【物理异想】课程作业： 蓝天梦，苍穹路 姓名：蒋雨航 学号：5104139013 自古以来，人类就对一望无际的蓝天和浩瀚无垠的苍穹充满了各式各样的幻 想，都渴望着像鸟儿一样在天空中自由自在地飞翔，而飞出地球，遨游苍穹更是 千百年来人们的憧憬和追求。 可以说，几乎世界上所有的民族都有着关于飞天的传说。希腊神话中的“伊 卡洛斯飞日”就是其中的一个： 建筑师代达罗斯和他的儿子伊卡洛斯 因为得罪了克里特国王而被囚禁起来。他们 渴望逃离这个苦难的地方，返回自己的故乡 雅典。代达罗斯望见天上远飞的海鸟，启发 了他的灵感。于是他和儿子伊卡洛斯开始收 集岛上飞鸟的羽毛，并用这些羽毛编织成两 对翅膀，用蜂蜡将它们粘住。父子俩人各在 自己背上装了一对翅膀，然后便乘风飞了起 来。他们升空翱翔，穿过海洋，越飞越高， 越飞越远。代达罗斯劝告儿子停下来，飞出 苦海就行了，但年轻的伊卡洛斯好奇好胜，继续向前飞行，一直飞到太阳附近， 尽览彩色斑澜的太阳风光。不料太阳的高温很快使粘住羽毛的蜂蜡熔化了，羽毛 做的翅膀也烧着了，勇敢的伊卡洛斯坠身于大海，父亲代达罗斯痛心不己。 这个充满诗情画意的悲剧故事，反映了人类翱翔太空，征服太阳的英雄壮志 豪情，但也暗示了飞向太空的严峻和艰险。 在类似的故事中，人物飞天总是靠着某些仙术或者幻想。而随着时间的推进， 人们意识到，人类本身不依托外物飞翔是很难实现的，便又出现了一些被神秘化 的飞行工具。 在我国古代春秋时期，便有鲁班“制木鸢以窥宋城”的故事，而到了东汉前 王莽的时代，又有关于人“取大鸟羽为翼，通环为纽，…飞数百步坠”的记载。 而到了明代，更有一位名叫万户的木匠，试图乘坐火箭飞天，勇敢地献出了自己 的生命，成为了人类历史上第一个向太空挑战的英雄！在将近500年后，1959 年在月球背面发现的一座环形山，就以万户命名，纪念他勇于实践，探索太空的 壮举。 而在世界上的其他国家，英国的罗吉尔·培 根在《工艺和自然的奥秘》一书中，首先提出了 动力飞行的概念。1505年，意大利著名的画家、 发明家的手稿《论鸟的飞行》在佛罗伦萨完成。 其中，他设计的扑翼机虽然从科学意义上来讲意 义不大，但从机械学角度上讲，这些设计是非常 天才的。1809年，英国人凯利爵士为重于空气的航空器创立了必要的飞行原理， 其论文《论空中航行》被认为是现代航空学诞生的标志
【物理异想】课程作业： 蓝天梦，苍穹路 姓名：蒋雨航 学号：5104139013 自古以来，人类就对一望无际的蓝天和浩瀚无垠的苍穹充满了各式各样的幻 想，都渴望着像鸟儿一样在天空中自由自在地飞翔，而飞出地球，遨游苍穹更是 千百年来人们的憧憬和追求。 可以说，几乎世界上所有的民族都有着关于飞天的传说。希腊神话中的“伊 卡洛斯飞日”就是其中的一个： 建筑师代达罗斯和他的儿子伊卡洛斯 因为得罪了克里特国王而被囚禁起来。他们 渴望逃离这个苦难的地方，返回自己的故乡 雅典。代达罗斯望见天上远飞的海鸟，启发 了他的灵感。于是他和儿子伊卡洛斯开始收 集岛上飞鸟的羽毛，并用这些羽毛编织成两 对翅膀，用蜂蜡将它们粘住。父子俩人各在 自己背上装了一对翅膀，然后便乘风飞了起 来。他们升空翱翔，穿过海洋，越飞越高， 越飞越远。代达罗斯劝告儿子停下来，飞出 苦海就行了，但年轻的伊卡洛斯好奇好胜，继续向前飞行，一直飞到太阳附近， 尽览彩色斑斓的太阳风光。不料太阳的高温很快使粘住羽毛的蜂蜡熔化了，羽毛 做的翅膀也烧着了，勇敢的伊卡洛斯坠身于大海，父亲代达罗斯痛心不已。 这个充满诗情画意的悲剧故事，反映了人类翱翔太空，征服太阳的英雄壮志 豪情，但也暗示了飞向太空的严峻和艰险。 在类似的故事中，人物飞天总是靠着某些仙术或者幻想。而随着时间的推进， 人们意识到，人类本身不依托外物飞翔是很难实现的，便又出现了一些被神秘化 的飞行工具。 在我国古代春秋时期，便有鲁班“制木鸢以窥宋城”的故事，而到了东汉前 王莽的时代，又有关于人“取大鸟羽为翼，通环为纽，……飞数百步坠”的记载。 而到了明代，更有一位名叫万户的木匠，试图乘坐火箭飞天，勇敢地献出了自己 的生命，成为了人类历史上第一个向太空挑战的英雄！在将近 500 年后，1959 年在月球背面发现的一座环形山，就以万户命名，纪念他勇于实践，探索太空的 壮举。 而在世界上的其他国家，英国的罗吉尔·培 根在《工艺和自然的奥秘》一书中，首先提出了 动力飞行的概念。1505 年，意大利著名的画家、 发明家的手稿《论鸟的飞行》在佛罗伦萨完成。 其中，他设计的扑翼机虽然从科学意义上来讲意 义不大，但从机械学角度上讲，这些设计是非常 天才的。1809 年，英国人凯利爵士为重于空气的航空器创立了必要的飞行原理， 其论文《论空中航行》被认为是现代航空学诞生的标志
时间推进到1902年12月17日，一个值得全世界人都铭记的日子。在这一 天清晨，奥维尔·莱特进行了人类历史上第一次有动力、持续的、可操纵的飞行。 这次具有历史意义的飞行进行了12秒，飞行距离约120英尺(36.58米)。 图31902年12月17日，莱特兄弟的飞机试验 令人扼腕的是，同世界上很多其他的发明类似，虽然起初的飞机是个玩具， 用于表演和娱乐，但它诞生不久便被投入到人类社会中最为罪恶的事情一一战争 之中。第一次大战初期，参战各国约有飞机1500架，而到战争末期，各国在前 线作战的军用机达到8000多架。据统计，4年中，交战双方用于作战的飞机有 十几万架之多。 由于战争的驱动，飞机经历了长足的发展。第一次世界大战期间，战场上使 用的飞机大多为木质结构，开放性座舱，采用薄翼型，起落架固定，载重仅为几 百千克。而到了第二次世界大战时期，飞机大多已经采用铝合金材料，封闭式座 舱，翼型采用椭圆形机翼设计，运用了成熟的活塞式发动机甚至是喷气式发动机， 飞机时速也逼近800公里/小时。 图41913年底，西科斯基制成世界公认第 图5邮政飞机 一架重型轰炸机“伊里亚穆罗梅茨” 值得一提的是，在一战到二战之间的一段时间里，航空技术不断积累，除了
时间推进到 1902 年 12 月 17 日，一个值得全世界人都铭记的日子。在这一 天清晨，奥维尔·莱特进行了人类历史上第一次有动力、持续的、可操纵的飞行。 这次具有历史意义的飞行进行了 12 秒，飞行距离约 120 英尺（36.58 米）。 图 3 1902 年 12 月 17 日，莱特兄弟的飞机试验 令人扼腕的是，同世界上很多其他的发明类似，虽然起初的飞机是个玩具， 用于表演和娱乐，但它诞生不久便被投入到人类社会中最为罪恶的事情——战争 之中。第一次大战初期，参战各国约有飞机 1500 架，而到战争末期，各国在前 线作战的军用机达到 8000 多架。据统计，4 年中，交战双方用于作战的飞机有 十几万架之多。 由于战争的驱动，飞机经历了长足的发展。第一次世界大战期间，战场上使 用的飞机大多为木质结构，开放性座舱，采用薄翼型，起落架固定，载重仅为几 百千克。而到了第二次世界大战时期，飞机大多已经采用铝合金材料，封闭式座 舱，翼型采用椭圆形机翼设计，运用了成熟的活塞式发动机甚至是喷气式发动机， 飞机时速也逼近 800 公里/小时。 图 4 1913 年底，西科斯基制成世界公认第 图 5 邮政飞机 一架重型轰炸机“伊里亚·穆罗梅茨” 值得一提的是，在一战到二战之间的一段时间里，航空技术不断积累，除了
航空航天科学逐渐形成，民用航空也在不断发展。邮政和客运航空蓬勃发展，许 多航空公司（如泛美）在该段时间内建立。 然而，随着人类对于飞翔的进一步探索，一个又一个的问题等待这人们去解 决。 例如，自从莱特兄弟发明飞机以后，人们为提高飞机的飞行速度不断努力。 但是当飞行速度接近声速时，爆炸事故不断发生，经过反复研究，科学家们发现， 这类事故总是发生在飞机速度接近声速时，而原因就是由于碰到了空气墙壁，人 们又把空气墙形成的飞行障碍叫做音障。音障是一种物理现象，即当物体的速度 接近音速时，将会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果，会造成震波) 的产生，进而对飞行器的加速产生障碍。 GLENNIS 图6声障示意图 图7超音速第一人：查尔斯•耶格尔 为此，科学家改进飞机的外形，将机翼做成薄的菱形或三角形，同时将机身 和机翼前缘做成尖形，并使机翼后掠，整个飞机变成箭头形。通过一系列改进， 飞机终于顺利地穿过空气墙。1947年人类首次实现超声速飞行。现在已有超声 速飞机、超声速汽车。一些先进的喷气式飞机，速度已经是声速的两倍甚至三倍。 继声障之后，人类为了实现自己的蓝天之梦，在走向苍穹的道路上还遇到过 很多的问题，像当飞机的速度达到马赫数（飞行速度与声速之比）3时，所发生 的热障现象：飞机使用材料的疲劳问题：乃至人类探索太空的过程中著名的“挑 战者”号航天飞机的失事，无一不留待着人们去探索和解决。 一位宇航员曾经这样说：“地球是多么渺小、脆弱，在浩瀚宇宙中她是一个 珍贵的小斑点，你用大拇指就能把它遮盖无遗。这时你会豁然开朗，原来在这个 小斑点上、在这个蓝白色的小东西上所有的一切对你都是有重要意义的。” 如果说地球是人类的摇篮，那人类的蓝天梦的实现正式人类一步步走向成熟 的过程和标志，但这条苍穹路，需要的，是一代又一代人的辛勤付出和探索…
航空航天科学逐渐形成，民用航空也在不断发展。邮政和客运航空蓬勃发展，许 多航空公司（如泛美）在该段时间内建立。 然而，随着人类对于飞翔的进一步探索，一个又一个的问题等待这人们去解 决。 例如，自从莱特兄弟发明飞机以后，人们为提高飞机的飞行速度不断努力。 但是当飞行速度接近声速时，爆炸事故不断发生，经过反复研究，科学家们发现， 这类事故总是发生在飞机速度接近声速时，而原因就是由于碰到了空气墙壁，人 们又把空气墙形成的飞行障碍叫做音障。音障是一种物理现象，即当物体的速度 接近音速时，将会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果，会造成震波) 的产生，进而对飞行器的加速产生障碍。 图 6 声障示意图 图 7 超音速第一人： 查尔斯•耶格尔 为此，科学家改进飞机的外形，将机翼做成薄的菱形或三角形，同时将机身 和机翼前缘做成尖形，并使机翼后掠，整个飞机变成箭头形。通过一系列改进， 飞机终于顺利地穿过空气墙。1947 年人类首次实现超声速飞行。现在已有超声 速飞机、超声速汽车。一些先进的喷气式飞机，速度已经是声速的两倍甚至三倍。 继声障之后，人类为了实现自己的蓝天之梦，在走向苍穹的道路上还遇到过 很多的问题，像当飞机的速度达到马赫数（飞行速度与声速之比）3 时，所发生 的热障现象；飞机使用材料的疲劳问题；乃至人类探索太空的过程中著名的“挑 战者”号航天飞机的失事，无一不留待着人们去探索和解决。 一位宇航员曾经这样说：“地球是多么渺小、脆弱，在浩瀚宇宙中她是一个 珍贵的小斑点，你用大拇指就能把它遮盖无遗。这时你会豁然开朗，原来在这个 小斑点上、在这个蓝白色的小东西上所有的一切对你都是有重要意义的。” 如果说地球是人类的摇篮，那人类的蓝天梦的实现正式人类一步步走向成熟 的过程和标志，但这条苍穹路，需要的，是一代又一代人的辛勤付出和探索……