上海交通大学：《物理异想》课程教学资源（论文资料）飞行狂想曲——当代飞行器雏形.pdf_大学文库

飞行狂想曲一当代飞行器雏形范凡5100109059 能够和鸟儿一样飞翔一直是人类的梦想。现在形形色色的飞行器都来自于早期科学家、艺术家、甚至是狂想家的疯狂设想，没有这些人的异想天开，也就没有现在的航空航天技术。以下会介绍几类飞行器的雏形一早期狂想版。一、飞艇飞艇是人类第一种能够可以受控进行自由飞行的航空器，曾被用于海上巡逻、反潜、远程轰炸等军事用途，在飞机出现以后，飞艇多用来以观光为主的商业运鲜输和现代广告业。飞艇设计的先驱是17世纪的葡萄牙牧师和自然主义者巴托罗梅尤·古斯马奥'。1709 年，他向葡萄牙约翰五世国王递交了一份请愿书，请愿书中表达了自己的设计理念。飞艇通过不同的原料燃烧所形成的气体和热空气实现上浮，方向控制通过磁力实现，磁铁装在两个中空的金属球内，但是其原理实在令人古斯马奥飞艇① 费解，很可能是难以实现的。原计划这艘飞艇的公众性测试时间定于1709年6月24日，但并未进行，原因不详。二、固定翼飞机固定翼飞机是现在使用范围最为广泛的飞行器类型，工作原理为由动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，根据发动机的类型又可以分为喷气式飞机和螺旋桨飞机。现在固定翼飞机基本用在航空的各个领域，从军事到民航，从客运到货运，渗透在生活的方方面面。飞机的产生也经历了坎坎坷坷，甚至很多位“科学家”在飞机设计前景的道路上殒命。飞机的最初原形可以追溯到滑翔机，乔治·盖勒被认为是第一个利用滑翔机上天的人。他设计的第一个滑翔机建造于1796年，现在看来这架滑翔机的结构简直是简陋，可以认为一个三轮小车加了一个顶篷充当固定机翼。在盖勒滑翔机② 后人看来，可能他视死如归的勇气比精巧构思更让人感动。后来到了1856年，李·布瑞斯在前人研究的基础之上，又受到了信天翁的启发设计了滑翔机“信天翁”。整架滑翔机用木架和布料制成，造型与信天翁非常类似，甚至在尾巴的设计上。 1《人类飞行的故事》编写组.世界图书出版公司.2010-1-1 ?《人类飞行的故事》编写组.世界图书出版公司.2010-1-1 3http://www.cnetnews.com.cn/2008/805/1037977.shtml 李·布瑞斯人造“信天翁@

飞行狂想曲——当代飞行器雏形范凡 5100109059 能够和鸟儿一样飞翔一直是人类的梦想。现在形形色色的飞行器都来自于早期科学家、艺术家、甚至是狂想家的疯狂设想，没有这些人的异想天开，也就没有现在的航空航天技术。以下会介绍几类飞行器的雏形——早期狂想版。一、飞艇飞艇是人类第一种能够可以受控进行自由飞行的航空器，曾被用于海上巡逻、反潜、远程轰炸等军事用途，在飞机出现以后，飞艇多用来以观光为主的商业运输和现代广告业。飞艇设计的先驱是 17 世纪的葡萄牙牧师和自然主义者巴托罗梅尤·古斯马奥1。1709 年，他向葡萄牙约翰五世国王递交了一份请愿书，请愿书中表达了自己的设计理念。飞艇通过不同的原料燃烧所形成的气体和热空气实现上浮，方向控制通过磁力实现，磁铁装在两个中空的金属球内，但是其原理实在令人费解，很可能是难以实现的。原计划这艘飞艇的公众性测试时间定于 1709 年 6 月 24 日，但并未进行，原因不详。二、固定翼飞机固定翼飞机是现在使用范围最为广泛的飞行器类型，工作原理为由动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，根据发动机的类型又可以分为喷气式飞机和螺旋桨飞机。现在固定翼飞机基本用在航空的各个领域，从军事到民航，从客运到货运，渗透在生活的方方面面。飞机的产生也经历了坎坎坷坷，甚至很多位“科学家”在飞机设计前景的道路上殒命。飞机的最初原形可以追溯到滑翔机，乔治·盖勒2被认为是第一个利用滑翔机上天的人。他设计的第一个滑翔机建造于 1796 年，现在看来这架滑翔机的结构简直是简陋，可以认为一个三轮小车加了一个顶篷充当固定机翼。在后人看来，可能他视死如归的勇气比精巧构思更让人感动。后来到了 1856 年，李·布瑞斯3在前人研究的基础之上，又受到了信天翁的启发设计了滑翔机“信天翁”。整架滑翔机用木架和布料制成，造型与信天翁非常类似，甚至在尾巴的设计上。 1 《人类飞行的故事》编写组.世界图书出版公司.2010-1-1 2 《人类飞行的故事》编写组.世界图书出版公司.2010-1-1 3 http://www.cnetnews.com.cn/2008/0805/1037977.shtml 古斯马奥飞艇① 盖勒滑翔机② 李·布瑞斯人造“信天翁” ③

1856年他在海岸进行了一次短暂飞行，当时是在逆风状况下由奔跑的马拉动启航。最终，布瑞斯超过了之前预计的飞行高度，据报道可飞行高达100米，航行200米的距离。再后来，固定翼飞机进入了有动力时代，1883年，法国工程师亚历山大·古皮尔“设计了一款类似鸟儿一样的飞行装置。该飞行器由装配在圆形装置内部的一个蒸汽发动机驱动，该发动机能够驱动一个单履带推进器，并带有一个轮状着陆装置。方位舵安装在机尾之下。该飞行器翼展超过19.8英尺，令人惊讶的是，这个飞行器具有很大的浮力，能够在空中飞行，并且以14英里/小时速度承载两位男子飞行。他高超的动手能力给后人树立了极好的榜样。亚历山大·古皮尔飞行器① 最后一位狂想家查纽特和许多的科学伟人一样，由于自己的设计广受世人诟病。他设计的“杰作”中采用了捆绑固定式机翼。这种奇异的机翼造型使得机身前摇后摆，引来了许多人对该设计的嘲笑奚落。但是该设计包含的理念之后用于多种军用飞机设计：绕轴旋转活动机翼表面。这种设计理念显著地被F-111和B-1飞机所采用。查纽特滑行机⑤ 三、扑翼飞机扑翼飞机到如今也仍处于研制当中，也未投入实际应用。但是由于灵活机动，对起飞环境要求低等优点吸引了无数科学家夜以继日的为之工作。公认的扑翼机先驱就是著名的意大利学者达芬奇。他可能是欧洲第一个寻求解决飞行的人。他完成了大量的设计，其中包括降落伞，他认真地研究了鸟类的飞行和身体结构，并在 1505年出版了《鸟类飞行规则》。1485年，他详细地设计了一种人力扑翼飞机，但并没有证据达·芬奇设计的直升机® 表明他已建造这个飞行装置。这个装置的大致设计理念是通过抽动捆绑在翼扇上的绳索实现翼扇的扑动以获得起飞的动力，但是在现在看来，稍稍利用简单的牛顿定律便可知道这个装置是不能飞行起来的。但是这个装置仍启发了许多科学家向着成功迈进。三、喷射式飞行器现在的喷射式飞行器主要指火箭，其被广泛的应用在航天领域。火箭推力的获得，乃由高速喷出物反作用而生成。其原理与用水管喷水时水管会向后退，以及枪向后座的原理一样。第一个利用火箭飞行的人是14实际末期的中 4 http://naska.blogbus.com/logs/28016754.html 5《人类飞行的故事》编写组.世界图书出版公司.2010-1-1 6《达芬奇转》编写组.水利水电出版社.200912-1 万户0

1856 年他在海岸进行了一次短暂飞行，当时是在逆风状况下由奔跑的马拉动启航。最终，布瑞斯超过了之前预计的飞行高度，据报道可飞行高达 100 米，航行 200 米的距离。再后来，固定翼飞机进入了有动力时代，1883 年，法国工程师亚历山大·古皮尔4设计了一款类似鸟儿一样的飞行装置。该飞行器由装配在圆形装置内部的一个蒸汽发动机驱动，该发动机能够驱动一个单履带推进器，并带有一个轮状着陆装置。方位舵安装在机尾之下。该飞行器翼展超过 19.8 英尺，令人惊讶的是，这个飞行器具有很大的浮力，能够在空中飞行，并且以 14 英里/小时速度承载两位男子飞行。他高超的动手能力给后人树立了极好的榜样。最后一位狂想家查纽特5和许多的科学伟人一样，由于自己的设计广受世人诟病。他设计的“杰作”中采用了捆绑固定式机翼。这种奇异的机翼造型使得机身前摇后摆，引来了许多人对该设计的嘲笑奚落。但是该设计包含的理念之后用于多种军用飞机设计：绕轴旋转活动机翼表面。这种设计理念显著地被 F-111 和 B-1 飞机所采用。三、扑翼飞机扑翼飞机到如今也仍处于研制当中，也未投入实际应用。但是由于灵活机动，对起飞环境要求低等优点吸引了无数科学家夜以继日的为之工作。公认的扑翼机先驱就是著名的意大利学者达芬奇6。他可能是欧洲第一个寻求解决飞行的人。他完成了大量的设计，其中包括降落伞，他认真地研究了鸟类的飞行和身体结构，并在 1505 年出版了《鸟类飞行规则》。1485 年，他详细地设计了一种人力扑翼飞机，但并没有证据表明他已建造这个飞行装置。这个装置的大致设计理念是通过抽动捆绑在翼扇上的绳索实现翼扇的扑动以获得起飞的动力，但是在现在看来，稍稍利用简单的牛顿定律便可知道这个装置是不能飞行起来的。但是这个装置仍启发了许多科学家向着成功迈进。三、喷射式飞行器现在的喷射式飞行器主要指火箭，其被广泛的应用在航天领域。火箭推力的获得，乃由高速喷出物反作用而生成。其原理与用水管喷水时水管会向后退，以及枪向后座的原理一样。第一个利用火箭飞行的人是 14 实际末期的中 4 http://naska.blogbus.com/logs/28016754.html 5 《人类飞行的故事》编写组.世界图书出版公司.2010-1-1 6 《达芬奇转》编写组.水利水电出版社.2009-12-1 亚历山大·古皮尔飞行器④ 查纽特滑行机⑤ 达·芬奇设计的直升机⑥ 万户⑦