航空航天技术概论第一章航空航天发展概况

2007年10月10日星期三
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1.1.2 航 天
➢航天的概念： 航天是指载人或不载 人的航天器在地球大气层之外的航行活 动，又称空间飞行或宇宙航行。
➢航天实际上也有军用航天和民用航天 之分。
1.2 飞行器的分类
➢航空器：在大气层内飞行
飞 的飞行器称为航空器。
行 ➢航天器：在大气层外空间
➢ 动力和稳定操纵问题 动力：美国科学家S. P. 兰利，失败； 稳定操纵：德国人O. 李林达尔，基本成 功。
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莱特兄弟与飞行者一号
➢美国人莱特兄弟潜心钻研李林达尔的 著作和他的实验经验。通过风洞试验，纠 正了前人的一些错误。
➢1903年12月17日，奥维尔·莱特(弟弟) 驾驶飞行者一号进行了试飞，接近1分钟的 时间里飞行了260m的距离，这是人类历史 上第一次持续而有控制的动力飞行。
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早期的飞行纪录
➢1909年7月25日，法国人L. 布莱里奥驾驶自 己设计的单翼飞机飞越了英吉利海峡；
➢1910年3月28日，法国人试飞成功世界上第 一架水上飞机；
➢ 1913年，俄国人研制了四发大型客机成功；
➢到1913年，飞行速度已达200km/h，续航时 间超过13小时，飞行高度达到6 500m。
➢1887年8月22日，天津武备学堂教师华蘅芳 制造的中国第一个氢气球在天津升空。
➢1899年，德国人F.von 齐伯林设计并制造了 第一艘硬式飞艇。
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飞机诞生的前夜
➢ 有关升力、动力和操纵概念的提出 1849年，英国人G. 凯利制造了第一架滑翔 机，并进行了试飞。
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早期的飞行探索
➢1909年9月21日，26岁的美国华侨冯如 驾驶自己设计的飞机在美国旧金山奥克兰 试飞成功。两年后他返华报效祖国，不幸 于1912年8月25日在广州燕塘进行的一次 飞行表演中壮烈牺牲。
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1.3 航空航天发展概况
幻想
➢古代的中国、希腊、罗马、埃及和印度等创造 了许多关于飞行的美妙神话故事，至今仍在流传。
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最早的航空器
➢1783年6月5日，法国的蒙哥尔费兄弟用麻 布制成的热气球完成了成功的升空表演。
恒星和行星际探测器 卫星式载人飞船 登月载人飞船
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1.2.3 火箭和导弹
➢火箭和导弹均可以在大气层内外飞行，一 般都只能使用一次，所以归为一类。
➢火箭：靠火箭发动机提供推进力的飞行 器，一般由推进系统、箭体结构和有效载荷 组成。
➢导弹：导弹是一种飞行武器，通常由战斗 部、弹体结构、动力装置和制导系统组成。
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一战中的飞机
➢一战中，飞机作为一种新式武器系统得到 了充分肯定和广泛应用，奠定了现代立体作 战的基础。
➢战争期间生产飞机超过18万架，全世界飞 机工厂达到200个，配套发动机制造厂80家， 初步形成了具有一定规模的航空产业。
0.1 课程定位及目标
➢航空航天技术概论将向大家介绍航空 航天技术所涉及学科的基本知识、基 本 原理及其发展概况。
➢课程目的是使大家了解航空航天的发 展概貌，提高对航空航天技术基本内 容 的认识。
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0.2 课程安排
➢本 课 程 包 括 24 学 时 （ 理 科 ， 文 科 16 学 时）的理论课和10学时的现场课。
➢现场课分别在航空馆、流体所(CFD楼北 半侧二层）、发动机结构实验室（三号楼一 层）、机载设备实验室（二号楼一层） 、飞 机所陈列室（一号楼一层）讲授。
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1.1 航空航天的基本概念
1.1.1 航 空
➢航空的概念：航空是指载人或不载人 的飞行器在地球大气层中的航行活动， 必须具备空气介质。 ➢ 航空有军用航空和民用航空之分。
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1.2.1 航空器的分类
轻于空气的航空器
气球 飞艇
航空器
固定翼航空器
重于空气的航空器
旋翼航空器 扑翼机
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倾转旋翼机
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飞机 滑翔机 直升机 旋翼机
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1.2.2 航天器
➢航天器是指在地球大气层以外的宇宙空 间，基本上按照天体力学的规律运动的各类 飞行器。
➢航天器分为无人航天器和载 人航天器。根据是否环绕地球运 行，无人航天器分为人造地球卫 星和空间探测器。
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1.2.2 航天器的分类
科学卫星
人造地球卫星
应用卫星
航天器
无人航天器 载人航天器
空间探测器
载人飞船 空间站 航天飞机 空天飞机
技术实验卫星 月球探测器
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飞机进入战争
➢1911年10月23日，意大利人在土耳其军队 上空侦察了一小时，11月1日，意军飞机往土 军阵地投下了4枚2kg重的手榴弹。
➢1914年10月5日，法军飞行员用机枪将一架 德军侦察机击落。
➢1915年，为德军服务的荷兰飞机设计师A. 福克设计了机枪射击协调器，产生了专门用 于空战的驱逐机。
器 飞行的飞行器称为航天器 。
分 类
➢火箭和导弹：火箭和导弹 均以火箭发动机为动力升空，
可在大气层内外飞行。
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1.2.1 航空器
➢任何航空器要升到空中，都必须产生一个 能克服自身重力的向上升力。
➢根据产生升力的基本原理不同，航空器分 为轻于(或等于)同体积空气的航空器和重于 同体积空气的航空器两大类。
➢1783年11月21日，两个 法国人乘坐蒙哥尔费气球， 在1 000m高的空中，飞行了 12km。
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气球与飞艇
➢1852年，法国人H. 吉法尔在气球上安装了 一台功率为2 237W的蒸汽机，用来带动一个三 叶螺旋桨，使其成为第一个可以操纵的气球， 这就是最早的飞艇。