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机械设计基础小论文写作航空器发展史姓 名 学院 系 航空宇航学院专 业 飞行器设计与工程班 级学 号 南京航空航天大学二 О 一五年九月十二日航空器发展史(中文)摘要航空器指用于大气层中进行飞行活动的飞行器的总称。乘坐航空器,在蓝天展翅翱翔,可以说是人类自诞生以来便一直梦寐以求的向往和追求,当我们回顾 20 世纪的历史时,飞机的发明可以说是其间最伟大的事件之一。如今航空力量已经发展成为各国军事力量的重要组成部分,各种各样的航空器让我们的天空变得五彩缤纷,航空器的发展贯穿了人类探索自然的艰辛历程。关键词航空器 发展史 飞机The Development History of Aircraft(English )Aircraft for flight activity refers to the atmosphere of the floorboard of the aircraft. Aboard the aircraft, in the blue sky soaring and arguably has been since the beginning of the human dream to yearn for and pursue, when we review the history of the 20th century, the invention of the airplane is arguably one of the greatest events in the meantime. Air force now has developed into an important part of national military power, a variety of aircraft let our sky become colorful, the development of aircraft hardships throughout the human to explore nature.1、引言人类的进步与创造性的幻想是分不开的,古代神话里那种上天入地、移山排海、呼风唤雨的神灵们多得简直是数不胜数,其中大部分的幻想都随着科学技术的发展变成了现实。人类在远古的生活中受鸟类和昆虫的启发,渴望能在空中自由的翱翔,以获得在自然界中更强的生存优势,这就是远古时期人们对航空器萌发发的最初幻想。航空器在 20 世纪初迎来了发展的春天,从莱特兄弟发明出世界第一架重于空气的飞机起,在一百年多年的历史中,航空器的发展实现甚至超越了古代人们对飞天的所有幻想,它已经深刻的影响了人类的生活方式。2、世界航空器发展史2.1 气球、飞艇的出现热气球的发明。飞艇和气球属于轻于空气的航空器,在飞机发明之前成为成为人类征服天空的先导。1783 年,蒙哥尔费兄弟用麻布和纸制成了第一个直径达 10m 的热空气球,以燃烧湿稻草和碎羊毛产生热空气充满气球,经过试验和多次改进,于 1783 年 6 月 4 日在昂纳内省首次升空。1783 年 10 月 15 日,法国人罗齐埃乘坐蒙哥尔费热气球上升到 26m的高空,飞行 45min,同年 11 月 21 日,罗齐埃和埃尔兰德斯又乘热气球,在月 1000m 的高度用 25min 飞行了 12km,这是人类乘航空器第一次进行的空中航行。蒙哥尔费兄弟发明的热气球氢气球的发明和应用。蒙哥尔费兄弟发明了热气球之后,同年 8 月法国人查理发明了氢气球,并于 8 月 27 日试飞成功,1785 年 1 月 17 日,法国布朗夏尔教授和助手乘坐氢气球飞越了英吉利海峡。此后,氢气球开始被用于军事、科学研究和体育运动。在一战和二战期间,氢气球被广泛用于军事侦查、防空和轰炸任务。气球只能在空中随意飘动而不能控制方向,于是人们发明了带动力并可以操纵的“气球”飞艇。 1852 年,法国人吉法德研制成功了世界第一艘飞艇。1900 年,巴西人阿尔巴托驾驶自制的飞艇,绕埃菲尔铁塔飞行一圈,层轰动一时。19 世纪末到 20 世纪初是飞艇发展的全盛时期,德国的齐柏林伯爵在这方面成就最大。1894 年他完成了硬式结构飞艇的设计,于 1900 年制成了 LZ-1 号飞艇,该飞艇巡航速度为60km/h,能载客 20 人,1909 年齐柏林创立了德国航空运输有限公司,开辟了空中定期航班。一战中,德国曾用飞艇轰炸英国和法国,造成了大量人员的伤亡。齐柏林飞艇由于飞艇的体积庞大、速度低、灵活性差,极易受到打击,在军事应用上很快被飞机所取代。1937 年 5 月 6 日,从德国飞往美国的”兴登堡“号在空中突然起火失事,造成 36人遇难,这次航空史上的悲剧直接导致了飞艇的衰落。2.2 飞机的诞生与发展2.2.1 飞机的诞生说到飞机和滑翔机就不得不提到两个天才的设计家意大利的列奥纳多.达.芬奇和英国的乔治.凯利。达.芬奇出生于 1452 年,他是第一个运用科学知识对飞行问题进行研究的人,并曾设计出了降落伞和直升机的雏形。而乔治.凯利从男爵(1773--1857)则被公认为飞机的创始人,被后人誉为“航空之父“。他为重于空气的航空器创立了必要的飞行原理,而在这之前,航空是“一门在公众眼中接近于荒谬可笑的科学 “。莱特兄弟从 1900 年至 1902 年,莱特兄弟先后制造了三架滑翔机,并进行了改进。莱特兄弟于1902 年设计出了他们的第一架飞机,并动手开始制作,经过几年的努力,莱特兄弟的第一架飞机--“飞鸟“(flyer)一号终于出现在人们的面前。1903 年 12 月 17 日,在北卡罗莱纳州的基蒂霍克海滩上,“飞鸟“一号进行了四次飞行,第一次试飞是由弟弟奥维尔.莱特驾驶的,飞机摇摇晃晃在空中飞行了 12 秒钟,在 36 米远的地方降落下来。而后来得到世界公认的第一次自由飞行则是由哥哥威尔伯·莱特驾驶的第四次飞行,飞机在空中用 59 秒的时间飞行了 260 米。莱特兄弟不断地探索和进取,并多次到世界各地作飞行表演,散播航空的种子,他们将自己的一生都献给了航空事业,后来被人们誉为航空奠基者。莱特兄弟发明的飞机2.2.2 世界军用航空器的发展战争促进了航空科学技术和航空工业的发展,特别是第一次世界大战,之所以在第一次世界大战结束到第二次世界大战爆发间的 20 年,称为航空黄金年代,是由于在那段时间出现了一系列的新技术如硬壳式轻型合金结构、悬臂单翼、可收放式起落架、密封座舱、发动机增压器以及包括自动驾驶仪在内的一系列供飞行和导航使用的设备等。二战时的日本零式战斗机战斗机,狭义是指用于空战的飞机,即空中优势战斗机,广义还包括截击机、歼击机、多用途战斗机和其他战术对地攻击机。但随着航空技术的发展和世界形势的变化,多用途战斗机成为 70 年代后的主要发展趋势。在飞机发明后 11 年的第一次世界大战产生了一各崭新的作战形式空战。许多航空史专家认为,罗朗·加罗斯恩改装的莫拉纳·索尔尼埃 L 型单翼机(在座舱前机头固定一挺机枪)是世界上第一架专用于空战的飞机战斗机。随后,也出现了性能更好的战斗机如“骆驼”型战斗机、福克 DVⅡ型战斗机等。但第一次世界大战的战斗机设计还不够成熟没有制氧装置和加温装置也没有无线电通信设备和救生伞;虽然汽缸旋转的活塞式发动机已出现,但由于该发动机加工精度要求高,多数飞机上装的发动机都城是从汽车发动机的基础上稍作改进而成,飞机可靠性很差。但战斗机的出现并在实战中经受考验,为后续战斗机的发展打下坚实的基础。第二次世界大战爆发,各国竞相研制、发展军用飞机,活塞式战斗机进入全盛时期。苏 30 战斗机喷气式战斗机的出现和发展1936 年,容克斯公司根据汉斯·冯·奥海因的设想,研制成功了德国第一台喷气发动机尤莫-004 型涡轮喷气发动机。同年 7 月 18 日,安装该发动机的 Me-262 型战斗机原型机首次试飞并获得成功,于 1944 年投产,并用于第二次世界大战。随后其他国家也有研制喷气战斗机,如英国的“流星”型战斗机、美国的XP-59A“彗星”型战斗机。1946 年,第一代相对成熟的战斗机问世苏联的雅克-15、米格-9 、米格-15 和美国的 F-84“雷电” 、FY-1“泼妇” 、 F-86“佩刀”等型喷气式战斗机,标志着喷气时代的开始。在第一代喷气式战斗机问世以后,以美、苏两个航空大国为主,经历了曲折的历程,陆续发展了第一第四代超音速喷气式战斗机(即第二五代喷气式战斗机)从 20 世纪 80 年代起,航空大国开始着手研究第五代喷气式战斗机。五代机的主要代表F22 、歼 20、T50。F22 战斗机2.2.3 世界民用航空器的发展第二次世界大战结束,在战争后留下的机场为战后民航迅速发展创造了条件,特别是喷气发动机的出现和应用。1950 年 7 月 29 日,第一架喷气民航机“子爵”号在伦敦-巴黎航线上飞行。 1952 年 5 月 2 日,第一种使用纯喷气发动机的民航机“彗星”开始在伦敦-南非航线上使用。 “彗星”的巡航速度为 788km/h,虽然航程短,中途需着陆加油 5 次,但毕竟从此揭开了喷气时代的序幕。 1954 年 7 月,波音公司的喷气运输机波音 707 的原型机“先锋”80 上天。其采用了大后掠机翼,在短舱里装四台普 ·惠公司的 JT3 双转子涡轮喷气发动机。 1955 年,苏联国家民航Aeroflot采用了世界上第二种喷气航线飞机从图-16 发展而来的图-104。1957 年,从图-95“熊” 改型而来的四发涡轮螺旋桨飞机图-114,它可以 220 人,是 20 世纪 60 年代末宽体飞机出现之前世界最大、最重的客机。 1955 年,法国南方航空公司开发了西方第一架短程喷气飞机,半装罗·罗公司埃文发动机的“快帆”双发客机首飞,于 59 年 5 月开始飞定期客运航班,并于欧洲畅销。 1957 年,洛克希德公司“星座”机的最后一种发展型“星座客机”用登上舞台。尽管它的续航时间长达 18h,可以从美国西海岸不着陆直飞欧洲,但仍不得不让位于新问世的喷气飞机,只生产了 44 架。它的消亡标志着活塞螺旋桨飞机时代的终结。 20 世纪 50 年代初期,客运水上飞机的时代也终于走到了尽头。 1958 年 4 月,道格拉斯公司设计的四发喷气飞机 DC-8 首飞,一年后向联合航空公司及达美航空公司交付第一批飞机。 此后十年,喷气发动机性能的提高导致了航线飞机的重大改进。 “康维”是英国罗·罗公司开发的第一种生产型“风扇喷气”或称涡轮风扇发动机。它于 1960 年开始在波音 707 与 DC-8 机上使用,后来又用于维克斯公司的 VC-10 机。涡轮风扇带来的高效率使飞机制造商得以加大飞机的航程。普·惠公司也很快研制了JT3D,它成为第一代涡轮风扇发动机的主要机种,为洲际型波音 707 与 DC-8 机提供了动力。20 世纪 60 年代,喷气飞机成为远程航线的唯一选择后,各航空公司开始研发短程喷气飞机。 1962 年 1 月,德· 哈维兰公司研制出的短程三发 100 座的 DH.121“三叉戟” ,65年“三叉戟”成为第一架在经营性航线飞行中自动着陆的航线飞机。1963 年 8 月,英国飞机公司(BAC )推出 80 座的 BAC-111。1965 年 2 月道格拉斯推出类似的 DC-9 机。1967 年,波音推出自己的短程双发喷气飞机波音 737。到 20 世纪 60 年代中期,随着高涵道比涡轮风扇发动机的出现,波音 747 于 1969 年上天,1970 年由泛美航空公司投入纽约与伦敦之间的航线运营。波音 747 的派生机型波音 747SP(SP 是特别性能的意思)是当时世界上航程最长的喷气飞机。1976 年 4 月,泛美航空公司第一次用波音 747SP 飞机经营纽约与东京之间不着陆航班。欧洲挑战美国 1972 年 10 月,空中客车工业集团的新型中短程宽体客机 A300 首飞,起初销量不好。1976 年 1 月 21 日,英、法联合研制的“协和”号超音速客机投入运营。20 世纪 80 年代初,波音公司两种新双发飞机双通道的波音 767 飞机和单通道和波音 757 飞机分别于 1982 年和 1983 年投入使用。到 20 世纪 70 年代末 A300销售上升,1983 年空客推出第二个产品 A310。1988 年,空客公司为满足当时对新型 150座飞机的需求设计的 A320 投入使用。A320 是世界上最先采用数字式电传飞行操纵和先进的“玻璃驾驶舱”的飞机。1989 年,波音公司推出第二代波音 747 机,即双人机组的波音747-400 机。1993 年,空客推出了两种大运力的空客飞机远程四发的 A340 机和双发中程、大运力的 A330 机,并投入使用。进入 20 世纪 90 年代,波音公司的实力进一步增强,它不仅扩展了原有的波音 747\767\757\737 系列,而且推出了技术上更加先进的波音 777双发客机,它还在 1997 年兼并了麦道公司,最终胜利终结了长达 80 年与道格拉斯、麦道公司飞机的竞争。3、中国航空器发展史3.1 中国古代航空器发展概况古代中国人民创造了许多飞行器具,它们是现代飞行器的雏型。中国古代火箭和风筝被誉为世界最早的飞行器,中国还有许多其他发明和创造。它们对现代航空器和航天器的发展提供了有益的启示。木鸟、木鹊、木鸢等都是古代中国人发明的飞行器。竹蜻蜓是现代直升机的原型;走马灯与燃气涡轮有着很多相似之处;松脂灯(孔明灯)是热气球的前身,指南针为航空磁罗盘的原始模型。3.2 中国第一架飞机的诞生1909 年 9 月 21 日,中国最早的飞机设计师和飞行员冯如,驾驶自己设计制造的飞机,在美国奥克兰市附近的派得蒙特山丘上试飞,首次飞行取得成功。后来又进行过多次飞行,他的飞机飞行高度达 210 米,速度达到每小时 105 千米,沿海湾飞行距离曾达到 32 千米。这是中国人首次驾驶自制飞机飞上蓝天。3.3 航空工业发展
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