突破音障的飞机

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世界航空航天大事件

世界航空航天大事件

世界航空航天大事件:风筝起源古代中国,约14世纪传到欧洲公元前500-400年中国人就开始制作木鸟并试验原始飞行器1909年世界第一架轻型飞机在法国诞生1903年12月14日至17日,由莱特兄弟设计制造的“飞行者”1号飞机,在人类航空史上首次实现了自主操纵飞行.这次试飞成功成为一个划时代的事件,人类航空史从此进入新的纪元1947年10月14日美国着名试飞员查尔斯·耶格尔驾驶X—1飞机实现了突破音障飞行1969年7月20日22时56分20秒,阿姆斯特迈出一小步成为全体地球人类的一大步1957年10月4日前苏联发射世界第一颗人造地球卫星;半年后,美国的人造卫星上天1959年9月12日前苏联发射“月球”2号探测器,为世界上第一个撞击月球表面的航天器1961年4月12日前苏联宇航员加加林成为世界第一位飞入太空的人1969年7月20日美国宇航员阿姆斯特朗乘坐“阿波罗”11号飞船,成为人类踏上月球的第一人1970年12月15日前苏联“金星”7号探测器首次在金星上着陆1971年4月9日前苏联“礼炮”1号空间站成为人类进入太空的第一个空间站;两年后,美国将“天空实验室”空间站送入太空1971年12月2日前苏联“火星”3号探测器在火星表面着陆;5年后,美国的“海盗”火星探测器登陆火星1981年4月12日世界第一架航天飞机---美国“哥伦比亚”号航天飞机发射成功1986年1月28日美国航天飞机“挑战者”号在升空73秒后爆炸1986年2月20日前苏联发射“和平”号空间站,服役已经超期8年,至今仍在运行,是目前最成功的人类空间站1993年11月1日美、俄签署协议,决定在“和平”号空间站的基础上,建造一座国际空间站,命名为阿尔法国际空间站我国航空航天大事件:1956年10月8日,我国第一个火箭导弹研究机构———国防部第五研究院成立;1970年4月24日,长征一号运载火箭在酒泉卫星发射中心成功地发射了东方红一号卫星,我国成为世界上第三个独立研制和发射卫星的国家;1975年11月26日,长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心成功地发射了我国第一颗返回式科学试验卫星,并于3天后成功回收; 1984年4月8日,长征三号运载火箭在西昌卫星发射中心成功地发射了我国第一颗地球同步轨道卫星———东方红二号试验通信卫星;1990年4月7日,中国用自行研制的长征三号运载火箭在西昌卫星发射中心成功地发射了亚洲一号通信卫星,这是中国长征系列运载火箭首次发射国外卫星,使我国在世界航天商业发射服务领域占有了一席之地;1999年10月,我国和巴西联合研制的第一颗地球资源卫星顺利升空,并正常运行,这是我国首次在空间技术领域进行的全面国际合作;2003年10月15日,“神舟”五号飞船成功发射,并于2003年10月16日圆满回收,使我国成为世界上第三个独立掌握载人航天技术的国家;2003年12月和2004年7月,我国与欧洲空间局联合研制并发射了“探测一号”和“探测二号”科学卫星,“地球空间双星探测计划”取得圆满成功;2004年1月23日,我国绕月探测工程正式由国务院批准立项;2005年10月12日,中国再次成功发射载人飞船神舟六号,并首次进行多人多天太空飞行试验;2008年9月25日21时10分,长征二号F运载火箭载着神舟七号载人飞船,载着中华民族冲击太空新高度的梦想,飞上太空;这是神舟飞船第七次飞入太空,也是中国人第三次登上太空;继杨利伟实现中华民族飞天梦想,费俊龙和聂海胜进入轨道舱开展空间科学实验之后,今天,翟志刚、刘伯明、景海鹏三位中国航天员的金秋之行,肩负着全新的历史性使命——按照计划,他们将在此次太空飞行中,实现出舱行走;中国的航天事业进入二十一世纪以来,世界航天活动呈现蓬勃发展的新态势;主要航天国家相继制定或调整航天发展战略、发展规划和发展目标,航天事业在国家整体发展战略中的作用日益突出,航天活动对人类文明和社会进步的影响进一步增强;中国航天事业始于1956年,迄今已整整走过五十年光辉历程;半个世纪以来,中国独立自主地发展航天事业,在若干重要技术领域已跻身世界先进行列,取得了举世瞩目的成就;中国坚定不移地走和平发展道路,一贯主张外层空间是全人类的共同财富,支持和平利用外层空间的各种活动,积极探索和利用外层空间,不断为人类航天事业的发展作出新的贡献;中国已确立了在本世纪前二十年实现全面建设小康社会和进入创新型国家行列的战略目标,中国航天事业的发展面临新的机遇和更高要求;在新的发展阶段,中国将坚持以科学发展观为指导,围绕国家战略目标,加强自主创新,努力推进航天事业更快更好地发展;自2000年中国政府发表中国的航天白皮书以来,中国航天事业又取得长足进展;为增进世人对过去五年及今后一段时期中国航天事业发展的了解,这里就有关情况作些介绍和说明;一、发展宗旨与原则中国发展航天事业的宗旨是:探索外层空间,扩展对地球和宇宙的认识;和平利用外层空间,促进人类文明和社会进步,造福全人类;满足经济建设、科技发展、国家安全和社会进步等方面的需求,提高全民科学素质,维护国家权益,增强综合国力;中国发展航天事业贯彻国家科技事业发展的指导方针,即自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来;在新的发展阶段,中国航天事业的发展原则是:——坚持服从和服务于国家整体发展战略,满足国家需求,体现国家意志;中国将发展航天事业作为增强国家经济实力、科技实力、国防实力和民族凝聚力的一项强国兴邦的战略举措,作为国家整体发展战略的重要组成部分,保持航天事业长期、稳定的发展;——坚持独立自主、自主创新,实现跨越式发展;中国航天事业靠自力更生起步,在自主创新中不断发展;提高自主创新能力是航天事业发展的战略基点;根据国情和需求,有所为、有所不为,选择有限目标,集中力量,重点突破,实现跨越式发展;——坚持全面协调可持续发展,发挥航天科技对国家科技和经济社会发展的带动与支撑作用;加强战略筹划,统筹规划空间技术、空间应用和空间科学的发展;以航天科技进步为先导,带动高技术和产业发展,促进传统产业的改造和提升;保护空间环境,合理开发和利用空间资源;——坚持对外开放,积极开展空间领域的国际交流与合作;中国支持和平利用外层空间的各项活动,在平等互利、和平利用、共同发展的原则基础上,加强与世界各国在空间领域的交流与合作;二、过去五年的进展2001年至2005年,中国航天事业实现了快速发展,取得一系列新成就;建成一批具有世界先进水平的研制和试验基地,进一步完善研究、设计、生产和试验体系,航天科技基础能力显着提高;空间技术整体水平明显提升,攻克一批重大关键技术,载人航天取得历史性的突破,月球探测工程全面启动;空间应用体系初步形成,应用领域进一步拓展,应用效益显着提高;空间科学实验与研究取得重要成果;空间技术1.人造地球卫星;过去五年,自主研制并发射22颗不同类型的人造地球卫星,整体水平明显提高;在已初步形成的四个卫星系列的基础上,发展形成六个卫星系列——返回式遥感卫星系列、“东方红”通信广播卫星系列、“风云”气象卫星系列、“实践”科学探测与技术试验卫星系列、“资源”地球资源卫星系列和“北斗”导航定位卫星系列;此外,海洋卫星系列即将形成,构建“环境与灾害监测预报小卫星星座”计划正在加紧实施;一批新型高性能卫星有效载荷研制成功;各种应用卫星初步投入业务运行,其中“风云一号”和“风云二号”气象卫星已被世界气象组织列入国际业务气象卫星系列;地球静止轨道大型卫星公用平台的各项关键技术取得重要突破;大容量通信广播卫星研制取得阶段性成果;微小卫星研制及应用工作取得重要进展;2.运载火箭;过去五年,自主研制的“长征”系列运载火箭连续24次发射成功,运载火箭主要技术性能和可靠性明显提高;自1996年10月至2005年底,“长征”系列运载火箭已连续46次发射成功;新一代运载火箭多项关键技术取得重要突破,120吨级推力的液氧/煤油发动机和50吨级推力的氢氧发动机研制进展顺利;3.航天器发射场;酒泉、西昌、太原三个航天器发射场建设取得新进展,提高了综合试验和发射能力,多次完成各种运载火箭、各类人造卫星、无人试验飞船和载人飞船的发射任务;4.航天测控;航天测控网的整体功能进一步增强和拓宽,多次为各种轨道的人造地球卫星、无人试验飞船和载人飞船的发射、在轨运行和返回着陆提供测控支持;5.载人航天;1999年11月20日至21日,中国成功发射并回收第一艘“神舟”号无人试验飞船,之后又成功发射三艘“神舟”号无人试验飞船;2003年10月15日至16日,发射并回收“神舟”五号载人飞船,首次取得载人航天飞行的成功,突破了载人航天基本技术,成为世界上第三个独立开展载人航天的国家;2005年10月12日至17日,“神舟”六号载人飞船实现“两人五天”的载人航天飞行,首次进行有人参与的空间试验活动,在载人航天领域取得又一个重大成就;6.深空探测;开展了绕月探测工程的预先研究和工程实施,取得重要进展;空间应用1.卫星遥感;卫星遥感应用的领域和规模不断扩大,一批应用关键技术取得突破,基础设施得到加强,应用系统的技术水平和业务化运行能力明显提高,初步形成全国卫星遥感应用体系;建设和完善了国家遥感中心,国家卫星气象中心、中国资源卫星应用中心、国家卫星海洋应用中心、中国遥感卫星地面站,以及国家有关部门和许多省市的卫星遥感应用及论证机构;光学遥感卫星辐射校正场建成并投入使用;利用国内外遥感卫星,积累形成覆盖范围广、时间序列长的多波段卫星对地观测数据资源,提供多种遥感产品和服务;在一些重要领域,卫星遥感应用系统已投入业务化运行,特别是在气象、地矿、测绘、农业、林业、土地、水利、海洋、环保、减灾、交通、区域和城市规划等方面得到广泛应用,在国土资源大调查、生态建设和环境保护以及西气东输、南水北调、三峡工程等重大工程建设中发挥出重要作用;2.卫星通信广播;卫星通信广播技术发展迅速,应用日益广泛,应用产业已初步形成;截至2005年底,中国拥有国际、国内通信广播地球站80多座,全国共有卫星广播电视上行站34座,国内几十个部门和若干大型企业共建立了100多个卫星专用通信网,各类甚小口径终端站达5万多个;卫星广播电视业务的开展与应用,提高了全国广播电视,特别是广大农村地区广播电视的有效覆盖范围和覆盖质量,卫星通信广播技术在“村村通广播电视”和“村村通电话”工程中发挥了不可替代的作用,卫星远程教育宽带网和卫星远程医疗网初具规模;中国作为国际海事卫星组织成员国,已建成覆盖全球的海事卫星通信网络,跨入了国际移动卫星通信应用领域的先进行列;3.卫星导航定位;通过“卫星导航应用产业化”等重大工程项目的实施,利用国内外导航定位卫星,在卫星导航定位技术的开发、应用与服务方面取得长足进步;卫星导航定位的应用范围和行业不断扩展,全国卫星导航应用市场规模以每两年翻一番的速度快速增长;卫星导航定位技术已广泛应用于交通运输、基础测绘、工程勘测、资源调查、地震监测、气象探测和海洋勘测等领域;空间科学1.日地空间探测;与欧洲空间局合作实施了“地球空间双星探测计划”,协同欧洲空间局的四颗空间探测卫星,首次实现世界上对地球空间的六点同步联合探测,获得重要的探测数据;开展了月球和太阳系探测的预先研究;2.微重力科学实验和空间天文观测;利用“神舟”号飞船和返回式卫星,开展了空间生命科学、空间材料科学和微重力科学等领域的多项实验研究,进行了农作物空间诱变育种探索和高能空间天文观测,取得重要成果;3.空间环境研究;开展了对空间环境监测和预报研究;在空间碎片的观测、减缓和预报方面取得重要进展;初步具备对空间环境试验性的预报能力;三、未来五年的发展目标与主要任务2006年,中国政府制定的国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要和国家中长期科学和技术发展规划纲要2006-2020年,将发展航天事业置于重要地位;根据上述两个规划纲要,中国政府制定了新的航天事业发展规划,明确了未来五年及稍长一段时期的发展目标和主要任务;按照这一发展规划,国家将启动并继续实施载人航天、月球探测、高分辨率对地观测系统、新一代运载火箭等重大航天科技工程,以及一批重点领域的优先项目,加强基础研究,超前部署和发展航天领域的若干前沿技术,加快航天科技的进步和创新;发展目标运载火箭进入空间能力和可靠性水平明显提高;建立长期稳定运行的卫星对地观测体系、协调配套的全国卫星遥感应用体系;建立较完善的卫星通信广播系统,卫星通信广播产业规模和效益显着提高;分步建立满足应用需求的卫星导航定位系统,初步形成卫星导航定位应用产业;初步实现应用卫星和卫星应用由试验应用型向业务服务型转变;实现航天员出舱活动及航天器交会对接;实现绕月探测;空间科学研究取得重要原创性成果;主要任务——研制新一代无毒、无污染、高性能、低成本和大推力的运载火箭,最终实现近地轨道运载能力达到25吨,地球同步转移轨道运载能力达到14吨;全面完成120吨级推力的液氧/煤油发动机和50吨级推力的氢氧发动机的研制工作;提高现有“长征”系列运载火箭的可靠性和发射适应性;——启动并实施高分辨率对地观测系统工程;研制、发射新型极轨和静止轨道气象卫星、海洋卫星、地球资源卫星、环境与灾害监测预报小卫星;开展立体测图卫星等新型遥感卫星关键技术研究;初步形成全天候、全天时、多谱段、不同分辨率、稳定运行的对地观测体系,实现对陆地、大气、海洋的立体观测和动态监测;——统筹发展卫星遥感地面系统和业务应用系统;整合并完善现有遥感卫星地面系统,建立和完善国家级的遥感卫星数据中心,建设和完善遥感卫星辐射校正场等定量化应用的支撑设施,初步实现社会公益服务领域的遥感数据共享;建立卫星环境应用机构和卫星减灾应用机构,形成若干重要业务应用系统;在卫星遥感主要应用领域取得突破性进展;——研制并发射长寿命、高可靠、大容量的地球静止轨道通信卫星和电视直播卫星;发展卫星直播、宽带多媒体、卫星应急通信、公益性通信广播等技术;继续发展和完善卫星通信广播的普遍服务功能,增加卫星通信领域的增值服务业务;积极推进卫星通信广播的商业化进程,扩大通信广播卫星及应用的产业规模;——完善“北斗”导航试验卫星系统,启动并实施“北斗”卫星导航系统计划;发展卫星导航、定位与授时的自主应用技术和产品,建立规范的、与卫星导航定位相关的位置服务支撑系统、大众化应用系列终端,扩展应用领域和市场;——研制并发射新技术试验卫星,加强新技术、新材料、新器件、新设备的空间飞行验证,提高自主研发水平,提高产品质量与可靠性;——研制并发射“育种”卫星,推进空间技术与农业育种技术的结合,扩大空间技术在农业科研领域的应用;——研制空间望远镜、新型返回式科学卫星等卫星;开展空间天文、空间物理、微重力科学和空间生命科学的基础研究,取得重要原创性成果;加强对空间环境与空间碎片的监测能力,初步建立空间环境监测预警体系;——载人航天实现航天员出舱活动,进行航天器交会对接试验;开展具有一定应用规模的短期有人照料、长期在轨自主飞行的空间实验室的研制,开展载人航天工程的后续工作;——实现绕月探测,突破月球探测基本技术,研制和发射中国第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”,主要进行月球科学探测和月球资源的探测研究;开展月球探测工程的后期工作;——提高航天发射场综合试验能力和效益,进一步优化航天发射场布局,提高航天发射场设施、设备的可靠性和自动化水平;——进一步提高航天测控网的技术水平和能力,扩大测控覆盖率,具备初步满足深空探测需求的测控能力;四、发展政策与措施中国政府以科学发展观为指导,统筹规划空间技术、空间应用和空间科学三个领域,推动航天科技自主创新,促进航天活动发挥更大的经济和社会效益,保证航天活动有序、规范、健康发展,实现既定的发展目标;当前及今后一个时期中国发展航天事业的主要政策与措施包括:——统筹规划、合理部署各种航天活动;优先安排应用卫星和卫星应用的发展,适度发展载人航天和深空探测,积极支持空间科学探索;——集中力量实施重大航天科技工程,加强基础研究,超前部署前沿技术;集中优势力量,通过核心技术突破和资源集成,实现航天科技的重点跨越;通过加强航天领域的基础研究和若干前沿技术的超前研究,提高航天科技的持续创新能力;——加强空间应用,推进航天产业化进程;加强空间应用技术的开发,推进资源共享,扩大业务应用;以通信卫星和卫星通信、卫星遥感、卫星导航、运载火箭为重点,积极构建卫星制造、发射服务、地面设备制造、运营服务的航天产业链;加强空间技术的推广转移和二次开发,改造和提升传统产业;——重视航天科技工业基础能力建设;加强航天器、运载火箭研制、生产、试验的基础设施建设;支持航天科技重点实验室和工程研究中心建设,加强信息化工作、知识产权工作和航天标准化工作;——推进航天技术创新体系建设;引导航天科技工业改革调整和转型升级,加快形成国际一流的大型宇航企业;积极构建以航天科技企业和国家科研机构为主,产学研相结合的航天技术创新体系;——加强航天活动的科学管理;适应社会主义市场经济的发展,积极创新科学管理的体制机制,强化质量、效益观念,运用系统工程等现代化管理手段,加强科学管理,提高系统质量,降低系统风险,提高综合效益;——加强政策法规建设;研究制定航天活动管理的法律法规和航天产业政策,指导和规范各项航天活动,提高依法行政水平,营造有利于航天事业发展的政策法规环境;——保障航天活动的经费投入;中国政府将继续加大航天投入,同时鼓励建立多元化、多渠道的航天投资体系,保持航天事业持续、稳定发展;——鼓励社会各界参与航天活动;鼓励工业企业、科研机构、商业企业、高等院校和社会团体在国家航天政策指导下,发挥各自优势,积极参与航天活动,参与空间领域的国际交流与合作;鼓励卫星经营企业和应用部门优先选用国产卫星和卫星应用产品;——加强航天人才队伍建设;大力发展教育事业,注重在创新实践中培养人才,特别注重培养青年科技人才,形成一支结构合理、素质优良的航天人才队伍;普及航天知识,宣传航天文化,吸引更多优秀人才投身航天事业;中国政府不断加强对航天活动的管理和宏观指导;中国国家航天局是中华人民共和国负责民用航天管理及国际空间合作的政府机构,履行政府相应的管理职责;五、国际交流与合作中国政府认为,外层空间是全人类的共同财富,世界各国都享有自由探索、开发和利用外层空间及其天体的平等权利;世界各国开展外空活动,应有助于各国经济发展和社会进步,应有助于人类的安全、生存与发展,应有助于各国人民友好合作;国际空间合作应遵循联合国关于开展探索和利用外层空间的国际合作,促进所有国家的福利和利益,并特别要考虑到发展中国家的需求的宣言国际空间合作宣言中提出的基本原则;中国主张在平等互利、和平利用、共同发展的原则基础上,加强空间领域的国际交流与合作;基本政策中国政府在开展国际空间交流与合作中,采取以下基本政策:——坚持独立自主的方针,根据国家现代化建设的需要,统筹考虑合理利用国内外两个市场和两种资源,开展积极、务实的国际合作;——支持联合国系统内开展和平利用外层空间的各项活动;支持政府间或非政府间空间组织为促进空间技术、空间应用和空间科学的发展所开展的各项活动;——重视亚太地区的区域性空间合作,支持世界其他区域性空间合作;——加强与发展中国家的空间合作,重视与发达国家的空间合作;——鼓励和支持国内科研机构、工业企业、高等院校和社会团体,在国家有关政策和法规的指导下,开展多层次、多形式的国际空间交流与合作;。

飞机速度史话――突破音障

飞机速度史话――突破音障

突破音障第二次世界大战后期,战斗机的最大速度,已超过每小时700公里。

要进一步提高速度,就碰到所谓“音障”问题。

声音在空气中传播的速度,受空气温度的影响,数值是有变化的。

飞行高度不同,大气温度会随着高度而变化,因此当地音速也不同。

在国际标准大气情况下,海平面音速为每小时1227.6公里,在l1000米的高空,是每小时1065.6公里。

时速700多公里的飞机,迎面气流在流过机体表面的时候,由于表面各处的形状不同,局部时速可能出700公里大得多。

当飞机再飞快一些,局部气流的速度可能就达到音速,产生局部激波,从而使气动阻力剧增。

这种“音障”,曾使高速战斗机飞行员们深感迷惑。

每当他们的飞机接近音速时,飞机操纵上都产生奇特的反应,处置不当就会机毁人亡。

第二次世界大战后期,英国的“喷火”式战斗机和美国的“雷电”式战斗机,在接近音速的高速飞行时,最早感觉到空气的压缩性效应。

也就是说,在高速飞行的飞机前部。

由于局部激波的产生,空气受到压缩,阻力急剧增加。

“喷火”式飞机用最大功率俯冲时,速度可达音速的十分之九。

这样快的速度,已足以使飞机感受到空气的压缩效应。

为了更好地表达飞行速度接近或超过当地音速的程度,科学家采用了一个反映飞行速度的重要参数:马赫数。

它是飞行速度与当地音速的比值,简称M数。

M数是以奥地利物理学家伊·马赫的姓氏命名的。

马赫曾在19世纪末期进行过枪弹弹丸的超音速实验,最早发现扰动源在超音速气流中产生的波阵面,即马赫波的存在。

M数小于1,表示飞行速度小于音速,是亚音速飞行;M数等于1,表示飞行速度与音速相等;M 数大于 1,表示飞行速度大于音速,是超音速飞行。

第二次世界大战后期,飞行速度达到了650-750公里/小时的战升机,已经接近活塞式飞机飞行速度的极限。

例如美国的P-5lD“野马”式战斗机,最大速度每小时765公里,大概是用螺旋桨推进的活塞式战升机中,飞得最快的了。

若要进一步提高飞行速度,必须增加发动机推力但是活塞式发动机已经无能为力。

航空史上的的几个转折点分解

航空史上的的几个转折点分解

六、耶格尔突破音障
• 上午8时,母机B29携带X1飞机起飞。计划 要求X1飞行速度达到马赫数0.97(即音速 的0.97倍)但耶格尔想的却是如何突破音 障。因为毕竟他已飞过8次X1了,对飞机的 里里外外都了如指掌; • 更重要是,突破音障对他有着巨大的诱惑 力和吸引力,因为飞机发明以来44年间, 人类还未能突破这一重大障碍,在英国, 已有人为突破音障失去了生命。
五、第一架喷气式飞机首飞
• 这架He178采用硬壳式铝机身,木质机翼, 飞行速度达到每小时700千米。
五、第一架喷气式飞机首飞
• 从世界上第一架飞机诞生之日起,提高飞 行速度、飞行高度和载重量就一直是人们 研制新飞机所追逐的目标,但是到了20世 纪30年代,飞机的速度一直徘徊在每小时 700千米左右,这差不多装有活塞式发动机 和螺旋桨的飞机的极限 。 • 涡轮喷气式发动机作为新型动力装置的诞 生标志着喷气时代的来临,使飞机的发展 “柳暗花明”。
二、第一架全金属客机首飞
• 容克斯宣告了飞机从木质结构跨进了全金 属时代。
三、林白单人飞越大西洋
• 1927年5月,世界 航空史上发生了一 件盛事,美国飞行 员林白单人成功地 从纽约飞抵巴黎, 成为一时轰动世界 的新闻,林白也立 即成为家喻户晓的 飞行英雄。
三、林白单人飞越大西洋
• 飞机型号选为瑞安公司生产的M—Z型邮政 飞机,装一台225马力的莱特发动机,命名 为“圣路易斯精神”号。
五、第一架喷气式飞机首飞
• 亨克尔对26岁的欧海因说:从今天起,你 被雇用了。我给你5万马克,你要在6个月 内搞出一台喷气发动机来 。 • 1939年8月27日,德国飞机设计师亨克尔设 计的He178单翼机装有欧海因设计的世界 首台涡轮喷气发动机HeS3B,在德国著名 飞行员瓦西茨的驾驶下升空 。

飞机的历史发展历程

飞机的历史发展历程

飞机的历史发展历程飞机的历史发展历程可以追溯到几千年前。

早在公元前17世纪,中国的著名发明家和科学家空山流水在其著作《筹算经》中提出了一个关于制造能够在空中飞行的设备的想法。

然而,直到19世纪下半叶,人类才开始真正思考和研究如何制造一种能够实现人类飞行的机器。

1883年,美国工程师和发明家塞缪尔·兰利构建了一种模拟飞行的机器,被称为“蒸汽力试验机”。

然而,这个设备并不能真正飞行,并且在试验中多次失败。

1903年,美国兄弟俩莱特兄弟成功制造出了第一架真正意义上的飞机。

“莱特飞机”采用了莱特兄弟自行设计的弯曲翼型,通过操纵横滚、俯仰和偏航三个方向的运动来控制飞机。

这一突破标志着飞机的历史进入了一个新的时代。

随着飞机技术的发展,飞行速度和飞行高度也逐渐提高。

1927年,美国飞行员查尔斯·林德伯格成功完成了第一次跨大西洋的非停飞行,耗时33小时30分钟。

到了二战期间,飞机技术得到了巨大的进步。

为了应对战争需求,各国纷纷研发和生产各种类型的战斗机、轰炸机和侦察机。

1947年,美国试飞员查克·耶格尔成为第一位突破音障的人类,这一突破引领了超音速飞行的发展。

20世纪50年代,飞机进入了喷气时代。

喷气式飞机采用涡轮喷气发动机,取代了传统的螺旋桨发动机,使飞机的飞行速度和运载能力大幅度提高。

同时,随着商业航空的兴起,飞机逐渐成为人们的交通工具,大大缩短了距离和时间的概念。

到了20世纪60年代,飞机技术达到了一个新的高峰。

美国宇航局(NASA)成功实施了多项载人航天计划,包括阿波罗登月计划。

这一时期的飞机采用了更加先进的材料和技术,实现了更高的飞行速度和更远的飞行距离。

21世纪,飞机技术继续发展。

现代飞机采用了先进的计算机控制系统、复合材料和先进的航空电子设备,使得飞机的性能更加优越。

同时,全球航空业的竞争也推动了飞机技术的进一步发展,包括更加节能环保的设计、更舒适的客舱空间和更安全的飞行模式。

大气层内的最高飞行速度纪录

大气层内的最高飞行速度纪录

大气层内的最高飞行速度纪录一、引言大气层内的最高飞行速度纪录是指在地球大气层内,人类制造的飞行器所能达到的最高速度。

这个纪录是由许多因素决定的,包括飞机设计、发动机性能、材料科技等等。

在过去的几十年中,人类不断挑战着这个纪录,创造出了许多惊人的成就。

二、历史回顾1. 第一个记录:贝尔 X-1 飞机1947年10月14日,美国空军上尉查克·古德曼驾驶贝尔 X-1 飞机,在加利福尼亚州的莫哈维沙漠上空飞行时,成功突破音障,达到了当时惊人的速度——每小时1078公里。

这是人类第一次在大气层内实现超音速飞行。

2. 纪录不断被刷新:X-15 飞机1959年至1968年间,美国空军和NASA联合研制了一种名为 X-15 的实验性飞机。

这架飞机采用火箭发动机和涡喷发动机混合动力系统,并且使用了先进的材料和设计理念。

在 X-15 飞机的帮助下,人类不断挑战着大气层内的最高速度纪录。

1967年10月3日,X-15 飞机达到了每小时7274公里的惊人速度,成为当时世界上速度最快的飞行器。

3. SR-71“黑鸟”侦察机20世纪60年代末期,美国空军研制了一种名为 SR-71 的高空高速侦察机。

这架飞机采用了先进的材料和设计理念,并且使用了两台涡喷发动机。

SR-71 飞机能够在70,000英尺(21,300米)的高空飞行,并且能够达到每小时3,540公里的惊人速度。

这使得 SR-71 成为当时世界上最快的飞行器之一。

4. 21世纪新纪录:X-43A 飞行器2004年3月27日,美国NASA成功试飞了一种名为 X-43A 的实验性飞行器。

这架飞机采用了超音速燃气动力系统,并且使用了先进的材料和设计理念。

在试飞过程中,X-43A 飞行器达到了每小时12,144公里的惊人速度,创造了大气层内的最高飞行速度纪录。

三、影响和意义1. 促进科技发展大气层内的最高飞行速度纪录是人类科技发展的一个重要里程碑。

通过不断挑战这个纪录,人类推动了材料科技、设计理念、发动机性能等方面的进步,促进了航空航天领域的发展。

航空技术发展史

航空技术发展史

航空技术发展史
航空技术的发展历史可以追溯到数百年前,但真正的飞行历史始于20世纪初。

以下是航空技术发展的一些里程碑事件:
1. 1783年,蒙哥菲尔德成功升空:
蒙哥菲尔德是第一个成功升空的人。

他使用热气球来完成这个壮举。

2. 1903年,莱特兄弟创造了第一架飞机:
莱特兄弟的飞机是由木材和布制成的,它的动力来自于一个强劲的引擎。

这架飞机只能飞行12秒,但这个壮举标志着人类成功的飞行历史的开篇。

3. 1914年,第一次世界大战发生:
第一次世界大战推动了军用飞机的发展。

飞机被用来进行空中侦查和空中战斗,这些进一步推动了飞机的技术发展。

4. 1939年,第二次世界大战爆发:
第二次世界大战使航空技术迈上了新的台阶。

在这场战争中,飞机的速度、性能、武器和装备都得到了显著的提升。

这些技术进步也开创了空运及商业民用飞机的发展。

5. 1947年,贝尔X-1试飞成功:
X-1是第一个突破音障的飞机。

它的成功试飞标志着人类曾经无法捉摸的飞行领域,成为了彰显航空技术飞速进展和发展先驱的符号。

6. 1957年,苏联发射了人造卫星:
苏联发射的人造卫星标志着航空技术和太空科技的新时代。

这个事件表明,人类可以探索、征服、掌控太空。

后来,人类在太空探索领域取得了更多的成就,如载人航天、探月任务和太空站等。

通过历史的变迁,航空技术得到了长足的发展,并正在继续不断创新和进步。

跨越音障,突破音速

跨越音障,突破音速

跨越音障,突破音速展开全文飞机在超音速飞行前,必须突破音障。

音障是指飞机高速飞行接近声音速度时,由于前方的空气来不及散开而受到压缩,致使空气密度、温度增加,阻力增大,飞行速度不能再提高的现象。

自1901年莱特兄弟的“飞行者一号”诞生以来,人们就不断探索、尝试,研制更高速的飞行器,试图跨越音障,突破音速。

一、人类首次突破音障世界上第一次超音速飞行是美国飞行员耶格尔驾驶X-1飞机完成的。

X-1由贝尔飞机公司制造,拥有流线型机身,机长9.45米、机高3.35米:翼展8.54米、总重5.9吨,采用常规的平直机翼,并安装有火箭發动机。

1947年10月14日,X-1由B-29轰炸机携带至高空。

空投后,耶格尔启动火箭发动机,在万米高空进行水平飞行,终于突破了音障。

X-2验证机也是一款为高速飞行而生的飞机。

它由贝尔飞机公司、美国陆军航空队和美国国家航空咨询委员会(美国国家航空航天局前身)共同研制,机长13.84米,机高3.60米,翼展11 .55米。

与X-1不同的是,它采用后掠翼布局,并配有逃生舱。

1956年4月25日,试飞员埃伯依斯特驾驶X-2飞到了1.4马赫(1马赫相当于1倍音速),首次实现超音速。

7月23日,埃伯依斯特在20800米高空达到了2.87马赫。

9月27日,X-2在阿普特的驾驶下达到了3.196马赫。

但不幸的是,在返航途中X-2失控进入螺旋,阿普特牺牲。

二、探索高超音速飞行通常来讲,马赫数小于0.8称为亚音速,0.8-1.2为跨音速,1.2-5为超音速,马赫数大于5的为高超音速。

X-15是高超音速试验机的典范。

它是由美国航空航天局(NIASA)牵头,美国空军、海军和北美航空公司共同研制的。

1959年6月8日,X-15进行了首次滑翔飞行,同年9月17日,进行了真正的动力飞行。

在近十年的时间里,X-15先后创造了6.72马赫和107900米的速度与高度世界记录。

自1967年X-15飞行器创造了6.72马赫的高超音速后,人类一直没有停止对高超音速的探索。

飞机音爆文档

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飞机音爆简介飞机音爆指的是飞机突破音障造成的巨大声响现象。

当飞机以超音速飞行时,飞机发出的声音超过了声音传播的极限速度,产生了震耳欲聋的音爆声。

这是一种特殊而又引人注目的现象,常常吸引大量观众前来目睹。

音爆现象的产生当飞机飞行速度达到音速的1倍以上时,空气无法及时逃离飞机前方的压缩区域,形成一个环形的激波,即“冲击波”。

当飞机通过这个激波时,压缩区域突然崩溃,释放出巨大的能量,产生强烈的爆破声。

这个现象就是飞机音爆。

音爆的原理飞机音爆的原理可以用声波传播的方式来解释。

声音是由空气中的震动产生的,当飞机以超音速飞行时,其产生的声音大于声音传播的速度,形成一个随飞机运动的声波前缘。

当声波传播到某一点时,该点前方的空气分子被压缩,形成一个高压区;而声波后缘的空气分子释放到周围形成一个低压区。

当这个声波传播到一个点时,高压区和低压区的边界突然崩溃,形成音爆现象。

音爆的特点飞机音爆产生的声音非常强烈,可以被人类听到并产生巨大的震动感。

一般来说,飞机音爆产生的声音是一个爆破声,类似于爆炸声或者鞭炮声。

此外,飞机音爆还会产生可见的冲击波,形成一束锥形的云状物,称为“音爆云”。

音爆云的形态和大小取决于飞机的速度和形状。

飞机音爆的应用飞机音爆虽然是一种噪音污染,但在一些特定的应用领域却被充分利用。

例如,飞机音爆可以用作空中特技表演的一种元素,吸引大量观众参与。

飞机音爆的爆破声和冲击波效果也可以用于军事防空目的,具有惊人的声音威慑力和心理攻击效果。

此外,飞机音爆还可以用于科学研究。

通过研究飞机音爆现象,可以更深入地了解声波传播,从而为设计更高效的飞机结构提供参考。

对飞机音爆进行模拟试验也可以帮助飞机制造商评估飞机结构的强度和耐久性,提高飞行安全性。

飞机音爆的安全问题尽管飞机音爆有其特殊的应用价值,但在民航领域,飞机音爆的安全问题是不可忽视的。

由于飞机音爆会产生巨大的声波和冲击波,如果在地面附近发生音爆,可能对周围的建筑物和人员造成严重影响。

Me262喷气式战斗机

Me262喷气式战斗机

纳粹德国的四大绝响王牌-Me262喷气式战斗机
1944年7月 25日,英国皇家空军的一架‘蚊’式侦察机飞跃德国慕尼黑上空执行侦查任务。由于当时德国空军已经很少有飞机敢于升空进行拦截,英国飞行员A.E.华尔中尉一点也不紧张。他很轻松的驾驶着飞机,只是稍微留心地面可能出现的德国高炮部队。但是,就在华尔中尉悠闲的快要完成侦查任务的时候,他突然发现很远的云层中有一架德国的飞机向它的座机接近。华尔有些惊讶,但是并不慌乱。他加大油门掉头飞走。根据以往的经验,速度高达650公里/小时的‘蚊’式侦察机在这个距离是可以相当从容甩掉德国所有战斗机的.
华尔中尉惊慌的把油门加到最大,然后奋力推动操纵杆,让‘蚊’式拼命的俯冲下去加大速度。在俯冲的过程中,经验丰富的华尔同时将飞机向左急转弯。
这是盟军飞行员对付德国战斗机的通常做法,一般的德国飞机很难追上灵活的‘蚊’式侦察型。
但是,华尔惊讶的发现,后面那架飞机毫不费劲追上了它,并且连续进行了三次开火。好在这个德国飞行员显然是一个新手,他的射击技术很差,但仍然有一轮机炮擦着华尔飞机的机翼数米飞过。
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德国人被迫将空军实力的百分之六十调回西线对付盟军,1942年全年击落英军飞机1404架,击伤2724架,一定程度抑止了盟军战略轰炸的势头。
但德国人只留下百分之二十的空军力量在苏德战场,导致苏德战争局势又进一步恶化。
德国空军无力同时招架两条战线的强大敌人,顾此失彼,其颓势非常明显。
但就在这段期间,各国的航空科学家都感到了迷惑和失望。
无论他们如何努力,螺旋桨式飞机的速度也无法突破800公里/小时,最高也只能飞到1万2000米。科学家们费尽全力的改变飞行的外形,将发动机的功率提高2倍,甚至3倍,但是飞机的速度没有改变,仍然无法突破800公里/小时的大关,也无法飞的更高。

如何突破音障

如何突破音障

飞机是如何突破音障的
美国先进计划研究公司的研究工程师、加州理工学院访问学者罗斯曼回答:要讨论一个物体突破音障时究竟是怎么样的状况,就要先从物理描述着手。

声音是一种传送速度有限的波,任何人都曾经有过先看见远处某个事件,再听到声音的经验,因此很清楚声波的传送速度是相对较慢的。

在海平面水温22℃处,声波每秒行进345公尺(每小时770公里)。

若某处温度下降,音速也会下降,所以一架飞在一万公尺高空的飞机(其周围温度约-45℃),该处的音速是每秒295公尺(每小时660公里)。

由于声波的传递速度是有限的,移动中的声源便可追上自己发出的声波。

当物体速度增加到与音速相同时,声波开始在物体前面堆积。

如果这个物体有足够的加速度,便能突破这个不稳定的声波屏障,冲到声音的前面去,也就是冲破音障。

一个以超音速前进的物体,会持续在其前方产生稳定的压力波(弓形震波)。

当物体朝观察者前进时,观察者不会听到声音;物体通过后,所产生的波(马赫波)朝向地面传来,波间的压力差会形成可听见的效应,也就是音爆。

第四代战机的重要标准之一突破声障

第四代战机的重要标准之一突破声障

第四代战机的重要标准之一突破声障1740年,罗宾斯在进行炮弹实验时,发现当炮弹时速超过820英里,即大于声波在空气中的传播速度约760英里/小时,炮弹受到的阻力突然增加,远远偏离牛顿的平方阻力公式。

但是,超过声速以后,阻力又开始下降,逐渐趋向正常。

这种阻力在声速附件突然上升的现象就称为“声障”(sound barrier)。

现在已经知道,声障实际上是:当飞行器的速度接近声速时,飞行器将会逐渐追上自己发生的声波,造成声波叠合累积,会造成激波(shock wave)的产生,进而对飞行器的加速产生障碍的物理现象。

激波的出现,还将导致飞行器升力骤降,头重尾轻,甚至机翼、机身发生强烈振动。

因此,如何突破声障就成为摆在力学家和航空工程师面前的一个难题。

突破声障,使飞机器,尤其是战斗机进行超音速飞行甚至巡航成为了可能。

下图是一架“超级大黄蜂”战斗机在纽约航空展上,表演突破音障的精彩瞬间。

可以明显的看到在机身周围的蒸汽不断堆积,形成了圆锥般的云雾,通常被称为“冲击波项圈”或“蒸汽锥”。

这种现象之所以发生,是因为当物体的速度快要接近音速时,周边的空气受到声波叠合而呈现非常高压的状态,因此一旦物体穿越音障后,周围压力将会陡降。

空气中的水蒸气,因压力陡降所造成的瞬间低温可能会让气温低于它的露点温度,使得水汽凝结变成微小的水珠,肉眼看来就像是云雾般的状态。

但由于这个低压带会随着空气离机身的距离增加而恢复到常压,因此整体看来形状像是一个以物体为中心轴、向四周均匀扩散的圆锥状云团。

目前的主流战机突破声障实现超音速飞行,已不是难事。

但是要进行超音速巡航却不易。

超音速巡航能力,是要求飞机具有在发动机不开加力的情况下,能在M1.5(1.5马赫数,即1.5倍声速)以上做超过30分钟的超音速飞行。

是否拥有此能力已经成为第四代战机的重要标准。

目前只有美国的F-22, F-35, 俄罗斯的T-50具有超音速巡航能力。

中国目前最先进的战斗机歼-10被称作第三代战斗机,它应该与F-16属于同一技术等级。

飞机的发明——精选推荐

飞机的发明——精选推荐

飞机的发明二十世纪最重大的发明之一是飞机的诞生。

人类自古以来就梦想着能像鸟一样在太空中飞翔。

而2000多年前中国人发明的风筝虽然不能把人带上太空但它确实可以称为飞机的鼻祖。

本世纪初在美国有一对兄弟他们在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献他们就是莱特兄弟。

在当时大多数人认为飞机依靠自身动力的飞行完全不可能而莱特兄弟确不相信这种结论从1900年至1902年他们兄弟进行1000多次滑翔试飞终于在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号并且获得试飞成功。

他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。

同年他们创办了“莱特飞机公司”。

这是人类在飞机发展的历史上取得的巨大成功。

莱特兄弟初期的飞机都使用的是单台发动机在飞行中常常会出现发动机突然关车的故障。

这对飞行安全始终是个威胁。

1911年英国的肖特兄弟申请了多台发动机设计的专利。

他们的双发动机系统能使每一个飞行员都不用担心因发动机停车而使飞机下降。

这在航空安全方面是一个重大的进展。

人们把按照肖特专利制造的第一架飞机称为“3·2”型飞机。

这个名字告诉人们这种飞机装有3副螺旋桨2台发动机。

这种飞机还装有两套飞行操纵机构因此两名驾驶员都能操纵飞机而不必换座位。

1903年12月17日莱特兄弟驾驶他们制造的飞行器员进行首次持续的、有动力的、可操纵的飞行。

1927年至1932年中座舱仪表和领航设备的研制取得进展陀螺技术应用到飞行仪表上。

这个装在万向支架上的旋转飞轮能够在空间保持定向于是成为引导驾驶员能在黑暗中、雨雪天中飞行的各种导航仪表的基础。

这时飞机中就出现了人工地平仪它能向飞行员指示飞机所处的飞行高度陀螺磁罗盘指示器在罗盘上刻有度数可随时显示出航向的变化地磁感应罗盘它不受飞机上常常带有的大量铁质东西的影响也不受振动和地球磁场的影响。

这些仪表以灵敏度高、能测出离地30多米的高度表和显示飞机转弯角速度的转弯侧滑仪此外还有指示空中航线的无线电波束都是用来引导驾驶员通过模糊不清的大气层时的手段。

十大奇特音爆瞬间(图)

十大奇特音爆瞬间(图)

十大奇特音爆瞬间:超音速飞机突破音障(组图)音爆会发出震耳欲聋的巨响,像雷声或枪声一样冲击着你的耳膜。

巨响渐渐消失,当你四处寻找声音来源时,一切已归于平静。

突然间,你看到了本不应该出现在那里的现象:音爆。

以下即是十个最令人不可思议的音爆瞬间。

1.F-22“猛禽”战斗机超音速飞行F-22“猛禽”战斗机超音速飞行这张照片是美空军F-22“猛禽”战斗机以超音速从美国核动力航空母舰“约翰·斯坦尼斯”号上空低空掠过的瞬间。

“约翰·斯坦尼斯”号当时正在参加“北方利刃-2009”联合军事演习。

音爆是自然界的奇迹之一,即便这种现象之所以出名,完全归功于喷气式飞机。

尽管如此,不要忘了,当你听到雷声时,那也是音爆,有人在甩牛鞭时,同样会产生这种现象。

航天飞机和火箭发射时也会产生音爆,有些科学家认为音爆最早出现在距今1.5亿年前,由恐龙尾巴以音速甩动时产生的。

2.普朗特-格劳厄脱奇点普朗特-格劳厄脱奇点这张照片显示的是“超级大黄蜂”战斗机低空飞行的瞬间,是因飞行中冲击波导致水汽凝结的最佳例证。

用专业术语讲,这种现象亦称“普朗特-格劳厄脱奇点”(Prandtl–Glauert singularity)。

最早驾驶这些飞机突破音速的男女飞行员都是勇敢的英雄。

查克·叶格(Chuck Yeager)驾驶火箭发动机驱动的“贝尔”实验型飞机成功突破音速,成为人类飞行历史上首位突破音速的人。

1953年,一位名叫杰姬·科克伦(Jackie Cochran)的女飞行员,驾驶F-86“佩刀”喷气式战斗机突破音障,这也是人类飞行历史上首次由投入生产的飞机突破音障的例子。

叶格是科克伦的僚机和密友。

科克伦是一位杰出的女性,除了是第一位突破音障的女飞行员外,她还创造了多项飞行记录:第一位驾机在航母上起降的女飞行员,第一位飞行速度达到2马赫的女飞行员,第一位驾驶轰炸机穿越北大西洋的女飞行员,第一位成功实施盲降(仪表着陆)的女飞行员,第一位驾驶固定翼喷气式飞机穿越大西洋的女飞行员,国际航空联合会历史上第一位女掌门人(1958–1961),第一位戴着氧气面罩驾机飞行高度超过2万英尺的女飞行员。

“面积律”帮它突破“音障”

“面积律”帮它突破“音障”

世界上第一种采用无尾三角翼布局的超音速战斗机f-102又名“三角剑”(delta dagger),它诞生于1954年,研制工作始于1945年,在研制过程中,它曾面对各种技术挑战,闯过道道技术难关,也经历了多次失败,最终成为一种实用的超音速战斗机。

它的经历从一个侧面折射出,50年代初,喷气式战斗机正朝着超音速、大型化和复杂化的方向演变。

研制xf-92a试验机第二次世界大战结束后,美国从德国缴获了一大批飞机和火箭方面的资料,其中有一部分是非常规气动力布局飞机的研究资料和报告,当中有一部分尚未发表过。

早在20世纪二三十年代,德国科学家就已开始对前掠翼、后掠翼、无尾三角翼、斜翼等非常规布局飞机的研究,美国人拿到这些研究资料就是他们的研究成果。

和这些资料一道来自美国的,还有一批飞机设计师和火箭专家,如a?利皮斯就是其中的一位。

利皮斯以研究和发展无尾三角翼飞机著称,仅1921至1945年间就进行过84种非常规布局飞行器的设计,30年代在德国滑翔研究院(dsf)工作期间设计了一系列无尾研究机。

1943年利皮斯担任维也纳航空研究院院长后,又开始进行超音速飞机的研究,他曾参加过德国第一架喷气战斗机me-163的设计。

来到美国后,参加了通用动力公司康维尔分公司的设计工作。

在这样的人才和技术的背景条件下,美国军方决定开展超音速无尾三角翼飞机的研制。

1945年,美国空军与康维尔公司签定了一项无尾三角翼战斗机的研制合同,由利皮斯主管其气动设计工作。

经过3年的研制,于1948年制成代号为xf-92a的试验机,随即进行飞行试验,取得了大量m 0.95以下的试飞数据。

mx-1179计划正当xf-92a紧张试飞的时候,一项为新型战斗机配套的火控系统研制计划也在抓紧进行。

这项代号为mx-1179的计划,旨在用较复杂的新系统去取代早期的机载雷达设备。

在第二次世界大战中,美国有少量战斗机(如p-61“黑寡妇”等)装备了机载雷达,战后的f -82、f-89、f-94等也都配备了雷达。

飞机突破音障的瞬间

飞机突破音障的瞬间

飞机突破音障的瞬间
飞行器在速度达到音速左右时,会有一股强大的阻力,使飞行器产生强烈的振荡,速度衰减这一现象被俗称为音障。

当飞行器突破这一障碍后,整个世界都安静了,一切声音全被抛在了身后!
那个白的东西,就是在突破音障的一瞬间,由于空气气流的不均衡搅动产生的,一般情况下是看不到的,所以才珍贵.
有的,据说是在高处用长焦+高ISO+高速快门+感应设备+高速练拍+大容量片盒在飞机预计突破音障时在计算出的方向拍摄无数次而成……
仔細看看哦! 它正準備突破音障,週圍的空氣型成一個半透明的牆!。

飞机音障的原理

飞机音障的原理

飞机音障的原理飞机音障(sonic boom)是指飞机突破音障速度产生的一种低频声波现象。

一般飞行中的商业喷气式飞机速度约为音速的0.8-0.9倍,当速度超过音速时就会发生音障。

以下将详细介绍飞机音障产生的原理。

音速是介质(如空气)中声波传播的速度上限。

在常温下,音速约为343米/秒。

当飞机的速度接近音速时,空气分子的压缩和膨胀会形成“膨胀波”和“压缩波”,这些波的集合就形成了音障。

当飞机突破音障速度时,这些波会在飞机周围形成一个弧形震波,即我们通常所说的音障。

音障本质上是由于飞机速度超过了空气传播声音的速度,导致紧密相连的声波波峰和波谷在空气中迅速传播。

这些声波在传播过程中不断放大和融合,最终形成一个大而强烈的震波。

音障产生的主要因素是飞机的速度,较大的飞机速度会导致较强的音障。

由于音障产生的冲击力较大,会引起许多负面影响。

首先,音障会产生非常高的声压级,造成巨大的噪音扰动,对地面和建筑物造成严重的干扰。

其次,音障也会引起空气的压力变化,导致突然的气流扰动,可能对地面上的物体和建筑物造成损坏。

此外,飞机突破音障产生的压缩波和反射波还会对飞机自身产生一定的压力和阻力,影响飞机的稳定性和燃油消耗。

为了降低音障的影响,飞机设计师采取了一系列的措施。

首先,改善飞机外型,减少外部的尖锐部分,减小飞机前沿的锥角,使得音波在飞机表面的膨胀波和压缩波之间更平滑地传播。

其次,降低飞机的速度,尽量避免超过音速。

例如,超音速飞行器如喷气式战斗机在市区飞行时通常限制速度在音速以下。

此外,飞机的尾喷口设计也对减小音障的产生起到一定的作用。

值得注意的是,飞机音障的强度和传播范围与飞机的型号、速度、高度等因素有关。

较小的飞机在超音速飞行时产生的音障比较轻微,而超音速飞行器如喷气战斗机产生的音障则较为明显。

此外,音障的传播范围也受到目标地形和大气条件的影响。

总结起来,飞机音障的产生是由于飞行速度超过了空气中声音传播的速度。

过高的声压级和气流扰动会对地面和建筑物造成噪音和损害。

航空史上的的几个转折点

航空史上的的几个转折点
• 涡轮喷气式发动机作为新型动力装置的诞 生标志着喷气时代的来临,使飞机的发展 “柳暗花明”。
五、第一架喷气式飞机首飞
• 二战结束后,喷气式发动机的发展异常 迅速,带动航空技术发生了质的飞跃,使 飞机速度、高度及载重量直线上升,不仅 军用飞机面貌一新,在民用飞机领域,由 于喷气式客机的出现,使现代民航运输业 出现了重大转折,人们惊呼:喷气时代真 的到来了。
• 1988年交付使用的波音747-400是本系列中 最先进的,可载客524名。1990年,美国政 府决定用波音747-400改装为新的总统专机 “空军一号”。
十、世界最大宽体客机首航
• 截至2002年,共有1261架波音747飞机在 世界各大航空公司运营,乘坐过它的人次 超过世界总人口的四分之一。
三、林白单人飞越大西洋
• 5月20日7时54分,在纽约长岛的罗斯福机 场上,林白驾驶“圣路易斯精神”号起飞,
• 5月21日晚10时许,在巴黎的夜幕下,林白 驾机降落于布尔歇机场。林白没有想到: 机场上竟有10万人在狂热地欢迎他。
三、林白单人飞越大西洋
• 林白此次单人不着陆飞越大西洋,“孤胆 英雄”林白,是20世纪二三十年代一批勇 敢的飞行员中的佼佼者。
六、耶格尔突破音障
• 1947年10月14日清 晨,22岁的妙龄女郎 格伦尼丝驾车送她24 岁的丈夫、美国飞行 员耶格尔上尉到加利 福尼亚州缪罗克空军 基地,耶格尔将驾驶 被他命名为“迷人的 格伦尼丝”的X1火箭 研究机进行第9次动 力飞行。
六、耶格尔突破音障
• 上午8时,母机B29携带X1飞机起飞。计划 要求X1飞行速度达到马赫数0.97(即音速 的0.97倍)但耶格尔想的却是如何突破音 障。因为毕竟他已飞过8次X1了,对飞机的 里里外外都了如指掌;

飞行器的“三障”之一“音障”

飞行器的“三障”之一“音障”

知识普及:飞行器的“三障”之一“音障”人类在探索飞行器的过程中,曾遇上三个拦路虎,就是人们常说的“三障”,即“音障”、“热障”和“黑障”。

所谓“障”就是在技术上遇到的障碍。

自美国人莱特兄弟1903年发明飞机以后,人们逐渐认识到航空技术将对人类的未来产生巨大影响。

因此,一些国家不惜投入大量人力物力,对航空技术进行探索和开发。

这期间有无数航空先驱者不惜牺牲自己的生命换来了一个又一个技术进步,使航空技术纪录一再打破,才形成了今天的航空技术水平。

在整个航空技术发展中,突破“音障”是一项重大的技术进步。

第二次世界大战期间,活塞式发动机、螺旋桨飞机的速度已经发展到顶峰。

但由于技术上的需要,还要把速度再提高,因为当时的空战主要是以机炮和机枪作为空战武器,谁的速度快,谁就能抢到有利空域赢得胜利。

所以当时的飞机设计师和飞行员一再努力追求飞行速度。

美国飞行员耶格尔驾驶时速700多千米的“野马”式战斗机与德国飞机作战时,还感到速度低,所以他经常采用先把战机拉高,然后俯冲,借助重力加速度提高飞机速度的战术与敌机作战。

可是当飞机出现800千米/时的速度时,飞机便产生了失控的感觉。

飞机震动得特别厉害,难以驾驭。

后来人们认识到,当飞机速度超过800千米/时,空气会产生一种“压缩效应”。

这种效应会使机头前部的空气被压缩成密度很高的“空气墙”,使飞机难以逾越。

产生这种现象时,飞机刚好接近于音速,后来人们管这种现象叫“音障”。

很多人试图突破“音障”,但当时受技术条件限制,都没能成功。

著名的英国飞行员德哈维兰在1946年9月27日驾驶D·11·108试验飞机作飞行试验。

当飞行速度达到0.815马赫时,由于飞机产生强烈震颤造成空中解体,付出了机毁人亡的代价。

虽然经过多次试图突破“音障”都没有成功,但通过实践人们认识到“音障”形成的原因,也初步设想出突破“音障”的方法。

直到1947年美国做了一架向“音障”冲刺的试验飞机—X-1飞机。

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第二次世界大战后期,战斗机的最大速度,已超过每小时700公里。

要进一步提高速度,就碰到所谓"音障"问题。

声音在空气中传播的速度,受空气温度的影响,数值是有变化的。

飞行高度不同,大气温度会随着高度而变化,因此当地音速也不同。

在国际标准大气情况下,海平面音速为每小时1227.6公里,在l1000米的高空,是每小时1065.6公里。

时速700多公里的飞机,迎面气流在流过机体表面的时候,由于表面各处的形状不同,局部时速可能出700公里大得多。

当飞机再飞快一些,局部气流的速度可能就达到音速,产生局部激波,从而使气动阻力剧增。

这种"音障",曾使高速战斗机飞行员们深感迷惑。

每当他们的飞机接近音速时,飞机操纵上都产生奇特的反应,处置不当就会机毁人亡。

第二次世界大战后期,英国的"喷火"式战斗机和美国的"雷电"式战斗机,在接近音速的高速飞行时,最早感觉到空气的压缩性效应。

也就是说,在高速飞行的飞机前部。

由于局部激波的产生,空气受到压缩,阻力急剧增加。

"喷火"式飞机用最大功率俯冲时,速度可达音速的十分之九。

这样快的速度,已足以使飞机感受到空气的压缩效应。

为了更好地表达飞行速度接近或超过当地音速的程度,科学家采用了一个反映飞行速度的重要参数:马赫数。

它是飞行速度与当地音速的比值,简称M数。

M数是以奥地利物理学家伊·马赫的姓氏命名的。

马赫曾在19世纪末期进行过枪弹弹丸的超音速实验,最早发现扰动源在超音速气流中产生的波阵面,即马赫波的存在。

M数小于1,表示飞行速度小于音速,是亚音速飞行;M数等于1,表示飞行速度与音速相等;M数大于 1,表示飞行速度大于音速,是超音速飞行。

第二次世界大战后期,飞行速度达到了650-750公里/小时的战升机,已经接近活塞式飞机飞行速度的极限。

例如美国的P-5lD"野马"式战斗机,最大速度每小时765公里,大概是用螺旋桨推进的活塞式战升机中,飞得最快的了。

若要进一步提高飞行速度,必须增加发动机推力但是活塞式发动机已经无能为力。

航空科学家们认识到,要向音速冲击,必须使用全新的航空发动机,也就是喷气式发动机。

二战末期,德国研制成功Me-163和 Me-262新型战斗机,投入了苏德前线作战。

这两种都是当时一般人从未见过的喷气式战斗机,具有后掠形机翼。

前者装有1台液体燃料火箭发动机,速度为933公里/小时;后者装2台涡轮喷气发动机,最大速度870公里/小时,是世界上第一种实战喷气式战斗机。

它们的速度虽然显著超过对手的活塞式战斗机,但是由于数量稀少,又不够灵活,它们的参战,对挽救法西斯德国失败的命运,实际上没有起什么作用。

德国喷气式飞机的出现,促使前反法西斯各国加快了研制本国喷气式战斗机的步伐。

英国的"流星"式战斗机很快也飞上蓝天,苏联的著名飞机设计局,例如米高扬、拉沃奇金、苏霍伊和雅科夫列夫等飞机设计局,都相继着手研制能与德国新式战斗机相匹敌的飞机。

米高扬设计局研制出了伊-250试验型高速战斗机,它采用复合动力装置,由一台活塞式发动机和一台冲压喷气发动机组成。

在高度7000米时,这种发动机产生的总功率为2800马力,可使飞行速度达到825公里/小时。

1945年3月3日,试飞员杰耶夫驾驶伊-250完成了首飞。

伊250在苏联战斗机中,是飞行速度率先达到825公里/小时的第一种飞机。

它进行了小批量生产。

苏霍伊设计局研制出苏-5试验型截击机,也采用了复合动力装置。

1945年4月,苏-5速度达到800公里/小时。

另一种型号苏-7,除活塞式发动机外,还加装了液体火箭加速器(推力300公斤),可短时间提高飞行速度。

拉沃奇金和雅科夫列夫设计的战斗机,也安装了液体火箭加速器。

但是,用液体火箭加速器来提高飞行速度的办法并不可靠,其燃料和氧化剂仅够使用几分钟;而且具有腐蚀性的硝酸氧化剂,使用起来也十分麻烦,甚至会发生发动机爆炸事故。

试飞员拉斯托尔古耶夫,就在一次火箭助推加速器爆炸事故中以身殉职。

在这种情况下,苏联航空界中止了液体火箭加速器在飞机上的使用,全力发展涡轮喷气发动机。

涡轮喷气发动机的研制成功,冲破了活塞式发动机和螺旋浆给飞机速度带来的限制。

不过,尽管有了新型的动力装置,在向音速迈进的道路上,也是障碍重重。

当时,人们在实践中发现,在飞行速度达到音速的十分之九,即马赫数MO.9空中时速约950公里时,出现的局部激波会使阻力迅速增大。

要进一步提高速度,就需要发动机有更大的推力。

更严重的是,激波能使流经机翼和机身表面的气流,变得非常紊乱,从而使飞机剧烈抖动,操纵十分困难。

同时,机翼会下沉、机头往下栽;如果这时飞机正在爬升,机身会突然自动上仰。

这些讨厌的症状,都可能导致飞机坠毁。

空气动力学家和飞机设计师们密切合作。

进行了一系列飞行试验,结果表明:要进一步提高飞行速度,飞机必须采用新的空气动力外形,例如后掠形机翼要设法减薄。

前苏联中央茹科夫斯基流体动力研究所的专家们,曾对后掠翼和后掠翼飞机的配置型式,进行了大量的理论研究和风洞试验。

由奥斯托斯拉夫斯基领导进行的试验中,曾用飞机在高空投放装有固体火箭加速器的模型小飞机。

模型从飞机上投下后,在滑翔下落过程中,火箭加速器点火,使模型飞机的速度超过音速。

专家们据此探索超音速飞行的规律性。

苏联飞行研究所还进行了一系列研究,了解在空气可压缩性和气动弹性作用增大下,高速飞机所具有的空气动力特性。

这些基础研究,对超音速飞机的诞生,都起到了重要作用。

美国对超音速飞机的研究,主要集中在贝尔X-1型“空中火箭”式超音速火箭动力研究机上。

研制X-l最初的意图,是想制造出一架飞行速度略微超过音速的飞机。

X-l飞机的翼型很薄,没有后掠角。

它采用液体火箭发动机做动力。

由于飞机上所能携带的火箭燃料数量有限,火箭发动机工作的时间很短,因此不能用X-1自己的动力从跑道上起飞,而需要把它挂在一架B-29型“超级堡垒”重型轰炸机的机身下,升入天空。

飞行员在升空之前.已经在X-l的座舱内坐好。

轰炸机飞到高空后,象投炸弹那样,把X-l投放开去。

X-l离开轰炸机后,在滑翔飞行中,再开动自己的火箭发动机加速飞行。

X-1进行第一次空中投放试验,是在1946年1月19日;而首次在空中开动其火箭动力试飞,则要等到当年12月9日才进行,使用的是X-l 的2号原型机。

又过了大约一年,X-l的首次超音速飞行才获得成功。

完成人类航空史上这项创举的,是美国空军的试飞员查尔斯.耶格尔上尉。

他是在1947年10月14日完成的。

24岁的查尔斯·耶格尔从此成为世界上第一个飞得比声音更快的人,使他的名字载入航空史册。

那是一次很艰难的飞行。

耶格尔驾驶X-l在1280 0米的高空,使飞行速度达到1078公里/小时,相当于M1.015。

在人类首次突破“音障”之后,研制超音速飞机的进展就加快了。

美国空军和海军在竞创速度记录方面展开了竞争。

1951年8月7日,美国海军的道格拉斯 D.558-II型“空中火箭”式研究机的速度,达到M1.88。

有趣的是,X-l型和D.558-II型,都被称为“空中火箭”。

D.558-II也是以火箭发动机为动力,由试飞员威廉·布里奇曼驾驶。

8天之后,布里奇曼驾驶这架研究机,飞达22721米的高度,使他成为当时不但飞得最快,而且飞得最高的人。

接着,在1953年,“空中火箭”的飞行速度,又超过了M2.0,约合2172公里/小时。

人们通过理论研究和一系列研究机的飞行实践,包括付出了血的代价,终于掌握了超音速飞行的规律。

高速飞行研究的成果,首先被用于军事上,各国竞相研制超音速战斗机。

1954年,前苏联的米格-19和美国的F-100“超佩刀”问世,这是两架最先服役的仅依靠本身喷气发动机即可在平飞中超过音速的战斗机;很快,1958年F-104和米格-21又将这一记录提高到了M2.0。

尽管这些数据都是在飞机高空中加力全开的短时间才能达到,但人们对追求这一瞬间的辉煌还是乐此不疲。

将“高空高速”这一情结发挥到极致的是两种“双三”飞机,米格-25和SR-71,它们的升限高达30000米,最大速度则达到了惊人的M3.0,已经接近了喷气式发动机的极限。

随着近年来实战得到的经验,“高空高速”并不适用,这股热潮才逐渐冷却。

超音速飞机的机体结构,同亚音速飞机相当不同:机翼必须薄得多;关键因素是宽高比,即机翼厚度与翼弦的比率。

以亚音速的活塞式飞机来说,轰炸机的宽高比为17%,歼击机是14%;但对超音速飞机来说,厚弦比就很难超过5%,即机翼厚度只有翼弦的二十分之一或更小,机翼的最大厚度可能只有十几个厘米。

超音速飞机的翼展(即机翼两端的使离)不能太大,而是趋向于较宽较短,翼弦增大。

设计师们想出的办法之一,是将机翼做成三角形,前缘的后掠角较大,翼根很长,从机头到机尾同机身相接(如幻影-2000)。

另一个办法,把超音速机翼做得又薄又短,可以不用后掠角(如F-104)。

由上可以知道,根据一架飞机的外形,我们就基本上可以判断出它是超音速还是亚音速的飞机了。

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