飛機是誰發明的 飛機的發明歷史
飛機,是指由動力裝置產生前進的推力或拉力,由機身的固定機翼產生升力,在大氣層內飛行的重于空氣的航空器。飛機也是我們日常生活中重要的交通工具,那么大家知道飛機是誰發明的嗎?知道它的發展歷史嗎?下面跟隨學習啦小編一起來看看吧。
飛機的發明者以及發明歷史
爭議
法國人認為世界最早的飛機是由法國人克雷芒·阿德爾(Clément Ader)發明,于1890年10月9日在法國試飛成功,部分人認為他發明了歷史上第一架飛機。
美國人認為飛機的發明者是美國人萊特兄弟(Wilbur Wright和Orville Wright),于1903年12月17日上午10點35分在美國試飛成功。
巴西人認為是巴西人阿爾貝托·桑托斯·杜蒙特(Alberto Santos-Dumont)發明了飛機,1906年10月12日桑托斯-杜蒙特的“14 bis”飛機成功地飛至60米高空是世界上第一次成功的動力飛行,之前的飛行并沒有達到真正意義上“飛”的標準。
一般普遍認為是由美國人萊特兄弟發明了飛機,而有部分人認為是由克雷芒·阿德爾或阿爾貝托·桑托斯·杜蒙特所發明。
1903年美國萊特兄弟設計制造的飛機進行了成功的飛行,這是世界上首次實現重于空氣的航空器的有動力、可操縱的飛行。第一次世界大戰中,飛機已用于作戰,當時飛機的速
度已達180~220千米/時,升限6000~7000米,航程400~450千米,轟炸機載彈量1000~2000千克。在第二次世界大戰中,飛機的速度達到750千米/時,轟炸機載彈量可達10噸左右。20世紀40年代中期以后,發動機由活塞式發展到噴氣式,飛機的飛行性能顯著提高;80年代飛機的升限已超過30000米,最大速度超過3倍音速,航程超過20000千米,最大載重量超過100噸。
萊特兄弟并非最早成功研制飛機的發明家
德國飛機制造業先驅古斯塔夫-韋斯科普夫于1901年成功試飛“禿鷲”飛行器,可以離開地面飛行2.5公里,如果該報道是真實的,古斯塔夫將比懷特兄研制飛機的時間早兩年。
懷特兄弟1910年準備測試飛行,他們于1903年12月成功演示飛機飛行。
1903年萊特兄弟研制世界第一架飛機成功試飛,因此聞名于世,然而最新一項研究表明,萊特兄弟并非發明飛機第一人,早在兩年前,一位德國發明家就研制一種飛行器,距離地面15米飛行2.5公里距離。
《簡氏世界飛機》報道稱,德國飛機制造業先驅古斯塔夫-韋斯科普夫(Gustav Weisskopf)于1901年成功建造并試飛“禿鷲飛機”。據稱,古斯塔夫移居至美國,并改名為萊特海德,他可能是世界上第一位成功建造飛機的發明家。
在航空專家約翰-布朗(John Brown)的幫助下,成功研制了一款叫做“禿鷲”的飛行器,他于19世紀90年代從德國巴伐利亞州移居到美國,他設計一款“路面行駛飛行器”,體積很小完全可以停放在車庫中。古斯塔夫設想這款飛行機能夠驅動汽車在原野上行駛,或者折疊側翼,將汽車變成一架飛機。
之后他建造的“禿鷹飛行器”(也被稱為“21號”),其設計基于之前的飛行汽車模型。這款飛行器可裝配兩個發動器,一個20馬力發動機可用于汽車飛行,另一個10馬力發動機用于驅動汽車路面行駛。
之后飛行員可以在發動機之間進行選擇,當飛行發動機開啟時,將為飛行器兩個螺旋槳提供動力。據《布里奇波特先驅報》報道,古斯塔夫于1901年8月駕駛“禿鷲”飛行器在美國康涅狄格州郊外進行了測試,能夠展開翅膀,實現兩次演示飛行。在第二次飛行中,“禿鷲”距離地面15米,持續飛行了2.5公里。之后古斯塔夫再次更新了飛行器設計,并命名為“22號”,于1902年1月22日進行了一次演示飛行,當時有17位目擊者。如果報道是真實的,那么古斯塔夫當之無愧地成為“世界第一位飛機制造者”,比萊特兄弟制造飛機早兩年時間。
萊特兄弟
二十世紀最重大的發明之一,是飛機的誕生。人類自古以來就夢想著能像鳥一樣在太空中飛翔。而2000多年前中國人發明的風箏,雖然不能把人帶上天空,但它確實可以稱為飛機的鼻祖。
20世紀初在美國有一對兄弟他們在世界的飛機發展史上做出了重大的貢獻,就是萊特兄弟。在當時大多數人認為飛機依靠自身動力的飛行完全不可能,而萊特兄弟確不相信這種結論,從1900年至1902年他們兄弟進行1000多次滑翔試飛,終于在1903年制造出了第一架依靠自身動力進行載人飛行的飛機“飛行者”1號,并且獲得試飛成功。他們因此于1909年獲得美國國會榮譽獎。同年,他們創辦了“萊特飛機公司”。這是人類在飛機發展史上取得的巨大進步。
改進
1927年至1932年中,座艙儀表和領航設備的研制取得進展,陀螺技術應用到飛行儀表上。這個裝在萬向支架上的旋轉飛輪能夠在空間保持定向,于是成為引導駕駛員能在黑暗中、雨雪天中飛行的各種導航儀表的基礎。這時飛機中就出現了人工地平儀,它能向飛行員指示飛機所處的飛行高度;陀螺磁羅盤指示器,在羅盤上刻有度數;地磁感應羅盤,它不受飛機上常常帶有的大量鐵質東西的影響,也不受振動和地球磁場的影響。這些儀表以靈敏度高、能測出離地30多米的高度表和顯示飛機轉彎角速度的轉彎側滑儀,此外還有指示空中航線的無線電波束,都是用來引導駕駛員通過模糊不清的大氣層時的手段。
飛行仿真器又稱飛行模擬器,它是一種可以在地面模仿飛機的飛行狀態。1930年,美國人埃德溫·林克發明了第一個飛行仿真器,并且以自己名字命名為“林克練習器”,盡管它存在著技術上的缺陷,但是,它已經體現了不使用真實飛機就能安全、經濟地反復進行緊急狀態動作訓練的優點。如今飛機模擬器已經由計算機、模擬駕駛艙、運動系統、操縱負載系統和視景系統等組成。是現代航空科研、教學、試驗等不能缺少的技術設備。
噴氣發動機
1910年12月10日,在法國巴黎展覽會上,有一架飛機在表演時墜毀。駕駛員被拋出燃燒的機艙。但這架飛機卻引起人們很大關注。因為它使用的一臺新型發動機。設計者就是飛機駕駛員本人,他是羅馬尼亞人,名叫亨利·科達,畢業于法國高等技術學校。他設計的發動機是用一臺50馬力的發動機使風扇向后推動空氣,同時增設一個加力燃燒室,以此來增大反推力。這就是最早的噴氣發動機。
20世紀30年代后期,活塞驅動的螺旋槳飛機的最大平飛時速已達到700公里,俯沖時已接近音速。音障的問題日益突出。前蘇、英、美、德、意等國大力開展了噴氣發動機的研究工作。德國設計師,奧安在新型發動機研制上最早取得成功。1934年奧安獲得離心型渦輪噴氣發動機專利。1939年8月27日奧安使用他的發動機制成He-178噴氣式飛機。
1942年7月,德國23歲的奧海因經過千辛萬苦的努力,制造出了第一架噴氣式飛機,Me-262,同年7月18日試飛。因噴氣式飛機比螺旋槳式飛機要快160km/h,得到德國政府的同意開始投入空戰,1945年8月德軍用37架噴氣式飛機擊落了18架美國的螺旋槳飛機,在同盟軍中引起了震驚。
噴氣發動機研制出之后,科學家們就進一步讓飛機進行突破音障的飛行,經過10多年之后這項工作終于被美國人完成了。
1947年10月14日在美國加利福尼亞州的桑格菲爾地區,貝爾公司試飛能沖破音障的飛機。上午10時一架巨大的B-29轟炸機,在機艙下懸掛著一駕造型奇特的小飛機起飛了。這架小飛機命名為X-1火箭飛機。X-1飛機裝有4臺火箭發動機,總推力2700公斤,使用的燃料是危險的液氫和酒精。當B-29轟炸機把它從空中放下的時候,它的4臺火箭發動機相繼點火。當飛機發動機啟動1分28秒后,馬赫數達到10,飛機達到了音速。這時X-1飛機的燃料幾乎用盡,速度變得更快,達到馬赫數1?06,這時的高度是13000米。盡管試飛成功,但由于X-1飛機不是靠自身的動力起飛升空,這個紀錄沒有被承認。
飛機的發明,使人們在普遍受益的情況下又產生了新的不滿足。飛機起飛需要滑跑,需要修建相應的跑道和機場。這就帶來了諸多不便,于是有人開始探索可以進行垂直起落的飛行器,通稱直升機。
1939年9月14日世界上第一架實用型直升機誕生,它是美國工程師西科斯基研制成功的VS-300直升機。西科斯基原籍俄國,1930年移居美國,他制造的VS-300直升機,有1副主旋翼和3副尾槳,后來經過多次試飛,將3副尾槳變成1副,這架實用型直升機從而成為現代直升機的鼻祖。
VS-300直升機誕生之后,影響巨大,尤其是從本世紀50年代開始,直升機的制造技術發展迅猛。50年代中期以前,直升機的動力裝置處在活塞式發動機時期,此后就進入了噴氣渦輪軸時期。旋翼材料結構技術也經歷了幾個階段;40年代至50年代為金屬木翼混合結構,50年代中期至60年代中期為金屬結構,60年代中期至70年代中期為玻璃纖維結構,70年代中期以后發展成為新型復合材料結構。
本世紀20年代飛機開始載運乘客,第二次世界大戰結束初期美國開始把大量的運輸機改裝成為客機。60年代以來,世界上出現了一些大型運輸機和超音速運輸機,逐漸推廣使用渦輪風扇發動機。著名的有前蘇聯生產的安-22、伊爾-76;美國生產的C-141、C-5A、波音-747;法國的空中客車等。超音速運輸機有英法聯合研制的“協和”式和原蘇聯的圖-144。然而,超音速客機的發展并不樂觀。“協和”式飛機售價過高,且噪音污染大,影響效益,因而已于80年代停止生產。前蘇聯的圖-144也因為同樣的原因也在80年代停航。
自從飛機發明以后,飛機日益成為現代文明不可缺少的運載工具。它深刻的改變和影響著人們的生活。 由于發明了飛機,人類環球旅行的時間大大縮短了。世界上第一次環球旅行是16世紀完成的。當時,葡萄牙人麥哲倫率領一支船隊從西班牙出發,足足用了 3年時間,才穿越大西洋、太平洋,環繞地球一周,回到西班牙。19世紀末,一個法國人乘火車環球旅行一周,也花費了43天的時間。飛機發明以后,人們在1949年又進行了一次環球旅行。一架B—50型轟炸機,經過4次漂亮的空中加油,僅僅用了94個小時,便繞地球一周,飛行 37700公里。強中更有強中手。超音速飛機問世以后,人們飛得更高更快。1979年,英國人普斯貝特只用14個小時零6分鐘,就飛行36900公里,環繞地球一周。在不到一天的時間里,就可以飛到地球的各個角落,這對于生活在20世紀以前的人類來說,難道不是一個人間奇跡嗎?
錯綜復雜的空中航線把世界各國連接起來,為人們提供了既方便又迅速的客運。早在本世紀20年代,航空運輸就開設了定期航班,運送旅客和郵件。如今,空中航線更是四通八達,人們隨時都會看見銀色的飛機,如同一只大鳥,在蔚藍的天空中一掠而過。對于現代人來說,早晨還在北京,下午已毫無倦意地出現在千里之外的另一座城市,這已經是十分平常的事了。一只只銀燕把不同地區的不同種族,不同膚色的人們緊密地聯系起來。通過不斷地交流,人們播種友誼,傳達信息,達到相互溝通,相互理解和相互促進,共同推進人類的文明。
飛機的發明也使航空運輸業得到了空前發展,許多為工業發展所需的種種原料擁有了新的來源和渠道,大大減輕了人們對當地自然資源的依賴程度。那些不宜長時間運輸的牲畜和難以長期保存的美味食品,也可以乘坐飛機而跨越五湖四海,給世界各地的人們共賞共享。當年連貴妃娘娘都不易品嘗的嶺南荔枝,如今也出現在尋常百姓的家中了。
在人類向地球深處進軍時,飛機也被廣泛應用于地質勘探。人們使用裝備了照相機或者一種稱為肖蘭系統的電子設備的飛機,可以迅速而準確地對廣大地區,包括險峻而難以到達的地方進行測繪。把空中拍攝的照片一張張拼接起來,就可以繪制極好的地形圖。這比古老的測繪方式要簡便易行得多。就連冰天雪地、人跡罕至,一度只是探險人員涉足的北極和南極,乘坐飛機也可以毫不困難地到達。
當然,飛機在現代戰爭中的作用更為驚人。不僅可以用于偵察、轟炸,而且在預警、反潛、掃雷等方面也極為出色。在20世紀90年代初爆發的海灣戰爭中,飛機的巨大威力有目共睹。當然,飛機在軍事上的應用給人類也帶來了慘重災難,對人類文明產生了毀滅性破壞。但是和平利用飛機,才是人類發明飛機的初衷。
飛機簡介
(Aircraft,Plane,Aeroplane,Airplane,Aeronef, Aeroplane, Flying machine),專業術語是固定翼機(Fixed-wing aircraft),泛指比空氣重,有動力裝置驅動。機翼固定于機身且不會相對機身運動,靠空氣對機翼的作用力而產生升力的航空器。這種定義是為了與滑翔機和旋翼機有所區別。
固定翼飛機是最常見的航空器型態。動力的來源包含活塞發動機、渦輪螺旋槳發動機、渦輪風扇發動機或火箭發動機等等。同時飛機也是現代生活中不可缺少的運輸工具。
飛機具有兩個最基本特征:其一是它自身的密度比空氣大,并且它是由動力驅動前進;其二是飛機有固定的機翼,機翼提供升力使飛機翱翔于天空。
不具備以上特征者不能稱之為飛機,這兩條缺一不可,譬如:一個飛行器它的密度小于空氣,那它就是氣球或飛艇。如果沒有動力裝置,只能在空中滑翔,則被稱為滑翔機。飛行器的機翼如果不固定,靠機翼旋轉產生升力,就是直升機或旋翼機。
飛機的運行原理
飛機的機翼的上下兩側的形狀是不一樣的,上側的要凸些,而下側的則要平些。當飛機滑行時,機翼在空氣中
移動,從相對運動來看,等于是空氣沿機翼流動。由于機翼上凸下平,導致上下表面流管粗細(截面積)不同,上表面流管細,下表面流管粗,故氣流要保持單位時間內流過相同流量,上表面流速必定比下表面流速快。根據流體力學(空氣動力學,帕努利定理)的原理,當飛機滑動時,機翼上側的空氣壓力要小于下側,這就使飛機產生了一個向上的升力(負壓力)。當飛機滑行到一定速度時,這個升力就達到了足以使飛機飛起來的力量。于是,飛機就上了天。所以可以這樣說,飛機的升空不是托上天的,而是被“壓”上天的。
說得再直觀點:假設上表面流管截面積為S1,下表面截面積為S2,上表面流量為Q1,下表面流量為Q2,上表面速為V1,下表面流速為V2,則:
Q1=S1V1,Q2=S2V2,因為Q1=Q2,S1小于S2,所以V1必大于V2(注:Q單位為立方米每秒)
根據伯努利定理——“流體速度越快,其靜壓值越小(靜壓就是流體流動時垂直于流體運動方向所產生的壓力)。”因此上表面的空氣施加給機翼的壓力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上,這就產生了升力。
與發明有關的相關