二十世紀(jì)最重大的發(fā)明之一,是飛機(jī)的誕生。
人類(lèi)自古以來(lái)就夢(mèng)想著能像鳥(niǎo)一樣在太空中飛翔。而2000多年前中國(guó)人發(fā)明的風(fēng)箏,雖然不能把人帶上太空,但它確實(shí)可以稱為飛機(jī)的鼻祖。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等動(dòng)力裝置相繼問(wèn)世,氣球的動(dòng)力來(lái)源得到了解決。于是,人們?nèi)嬲归_(kāi)了對(duì)能飛的氣球——飛艇的研究。1852年,法國(guó)工程師吉法德進(jìn)行了研究。同年9月,吉法德進(jìn)行了首次試飛并獲得成功。
1885年底,德國(guó)工程師本茨與戴姆勒聯(lián)合發(fā)明了實(shí)用的汽油發(fā)動(dòng)機(jī),使人類(lèi)擁有了推力更大的動(dòng)力裝置。從此以后,飛行器的發(fā)展越來(lái)越快。
1898年,德國(guó)的齊柏林首次設(shè)計(jì)和制造出了硬式飛艇。這種飛艇使用結(jié)構(gòu)完整的骨架保持氣囊的外形,采用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)作動(dòng)力,因而飛行性能好,裝載量大。1900年,齊柏林駕駛他那龐大的硬式飛艇成功飛越了康斯坦茨湖,引起轟動(dòng)。1903年,法國(guó)的勒博迪兄弟制造出了世界上第一艘真正實(shí)用的飛艇。這艘飛艇在同年11月12日一次飛行了61公里。
1903年美國(guó)萊特兄弟制造出了第一架依靠自身動(dòng)力進(jìn)行載人飛行的飛機(jī)“飛行者”1號(hào),并且獲得試飛成功。同年,他們創(chuàng)辦了“萊特飛機(jī)公司”。這是人類(lèi)在飛機(jī)發(fā)展的歷史上取得的巨大成功。 1903年12月17日萊特兄弟駕 駛他們制造的飛行器員進(jìn)行首次持續(xù)的、有動(dòng)力的、可操縱的飛行
1910年12月10日,在法國(guó)巴黎展覽會(huì)上,有一架使用新型發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)雖然在表演時(shí)墜毀卻引起人們很大關(guān)注。因?yàn)樗褂玫囊慌_(tái)新型發(fā)動(dòng)機(jī)。設(shè)計(jì)者就是飛機(jī)駕駛員本人,羅馬尼亞人亨利·科安達(dá)他設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)是用一臺(tái)50馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)使風(fēng)扇向后推動(dòng)空氣,同時(shí)增設(shè)一個(gè)加力燃燒室,使燃?xì)庠谖矅姽苤谐浞峙蛎?,以此?lái)增大反推力。這就是最早的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
本世紀(jì)30年代后期,活塞驅(qū)動(dòng)的螺旋槳飛機(jī)的最大平飛時(shí)速已達(dá)到700公里,俯沖時(shí)已接近音速。音障的問(wèn)題日益突出。前蘇、英、美、德、意等國(guó)大力開(kāi)展了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研究工作。德國(guó)設(shè)計(jì)師,奧安在新型發(fā)動(dòng)機(jī)研制上最早取得成功。1934年奧安獲得離心型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)利。1939年8月27日奧安使用他的發(fā)動(dòng)機(jī)制成He-178噴氣式飛機(jī)。
噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)研制出之后,科學(xué)家們就進(jìn)一步讓飛機(jī)進(jìn)行突破音障的飛行,經(jīng)過(guò)10多年之后這項(xiàng)工作終于被美國(guó)人完成了。
1947年10月14日在美國(guó)加利福尼亞州的桑格菲爾地區(qū),貝爾公司試飛能沖破音障的飛機(jī)。上午10時(shí)一架巨大的B-29轟炸機(jī),在機(jī)艙下懸掛著一駕造型奇特的小飛機(jī)起飛了。這架小飛機(jī)命名為X-1火箭飛機(jī)。X-1飛機(jī)裝有4臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī),總推力2700公斤,使用的燃料是危險(xiǎn)的液氫和酒精。當(dāng)B-29轟炸機(jī)把它從空中放下的時(shí)候,它的4臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)相繼點(diǎn)火,聲如雷鳴。當(dāng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)1分28秒后,馬赫數(shù)達(dá)到10,飛機(jī)達(dá)到了音速。這時(shí)X-1飛機(jī)的燃料幾乎用盡,速度變得更快,達(dá)到馬赫數(shù)106,這時(shí)的高度是13000米。盡管試飛成功,但由于X-1飛機(jī)不是靠自身的動(dòng)力起飛升空,這個(gè)紀(jì)錄沒(méi)有被承認(rèn)。
飛機(jī)的發(fā)明,使人們?cè)谄毡槭芤娴那闆r下又產(chǎn)生了新的不滿足。飛機(jī)起飛需要滑跑,需要修建相應(yīng)的跑道和機(jī)場(chǎng)。這就帶來(lái)了諸多不便,于是有人開(kāi)始探索可以進(jìn)行垂直起落的飛行器,通稱直升機(jī)。
1939年9月14日世界上第一架實(shí)用型直升機(jī)誕生,它是美國(guó)工程師西科斯基研制成功的VS-300直升機(jī)。西科斯基原籍俄國(guó),1930年移居美國(guó),他制造的VS-300直升機(jī),有1副主旋翼和3副尾槳,后來(lái)經(jīng)過(guò)多次試飛,將3副尾槳變成1副,這架實(shí)用型直升機(jī)從而成為現(xiàn)代直升機(jī)的鼻祖。
世界上第一架使用型直升機(jī)
VS-300直升機(jī)誕生之后,影響巨大,尤其是從本世紀(jì)50年代開(kāi)始,直升機(jī)的制造技術(shù)發(fā)展迅猛。50年代中期以前,直升機(jī)的動(dòng)力裝置處在活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)期,此后就進(jìn)入了噴氣渦輪軸時(shí)期。旋翼材料結(jié)構(gòu)技術(shù)也經(jīng)歷了幾個(gè)階段;40年代至50年代為金屬木翼混合結(jié)構(gòu),50年代中期至60年代中期為金屬結(jié)構(gòu),60年代中期至70年代中期為玻璃纖維結(jié)構(gòu),70年代中期以后發(fā)展成為新型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
本世紀(jì)20年代飛機(jī)開(kāi)始載運(yùn)乘客,第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束初期美國(guó)開(kāi)始把大量的運(yùn)輸機(jī)改裝成為客機(jī)。60年代以來(lái),世界上出現(xiàn)了一些大型運(yùn)輸機(jī)和超音速運(yùn)輸機(jī),逐漸推廣使用渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。著名的有前蘇聯(lián)生產(chǎn)的安-22、伊爾-76;美國(guó)生產(chǎn)的C-141、C-5A、波音-747;法國(guó)的空中客車(chē)等。超音速運(yùn)輸機(jī)有英法聯(lián)合研制的“協(xié)和”式和原蘇聯(lián)的圖-144。
飛機(jī)的發(fā)展不僅僅是人類(lèi)飛天夢(mèng)想的積累和發(fā)展的歷史,更是一個(gè)個(gè)具有飛天夢(mèng)想的人們,積累前人的發(fā)展基礎(chǔ),并加入自己的創(chuàng)新發(fā)展,最終成就了現(xiàn)在的翱翔天空的偉大夢(mèng)想。