飞机的演进(学习资料)

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     随着全球化的现代，飞机有不可取代的地位，在运输方面，他可以载货物，当然能载人，飞机的快速、便利性，越来越有效率，符合人类的需求。而身為现代的我们，对飞机的演进史要有所认识，来瞭解飞机的种种。此篇文章将有飞机的定义、飞机机的演进史、第一次飞行成功的莱特兄弟、飞行原理、续航最远的飞机、最快的飞机、最大的飞机，飞机对於社会的影响，此篇文的学习目标。
一、飞行器的定义
气球、飞艇、滑翔机、直昇机、机等会飞高的机械，我们都称為飞机。
分类大致如下：

二、飞机演进史
想在天空飞翔，一直是人类的梦想，早期发明家，发明许多方式让人可以离开地面，从鸟、风箏或热空气等等，从比空气轻的角度和產生动力飞行的两种方式，来让飞行器离开地面，產生飞行。随著社会重要事件的发生或发明，让飞行气的演进，更是多采多姿、更符合人类需求的运输工具。而下表一，是从十八世纪到二十世纪末，重要的飞机演进。
表一：飞机演进史
时间    飞机的演进    社会重要记事
1770        英国进入產业革命时期
1775        美国独立战争开始
1776        日本的平贺源内从事电的研究。
1783    11月法国的皮拉多洛兹叶等二人，使用蒙歌费兄弟的热气球，做歷史首次的空中飞行。   
    12月法国的科学家谢鲁奴等二人，利用氢气球飞行50公里，   
    12月法国的穆利叶发传，奠定以后发展的基础。   
1785    法国的佛蓝西斯和美国的吉弗利二人，利用氢气球，首次横渡洛巴海峡。   
1787    琉球的安里周祥自己製造直升飞机   
1789        法国大革命
1794    普鲁士战争，法军首次利用气球，侦察敌军。   
1797    法国的坎鲁纳借著降落伞，安全地从高空降落。   
1809    英人凯力发表了最早有关飞行的理论。   
1821        伊能忠敬花费了十七年的时间，测量日本全国的土地，后来由他的学生发表了日本沿海地图。
1847    德国的底本斯发明蒸汽拍翼机   
1848    英人史多林库˙魁格的蒸汽模型机飞行成功   
1849    英人凯利製造三翼滑翔机，曾在一个十岁少年滑翔飞行。   
1849    法国的噯西伯利用氢气球，首次飞越阿尔卑斯山。   
1852    法国的希法製造蒸汽动力的船，歷史上首次的动力飞行。   
1856～1868    法国的路叶布理乘坐马拉的鸟形滑翔机，成功地滑翔飞行。   
1858    法国的那拉鲁乘坐氢气球，从巴黎上空拍摄，是世界最早的空拍照片。   
1861        美国南北战争爆发。
1862    英国的气象学者布星谢乘坐的寇布斯维鲁所操纵的氢气球，上升至高度11000公尺，由於氢气不足而告昏迷。   
1863    法国的猛同，那美库製造蒸汽引擎的新式直昇机模型。   
1872    澳洲的和拉恩製造使用鲁拉哇瓦斯引擎的飞船。   
1878    日本最初的气球，在东京陆军士官学校公开表演。   
1884    法国的鲁纳尔和克里布斯所造的电动飞船公开表演。   
1889    德国的里里炎那出版的「鸟的飞行--飞行的基础」一书，成為航空学上的教科书，对航空界有极深的影响。   
1890    法国的亚达路乘坐蒸汽飞机，低空飞行。    美国的钢铁生產量超过英国，成為世界第一位。
1894        中日甲午战争。
1897    澳洲的锡哇路兹製造第一艘铝製硬式飞船。   
1900    德国的则别灵号飞船首航成功。   
1903    美国的莱特兄弟试飞动力飞机成功。   
1904        日俄战争爆发。
1909    美国的哈密尔敦在东京作日本首次飞艇实验。   
1910    德国的齐柏林号飞艇开始作定期的旅客运输，到1914年间共运送旅客37250名。   
1911        挪威阿姆斯首先达到南极点。
1912    英国製造有玻璃覆盖驾驶座的飞机阿普诺叶号。   
1914        爆发第一次世界大战
1915    德国的原卡斯製造第一架完全金属製造的单翼机。   
1917        俄国发生革命。
1918    美国、澳洲等地开始民用的定期航空路线。    第一次世界大战结束。
1919    英人比卡斯˙皮密所製造的飞机完成史上第一次不著地的太西洋飞越之行。   
1919    英国R34型飞船成功地往返飞越大西洋。   
1922        六国联盟创立。六国缔结华盛顿军备缩减条约。
1923    美国空军完成第一次的空中加油。   
1923    西班牙工程师薛鲁巴所造的直升飞机首次飞行。   
1925    日本的比加19型飞机初风号作欧洲的往返飞行。   
1926    挪威的阿姆谢乘坐飞船奴鲁加号飞行北极成功。   
1926    美国的扭特多发射世界最初的液体燃料火箭，高度仅有60公尺。   
1927    美国林白上校乘坐莱恩NYP式单翼机，完成不著地飞越大西洋的单人飞行。   
1929    德国大型飞船齐柏林号环绕世界一週德国完成陆路里耶DoX式飞艇，是超级客机的先锋。    世界发生经济大恐慌。
1929    美国的落里多完成不靠目视，全机器操纵的自动飞行。   
1931    日本羽田国际机场啟用。    九一八事件发生。
1931    瑞士的比卡尔乘坐气球，上升1580公尺，是第一个到达平流层的人。   
1935    史上有名的美国客机DC-3型完成。   
1937    德国则别灵飞船兴登堡号爆炸，大型飞船的定期客运终止。   
1939    世界第一架喷射机海恩凯路He178，在德国试飞。    第二次世界大战爆发。
1941        日本偷袭珍珠港，太平洋战争爆发。
1945        美国原子弹头在广岛和长崎。德日投降，第二次世界大战结束。
1950        韩战爆发。
1951        签订旧金山和平条约。
1952    世界第一架喷射客机，英国製的贝哈密朗多可梅杜多号首航。   
1953    美国製造F100A超军刀式飞机，成為最早的超音速战斗机。    韩战结束。
1954    1月㄰日和月8日，贝哈密朗多可梅度多客机两次爆炸，机上乘客全部罹难，展开失事云因调查。   
1957    苏俄发射世界第一颗人造卫星。   
1960    世界第一架垂直起降飞机，英国製的荷卡西多里˙海力雅号首航成功，速度达到音速的1.3倍。   
1961    苏俄发射第一艘有人太空船托斯多夫一号。   
1962    美国波音㔲H型飞机不著地不加油，连续飞行了二万公里。   
1966    美国的摩斯发表建造原子动力飞船的构想。   
1968    世界第一架超音速客机，俄製的兹伯列夫Tu144试飞。   
1969    美国阿波罗11号太空船登陆月球成功。   
1969    有490个座位的超级客机波音747首航。   
1973        巴黎举行航空展览会，俄製Tu144型飞机坠毁。

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第一次飞行成功的莱特兄弟
讲到飞机的演进，不得不介绍在二十世纪初第一次飞行成功的莱特兄弟。引自雅虎奇摩知识网的资料，為了实现像鸟儿一样在天空飞翔，自古以来就是人类的梦想。终于在1903年12月17日，世界上第一架载人动力飞机在美国北卡罗莱纳州的基蒂霍克飞上了蓝天。这架飞机被叫做“飞行者─1号”，它的发明者就是美国的威尔伯．莱特和奥维尔．莱特兄弟。
　　威尔伯．莱特生于1867年4月16日，他的弟弟奥维尔．莱特生于1871年8月19日，他们从小就对机械装配和飞行怀有浓厚的兴趣，从事自行车修理和制造行业。
　　奥托．李林塔尔试飞滑翔机成功的消息使他们立志飞行。1896年李林塔尔试飞失事，促使他们把注意力集中在了飞机的平衡操纵上面。他们特别研究了鸟的飞行，并深入钻研了当时几乎所有关于航空理论方面的书籍。这个时期，航空事业连连受挫，飞行技师皮尔机毁人亡，重机枪发明人马克沁试飞失败，航空学家兰利连飞机带人摔入水中，等等，这使大多数人认為飞机依靠自身动力的飞行完全不可能。
　　莱特兄弟却没有放弃自己的努力。从1900年至1902年期间，他们除了进行1000多次滑翔试飞之外，还自制了200多个不同的机翼进行了上千次风洞实验，修正了李林塔尔的一些错误的飞行数据，设计出了较大升力的机翼截面形状。他们在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号，这架飞机的翼展為13.2米，升降舵在前，方向舵在后，两副两叶推进螺旋桨由链条传动，著陆装置為滑橇式，装有一台70千克重，功率為8.8千瓦的四缸发动机。这架航空史上著名的飞机，现在陈列在美国华盛顿航空航天博物馆内。
　　1903年12月14日至17日，“飞行者”l号进行第4次试飞，地点在美国北卡罗莱纳州基蒂霍克的一片沙丘上。第一次试飞由奥维尔．莱特驾驶，共飞行了36米，留空12秒。第四次由威尔伯．莱特驾驶，共飞行了260米，留空59秒。1906年，他们的飞机在美国获得专利发明权。
飞行原理
        飞机必须以升力克服重力，以推力克服空气阻力才能飞行。飞机產生升力是藉著机翼截面拱起的形状，当空气流经机翼时，上方的空气分子因在同一时间内要走的距离较长，所以跑得较下方的空气分子快，造成在机翼上方的气压会较下方低。如此，下方较高的气压就将飞机支撑著，而能浮在空气中。这就是所谓的伯努利（十八世纪荷兰出生，后来移居瑞士的数学与科学家）原理。
        根据伯努利原理，飞机速度愈快，所產生的气压差（也就是升力）就会愈大，升力大过重於重力，飞机就会向上窜升。滑翔机没有引擎的动力，它可以靠四种方式升空：(1)弹射器— 将滑翔机架设在弹力绳并向后拉，由驾驶员给予讯号后释放绳索而弹射出去。(2)汽车拖曳— 将滑翔机繫绳於车上拖曳达适当高度后，驾驶员将绳索鬆开。(3)绞车拖曳— 与汽车拖曳相似，只是利用固定在地上以马达驱动的绞车来拉滑翔机。(4)飞机拖曳— 以另一部有动力的飞机拖至一定的高度后，滑翔机脱离而自由翱翔。
滑翔机升空后，除非碰到上升气流，否则空气阻力会逐渐减缓飞机的速度，升力就会愈来愈小，重力大於升力，飞机就会愈飞愈低，最后降落至地面。為了让滑翔机能飞得又远又久，它必需有很高的升力阻力比，这就是為什麼滑翔机的机翼那麼细长，如何突破滞空时间以及飞行高度的纪录是滑翔机设计与製造的最大挑战。滑翔是一种需要高度技巧与飞行知识，藉著自然能量遨游天空的运动。
     续航最远的飞机
        波音机械师已开始组装首架波音777-200LR（远程型）客机，该飞机的航程将超过世界上其他任何一款民用飞机。
　　在满客业载的情况下，世界航程最远的波音777-200LR客机可搭载301名乘客，航程可达9420海里（17446公里），能够执飞例如伦敦-悉尼和纽约-新加坡这样的航线。
　　波音远程777项目经理拉尔斯•安德森（Lars　Andersen）说：「波音777-200LR提升了技术先进的波音777系列飞机的综合能力和价值。该飞机能為世界上几乎任何地区，提供不经停直达飞行服务。与其他任何一款民用飞机相比，波音777-200LR能够搭载更多乘客和货物，且航程更远。」
　　波音员工实施了波音777新型飞机组装程序的第一步，将长达97英尺的飞机翼梁装入机床。该机床将在翼樑上自动钻孔、测量并安装5000多个紧固件。翼梁是内部支持结构，贯通整个机翼并对机翼起到支撑作用。
　　首架波音777-200LR计划於2005年2月出厂，3月开始试飞，於2006年第一季度交付给客户。
　　双发的波音777-200LR将採用通用电气GE90-110B型发动机，该发动机属於世界上推力最大的民用飞机发动机系列。
　　自项目啟动以来，波音777系列飞机已在同级别市场中佔有了65%的市场份额。全球已有30多家客户订购了640餘架波音777。波音远程777系列飞机，包括波音777-300ER（延程型）和777-200LR，已获得来自全球8家客户的81份订单，其中巴基斯坦国际航空公司和台湾长荣航空公司是波音777-200LR的首批客户。
        最快的飞机
         世界现有最快的飞机--X-43A M10(飞行速度列入2006年金式世界纪录)
无人驾驶X43A飞 机，X-43A是一种缩比无人飞行器，长约3.7米，宽1.5米，这类型飞机是太空总署(NASA) 超 级 X(Hyper-X)计划的一部分，这飞机是由B52 型轰 炸机携带至二万英尺的高空发射，飞机飞行至九万五千英尺的高空时，将会加速至音速的七倍 (Mach 7) ；目前，最快的侦察机S-1的速度是音速的三倍。飞行速度可以达到音速的七倍，亦即在海面时每小时时速8593.2公里 ，最快可到达10马赫，也就是声速的10倍，即每小时时速12276公里)
          X-43A的第一次飞行试验是在2001年6月，不过，那次试飞以失败告终；第二次试验即创造了接近马赫数7（7倍音速，约8000公里/小时）的最高飞行速度；第三次，也是最后一次飞行试验，X-43A的最高速度达到马赫数接近10。而在X-43A之前，最快的飞机速度保持者是美国的SR-71有人驾驶飞机，速度為马赫数 3.2。
另外在设计中的超快飞机「超速翱翔 」 (Hypersoar) -- 极超音速 (hypersonic) 的飞机，它的速度是每小时约為10720公里
最大的飞机
　　Ａ380客机最大载客量达840人，是世界上最大型的民用客机。该机大量採用复合材料并进一步改进了气动性能，是迄今為止燃油效率最高和环保性能最佳的民航客机。
　　空中客车Ａ380是欧洲空中客车公司利用10多年时间研发出的最新產品。欧盟委员会高级官员纷纷认為，Ａ380客机是欧洲各国合作的成果。
Ａ380的高度相当於8层楼，飞机里面至少可以停放20辆双层巴士。不过Ａ380隻是世界上最大的商用飞机，“目前仍在使用的世上最大飞机”的头衔属於乌克兰的安－225运输机（翼展达88.4米）。Ａ380共分為三层，分别是上层舱、主舱和底舱，如果把Ａ380机舱划分為头等、商务和经济三个级别，再加上健身房、酒吧等设施，其载客量為550人，而波音747為416人，但如果以包机的规格（所有座位都是经济级别）计算，载客量可以达到惊人的840人。
        由於机体庞大，即使是经济舱的座位也比普通客机要宽敞。对於商务舱和头等舱的乘客来说，Ａ380还带来更多的惊喜，他们将在高空享受到星级宾馆般的服务，包括了洗浴间、健身房、图书馆、酒吧和娱乐室等等。Ａ380还能為航空公司提供一个能够装有卧室、机组人员休息区、商务中心、甚至一个託儿所的底舱。
Ａ380每架造价高达2.85亿美元，由四个引擎推动，标準航程為近15000公里，足够从纽约飞到罗马再回航，比747更省油、飞行时更寧静、赢利能力更高。与以前的飞机相比，Ａ380更大范围地採用了复合材料，改进了气动性能，採用改进的飞机各系统和电子设备，使飞机性能更佳，运营成本更低，操作更容易、乘坐更舒适。
        Ａ380的现代化客舱也配备了迄今為止為航空研发的最先进的机载娱乐系统。Ａ380飞机的光纤分发网路是这种民用飞机首次採用的新技术，它能使电影、视频游戏和电视节目的选择更加灵活，更加完备。

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飞机的影响
科技的產生，一定对於很多方面都有很多的影响，不见是好的，也有可能是坏的。将从以下三个方面来飞机的影响，如社会、经济、环境。
（一）社会
飞机的发明，让大眾获得最大的便利，节省时间、活动范围更大，比方一日生活圈的范围变成是跨城市、甚至是跨国家。不见得只是在一个小城镇裡面。不过飞机要起落，要有机场，才能载运人或货物，且使用飞机的成本比其它来的高，所以使用飞机的大眾，是经济能力较好的人们，或者特别需求的员工，比方跨国企业的员工，需要到他国当地等。当然飞机的发明，让航空业让很多人可以因為它而赚钱获得不同的利益，航空公司从中赚钱。而飞机需要维修、飞行、飞行进出场管理、空间管制等等，因為飞机带来了人们交通的便利，而產生很多工作机会及不同利益。当然现在儘管在全球化下，但是ZZ因素还是不能完全全球化，每个国家有自己的飞航情报区，有时因要跨越不同情报区而因ZZ因素带来不同的考虑，而不见得便利。当然探讨飞机对社会的影响，有好有坏，从这个观点来看是这样的影响，但是考虑另外的因素，可能不见得如此。
（二）经济
在全球化的现代，时间是金钱，距离不是问题。而有了飞机的发明，让全球化的愿景，更是能马上体会到什麼是全球化，地球是个地球村。很多行业是跟时间赛跑，出货时间是在比速度，而飞机的发明，让这方面的行业能得以生存，比方说，高科技的厂商出货速度因飞机能很快达到需要高科技人员的手上，而要求新鲜度的鲜花可以从荷兰的花市场运送到世界各地有需求的地方。也有新的行业因飞机的发明而產生，比如货运DHL、DPS等等，他们强调今日送货明天就能到世界各地收穫人员的手上，追求速度效率。当然因飞机的发明，对於经济体也发生改变，从以前可能是城市间的经济活动，而变成跨国家的经济活动，如前述的荷兰的花市。之前邻居的定义，用距离来作之前和现在的定义比较，现在邻居定义的距离就大很多，可能是跨国家。飞机的发明，让经济活动范围更大、经济实体更多，影响人类更是深远。
（三）环境
飞机的发明，对於环境的影响，或多或少也一定程度的影响。使用飞机，不见是飞机本身，為了能实行飞机飞行，需要能源、飞行的飞机场、飞行路线、產生的污染物，其对於环境有不同的影响如下。就能源角度来看，因為飞机使用，加快消耗能源。飞行的飞机场，需要很大的空地来起飞和降落，且一般在都市郊区，在这些地方，都是动物活动的范围，因為建製飞机场，而使原本活动期间的动物不得不搬迁、或因為而死亡，造成对人类以外不好的影响。而飞行路线来看，要飞到平流层，而飞机的引擎会產生一些污染物，污染空气，长年累月下来，可说慢慢成為重大的。之前常有报导，飞机因鸟击而紧急破降，而產生伤亡，而使得飞机场有人员想尽办法，赶走飞鸟的情形发生，可见得飞机的发明，对环境中的飞鸟產生了影响。
从上述三个观点来看飞机的影响，虽然带来人的便利、舒适，但对於其它是否也是一样是便利、舒适呢？或许要考虑更多元，而產生的更多面貌的便利和舒适。
学习目标
此篇文章，其学习目标：
(一）    对於飞机的演进史有瞭解。
(二）    对於飞机的飞行原理能瞭解。
(三）    瞭解现在续航力最远、速度最快、载客最多的飞机。
(四）    瞭解飞机对於社会的影响。
(五）    瞭解飞机对於经济的影响。
(六）    瞭解飞机对於环境的影响。
(七）    对於飞机能有批判的能力。
(八）    对於未来的飞行器能提出其趋势。
(九）    能提出自己飞机创意的构想。

WENYEE

飞杌的定义是否不妥?

guangfu

一、飞机的定义
气球、飞艇、滑翔机、直昇机、机等会飞高的机械，我们都称為飞机。

请教，上面的定义摘录于什么地方！？？

去远方

acer05

楼主的飞机定义错误！“气球、飞艇、滑翔机、直昇机、机等会飞高的机械，我们都称為飞机。”这句话错了，这些都可以叫飞行器。正确的说法只有固定翼叫飞机。就是机翼相对于机身、机体不动，是整体与机翼一起运动，获得升力。气球、飞艇是内部充有密度比空气小的气体获得空气的浮力。直升机是旋翼旋转获得升力，虽然旋翼的旋转获得升力的原理与固定翼的机翼相同，但直升机与固定翼的飞行原理是不同的。滑翔机可以看做无动力飞机，多轴暂时还没有有权威的分类说法，可以看成直升机的分支，但要看到它们的区别：直升机靠旋翼的“挥舞”获取平衡，多轴用电子陀螺反馈信息、电调控制电机转数获取平衡，直升机可有数以十数吨计的负载。多轴目前还没看到“油动”动力的产品。

lantianyipian

guangfu 发表于 2015-2-17 13:27
一、飞机的定义
气球、飞艇、滑翔机、直昇机、机等会飞高的机械，我们都称為飞机。

资料来自-模型贴吧 估计是港台朋友发的。请您给个正确定义。谢谢！
已经修改为飞行器 谢谢您的 校正

lantianyipian

WENYEE 发表于 2015-2-17 11:41
飞杌的定义是否不妥?

已经修改为飞行器 谢谢您的 校正

lantianyipian

acer05 发表于 2015-2-17 15:13
楼主的飞机定义错误！“气球、飞艇、滑翔机、直昇机、机等会飞高的机械，我们都称為飞机。”这句话错了，这 ...

已经修改为飞行器 谢谢您的 校正

lantianyipian

acer05 发表于 2015-2-17 15:13
楼主的飞机定义错误！“气球、飞艇、滑翔机、直昇机、机等会飞高的机械，我们都称為飞机。”这句话错了，这 ...

已经修改为飞行器 谢谢您的 校正

sdxgy

lantianyipian

sdxgy 发表于 2015-2-17 21:40

谢谢！羊年吉祥！

玲珑飞宝MM

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