大到1900千米;飛機的結構、發動機和運載能力都有了很大的改進和發展。

第二次世界大戰是人類歷史上迄今為止規模最大的一場戰爭。這場戰爭中,各參戰國的空軍大顯身手,成為戰爭的重要力量。

二戰中的空戰,包括空對空和空對地作戰,主要集中在歐洲戰區、蘇德戰區、地中海戰區和北非戰區四個戰區。其中誕生了許多著名的大空戰,包括不列顛之戰、諾曼底登陸戰、莫斯科保衛戰、馬爾他空戰、西西里島登陸戰、日本偷襲珍珠港、中途島之戰等戰役。

1945年8月6日,美國使用B29

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轟炸機在日本廣島投下了第一枚原子彈。緊接著,8月9日,第二顆原子彈又在長崎上空爆炸,促使日本於8月14日宣告投降,從而結束了歷時6年之久的第二次世界大戰。

在第二次世界大戰中,交戰各國共投入飛機近64萬架,數量空前。交戰各國使用最多的是戰鬥機和轟炸機。在此期間,湧現出了如英國的「噴火」式、美國的「野馬」式、蘇聯的「拉-5」、德國的「Me109」和日本的「零」式戰鬥機等各種優秀的戰鬥機種,最高時速已達到750千米,升限超過1.2萬米,最大航程達3300千米。

兩次世界大戰有力地刺激和促進了航空技術的飛速發展。大戰結束後,大量的軍用飛機改裝為民用飛機,用於運送旅客和貨物,並在飛機的機體設計、材料、操縱及安全性能方而進行了改進和完善。

由於活塞式發動機的功率和螺旋槳的效率難以滿足飛機繼續增速和提高升限的需要,人們開始加緊研製噴氣式發動機。噴氣式發動機的優異性能,為提高飛機的飛行速度創造了條件。噴氣式飛機的誕生使飛機進入了超音速飛行的時代。

從1903年萊特兄弟製造出第一架有動力的飛機開始,直到100餘年後的今天,飛機從結構到性能、從外觀到內部系統都已發生了巨大的變化。現在,世界上飛機機型眾多,偵察機、戰鬥機、轟炸機、強擊機、艦載機、加油機、反潛機、電子干擾機、預警機、垂直起降機、隱形機等紛紛湧現,性能不斷提高,已成為現代戰爭的重要作戰工具。美國的F22

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、F117A隱形戰鬥機和俄羅斯的米格-39、S30戰鬥機便是軍用機中的佼佼者。

在民用航空領域,從20世紀30年代由軍用戰鬥機改裝而成的十分簡陋的飛機,到50年代的噴氣機,再到70年代波音747等大型客機的問世,民用航空發展日新月異。

空中旅行已成為人們日常生活中習以為常的事情。人類跨越大陸和海洋的飛行時間越來越短,地球將變得「越來越小」。

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