人類的飛行夢想 從息到飛機的實現 吳新明 航空航太學院 5114139019 九霄天際，浩瀚無垠。從古至今，人類就嚮往像鳥一樣能自由自在地飛翔。 在各國的神話故事裡，我們也都能找到各自的飛天傳說。例如，我國的《准南 子…覽冥》雲：“…羿請不死之藥於西王母，姮娥竊以奔月”、《逍遥遊》中“夫 列子禦風而行，冷然善也，旬有五日而後反。”、《西遊記》中的“孫悟空腾雲 駕霧”；古希臘伊卡洛斯和他父親用羽毛和蠟做了一對翅膀成功逃離克里特島、 《一千零一夜》中的“飛毯”…這些故事，無不體現了人們對飛行的渴堂。 15世紀，義大利的列奥納多·達芬奇通過長期觀察和研究鳥的飛行，認為人 類可以模仿鳥類飛行，並且在他所寫的《論鳥的飛行》中繪製了許多飛行器的草 圖，其中就有“撲翼機”。而且，他還親自製作了一個“撲翼機”，不幸的是他 的僕人在試飛時摔斷了一條腿·在此之後，後人也在不斷的研究撲翼機。比如， 義大利人布來蒂尼和格裡瑪律蒂，德國人梅西爾·法國人笛福格等等，但他們都 失敗了。從這些過程中，表明了僅僅依靠人類自身的動力是不可能長時間飛行在 空中的，必須尋找另一條出路。 於是，熱氣球誕生了。1783年9月19日，法國首都巴黎凡爾賽宮前熱鬧排 凡，國王路易十六世、皇后瑪麗、以及各級官員和3萬市民齊聚一堂，觀賞世 界航空史上第一次最精彩、最壮觀的的熱氣球上升空表演。兄J.M蒙哥爾費和 弟J.E.蒙哥爾費，他們在氣球下面系吊一個籠子，放人羊、雞、鴨各一隻， 氣球在空中飄行8分鐘，被公認為世界上第一個熱空氣氣球。同年11月
人類的飛行夢想 --------從鳥到飛機的實現 吳新明 航空航太學院 5114139019 九霄天際，浩瀚無垠。從古至今，人類就嚮往像鳥一樣能自由自在地飛翔。 在各國的神話故事裡，我們也都能找到各自的飛天傳說。例如，我國的《淮南 子•覽冥》雲：“……羿請不死之藥於西王母,姮娥竊以奔月”、 《逍遙遊》中“夫 列子禦風而行，泠然善也，旬有五日而後反。”、《西遊記》中的“孫悟空騰雲 駕霧”；古希臘伊卡洛斯和他父親用羽毛和蠟做了一對翅膀成功逃離克里特島、 《一千零一夜》中的“飛毯”......這些故事，無不體現了人們對飛行的渴望。 15 世紀，義大利的列奧納多·達芬奇通過長期觀察和研究鳥的飛行，認為人 類可以模仿鳥類飛行，並且在他所寫的《論鳥的飛行》中繪製了許多飛行器的草 圖，其中就有“撲翼機”。而且，他還親自製作了一個“撲翼機”，不幸的是他 的僕人在試飛時摔斷了一條腿。在此之後，後人也在不斷的研究撲翼機。比如， 義大利人布來蒂尼和格裡瑪律蒂，德國人梅西爾，法國人笛福格等等，但他們都 失敗了。從這些過程中，表明了僅僅依靠人類自身的動力是不可能長時間飛行在 空中的，必須尋找另一條出路。 於是，熱氣球誕生了。1783 年 9 月 19 日，法國首都巴黎凡爾賽宮前熱鬧非 凡，國王路易十六世、皇后瑪麗、以及各級官員和 13 萬市民齊聚一堂，觀賞世 界航空史上第一次最精彩、最壯觀的的熱氣球上升空表演。兄 J.M.蒙哥爾費和 弟 J.E.蒙哥爾費，他們在氣球下面系吊一個籠子，放入羊、雞、鴨各一隻， 氣球在空中飄行 8 分鐘，被公認為世界上第一個熱空氣氣球。同年 11 月
21日，雨名法國人乘坐這種氣球，在巴黎上空飄行了25分鐘，平安降落在 約89千米以外的地方，這是人類第一次升空航行。 那麼，熱氣球為什麼能飛起來，而撲翼機卻如此費力呢？要回答這個問 題，就得先弄明白雨者飛行的機理·熱氣球·由於熱空氣的密度小於冷空 氣，所以它排開的那部分空氣給它的浮力大於它自身的重力，於是它就能 輕而易舉地飛起來了。類似的，這個道理，就像是船在水裡運動一樣，水 對船的浮力大於船的重力，於是船便能在水中自如的航行。而對於撲翼機 來說，駕駛者要像鳥一樣不斷地撲動翅膀，這樣會很快消耗人的體力，所 以當時達芬奇的僕人會摔下來。而且到今天，即便可以用機械力來撲動， 由於材料、結構和空氣動力學設計的限制，撲翼機技術仍然沒有被我們很 好地掌握。 熟氣球雖然解決了長時間飛行地問題，但是它不可控，隨風漂流，不能 由人隨意的控制，使用起來很不方便，所以在這種情况下，飛艇應運而生。 1852年，法國人亭利-吉法爾發明並製造了世界上第一個可半操縱的飛艇， 它的形狀像橄欖，長44米，最大直徑12米，装有一台蒸汽發動機，輸出 功率為3馬力，驅動一副3葉螺旋槳。 世界上第一個實用飛艇是1900年由德國人斐迪南-馮-齊柏林製造的“齊柏 林”LZ一1，它是一個長128米、直徑11.73米、形状為雪茄形的硬式飛艇，由 鋁制框架製成，分為17個艙室，每個艙室都有一個充滿氫氣的氣囊，容積 達11327立方米，總升力達127千牛，其動力是雨台功率為11.8千瓦的活 塞式發動機。 1909年，齊柏林創辦世界上第一個民用航空公司--德來格公司，飛艇
21 日，兩名法國人乘坐這種氣球，在巴黎上空飄行了 25 分鐘，平安降落在 約 8.9 千米以外的地方，這是人類第一次升空航行。 那麼，熱氣球為什麼能飛起來，而撲翼機卻如此費力呢？要回答這個問 題，就得先弄明白兩者飛行的機理。熱氣球，由於熱空氣的密度小於冷空 氣，所以它排開的那部分空氣給它的浮力大於它自身的重力，於是它就能 輕而易舉地飛起來了。類似的，這個道理，就像是船在水裡運動一樣，水 對船的浮力大於船的重力，於是船便能在水中自如的航行。而對於撲翼機 來說，駕駛者要像鳥一樣不斷地撲動翅膀，這樣會很快消耗人的體力，所 以當時達芬奇的僕人會摔下來。而且到今天，即便可以用機械力來撲動， 由於材料、結構和空氣動力學設計的限制，撲翼機技術仍然沒有被我們很 好地掌握。 熱氣球雖然解決了長時間飛行地問題，但是它不可控，隨風漂流，不能 由人隨意的控制，使用起來很不方便，所以在這種情況下，飛艇應運而生。 1852 年，法國人亨利-吉法爾發明並製造了世界上第一個可半操縱的飛艇， 它的形狀像橄欖，長 44 米，最大直徑 12 米，裝有一台蒸汽發動機，輸出 功率為 3 馬力，驅動一副 3 葉螺旋槳。 世界上第一個實用飛艇是 1900 年由德國人斐迪南-馮-齊柏林製造的“齊柏 林”LZ—1,它是一個長 128 米、直徑 11.73 米、形狀為雪茄形的硬式飛艇，由 鋁制框架製成，分為 17 個艙室，每個艙室都有一個充滿氫氣的氣囊，容積 達 11327 立方米，總升力達 127 千牛，其動力是兩台功率為 11.8 千瓦的活 塞式發動機。 1909 年，齊柏林創辦世界上第一個民用航空公司----德來格公司，飛艇
正式進入航空運輸市場。1910年，齊柏林又製造了“德國號”，可載24名 乘客和12名空勤人員，航速為60千米/小時。從1910~1914年的四年中， 齊柏林製造的多種型號飛艇共飛行了274萬公里，運送旅客35000人次而 無一傷亡·使其風光一時，名聲大振。 然而就在1937年5月6日，“興登堡”號飛艇在飛達美國新澤西州斯特湖 著陸時，尾部突然起火爆炸，36人遇難，這艘“空中巨鯨”的飛艇也在一 片火海中化成了灰燼。德國政府下令停止所有飛艇的飛行與製造工作，給 飛艇事業以致命的打擊，飛艇時代也宣告了結束· 飛艇和氣球都是輕於空氟的飛行器·那麼，重於空氟的東西能不能飛起 來呢？19世紀末，科學界泰斗開爾文伯爵認為這是不可能的。然而，真理 總是由實踐獲得的。即便是開爾文，他也判斷錯了。 1903年12月17日是個值得永遠紀念的日子。美國萊特兄弟自己動手 設計的“飛行者”一號在北卡羅來納州有史以來第一次實現有動力、穩定、 可操縱的持續飛行(12秒)。雖然時間短，但是開創了“飛機”時代的來臨。 飛機的飛行原理，簡單的來說，由於發動機推動向前運動過程中，機翼 上下端面的壓強不同。根據伯努利方程可知， p1+[p(v1)2]/2+pgh1=p2+[p(v2)2]/2+pgh2(1),p+pgh+(1/2)*pv^2=常量 (2)，上端面空氣流速變快，壓強變小，由於壓強差，飛機便飛起來了。 經過一個世紀的研究，空氣動力學已經取得了很大的成果·各種先進的現 代飛機也早已進入了大家的生活中，成為大家乘坐的交通工具。 從西元前2500年瑪雅文明中的飛行器圖形到今天的空中客車A380,人 類像鳥一樣飛行的夢想在不斷地向前進步。而且，我也相信，隨著科技的
正式進入航空運輸市場。1910 年，齊柏林又製造了“德國號”，可載 24 名 乘客和 12 名空勤人員，航速為 60 千米/小時。從 1910~1914 年的四年中， 齊柏林製造的多種型號飛艇共飛行了 274 萬公里，運送旅客 35000 人次而 無一傷亡，使其風光一時，名聲大振。 然而就在 1937 年 5 月 6 日，“興登堡”號飛艇在飛達美國新澤西州斯特湖 著陸時，尾部突然起火爆炸，36 人遇難，這艘“空中巨鯨”的飛艇也在一 片火海中化成了灰燼。德國政府下令停止所有飛艇的飛行與製造工作，給 飛艇事業以致命的打擊，飛艇時代也宣告了結束。 飛艇和氣球都是輕於空氣的飛行器。那麼，重於空氣的東西能不能飛起 來呢？19 世紀末，科學界泰斗開爾文伯爵認為這是不可能的。然而，真理 總是由實踐獲得的。即便是開爾文，他也判斷錯了。 1903 年 12 月 17 日是個值得永遠紀念的日子。美國萊特兄弟自己動手 設計的“飛行者”一號在北卡羅來納州有史以來第一次實現有動力、穩定、 可操縱的持續飛行(12 秒)。雖然時間短，但是開創了“飛機”時代的來臨。 飛機的飛行原理，簡單的來說，由於發動機推動向前運動過程中，機翼 上 下 端 面 的 壓 強 不 同 。 根 據 伯 努 利 方 程 可 知 ， p1+[ρ(v1)^2]/2+ρgh1=p2+[ρ(v2)^2]/2+ρgh2（1）， p+ρgh+(1/2)*ρv^2=常量 （2），上端面空氣流速變快，壓強變小，由於壓強差，飛機便飛起來了。 經過一個世紀的研究，空氣動力學已經取得了很大的成果。各種先進的現 代飛機也早已進入了大家的生活中，成為大家乘坐的交通工具。 從西元前 2500 年瑪雅文明中的飛行器圖形到今天的空中客車 A380，人 類像鳥一樣飛行的夢想在不斷地向前進步。而且，我也相信，隨著科技的
進步和發展，隨著空氣動力學研究的深入·更高效率的撲翼機也會實現的！
進步和發展，隨著空氣動力學研究的深入，更高效率的撲翼機也會實現的！