航空科技发展 完美PPT

兰利（1834~1906）
• ―aerodrome‖ included a steampowered engine. • Major contributions : attempts at adding a power plant to a glider.
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2013年8月1日星期四
一战初期，参战各国约有飞机1500架 4年中，交战双方用于作战的飞机有十几万架之多 法国生产的飞机总数为51000架 英国在战争期间生产了55000架各种型号的飞机 德国在战争期间生产的各型飞机总数为48537架
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1914年 和 1918年飞机性能数据对比
重 量 爬 升 机 飞 航 续 时 间 速 升 航 功 载
1914年 1918年
8~10
度
限
率
程
发 动
率
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起
重
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2.3 一战中的几种著名飞机
纽波尔 - 法国
著名轰炸机
“卡普罗尼”
意大利 斯帕德 - 法国 ―骆驼”战斗机 英国
福克· 战斗机 - 德国 德国的福克E3战斗机使用了“射击同步协调器”（1915年），在作战中发挥了很大
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(Picture from a woodcut of 1493)
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罗吉尔· 培根 R.Bacon
• 欧洲文艺复兴的前夜，曾出现一位认真思考飞行器的 人 ， 英 国 学 者 罗 吉 尔 · 根 （ R.Bacon ， 约 培 1220~1292）。 • 在大约1250年成书、1542年才出版的著作《工艺和自 然的奥秘》中，培根提出了动力飞行的概念。虽然他 的设想还相当简单粗糙，但人们把他看作历史上第一 个提出类似20世纪飞机概念的人。 • 培根终生不得志，生前曾将手稿送给一些宗教领袖， 但没有得到重视，加之其著作大都在他死后几百年才 出版或译成通用文字，因此培根的飞行器思想没有对 后世产生什么影响。
二战著名战斗机 —— 英国
―飓风” 二战英国一流战机 ―海怒”战斗机是接近大战结 束时设计的一种战斗机，由于 ‘海怒”的各种性能已经达到 活塞式飞机的极限，所以目前 许多活塞式飞机竞速赛经常使 用，一些飞行表演也常使用。
―喷火”
1938年自始至终参战的飞机
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Maxim’s aeroplane
• built in 1894 by Sir Hiram Maxim
• weighed 3,200 kg ， spanned over 30 m
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李林塔尔
• 1848~1896 ，German engineer • He was the first person to design a glider that could fly a person and was able to fly long distances.
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凯利的滑翔机
• The first successes came with gliders. • Sir George Cayley made the first successful glider in 1804 • and a full-size version five years later • For over 50 years, George Cayley made improvements to his gliders.
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Otto Lilienthal
• After more than 2500 flights, He was killed in 1896 by a gustinduced stall too near the ground.
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1.3 飞机的初期发展
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初期发展
• 莱特兄弟成功之后，又过了几年，才引发了 航空发展的热潮。其后的航空探索活动主要 在欧洲。 • 1907年到1909年，可以说是飞机由幼年步入 成年的关键时期——飞机已经深入人心，航 空理论已具雏形，发动机性能不断提高并性 能稳定。 • 早期航空活动多为体育、娱乐和航空竞赛。
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1. 航空科技历程
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1.1 航空研究的早期探索
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模仿鸟类的尝试
•将羽毛或轻质木材粘贴 在手臂上，尝试飞行
•结果常常是灾难性的
• Icarus and his father Daedalus and their escape from King Minos' prison on Crete. • Legend has it that they had difficulty with structural materials rather than aerodynamics.
性能指标
速度/ (km/h) 升限/m 爬升率/ (m/s) 航程/km 发动机功率/kW 起飞重量/kg 载重/kg 续航时间/h
1914年
80~165 3000~5000 0.7~1.5 200~600 52~90 300~700 20~50 1~4
1918年
180~230 8000 3~5 800~1200 313 14000 3400
扑翼机探索和设计阶段
• 17世纪~18世纪，欧洲航空发展处在一个特殊的 扑翼机探索和设计阶段。 • 在这个阶段里，没有出现航空学理论研究的事件 和成果。而且由于胡克和波莱里论断的影响，模仿鸟
类进行冒险飞行的人明显减少。
• 在热气球飞行成功之前，扑翼机设计成了这个时 期的主题。虽然从技术发展角度和对后世的影响来看，
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1.2 第一次动力飞行
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莱特兄弟首次成功动力飞行
1903年12月14日至17日美国人莱特兄弟设计制造的飞机首次 实现了人类历史上的动力飞行。
这架飞机的翼展为13.2米，着陆装置为滑橇式。最好的一 次飞行260米，留空59秒。
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达· 芬奇
• 达· 芬奇（ Leonardo da Vinci 1452~1519）是 世界文化史上最伟大的人物之一。 • 美国著名科学史学家乔治· 萨顿（G.Saton）曾 指出：“写一部有关他的天才作品的完整研 究著作，也就意味着写一部15世纪科学技术 的真正百科全书”。
Samuel Langley
• 他是为数不多的作为职业科学家研究航空 问题的人之一 • 他是少数在理论和实践结合的基础上研制 飞行器的人之一 • 他是在莱特兄弟之前最接近发明成功动力 飞机的人 • 但是，由于1903年两次没有结果的飞行试 验为他本人的巨大贡献蒙上了一层阴影。 他在航空史上的应有地位被大大忽视了。
• 从1940年至1945年的5年间，仅英美盟军的对德战略轰炸就动 用过144万余架次的轰炸机和268万架次的战斗机
第二次世界大战的各个战场上，都可以看到作战飞机、航空 兵、制空权对战役进程产生重大影响。在不列颠之战、太平 洋战争中，航空兵甚至成为决定战争胜负的主导因素。
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代表人物
法国航空先驱 伏瓦辛兄弟
Voisin Racer, 1909
14-bis on an old postcard
飞越英吉利海峡（1909） 布雷里奥 和他的Blé XI riot
欧洲第一架动力载人飞机研制 桑托斯-杜蒙 和 14-bis（1906） 寇蒂斯(美国) Aerodrome No.3(the June Bug) 1908
Fra Baidu bibliotek
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巩固了航空在战争中的地位
第二次世界大战的空战是最残酷的，空战规模最大， 频繁程度最高。
• 仅在1941年至1944年不到4年的时间里，主要参战国所采购的 飞机数量为： 美国 英国 日本 29.61万架 10.26万架 5.88万架 苏联 德国 11.07万架 10.40万架
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2. 第一次世界大战与航空
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2.1 战前的航空技术水平
• 战前，飞机技术已经有了较大发展
1911年飞机性能纪录
性能指标 飞行速度 升限 留空时间 载客数量 航程 性能数据 108.8 公里/小时 3278 米 8 小时 38 分 12 名 272 千米（不停） 创造者 莱布兰克 塔布泰恩 赛戈诺克斯 索默 索普维斯 飞机型号 布雷里奥单翼机 法尔芒双翼机 伏瓦辛双翼机 自行设计双翼机 霍华德-莱特双翼机
这一时期的探索工作没有多少价值，但与过去那些纯粹 的飞行冒险来比，这些努力仍然是重大的进步。
• 扑翼机的设计开端于达· 芬奇，后来有许多类似 的设计者。 西北工业大学 航空学院
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航空之父 -- 乔治· 凯利
• G.Cayley（1773~1857）为重于空气的航空器 创立了必要的飞行原理 • 论文《论空中航行》(1809)被认为是现代航空 学诞生的标志 • 论文阐述了飞机基本原理，分析了稳定性、安 全性和操纵性的重要性，提出许多重要概念。 • 他的研究成果远远超出了时代，在他之后近百 年间，也没人超过他的水平或认识到他的发现 的重大意义。
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达· 芬奇的航空学研究
达· 芬奇的航空学研究可以分成三大部分： • 关于飞行的理论和原理 • 飞行的稳定性和控制 • 飞行器设计
可惜由于历史原因（不被当时理解， 多种论文、手稿没有发表），达· 芬 奇对航空发展没有产生任何影响。
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格鲁曼F6F ―泼妇”是美国在太平洋战场上公认的最优 秀的舰载战斗机,曾称霸一时的日军零式战斗机根本无 法与之抗衡,为海上盟军夺取胜利作出重大贡献。
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二战著名战斗机 —— 美国
P-40―战鹰” 第二次世界大战开 始头两年的美国最主要的战斗机
F4F―野猫”舰载战斗机曾 作为大战前半期美国海军 战斗机之主力。
P-47―雷电” 形体较大发动机 劲大，火力猛，生存能力强， 只要不是要害部位，即使挨上 几十发子弹也不碍事。
P—38―闪电”双发单座活塞战 斗机是大战中最著名的高空远 西北工业大学 航空学院 程截击、护航战斗机。
作用，造成了航空史所谓的“福克灾难”。
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3. 第二次世界大战时期
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强烈刺激了航空技术的发展
1939年至1945年之间， • 飞机的飞行速度由400～500km/h增至 784km/h，接近活塞式飞机飞行速度的极限； • 升限由9000米提高到12000米； • 航程从600多公里增至4000多公里； • 二战初的战斗机重量约为2～3吨，到1944年 美国的B－29重型轰炸机总重达到62.5吨。
• 航空工厂企业纷纷建立
飞机的设计、制造、飞行成为集团化工作 有助于生产专业化，提高了产品质量和可靠性
出现了专门从事飞机研究和设计的专业人员
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2.2 战火中飞机迅速成长
• • • • 飞机按作战方式的不同形成专门机种 飞机和发动机生产厂迅速发展，并走向专业化 飞机的生产和数量剧增 飞机的性能迅速提高
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《航空航天技术概论》 之 开场白
航空科技发展
袁昌盛
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主 要内容
1. 航空科技历程 2. 第一次世界大战与航空 3. 第二次世界大战时期 4. 航空喷气时代的来临 5. 现代喷气作战飞机 6. 民用飞机的发展
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