航空简史

“飞天”简史

张文广

（西京学院 机械工程 研1201班）

摘 要：飞机作为一项重要的交通工具，具有速度快，运输量大等优点。现在飞机的发展前景依然很大，但是飞机发展历程是什么呢，今后飞机该朝哪个方向发展呢？因此，本文最飞机的发展历程做了大概的总结，所谓以史为鉴可以知兴替，了解飞机的发展历史，对飞机的创新及预测未来的发展趋势有很大的帮助。 关键词：飞机； 发动机；飞行工具

The brief history of flying

ZhangWenGuang

(XiJing University mechanical engineering class1201) Abstract: The plane as an important transportation characterized by fast and big volume. It also has a bright future. The history of the aircraft will give us the simple history of the plane and it also offers us the developing direction of it. Realizing the history of the aircraft will help us to predict the development tendency about it.

Key words: The plane；engine；flying equipment

1 古代人们的飞天梦

碧空万里，广阔无垠。从古至今人们对蓝色苍穹充满好奇，都想飞上天空一睹风采，因此无数诗人雅仕仰望星空作出了无限感慨和遐想以祭奠他们的飞天梦。神话故事《牛郎织女》、《嫦娥奔月》乘龙跨凤的萧史、弄玉， 脚踏风火轮的哪吒，一个筋斗十万八千里的孙悟空都是人类升空愿望的生动反映。2300多年前，战国诗人屈原在《离骚》中写到：“为余驾飞龙兮，杂瑶象以为车”，意思是我坐上了飞龙拉的玉与象牙制成的车子。在《远游》中，写他在云中漫游，且有风神在前面给他开路。古人向往飞行，认为长了翅膀便能飞。在山东嘉祥出

土的东汉武氏石室的石刻画中，有长着两翼和四翼会飞的人。甘肃敦煌石窟里有隋朝的壁画，画着羽人的像。在国外最早的神话传说中，有会飞行的神仙。这一点由史前壁画中带翼人即可窥见一斑。在古亚述神话和希腊神话中还可看到会飞的牛和马。如公元前1000 年一则希腊传说曾描绘建筑师代达罗斯和他的儿子伊卡洛斯用线和蜡把羽毛系在一起，做上翅膀后从监狱里逃了出来? ?

2 最初的飞行工具

随着人类征服自然能力的提高，人们不再满足于在神话中来展开想象的翅膀了。他们要冒险试着离开地面，飞向天空。于是出现了最早的飞人和飞行器。 2.1 风筝的发明

风筝被世界公认为人类最早的飞行器，由中国在2000多年前发明。古代传说风筝是刘邦的大将韩信发明，传说他把楚国军队困在垓下时，制作了风筝，让身材轻巧的张良坐在风筝上飞到天空，高唱楚歌，使歌声顺风传至楚营，动摇军心。风筝利用空气动力升空，飞行原理与现代飞机相似，因而对飞机的发明有重要影响。

于1968年意大利科学家乔瓦尼.博雷利写了《运动的物种》这篇文章，阐述了人们离开了机器是不能在高空飞翔的观点，这也打断了许多人想模仿鸟类飞翔的愿望，因此人们再次投入到找出其他可以飞行的工具。 2.2 热气球的制造

人类孜孜不倦的追求之下终于发明了另一个飞天工具--热气球①。1783 年6 月4 日法国两兄弟约瑟夫-米歇尔·蒙哥尔费和雅克- 芬蒂安·蒙哥尔费把一个直径大约为10米的热气球成功的飞上了天空。与此之后巴黎科学院的夏尔教授研制出了以氢气代替热空气、产生浮力的气球，而且采用了在丝绸上涂橡胶的方法制气球，性能明显比热气球好。1783 年8 月27日，夏尔的氢气球第一次成功升空。12月1日，夏尔和他的机械师罗伯特乘坐氢气球从巴黎杜伊勒利宫起飞，飞行了43千米后安全降落，实现了氢气球首次载人飞行。1784年，英国和意大利分别作了气球升空表演，荷兰、比利时在1785年，美国在1793年也分别作了这类试验。到了1821年，英国查尔斯.格林发明了煤气气球，并成功升空。查尔斯.格林最大的气球是“皇家沃克斯霍尔”号，由1850米长的意大利丝绸做成，高25 米，里面充满煤气。1836 年11 月7 日，格林和他的两个伙伴乘“皇家沃克斯霍尔”号从伦敦升空，他们破记录的飞行持续到第二天上午，飞行了770千米，最后降

落在拿骚公爵的领地温伯格附近（现为德国一部分）⑥。1858年，威廉.迪安在墨尔本作了澳大利亚的第一次气球飞行。这一时期，人们对气球有种狂热。职业气球手和气球爱好者，爱在参加节日或其他庆祝活动的人群面前作表现。甚至卡通片画家也积极发挥他们的想象力，幻想出稀奇古怪的场面，展示未来气球的用途。

2.3 飞艇的制造

但是人类对飞行的向往并没有停留在小小的气球之上，因为它也有其局限性，气球可以上升或下降，但是却不能控制方向，飞翔时只能随风飘摇。为了使得气球变成一种真正的交通工具，法国桑森父子于1839年设计出了一个靠拍打翅膀和踏动明轮来驱动的气艇自此，人们终于进入了动力半操作的飞行时代。英国人蒙克·梅森则用发条装置驱动螺旋桨来推动小型飞艇，其优点是这种汽艇的外形有利于穿过空气，再加上驱动装置的推动作用，便可以在空中随意移动了。德国陆军中将齐伯林是飞艇制造家、大型实用硬式飞艇发明人。他针对半硬式飞艇不能载重的缺点提出全硬式飞艇设想。因此他于1900年7月2日制造了世界上第一个硬是飞艇。。但是，硬式飞艇也是有很多的缺点的，在1937年5月16日，“兴登堡”号准备在美国新泽西州莱克赫斯特降落时，大气中的静电点燃了外泄的氢气而引发大火，导致97位乘客中有37位不幸遇难。以后，英国的R-100号和美国的“阿克隆”号也相继失事，自此飞艇的发展在很长时期内处于停滞状态。人们开始寻求另一种飞行机器—飞机⑧。

但是初开始的飞机并没有驱动机械，只能靠滑翔来移动一段距离，我们称这种飞机为滑翔机。1804年，凯利根据自己的理论建造了一个约1.5 米长、固定翼上反角为6度的极小型滑翔机。它的十字形水平安定面由活动连接部件与机身相固定，通过移动沙袋来调整重心。1849年，他把佣人10岁儿子放在第一架全尺寸滑翔机里进行了试验，实验结果也成功了。但是没有驱动部分的飞机跟飞艇的功能相似，还是不能随时随地的及长时间的飞行的，于是1843年，英国人威廉·亨森在凯利的基础上添加了蒸汽驱动机从而设计了蒸汽飞机草图，并获得专利，但没有制造，因为用笨重的蒸汽机是不可能飞起来的。直到了1890年，法国电气工程师阿代尔设计出一台重量轻、功率大的蒸汽机，把它安装在有着蝙蝠翼状的单翼飞机“埃奥尔”上。靠蒸汽机来驱动一副四片叶子的拉进式螺旋桨。机翼可以折叠，但机翼上没有操纵面。“埃奥尔”载着它的发明者在法国阿尔曼维利耶平

坦的地面上起飞了。与其说是飞行，不如说是“蹦跳”。但“埃奥尔”仍然贴近地面滑行了约50 米。因此人们普遍认为，阿代尔是第一个驾驶有动力的飞机离开平地的人。

2.4 飞机的问世及发展过程

但是这种飞机还是没有长时间的飞行，直到1903年美国俄亥俄州代顿市的莱特兄弟（威尔伯·莱特和奥维尔·莱特）经过对风筝、系留滑翔机多年的研究和实验，于1903 年12月17日，在北卡罗来纳州的基蒂霍克驾驶一架由发动机驱动的飞机成功地进行了人类历史上第一次有动力的持续飞行，实现了人类渴望已久的目的。1903年，莱特兄弟飞机飞行的成功，使人们对航空的兴趣遍布全球各个角落。20 世纪头一个10 年是有着许多航空“第一”的年代：1908年帕尔贴成为第一个乘飞机飞行的妇女；1909年7月25日，法国路易斯.布莱里奥第一次驾驶11型单翼飞机飞越英吉利海峡，并赢得了1000英镑的奖赏⑤；美国格伦.寇蒂斯于1909年8月23日第一次记载了每小时飞行69.821千米的速度记录??

飞机发展的巨大动力是战争。在飞机成为成熟的、实用而可靠的飞行器背后，有人产生了把它用于军事上的想法。但受到几百年来呆板的地面作战战略思想的影响，军方认为飞机的主要用途是空中侦察，是骑兵巡逻队的附加部分。于1911年9月，意大利为占有土耳其的北非省份的黎波里塔尼亚和昔兰尼加，发动了意土战争。开战时，土耳其没有飞机，意大利派遣了由2艘飞艇、9架飞机的航空营参战。10月23日，营长皮亚扎上尉驾机对土军阵地进行了1小时的侦察飞行，这是飞机首次参加实战。11月1日，意军飞行员朱里奥.加沃蒂中尉向土军目标投掷了4枚各重2千克的榴弹，这是首次用飞机进行投弹。1914年8月，第一次世界大战爆发。飞机作为飞行观察哨而用来测定地形，观察敌军调动情况，用空投情报的方式校正炮兵火力??

随着近代航空事业的发展，飞机从最初的军用延伸到许多领域，最初的民用飞机就是用第一次世界大战结束后的军用飞机改装而成的。于20世纪20年代初期，英国航空公司把轰炸机，侦察机敞开式的座舱封闭起来，装上座椅，运送顾客。1924年，美国道格拉斯公司“世界巡航号”飞机第一次作分段环球飞行，历时175天，飞完42400千米。1929 年8月，齐伯林飞艇用21天7小时34分环球飞行一周，轰动世界。但这一记录被屡屡打破。1992年10月，一架“协和”号超音速客机，为纪念哥伦布发现美洲新大陆500周年，只用32小时49分钟绕地球一周，

创造了环球飞行的新记录。飞机的作用和便捷被人们所认识，尤为美国人所垂青。1933 年，第一架现代式样的客机——双发动机波音247飞机在美国诞生。这种飞机有一个全金属的外壳，轮子可以在起飞后收入机翼，以减少飞行阻力。它能在4小时内飞行1 000千米。1935 年，美国道格拉斯DC3 型飞机作首次飞行。道格拉斯客机载客21 人，时速270千米。到1939年，这种性能可靠的飞机已成为空中“快马”，运送着90% 的空中乘客，使30年代成为DC3 的年代。DC3型后来更名为“空中列车”或“达科他”，在二战期间及二战后继续为空中乘客提供着非常重要的服务。1938 年，波音307 是首批有压力舱的客机。二战后，民航飞机已经历了四代：50年代出现第一代喷气式飞机，主要有英国的“彗星”（Comet）、前苏联的图104、美国的波音707 和DC8；60年代开始使用耗油率低的涡轮风扇发动机，代表机种有波音727、DC9和“三叉戟”（Trident）②；70年代宽机身客机问世，如波音747、伊尔-86、A-300等；80年代后出现了一批更先进的客机，如使用电话操纵系统的A320、波音757、波音767等。

3 飞机今后的发展方向

现在飞机已经普及的使用了，面对航空业的巨大进步, 现在的航空工业是“朝阳行业”还是“夕阳行业”，最终的结论是一致的，航空工业没有达到“ 投资效益平衡点” , 不是“ 夕阳工业” , 而是处在蒸蒸日上的兴旺期。在航空科学的各主要分支学科—空气动力学、推进系统、控制和导航、结构材料取得极大进展, 以及世界新技术革命到来的双重推动下, 航空科学和技术已经并且将持续出现更大的飞跃, 还会发明更多的新型航空器, 满足军用和民用的需要。 今后的飞机的发展方向是进一步降低燃料消耗, 提高能源效率。垂直和短距起落, 使世界上更多的中小城镇不依赖机场而使用航空交通大幅度降低飞机内外的噪声, 增加舒适性, 也有利于环境保护, 使机场附近居民生活安宁.采用光传操作系统, 用缆线尺寸小、容易安排的光纤传导取代目前的电话操纵。采用话音指令和合成话音技术, 提高驾驶舱的安全性.广泛采用平板显示器, 代替阴极射线管显示器, 体积小、节约能源.研究在万一发生空难的情况下, 客舱能依靠弹射装置与机身自动脱离的技术,普及机内旅客全球通信、娱乐等服务设施, 使长途旅行更加舒适。

4 结束语

伴随飞机行业科技的飞速发展, 新时期的四代、各种飞机通常都以高马赫数和大特技飞行, 这对飞机上关键件的质量稳定性要求更高, 当前除了选用新材料代替传统的碳钢外,从经济角度考虑,更多的是选用先进的加工方法和特种工艺, 以提高零件的加工精度和稳定性, 保证飞机在高强度下飞行的可靠性。

5 参考文献

[l]孙聪, 王向明. 飞机结构典型设计改进.北京:航空工业出版社, 2007. [2]飞机设计手册总编委会. 飞机设计手册: 第十册结构设计.北京: 航空工业出版社, 2000.

[3]中国航空研究院. 飞机的发展.北京: 科学出版社, 1998. [4]董文俊. 变体飞机机翼结构.西安: 西北工业大学航空学院, 2009. [5] 张伯霖 高速切削技术及应用 机械工业出版社 2002. [6] 王瑚 飞行技术的现状及发展趋势. 工具技术 2006. [7] 张虎 浅谈飞行工具的发展趋势.2002.

[8] 赵素勤 现代飞机的发展趋势.华北航天工业学院学报 2002.

[9] 赵晓燕 对我国飞机技术现状及发展趋势的认识. 科技经济市场 2009.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2y0v.html