航天发展史论文
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世界航天器发展历史
摘要:航空作为前人的梦想如今已经初步实现。当然所有科技的研发最初都运用于军事航空也不例外。据说飞机最早的雏形是中国的风筝,风筝最初是用来传递信息,这也为人类上空埋下伏笔,但是真正想让人飞上空中的却不是中国。
关键词:飞行研究气球飞艇动力
正文:
人类对飞行的最初探索自古以来人类就怀有飞行理想,这种理想来自生产、生活和对自由飞行的向往。但在社会生产力低下的年代,这种理想始终不能实现,只能在神话和传说(见飞行神话传说)中寄托自己的渴望。
航空作为前人的梦想如今已经初步实现。当然所有科技的研发最初都运用于军事航空也不例外。据说飞机最早的雏形是中国的风筝,风筝最初是用来传递信息,这也为人类上空埋下伏笔,但是真正想让人飞上空中的却不是中国。中国早在五代时期就使用过原始的热气球──孔明灯。历史上还记录过各种轻于空气的飞行器的其他设想和尝试,在西方,13世纪的R.培根曾提出用稀薄空气或液体燃料充入薄壁金属球使它在空气中上升的想法。但首次制造成功载人气球的是法国蒙哥尔费兄弟。他们于1783年6月4日进行了自己制作的热气球表演。他们用一只更大的热气球,载上羊、公鸡和鸭各一只,飞行8分钟后安全降落。中世纪欧洲不断有人对飞行作过勇敢的尝试,他们用羽毛作成翅膀,从塔上或高处跳下,试图模仿鸟的飞行,结果往往以失败而告终。在很长的一段时期内,人类对飞行的探索进展缓慢,文艺复兴时期的L.达·芬奇科学地研究了飞行问题,但他的研究成果直到19世纪后期才为后人发现,对航空的发展未起到应有的作用。17世纪后期意大利的G.A.博雷利探讨了人类肌肉与飞行的关系后,证明:“人类靠自己的体力作灵巧的飞行是绝对不可能的。”
在18世纪产业革命的推动下,1783年法国蒙哥尔费兄弟的热空气气球和J.-A.C.查理的氢气气球相继升空成功,标志着人类航空发展的第一次重大突破。而随着对航空器的研究1903年12月17日,美国莱特兄弟用自己制造的飞机,实现了人类首次持续的、有动力的、可操纵的飞行,开创了现代航空的新纪元。但对到底是谁第一个制造了飞机人们在当时产生了争论,但大部分人认为是莱特兄弟制造了飞机。
当然在直接制造飞机之前,有少数人沿着另一条道路对飞行进行探索,他们从试飞滑翔机开始,先使滑翔机稳定地飞行并能操纵,然后再加上动力,这个途径恰是成功的道路。沿这条道路的创始者是德国的O.
李林达尔。他从1867年起研究滑翔,1891年设计并制成一架滑翔机,1893~1896年间作了约2000次滑翔飞行,滑翔距离曾达300米。他的最终目的是在滑翔机上安装发动机,实现动力飞行。不幸他在1896年的一次飞行中因滑翔机失事而遇难。沿着李林达尔的道路继续探索的是在法国出生的美国土木工程师O.查纽特。他从1875年起开始对飞行发生兴趣,毕生搜集和编辑其他研究者的成果,于1894年出版了《飞行机械的进展》一书。1896年查纽特采用桥梁设计技术改进了李林达尔的双翼滑翔机,并作了几百次成功的飞行,飞行距离达几百米。查纽特曾打算制造动力飞机。当莱特兄弟读了他的书后与他建立了通信联系,他便成了莱特的顾问和知已,3人就通力合作了。莱特兄弟沿着李林达尔开辟的道路,吸取了前人的经验,成功地实现了人类第一次动力飞行,在航空史上作出了划时代的贡献。
其实在对航空发展了解的过程中我最感兴趣的就是对热气球的研究。
1783年10月15日F.P.罗齐埃乘热空气气球上升到26米,飞行4.5
分钟。同年11月21日他和M.达尔朗德又乘热空气气球作了一次自由飞行,在约1000米的高度上用25分钟飞行了约12公里。这是人类乘航空器的第一次空中航行。
蒙哥尔费的气球引起了法国科学院的注意。法国物理学家查理认识到对于提供升力来说,氢气比热空气更有效,他用涂以橡胶的绸制成了氢气球(称查理气球)。1783年8月27日,氢气球在巴黎上升到约915米,飘行了约25公里后降落。查理后来又制造了一只更大的气球,球下系以可载人的吊篮。1783年12月1日,他和一位同伴乘这只气球在空中飘行50公里,留空时间超过2小时。气球的出现激起了人们乘气球飞行的热情。1785年1月7日法国J.-P.F.布朗夏尔和他的一个伙伴乘氢气球从英国多佛飞越英吉利海峡到达法国,这是人类乘航空器首次飞越这个海峡。18世纪末到19世纪初,气球主要用于军事、体育运动和科学试验。20世纪20年代后,出现了用氦气代替氢气作为浮升气体的氦气球,它比氢气球安全,但价格昂贵。在现代,气球主要用于高空探测。
气球之后就是飞艇,当然对于我来说在了解航天历史之前只在红色警戒游戏里看过苏联的飞艇是一种不断向下面扔导弹的飞行物体,但在实际中飞艇是一种带有动力且可操纵的气球。早期曾有人在气球上装
帆、桨或翼片,但这些措施都未获效果。最早的飞艇是法国H.吉法尔于1852年制成的蒸汽气球。其气囊形如雪茄,下悬吊舱,上装蒸汽机,带动3叶螺旋桨,并有方向舵。1852年9月24日,吉法尔驾驶这艘飞艇由巴黎飞到特拉普斯,航程约28公里。速度约10公里每小时。早期的飞艇都是软式或半硬式的。19世纪末铝问世后,有人用铝作骨架,用薄铝板作气囊外壳,制成了硬式飞艇,上面装一台8.8千瓦(12马力)的4
汽缸汽油内燃机,于1897年11月3日升空飞行。1900年旅居法国的巴西人A.桑托·杜蒙因为驾驶自制的飞艇,在30分钟内绕飞巴黎艾菲尔铁塔而获奖。
在飞艇方面,德国的F.von齐伯林伯爵获得最大成就。1894年他完成了硬式飞艇设计,1900年制成,LZ-1号飞艇,长128米,容积约11300立方米。1909年齐伯林创设了德国航空运输有限公司,1910年6月22
日开始用LZ-7号齐伯林飞艇在法兰克福、巴登和杜塞多夫之间作载客定期飞行,距离共193公里。LZ-7号飞艇可载20人,装有3台88千瓦(120马力)的活塞发动机,巡航速度为60公里每小时。这是最早的空中定期航线。第一次世界大战前后是飞艇发展的鼎盛时期,德国建立了齐伯林飞艇队,用于海上巡逻、远程轰炸和空运等军事活动,曾多次用飞艇对伦敦进行轰炸。飞艇体积大、速度低、飞行不灵活,极易受到攻击和损坏。第一次世界大战后,齐伯林公司又造了两艘巨型飞艇──“齐伯林伯爵”号和“兴登堡”号,在欧洲到南美和美国的商业航线上飞行。“兴登堡”号是当时最大的飞艇,容积200000立方米,长245米,内部陈设豪华,可载75名旅客,速度130公里每小时。1936年3月4日开始飞行。1937年5月6日从德国飞往美国时,在美国新泽西州莱克赫斯特上空,它的上部垂直尾翼忽然起火,火焰蔓延全艇,36人遇难,从此结束了飞艇的商业航行。20世纪70年代以后,不少国家又开始利用现代科学技术研制新的飞艇,用于油田巡逻和吊运大型装备。
两次世界大战刺激了航空科学技术的发展,军用飞机飞艇热气球的性能不断提高,使战争从平面向立体转化。在两次世界大战之间发展起来的民用航空运输事业,使飞机成为与经济发展和人民生活息息相关的交通工具。第二次世界大战以后,喷气式飞机的出现,使飞机突破了音障,这是航空发展上的又一次重大突破。随着科技的进步飞机的速度越来越快。当然这些也离不开科学理论物理和数学的发展。科技总是最先服务于战争,但我相信航天虽然产生于战争但是最后一定会造福人类。