飛機(jī)的介紹
簡(jiǎn)介
飛機(jī)(Aircraft,plane,aeroplane, airplane, aeronef, aeroplane, flying machine),專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)是固定翼機(jī)(fixed-wing aircraft),泛指比空氣重,有動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng),機(jī)翼固定于機(jī)身且不會(huì)相對(duì)機(jī)身運(yùn)動(dòng),靠空氣對(duì)機(jī)翼的作用力而產(chǎn)生升力的航空器。這種定義是為了與滑翔機(jī)和旋翼機(jī)有所區(qū)別。固定翼飛機(jī)是目前最常見(jiàn)的航空器型態(tài)。動(dòng)力的來(lái)源包含活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)或火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等等。
飛機(jī)的定義
飛機(jī)具有兩個(gè)最基本的特征:
其一是它自身的密度比空氣大,并且它是由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)前進(jìn);其二是飛機(jī)有固定的機(jī)翼,機(jī)翼提供升力使飛機(jī)翱翔于天空。不具備以上特征者不能稱(chēng)之為飛機(jī),這兩條缺一不可。譬如:一個(gè)飛行器它的密度小于空氣,那它就是氣球或飛艇;如果沒(méi)有動(dòng)力裝置、只能在空中滑翔,則被稱(chēng)為滑翔機(jī);飛行器的機(jī)翼如果不固定,靠機(jī)翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力,就是直升機(jī)或旋翼機(jī)。
起飛原理
飛機(jī)的機(jī)翼的上下兩側(cè)的形狀是不一樣的,上側(cè)的要凸些,而下側(cè)的則要平些。當(dāng)飛機(jī)滑行時(shí),機(jī)翼在空氣中移動(dòng),從相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)看,等于是空氣沿機(jī)翼流動(dòng)。由于機(jī)翼上下側(cè)的形狀是不一樣,在同樣的時(shí)間內(nèi),機(jī)翼上側(cè)的空氣比下側(cè)的空氣流過(guò)了較多的路程(曲線長(zhǎng)于直線),也即機(jī)翼上側(cè)的空氣流動(dòng)得比下側(cè)的空氣快。根據(jù)流動(dòng)力學(xué)的原理,當(dāng)飛機(jī)滑動(dòng)時(shí),機(jī)翼上側(cè)的空氣壓力要小于下側(cè),這就使飛機(jī)產(chǎn)生了一個(gè)向上的浮力。當(dāng)飛機(jī)滑行到一定速度時(shí),這個(gè)浮力就達(dá)到了足以使飛機(jī)飛起來(lái)的力量。于是,飛機(jī)就上了天。
分類(lèi)
飛機(jī)不僅廣泛應(yīng)用于民用運(yùn)輸和科學(xué)研究,還是現(xiàn)代軍事里的重要武器,所以又分為民用飛機(jī)和軍用飛機(jī)。民用飛機(jī)除客機(jī)和運(yùn)輸機(jī)以外還有農(nóng)業(yè)機(jī)、森林防護(hù)機(jī)、航測(cè)機(jī)、醫(yī)療救護(hù)機(jī)、游覽機(jī)、公務(wù)機(jī)、體育機(jī),試驗(yàn)研究機(jī)、氣象機(jī)、特技表演機(jī)、執(zhí)法機(jī)等。飛機(jī)還可按組成部件的外形、數(shù)目和相對(duì)位置進(jìn)行分類(lèi)。按機(jī)翼的數(shù)目,可分為單翼機(jī)、雙翼機(jī)和多翼機(jī)。按機(jī)翼相對(duì)于機(jī)身的位置,可分為下單翼、中單翼和上單翼飛機(jī)。按機(jī)翼平面形狀,可分為平直翼飛機(jī)、后掠翼飛機(jī)、前掠翼飛機(jī)和三角翼飛機(jī)。按水平尾翼的位置和有無(wú)水平尾翼,可分為正常布局飛機(jī)(水平尾翼在機(jī)翼之后)、鴨式飛機(jī)(前機(jī)身裝有小翼面)和無(wú)尾飛機(jī)(沒(méi)有水平尾翼);正常布局飛機(jī)有單垂尾、雙垂尾、多垂尾和V型尾翼等型式。按用途可分為戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)、攻擊機(jī)、攔截機(jī)。按推進(jìn)裝置的類(lèi)型,可分為螺旋槳飛機(jī)和噴氣式飛機(jī);按發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型,可分為活塞式飛機(jī)、渦輪螺旋槳式飛機(jī)和噴氣式飛機(jī);按發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)目,可分為單發(fā)飛機(jī)、雙發(fā)飛機(jī)和多發(fā)飛機(jī)。按起落裝置的型式,可分為陸上飛機(jī)、水上飛機(jī)和水陸兩用飛機(jī)。還可按飛機(jī)的飛行性能進(jìn)行分類(lèi);按飛機(jī)的飛行速度,可分為亞音速飛機(jī)、超音速飛機(jī)和高超音速飛機(jī)。按飛機(jī)的航程,可分為近程飛機(jī)、中程飛機(jī)和遠(yuǎn)程飛機(jī)。
主要型號(hào)
在美國(guó)空軍飛機(jī)種類(lèi)中,攻擊機(jī)的字母縮寫(xiě)為A,轟炸機(jī)的字母縮寫(xiě)為B,運(yùn)輸機(jī)的字母縮寫(xiě)為C,電子戰(zhàn)機(jī)的字母縮寫(xiě)為E,戰(zhàn)斗機(jī)的字母縮寫(xiě)為F,直升機(jī)的字母縮寫(xiě)為H,教練機(jī)的字母縮寫(xiě)為T(mén),活塞式飛機(jī)字母縮寫(xiě)一般為P,偵察機(jī)字母縮寫(xiě)為U。
波音公司主要型號(hào):波音707、波音727,波音737系列飛機(jī)是美國(guó)波音公司生產(chǎn)的一種中短程雙發(fā)噴氣式客機(jī),世界上任何時(shí)候天空中都有近1000架737在飛翔。737包括737-100/-200,737-300/-400/-500,新一代737包括737-600/-700/-800/-900。傳統(tǒng)型737已經(jīng)停產(chǎn)。
波音747,波音747飛機(jī)是美國(guó)波音公司研制、生產(chǎn)的四發(fā)(動(dòng)機(jī))遠(yuǎn)程寬機(jī)身民用運(yùn)輸機(jī)。是全球首架寬體噴氣式客機(jī)。是一種研制與銷(xiāo)售都很成功的民航客機(jī)。自波音747飛機(jī)投入運(yùn)營(yíng)以來(lái),一直是全球最大的民航機(jī),一直壟斷著大型運(yùn)輸機(jī)的市場(chǎng),這種情況直到競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手空中客車(chē)A380大型客機(jī)的出現(xiàn)。
波音757、波音767、波音777、波音787夢(mèng)想飛機(jī)、波音787預(yù)計(jì)于2006年開(kāi)始生產(chǎn),在2007年進(jìn)行首飛和測(cè)試,并在2008年獲得認(rèn)證、目前還未交貨投入運(yùn)營(yíng)。
空中客車(chē)主要型號(hào):空中客車(chē)A300、空中客車(chē)A310、空中客車(chē)A320,320系列飛機(jī)包括A318、A319、A320和A321在內(nèi)組成了單通道飛機(jī)系列。
空中客車(chē)A330
空中客車(chē)A340
空中客車(chē)A350
空中客車(chē)A380,是歐洲空中客車(chē)工業(yè)公司研制生產(chǎn)的四發(fā)遠(yuǎn)程550座級(jí)超大型寬體客機(jī),投產(chǎn)時(shí)也是全球載客量最大的客機(jī)。A380為全機(jī)身長(zhǎng)度雙層客艙四引擎客機(jī),采用最高密度座位安排時(shí)可承載850名乘客,在典型三艙等配置(頭等-商務(wù)-經(jīng)濟(jì)艙)下也可承載555名乘客。A380在投入服務(wù)后,打破波音747在遠(yuǎn)程超大型寬體客機(jī)領(lǐng)域統(tǒng)領(lǐng)35年的紀(jì)錄,A380的出現(xiàn)結(jié)束了波音747在大型運(yùn)輸機(jī)市場(chǎng)30年的壟斷地位。
載重量最大的民用飛機(jī)仍是蘇制的An-225夢(mèng)想式運(yùn)輸機(jī)。
結(jié)構(gòu)
大多數(shù)飛機(jī)由五個(gè)主要部分組成:機(jī)翼、機(jī)身、尾翼、起落裝置和動(dòng)力裝置。
機(jī)翼
機(jī)翼的主要功用是為飛機(jī)提供升力,以支持飛機(jī)在空中飛行,也起一定的穩(wěn)定和操縱作用。在機(jī)翼上一般安裝有副翼和襟翼。操縱副翼可使飛機(jī)滾轉(zhuǎn);放下襟翼能使機(jī)翼升力系數(shù)增大。另外,機(jī)翼上還可安裝發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架和油箱等。機(jī)翼有各種形狀,數(shù)目也有不同。在航空技術(shù)不發(fā)達(dá)的早期為了提供更大的升力,飛機(jī)以雙翼機(jī)甚至多翼機(jī)為主,但現(xiàn)代飛機(jī)一般是單翼機(jī)。
在機(jī)翼設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中,經(jīng)常提到的一個(gè)矛盾是飛機(jī)的穩(wěn)定性和操作性?xún)蓚€(gè)方面,上單翼飛機(jī)好像提起來(lái)的塑料袋,他非常的穩(wěn)定,但是操作性稍微差一點(diǎn);下單翼飛機(jī)好像托起來(lái)的花瓶,操作性很靈活,但是穩(wěn)定性就稍微遜色一點(diǎn)。所以民用飛機(jī)一般采用上單翼設(shè)計(jì),而表演用途或者其他對(duì)操作性要求高的的飛機(jī)都采用下單翼設(shè)計(jì)。
機(jī)身
機(jī)身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種設(shè)備;還可將飛機(jī)的其它部件如尾翼、機(jī)翼及發(fā)動(dòng)機(jī)等連接成一個(gè)整體。但是飛翼是將機(jī)身隱藏在機(jī)翼內(nèi)的。
尾翼
尾翼包括水平尾翼(平尾)和垂直尾翼(垂尾)。水平尾翼由固定的水平安定面和可動(dòng)的升降舵組成(某些型號(hào)的民用機(jī)和軍用機(jī)整個(gè)平尾都是可動(dòng)的控制面,沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的升降舵)。垂直尾翼則包括固定的垂直安定面和可動(dòng)的方向舵。尾翼的主要功用是用來(lái)操縱飛機(jī)俯仰和偏轉(zhuǎn),以及保證飛機(jī)能平穩(wěn)地飛行。
起落裝置
起落裝置又稱(chēng)起落架,是用來(lái)支撐飛機(jī)并使它能在地面和其他水平面起落和停放。陸上飛機(jī)的起落裝置,一般由減震支柱和機(jī)輪組成,此外還有專(zhuān)供水上飛機(jī)起降的帶有浮筒裝置的起落架和雪地起飛用的滑橇式起落架。它是用于起飛與著陸滑跑、地面滑行和停放時(shí)支撐飛機(jī)。一般的飛機(jī)起落架有3個(gè)支撐點(diǎn),根據(jù)這三個(gè)支撐點(diǎn)的排列方式,往往分為前三角起落架和后三角起落架。其中,前三角起落架指前面一個(gè)支撐點(diǎn),后面兩個(gè)支撐點(diǎn)的起落架形式,使用此類(lèi)起落架的飛機(jī)往往靜止時(shí)仰角較小,在起飛時(shí)很快就可以達(dá)到很高的速度,當(dāng)速度達(dá)到一定的值時(shí),向后拉起操縱桿,壓低水平尾翼,這時(shí)前起落架會(huì)稍稍抬起,瞬間機(jī)翼的兩面風(fēng)速差達(dá)到臨界,飛機(jī)得到足夠的升力后即可起飛;后三角起落架采用的是前面兩個(gè)支撐點(diǎn),后面一個(gè)支撐點(diǎn)的形式,使用此類(lèi)起落架的飛機(jī)往往靜止時(shí)仰角較大,當(dāng)飛機(jī)在跑道上達(dá)到一定的速度的時(shí)候,機(jī)翼兩面的風(fēng)速差即可達(dá)到一個(gè)臨界,此時(shí)后起落架會(huì)被抬起,駕駛員繼續(xù)推油門(mén)桿,同時(shí)向后拉操作桿以控制飛機(jī)平衡,當(dāng)速度達(dá)到一定的值時(shí),飛機(jī)即可起飛。
動(dòng)力裝置
動(dòng)力裝置主要用來(lái)產(chǎn)生拉力或推力,使飛機(jī)前進(jìn)。其次還可以為飛機(jī)上的用電設(shè)備提供電力,為空調(diào)設(shè)備等用氣設(shè)備提供氣源?,F(xiàn)代飛機(jī)的動(dòng)力裝置主要包括渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和活塞發(fā)動(dòng)機(jī)兩種,應(yīng)用較廣泛的動(dòng)力裝置有四種:航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)加螺旋槳推進(jìn)器;渦輪噴射發(fā)動(dòng)機(jī);渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī);渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。隨著航空技術(shù)的發(fā)展,火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、原子能航空發(fā)動(dòng)機(jī)等,也有可能會(huì)逐漸被采用。動(dòng)力裝置除發(fā)動(dòng)機(jī)外,還包括一系列保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的系統(tǒng),如燃油供應(yīng)系統(tǒng)等。講到飛機(jī)的動(dòng)力裝置,就不得不講一下飛機(jī)的推重比。推重比就是飛機(jī)的推力與飛機(jī)所收到的重力的比值。目前,一般的民用飛機(jī)的推力是小于飛機(jī)的重力的,因?yàn)槊吭黾右粋€(gè)KN的推力,都要增加飛機(jī)的制造成本。所以很多飛機(jī)都有一定的爬升速度和爬升角度。而當(dāng)飛機(jī)的推力大于飛機(jī)的重力的時(shí)候,飛機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速爬升甚至垂直爬升,很多需要高機(jī)動(dòng)性能的飛機(jī),比如戰(zhàn)斗機(jī)等都有很大的推力和很小的重力。另外,等同重力的要求下,飛機(jī)的推力越大,機(jī)翼面積就越小,飛機(jī)巡航阻力就越小,速度就越快,滑跑距離就越長(zhǎng),反之亦然。飛機(jī)除了上述五個(gè)主要部分之外,還裝有各種儀表、通訊設(shè)備、領(lǐng)航設(shè)備、安全設(shè)備和其它設(shè)備等。
其他結(jié)構(gòu)
其他的如鴨翼式結(jié)構(gòu),由后置的主機(jī)翼與可以理解成前置水平尾翼的鴨翼構(gòu)成。也就是用鴨翼來(lái)控制飛機(jī)的仰角,水平尾翼的位置是鴨翼結(jié)構(gòu)的主翼,來(lái)控制飛機(jī)的橫滾。
無(wú)尾結(jié)構(gòu),受益于矢量推力發(fā)動(dòng)機(jī)的無(wú)尾結(jié)構(gòu)飛機(jī),只有一個(gè)多是三角形的主翼,沒(méi)有控制仰角的水平尾翼和鴨翼??堪l(fā)動(dòng)機(jī)推力矢量方向變化來(lái)控制飛機(jī)的仰角。
三翼面結(jié)構(gòu),同時(shí)有主翼、水平尾翼、鴨翼的飛機(jī)。操作性能更高。
雙垂直尾翼結(jié)構(gòu),目前戰(zhàn)斗機(jī)多用的結(jié)構(gòu),踩舵時(shí)可以讓飛機(jī)不用更滾就轉(zhuǎn)向。操縱裝置現(xiàn)代飛機(jī)駕駛艙內(nèi)可供駕駛員使用的飛行操縱裝置通常包括:
主操縱裝置:駕駛桿或駕駛盤(pán)、方向舵腳蹬、油門(mén)桿和氣門(mén)桿。在某些采用電傳操縱系統(tǒng)的飛機(jī)上,駕駛桿或駕駛盤(pán)已經(jīng)被簡(jiǎn)化成位于駕駛員側(cè)方的操縱桿。
輔助操縱裝置:襟翼手柄、配平按鈕、減速板手柄。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,飛行操縱裝置的形式也發(fā)生了根本性的變化。在大型飛機(jī)中,傳統(tǒng)的機(jī)械式操縱系統(tǒng)已逐漸地被更為先進(jìn)的電傳操縱系統(tǒng)所取代,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)全面介入飛行操縱系統(tǒng),駕駛員的操作已不再像是直接操縱飛機(jī)動(dòng)作,而更像是給飛機(jī)下達(dá)運(yùn)動(dòng)指令。由于某些采用電傳操縱系統(tǒng)的飛機(jī)取消了原有的駕駛桿或駕駛盤(pán)等裝置而改為側(cè)桿操縱,駕駛艙的空間顯得比以往更加寬松,所以有些駕駛員稱(chēng)此類(lèi)駕駛艙為“飛行辦公室”。
特點(diǎn)和其他交通工具相比,飛機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn):
速度快。目前噴氣式客機(jī)的時(shí)速在900千米左右。
機(jī)動(dòng)性高。飛機(jī)飛行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔,而且可根據(jù)客、貨源數(shù)量隨時(shí)增加班次。
安全舒適。據(jù)國(guó)際民航組織統(tǒng)計(jì),民航平均每?jī)|客公里的死亡人數(shù)為0.04人,是普通交通方式事故死亡人數(shù)的幾十分之一到幾百分之一,和鐵路運(yùn)輸并列為最安全的交通運(yùn)輸方式。
但是飛機(jī)作為交通工具也有自身的局限性:
價(jià)格昂貴。無(wú)論是飛機(jī)本身還是飛行所消耗的油料相對(duì)其他交通運(yùn)輸方式都高昂的多。
受天氣情況影響。雖然現(xiàn)在航空技術(shù)已經(jīng)能適應(yīng)絕大多數(shù)氣象條件,但是比較嚴(yán)重的風(fēng)、雨、雪、霧等氣象條件仍然會(huì)影響飛機(jī)的起降安全。
起降場(chǎng)地有限制。飛機(jī)必須在飛機(jī)場(chǎng)起降,一個(gè)城市最多不過(guò)幾個(gè)飛機(jī)場(chǎng),而且機(jī)場(chǎng)受周?chē)鷥艨諚l件的限制多分布在郊區(qū)。由于從飛機(jī)場(chǎng)到市區(qū)往往需要一次較長(zhǎng)的中轉(zhuǎn)過(guò)程,由此給高速列車(chē)提供了800公里以?xún)?nèi)距離的城際運(yùn)輸市場(chǎng)空間。
因此飛機(jī)只適用于重量輕,時(shí)間要求緊急,航程又不能太近的運(yùn)輸。
危險(xiǎn)。雖然民航客機(jī)每?jī)|客公里的死亡人數(shù)遠(yuǎn)低于其他運(yùn)具,但批評(píng)者認(rèn)為飛機(jī)本身旅程亦遠(yuǎn)比其他運(yùn)具長(zhǎng),所以這個(gè)數(shù)值被拉低。在某些數(shù)據(jù)上飛機(jī)并不特別安全。
飛機(jī)的另一大特點(diǎn)就是單次事故死亡率高。
有關(guān)飛機(jī)的紀(jì)錄
最早的載人飛行器
墨翟之飛鳶——鳶,音yuān(冤),鳥(niǎo)名,又稱(chēng)“老鷹”。墨翟(約前468—376 年),春秋戰(zhàn)國(guó)之際思想家,墨家派的創(chuàng)始人。張湛注:“墨子作木鳶,飛三日不集?!睏畈骸啊赌印攩?wèn)篇》:‘公輸子削竹以為鵲,成而飛之,三日不下?!痘茨献印R俗訓(xùn)》:‘魯般,墨子作木為鳶而飛之,三日不集。’《韓非子·外儲(chǔ)說(shuō)》:‘墨子為木鳶,三年而成,蜚一日而敗。’《論衡·儒增篇》云:‘儒書(shū)你魯般、墨子之巧,刻木為鳶,飛之三日而不集?!帧秮y龍篇》同。《抱樸子·應(yīng)嘲篇》:‘墨子刻木雞以戾天?!蛟启敯悖蛟颇?,或同屬二人;或以為鳶,或以為鵲,或以為雞;同一事而傳聞異詞也?!?/span>
其中:“《墨子·魯問(wèn)篇》:‘公輸子削竹以為鵲,成而飛之,三日不下?!笔亲钤绲妮d人飛行記載。
最大航速
最大航速是飛機(jī)最重要的性能之一。下列若干歷史上的最大航速紀(jì)錄:1910年106 千米/小時(shí),飛行員:LeonMorane,法國(guó),Bleriot XI
1913年204 千米/小時(shí),飛行員:Maurice Prevost, 法國(guó), Deperdussin
1923年417 千米/小時(shí),飛行員:Harold J.Brow, 美國(guó), Curtiss R2C-1
1934年709 千米/小時(shí),飛行員:Francesco Agello, 意大利, Macchi MC.72 (水上飛機(jī),此項(xiàng)紀(jì)錄保持至今)
1939年755 千米/小時(shí),飛行員:Fritz Wendel, 德國(guó), 梅塞施米特Me 209 V1
1941年1004 千米/小時(shí),飛行員:Heinrich Dittmar, 德國(guó), 梅塞施米特Me 163 (火箭式殲擊機(jī))
1947年1127 千米/小時(shí),飛行員:Charles Chuck Yeager, 美國(guó), Bell X-1
1951年2028 千米/小時(shí),飛行員:Bill Bridgeman, 美國(guó), 道格拉斯Skyrocket
1956年3058 千米/小時(shí),飛行員:Frank Everest, 美國(guó), Bell 52 X-2 (火箭式)
1961年5798 千米/小時(shí),飛行員:Robert White, 美國(guó), 北美航空,X-15 (火箭式飛機(jī))
1965年3750 千米/小時(shí),飛行員:W.Daniel, 美國(guó), 洛克希德SR-71黑鳥(niǎo)(噴氣式飛機(jī))
1966年7214 千米/小時(shí),飛行員:William Joseph Knight, 美國(guó), 北美航空X-15 (火箭式飛機(jī))
2004年7700 千米/小時(shí),無(wú)人駕駛,美國(guó), 波音X-43A (噴氣式飛機(jī))
最大航程
2004年的6月28日,新加坡航空公司重新開(kāi)通了新加坡與美國(guó)紐約紐華克機(jī)場(chǎng)之間的每日不停站直航航班,航班號(hào)SQ21/SQ22,超過(guò)了之前新加坡至洛杉磯的航線,成為全球最長(zhǎng)不停站商業(yè)飛行的航線。新航以空中客車(chē)A340-500客機(jī)飛行該航線,整個(gè)航程達(dá)到了16600公里,飛行需時(shí)18小時(shí)。
載重及載客能力
目前載重能力最好的是前蘇聯(lián)安托諾夫設(shè)計(jì)局所制造的An-225夢(mèng)想式運(yùn)輸機(jī),離陸重量超過(guò)600公噸,酬載重量可達(dá)300公噸。目前載客人數(shù)最多的是2005年初發(fā)表的空中客車(chē)A380客機(jī),采最高密度座位時(shí)可載850人。
環(huán)球飛行
1924年道格拉斯公司“世界巡航號(hào)”飛機(jī)(World Cruisers)第一次作分段環(huán)球飛行,歷時(shí)175天,飛完42400千米。1986年由伯特·魯坦設(shè)計(jì)的旅行者號(hào)由哥哥迪克·魯坦和女飛行員珍娜·耶格爾駕駛,人類(lèi)首次實(shí)現(xiàn)不間斷、不空中加油的環(huán)球飛行。1992年10月,一架“協(xié)和”號(hào)超音速客機(jī),為了紀(jì)念哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸500周年,用了32小時(shí)49分繞地球一周,創(chuàng)造了環(huán)球飛行的新紀(jì)錄。
靜音噴射機(jī)
2006年的11月,美國(guó)麻省理工學(xué)院與英國(guó)劍橋大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì),楬橥一項(xiàng)名為“靜音噴射機(jī)倡議”的計(jì)劃,將徹底改造客機(jī)的概念設(shè)計(jì):未來(lái)的客機(jī)將不只能更省油,而且還安靜無(wú)聲,一解機(jī)場(chǎng)附近居民飽受飛機(jī)起降噪音折磨之苦。這一“靜音噴射機(jī)”可以運(yùn)送215名乘客,并可能在2030年時(shí)加入航空界。這架客機(jī)的噪音從機(jī)場(chǎng)外聽(tīng)起來(lái),大約像洗衣機(jī)或其他家電的噪音。
飛機(jī)的發(fā)明
飛機(jī)是人類(lèi)在20世紀(jì)所取得的最重大的科學(xué)技術(shù)成就之一,有人將它與電視和電腦并列為20世紀(jì)對(duì)人類(lèi)影響最大的三大發(fā)明,關(guān)于世界上最早的飛機(jī)到底是由誰(shuí)發(fā)明的各國(guó)上存在爭(zhēng)議:法國(guó)人認(rèn)為世界最早的飛機(jī)是由法國(guó)人克雷芒·阿德?tīng)枺–lément Ader)發(fā)明,于1890年10月9日在法國(guó)試飛成功,部份人認(rèn)為他發(fā)明了歷史上第一架飛機(jī)。美國(guó)人認(rèn)為飛機(jī)的發(fā)明者是美國(guó)人萊特兄弟(Wilbur Wright和Orville Wright),于1903年12月17日在美國(guó)試飛成功。巴西人認(rèn)為是巴西人阿爾貝托·桑托斯·杜蒙特(Alberto Santos-Dumont)發(fā)明了飛機(jī),1906年10月12日桑托斯-杜蒙特的“14 bis”飛機(jī)成功地飛至60米高空是世界上第一次成功的動(dòng)力飛行,之前的飛行并沒(méi)有達(dá)到真正意義上“飛”的標(biāo)準(zhǔn)。一般普遍認(rèn)為是由美國(guó)人萊特兄弟發(fā)明了飛機(jī),而有部份人認(rèn)為是由克雷芒·阿德?tīng)柣虬栘愅小どM兴埂ざ琶商厮l(fā)明。1903年美國(guó)萊特兄弟設(shè)計(jì)制造的飛機(jī)進(jìn)行了成功的飛行,這是世界上首次實(shí)現(xiàn)重于空氣的航空器的有動(dòng)力、可操縱的飛行。第一次世界大戰(zhàn)中,飛機(jī)已用于作戰(zhàn),當(dāng)時(shí)飛機(jī)的速度已達(dá)180~220千米/時(shí),升限6000~7000米,航程400~450千米,轟炸機(jī)載彈量1000~2000千克。在第二次世界大戰(zhàn)中,飛機(jī)的速度達(dá)到750千米/時(shí),轟炸機(jī)載彈量可達(dá)10噸左右。20世紀(jì)40年代中期以后,發(fā)動(dòng)機(jī)由活塞式發(fā)展到噴氣式,飛機(jī)的飛行性能顯著提高;80年代飛機(jī)的升限已超過(guò)30000米,最大速度超過(guò)3倍音速,航程超過(guò)20000千米,最大載重量超過(guò)100噸。
歷史
二十世紀(jì)最重大的發(fā)明之一,是飛機(jī)的誕生。人類(lèi)自古以來(lái)就夢(mèng)想著能像鳥(niǎo)一樣在太空中飛翔。而2000多年前中國(guó)人發(fā)明的風(fēng)箏,雖然不能把人帶上太空,但它確實(shí)可以稱(chēng)為飛機(jī)的鼻祖。本世紀(jì)初在美國(guó)有一對(duì)兄弟他們?cè)谑澜绲娘w機(jī)發(fā)展史上做出了重大的貢獻(xiàn),他們就是萊特兄弟。在當(dāng)時(shí)大多數(shù)人認(rèn)為飛機(jī)依靠自身動(dòng)力的飛行完全不可能,而萊特兄弟確不相信這種結(jié)論,從1900年至1902年他們兄弟進(jìn)行1000多次滑翔試飛,終于在1903年制造出了第一架依靠自身動(dòng)力進(jìn)行載人飛行的飛機(jī)“飛行者”1號(hào),并且獲得試飛成功。他們因此于1909年獲得美國(guó)國(guó)會(huì)榮譽(yù)獎(jiǎng)。同年,他們創(chuàng)辦了“萊特飛機(jī)公司”。這是人類(lèi)在飛機(jī)發(fā)展的歷史上取得的巨大成功。初期的飛機(jī)都使用的是單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),在飛行中,常常會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)突然關(guān)車(chē)的故障。這對(duì)飛行安全始終是個(gè)威脅。1911年,英國(guó)的肖特兄弟申請(qǐng)了多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的專(zhuān)利。他們的雙發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),能使每一個(gè)飛行員都不用擔(dān)心因發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)而使飛機(jī)下降。這在航空安全方面是一個(gè)重大的進(jìn)展。人們把按照肖特專(zhuān)利制造的第一架飛機(jī)稱(chēng)為“3·2”型飛機(jī)。這個(gè)名字告訴人們,這種飛機(jī)裝有3副螺旋槳,2臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。這種飛機(jī)還裝有兩套飛行操縱機(jī)構(gòu),因此,兩名駕駛員都能操縱飛機(jī)而不必?fù)Q座位。
1903年12月17日萊特兄弟駕駛他們制造的飛行器員進(jìn)行首次持續(xù)的、有動(dòng)力的、可操縱的飛行。
1927年至1932年中,座艙儀表和領(lǐng)航設(shè)備的研制取得進(jìn)展,陀螺技術(shù)應(yīng)用到飛行儀表上。這個(gè)裝在萬(wàn)向支架上的旋轉(zhuǎn)飛輪能夠在空間保持定向,于是成為引導(dǎo)駕駛員能在黑暗中、雨雪天中飛行的各種導(dǎo)航儀表的基礎(chǔ)。這時(shí)飛機(jī)中就出現(xiàn)了人工地平儀,它能向飛行員指示飛機(jī)所處的飛行高度;陀螺磁羅盤(pán)指示器,在羅盤(pán)上刻有度數(shù),可隨時(shí)顯示出航向的變化;地磁感應(yīng)羅盤(pán),它不受飛機(jī)上常常帶有的大量鐵質(zhì)東西的影響,也不受振動(dòng)和地球磁場(chǎng)的影響。這些儀表以靈敏度高、能測(cè)出離地30多米的高度表和顯示飛機(jī)轉(zhuǎn)彎角速度的轉(zhuǎn)彎側(cè)滑儀,此外還有指示空中航線的無(wú)線電波束,都是用來(lái)引導(dǎo)駕駛員通過(guò)模糊不清的大氣層時(shí)的手段。
飛行仿真器又稱(chēng)飛行模擬器,它是一種可以在地面模仿飛機(jī)的飛行狀態(tài)。1930年,美國(guó)人埃德溫·林克發(fā)明了第一個(gè)飛行仿真器,并且以自己名字命名為“林克練習(xí)器”,盡管它存在著技術(shù)上的缺陷,但它已經(jīng)體現(xiàn)了不使用真實(shí)飛機(jī)就能安全、經(jīng)濟(jì)地反復(fù)進(jìn)行緊急狀態(tài)動(dòng)作訓(xùn)練的優(yōu)點(diǎn)。如今現(xiàn)在的飛機(jī)模擬器已經(jīng)由計(jì)算機(jī)、模擬駕駛艙、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、操縱負(fù)載系統(tǒng)和視景系統(tǒng)等組成。是現(xiàn)代航空科研、教學(xué)、試驗(yàn)等不能缺少的技術(shù)設(shè)備。
1910年12月10日,在法國(guó)巴黎展覽會(huì)上,有一架飛機(jī)在表演時(shí)墜毀。駕駛員被拋出燃燒的機(jī)艙。但是,這架飛機(jī)卻引起人們很大關(guān)注。因?yàn)樗褂玫囊慌_(tái)新型發(fā)動(dòng)機(jī)。設(shè)計(jì)者就是飛機(jī)駕駛員本人,他是羅馬尼亞人,名叫亨利·科安達(dá),畢業(yè)于法國(guó)高等技術(shù)學(xué)校。他設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)是用一臺(tái)50馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)使風(fēng)扇向后推動(dòng)空氣,同時(shí)增設(shè)一個(gè)加力燃燒室,使燃?xì)庠谖矅姽苤谐浞峙蛎洠源藖?lái)增大反推力。這就是最早的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
20世紀(jì)30年代后期,活塞驅(qū)動(dòng)的螺旋槳飛機(jī)的最大平飛時(shí)速已達(dá)到700公里,俯沖時(shí)已接近音速。音障的問(wèn)題日益突出。前蘇、英、美、德、意等國(guó)大力開(kāi)展了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研究工作。德國(guó)設(shè)計(jì)師,奧安在新型發(fā)動(dòng)機(jī)研制上最早取得成功。1934年奧安獲得離心型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)利。1939年8月27日奧安使用他的發(fā)動(dòng)機(jī)制成He-178噴氣式飛機(jī)。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)研制出之后,科學(xué)家們就進(jìn)一步讓飛機(jī)進(jìn)行突破音障的飛行,經(jīng)過(guò)10多年之后這項(xiàng)工作終于被美國(guó)人完成了。
1947年10月14日在美國(guó)加利福尼亞州的桑格菲爾地區(qū),貝爾公司試飛能沖破音障的飛機(jī)。上午10時(shí)一架巨大的B-29轟炸機(jī),在機(jī)艙下懸掛著一駕造型奇特的小飛機(jī)起飛了。這架小飛機(jī)命名為X-1火箭飛機(jī)。X-1飛機(jī)裝有4臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī),總推力2700公斤,使用的燃料是危險(xiǎn)的液氫和酒精。當(dāng)B-29轟炸機(jī)把它從空中放下的時(shí)候,它的4臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)相繼點(diǎn)火,聲如雷鳴。當(dāng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)1分28秒后,馬赫數(shù)達(dá)到10,飛機(jī)達(dá)到了音速。這時(shí)X-1飛機(jī)的燃料幾乎用盡,速度變得更快,達(dá)到馬赫數(shù)106,這時(shí)的高度是13000米。盡管試飛成功,但由于X-1飛機(jī)不是靠自身的動(dòng)力起飛升空,這個(gè)紀(jì)錄沒(méi)有被承認(rèn)。飛機(jī)的發(fā)明,使人們?cè)谄毡槭芤娴那闆r下又產(chǎn)生了新的不滿(mǎn)足。飛機(jī)起飛需要滑跑,需要修建相應(yīng)的跑道和機(jī)場(chǎng)。這就帶來(lái)了諸多不便,于是有人開(kāi)始探索可以進(jìn)行垂直起落的飛行器,通稱(chēng)直升機(jī)。
1939年9月14日世界上第一架實(shí)用型直升機(jī)誕生,它是美國(guó)工程師西科斯基研制成功的VS-300直升機(jī)。西科斯基原籍俄國(guó),1930年移居美國(guó),他制造的VS-300直升機(jī),有1副主旋翼和3副尾槳,后來(lái)經(jīng)過(guò)多次試飛,將3副尾槳變成1副,這架實(shí)用型直升機(jī)從而成為現(xiàn)代直升機(jī)的鼻祖。VS-300直升機(jī)誕生之后,影響巨大,尤其是從本世紀(jì)50年代開(kāi)始,直升機(jī)的制造技術(shù)發(fā)展迅猛。50年代中期以前,直升機(jī)的動(dòng)力裝置處在活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)期,此后就進(jìn)入了噴氣渦輪軸時(shí)期。旋翼材料結(jié)構(gòu)技術(shù)也經(jīng)歷了幾個(gè)階段;40年代至50年代為金屬木翼混合結(jié)構(gòu),50年代中期至60年代中期為金屬結(jié)構(gòu),60年代中期至70年代中期為玻璃纖維結(jié)構(gòu),70年代中期以后發(fā)展成為新型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。本世紀(jì)20年代飛機(jī)開(kāi)始載運(yùn)乘客,第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束初期美國(guó)開(kāi)始把大量的運(yùn)輸機(jī)改裝成為客機(jī)。60年代以來(lái),世界上出現(xiàn)了一些大型運(yùn)輸機(jī)和超音速運(yùn)輸機(jī),逐漸推廣使用渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。著名的有前蘇聯(lián)生產(chǎn)的安-22、伊爾-76;美國(guó)生產(chǎn)的C-141、C-5A、波音-747;法國(guó)的空中客車(chē)等。超音速運(yùn)輸機(jī)有英法聯(lián)合研制的“協(xié)和”式和原蘇聯(lián)的圖-144。然而,超音速客機(jī)的發(fā)展并不樂(lè)觀?!皡f(xié)和”式飛機(jī)售價(jià)過(guò)高,影響效益,因而已于80年代停止生產(chǎn)。前蘇聯(lián)的圖-144也因?yàn)橥瑯拥脑蛞苍?0年代停航。自從飛機(jī)發(fā)明以后,飛機(jī)日益成為現(xiàn)代文明不可缺少的運(yùn)載工具。它深刻的改變和影響著人們的生活。由于發(fā)明了飛機(jī),人類(lèi)環(huán)球旅行的時(shí)間大大縮短了。世界上第一次環(huán)球旅行是16世紀(jì)完成的。當(dāng)時(shí),葡萄牙人麥哲倫率領(lǐng)一支船隊(duì)從西班牙出發(fā),足足用了3年時(shí)間,才穿越大西洋、太平洋,環(huán)繞地球一周,回到西班牙。19世紀(jì)末,一個(gè)法國(guó)人乘火車(chē)環(huán)球旅行一周,也花費(fèi)了43天的時(shí)間。飛機(jī)發(fā)明以后,人們?cè)?949年又進(jìn)行了一次環(huán)球旅行。一架B—50型轟炸機(jī),經(jīng)過(guò)4次漂亮的空中加油,僅僅用了94個(gè)小時(shí),便繞地球一周,飛行37700公里。強(qiáng)中更有強(qiáng)中手。超音速飛機(jī)問(wèn)世以后,人們飛得更高更快。1979年,英國(guó)人普斯貝特只用14個(gè)小時(shí)零6分鐘,就飛行36900公里,環(huán)繞地球一周。在不到一天的時(shí)間里,就可以飛到地球的各個(gè)角落,這對(duì)于生活在20世紀(jì)以前的人類(lèi)來(lái)說(shuō),難道不是一個(gè)人間奇跡嗎?
錯(cuò)綜復(fù)雜的空中航線把世界各國(guó)連接起來(lái),為人們提供了既方便又迅速的客運(yùn)。早在本世紀(jì)20年代,航空運(yùn)輸就開(kāi)設(shè)了定期航班,運(yùn)送旅客和郵件。如今,空中航線更是四通八達(dá),人們隨時(shí)都會(huì)看見(jiàn)銀色的飛機(jī),如同一只大鳥(niǎo),在蔚藍(lán)的天空中一掠而過(guò)。對(duì)于現(xiàn)代人來(lái)說(shuō),早晨還在北京,下午已毫無(wú)倦意地出現(xiàn)在千里之外的另一座城市,這已經(jīng)是十分平常的事了。而在20世紀(jì)以前則是不可思議的。從此,險(xiǎn)峻的高山、一望無(wú)際的大洋再不會(huì)讓人望而生畏。一只只銀燕把不同地區(qū)的不同種族,不同膚色的人們緊密地聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)不斷地交流,人們播種友誼,傳達(dá)信息,達(dá)到相互溝通,相互理解和相互促進(jìn),共同推進(jìn)人類(lèi)的文明。
飛機(jī)的發(fā)明也使航空運(yùn)輸業(yè)得到了空前發(fā)展,許多為工業(yè)發(fā)展所需的種種原料擁有了新的來(lái)源和渠道,大大減輕了人們對(duì)當(dāng)?shù)刈匀毁Y源的依賴(lài)程度。特別是超音速飛機(jī)誕生以后,空中運(yùn)輸更加興旺。那些不宜長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)輸?shù)纳蠛碗y以長(zhǎng)期保存的美味食品,也可以乘坐飛機(jī)而跨越五湖四海,給世界各地的人們共賞共享。當(dāng)年連貴妃娘娘都不易品嘗的嶺南荔枝,如今也出現(xiàn)在尋常百姓的家中了。
在人類(lèi)向地球深處進(jìn)軍時(shí),飛機(jī)也被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探。人們使用裝備了照相機(jī)或者一種稱(chēng)為肖蘭系統(tǒng)的電子設(shè)備的飛機(jī),可以迅速而準(zhǔn)確地對(duì)廣大地區(qū),包括險(xiǎn)峻而難以到達(dá)的地方進(jìn)行測(cè)繪。把空中拍攝的照片一張張拼接起來(lái),就可以繪制極好的地形圖。這比古老的測(cè)繪方式要簡(jiǎn)便易行得多。就連冰天雪地、人跡罕至,一度只是探險(xiǎn)人員涉足的北極和南極,現(xiàn)在乘坐飛機(jī)也可以毫不困難地到達(dá)。
當(dāng)然,飛機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用更為驚人。不僅可以用于偵察、轟炸,而且在預(yù)警、反潛、掃雷等方面也極為出色。在20世紀(jì)90年代初爆發(fā)的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,飛機(jī)的巨大威力有目共睹。當(dāng)然,飛機(jī)在軍事上的應(yīng)用給人類(lèi)也帶來(lái)了慘重災(zāi)維,對(duì)人類(lèi)文明產(chǎn)生了毀滅性破壞。但是和平利用飛機(jī),才是人類(lèi)發(fā)明飛機(jī)的初衷。
飛行姿態(tài)
飛機(jī)在空中飛行與在地面運(yùn)動(dòng)的交通工具不同,它具有各種不同的飛行姿態(tài)。這指的是飛機(jī)的仰頭、低頭、左傾斜、右傾斜等變化。飛行姿態(tài)決定著飛機(jī)的動(dòng)向,既影響飛行高度,也影響飛行的方向。低速飛行時(shí),駕駛員靠觀察地面,根據(jù)地平線的位置可以判斷出飛機(jī)的姿態(tài)。但由于駕駛員身體的姿態(tài)隨飛機(jī)的姿態(tài)而變化,因此這種感覺(jué)并不可靠。例如當(dāng)飛機(jī)轉(zhuǎn)了一個(gè)很小角度的彎,機(jī)身傾斜得很厲害,駕駛員一時(shí)不能很快地調(diào)整好自己的平衡感覺(jué),從而不能正確地判斷地平線的位置,就可能導(dǎo)致飛機(jī)不能恢復(fù)到正確的飛行姿態(tài)上來(lái)。還有飛機(jī)在海上做夜間飛行,漆黑的天空與漆黑的大海同樣都會(huì)閃爍著星光或亮光。在這茫茫黑夜中很難分辨哪里是天空,哪里是大海,稍有失誤,很容易就把飛機(jī)開(kāi)進(jìn)海中。為了飛行的安全,極有必要制作出一種能指示飛機(jī)飛行姿態(tài)的儀表。這塊儀表必須具有這樣一種性能,即能夠顯示出一條不隨著飛機(jī)的俯仰、傾斜而變動(dòng)的地平線。在表上這條線的上方即為天,下方即為地。天與地都分別用不同的顏色予以區(qū)別,非常醒目。怎樣才能造出這條地平線呢?設(shè)計(jì)者從玩具陀螺中獲得了靈感。
許多小孩都玩過(guò)陀螺。它的神奇之處在于當(dāng)它轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)以后,無(wú)論你如何去碰它,它總是保持直立姿態(tài),決不會(huì)躺倒。而且它轉(zhuǎn)的越快,這種能保持直立的特性就越強(qiáng)。換句話說(shuō):陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后,它可以保持它的旋轉(zhuǎn)軸的指向不受外界的干擾,指向它起始的方向。利用這個(gè)原理,在l9世紀(jì)末就制造出來(lái)陀螺儀,它的核心部分是一個(gè)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的陀螺,專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)叫轉(zhuǎn)子。把轉(zhuǎn)子裝在一個(gè)各方向均可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的支架上,這就是陀螺儀。把陀螺儀安裝到其他設(shè)備上,不管這個(gè)設(shè)備如何運(yùn)動(dòng),陀螺儀內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸的方向是不會(huì)改變的。飛機(jī)發(fā)明后不久,陀螺儀就被用到了飛機(jī)上。把陀螺儀的支架和機(jī)身連在一起,它的轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面,有一根橫向指示桿和轉(zhuǎn)子軸垂直交叉相連。飛機(jī)可以改變飛行姿態(tài),但轉(zhuǎn)子軸會(huì)始終指向地面,橫向標(biāo)示桿就始終和地平線平行,它在儀表中被叫做人造地平線,這個(gè)儀表被稱(chēng)為地平儀,也叫姿態(tài)指引儀。在實(shí)際飛行時(shí),駕駛員在任何時(shí)都應(yīng)相信地平儀指示出的飛行姿態(tài)而不是相信自己的感覺(jué)判斷,從而避免因飛機(jī)的劇烈俯仰傾斜動(dòng)作導(dǎo)致的判斷失誤,這樣才能保證飛機(jī)安全飛行。
關(guān)于自動(dòng)化飛行
飛機(jī)能不能不用駕駛員,自動(dòng)去飛行?早在地平儀被裝在飛機(jī)上以后,有人就在琢磨這個(gè)想法。l914年,一名美國(guó)發(fā)明家斯派雷利用地平儀上陀螺指針做為飛機(jī)平飛的標(biāo)準(zhǔn),用電器裝置測(cè)出飛機(jī)飛行時(shí)和這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的偏離,再用機(jī)械裝置予以校正,就使飛機(jī)保持在平飛的狀態(tài)上。這就是世界上第一臺(tái)自動(dòng)駕駛儀。雖然它只能保持飛機(jī)的平飛,但它給后人以啟迪,從此開(kāi)始了飛機(jī)自動(dòng)飛行的時(shí)代。
20世紀(jì)70年代,電子計(jì)算機(jī)進(jìn)入飛機(jī),飛機(jī)有了自己的電子“大腦”。首先使用了三個(gè)電子計(jì)算機(jī)(飛行控制計(jì)算機(jī))分別控制飛機(jī)三個(gè)軸的飛行狀態(tài)。此時(shí)的飛機(jī)不僅能被控制平飛,而且可以控制轉(zhuǎn)彎和升降??紤]到飛機(jī)在做轉(zhuǎn)彎和升降運(yùn)動(dòng)時(shí),它的推力必須相應(yīng)的發(fā)生變化,為了要順利地完成這些過(guò)程,就有必要同時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。于是第二步又在飛機(jī)上加裝了管理推力的推力控制計(jì)算機(jī)。飛機(jī)由于有了自行控制飛行姿態(tài)和推力的能力,初步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)任意飛行。但它也只限于保持在已設(shè)定的路線上的飛行。它還沒(méi)能與機(jī)上的儀表系統(tǒng)全面聯(lián)系起來(lái),對(duì)外界的變化及時(shí)做出反應(yīng)。為了使飛機(jī)真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制飛行的全過(guò)程,也就是能“獨(dú)立自主”,這就需要統(tǒng)一管理上述兩套系統(tǒng)(姿態(tài)和推力)并且與其他儀表系統(tǒng)實(shí)行大聯(lián)合。所以第三步是在飛機(jī)上又裝上一臺(tái)能力更強(qiáng)的計(jì)算機(jī),全面管理和協(xié)調(diào)飛行。這臺(tái)統(tǒng)管全局的計(jì)算機(jī)叫飛行管理計(jì)算機(jī)。它是飛機(jī)的核心中樞。在這個(gè)中樞的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)著各個(gè)機(jī)場(chǎng)及各條航路的數(shù)據(jù)。駕駛員只要選定航路的起點(diǎn)和終點(diǎn),將命令輸入這臺(tái)計(jì)算機(jī)內(nèi),它就可以代替駕駛員指揮飛機(jī)起飛、爬升、巡航、下降直到降落在目的地機(jī)場(chǎng)。這套系統(tǒng)還可以在飛行全過(guò)程中即時(shí)發(fā)出指令,使飛機(jī)按照最佳的飛行狀態(tài)、最合理的使用推力、最經(jīng)濟(jì)的油耗飛完全程,從而實(shí)現(xiàn)了全程自動(dòng)化飛行。聽(tīng)起來(lái),由這套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制的飛機(jī)飛得比由駕駛員控制飛得還好,那么,是不是以后飛機(jī)飛行就不需要駕駛員了?答案是:不行。原因之一是飛機(jī)的航行線路要由駕駛員設(shè)定并輸入到計(jì)算機(jī)中去;原因之二是飛機(jī)在起飛和降落這兩個(gè)階段中,變化因素太多,計(jì)算機(jī)只能按預(yù)先編好的程序動(dòng)作,不具備靈活反應(yīng)的能力;原因之三是即使飛機(jī)在巡航狀態(tài)時(shí),駕駛員可以不做任何動(dòng)作去控制飛機(jī),但他必須監(jiān)視這個(gè)機(jī)器“大腦”的工作。萬(wàn)一這臺(tái)“大腦”出現(xiàn)什么故障或反應(yīng)不夠及時(shí),駕駛員要立刻接管駕駛飛機(jī)的任務(wù),這樣才能保證飛行安全。
關(guān)于黑匣子
一架飛機(jī)失事后,有關(guān)部門(mén)都要千方百計(jì)地去尋找飛機(jī)上落下來(lái)的“黑匣子”。因?yàn)楹谙蛔邮桥袛囡w行事故原因最重要及最直接的證據(jù)。雖然叫黑匣子,其實(shí)它的顏色卻不是黑的,而是醒目的橙色,這只是約定俗成的一個(gè)俗名。它的正式名字是飛行信息記錄系統(tǒng)。在電子技術(shù)中,把只注重其輸入和輸出的信號(hào)而不關(guān)注其內(nèi)部情況的儀器統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)為黑匣子。飛行信息記錄系統(tǒng)是一種典型的黑匣子式的儀器。為了方便,業(yè)內(nèi)人士都叫它黑匣子,傳到社會(huì)上,公眾也只知道飛機(jī)上有個(gè)黑匣子。飛行信息記錄系統(tǒng)包括兩套儀器:一個(gè)是駕駛艙話音記錄器,實(shí)際上就是一個(gè)磁帶錄音機(jī)。從飛行開(kāi)始后,它就不停地把駕駛艙內(nèi)的各種聲音,例如談話、發(fā)報(bào)及其他各種聲音響動(dòng)全部錄下來(lái)。但它只能保留停止錄音前30分鐘內(nèi)的聲音。第二部分是飛行數(shù)據(jù)記錄器,它把飛機(jī)上的各種數(shù)據(jù)即時(shí)記錄在磁帶上。早期的記錄器只能記錄20多種數(shù)據(jù),現(xiàn)在記錄的數(shù)據(jù)已可達(dá)到60種以上。其中有l(wèi)6種是重要的必錄數(shù)據(jù),如飛機(jī)的加速度、姿態(tài)、推力、油量、操縱面的位置等等。記錄的時(shí)間范圍是最近的25小時(shí)。25小時(shí)以前的記錄就被抹掉。
有了這兩個(gè)記錄器,平時(shí)在一段飛行過(guò)后,有關(guān)人員把記錄回放,用以重現(xiàn)已被發(fā)現(xiàn)的失誤或故障。維修人員利用它可以比較容易地找到故障發(fā)生的位置;飛行人員可以用它來(lái)檢查飛機(jī)飛行性能和操作上的不足之外,改進(jìn)飛行技術(shù)。一旦飛機(jī)失事,這個(gè)記錄系統(tǒng)就成為最直接的事故分析依據(jù)。為了保證記錄的真實(shí)性和客觀性,駕駛員只能查閱記錄的內(nèi)容而不能控制記錄器的工作或改動(dòng)記錄內(nèi)容。為了確保記錄器即使在飛機(jī)失事后也能保存下來(lái),就必須把它放在飛機(jī)上最安全的部位。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料知道飛機(jī)尾翼下方的機(jī)尾是飛機(jī)上最安全的地方,于是就把這個(gè)“黑匣子”安裝在此處。黑匣子被放進(jìn)一個(gè)(或兩個(gè))特殊鋼材制造的耐熱抗震的容器中, 此容器為球形或長(zhǎng)方形,它能承受自身重力1000倍的沖擊、經(jīng)受11000℃的高溫30分鐘而不被破壞,在海水中浸泡30天而不進(jìn)水。為了便于尋找它的蹤影,國(guó)際民航組織規(guī)定此容器要漆成醒目的桔紅色而不是黑色或其他顏色。在它的內(nèi)部裝有自動(dòng)信號(hào)發(fā)生器能發(fā)射無(wú)線電信號(hào),以便于空中搜索;還裝有超聲波水下定位信標(biāo),當(dāng)黑匣子落入水中后可以自動(dòng)連續(xù)30天發(fā)出超聲波信號(hào)。有了以上這些技術(shù)措施的保障,不管是經(jīng)過(guò)猛烈撞擊的、烈火焚燒過(guò)的、掉入深海中的黑匣子,在飛機(jī)失事之后,絕大多數(shù)都能被尋找到。根據(jù)它的記錄,航空事故分析業(yè)務(wù)進(jìn)展了一大步。在保障飛安全,改進(jìn)飛機(jī)設(shè)計(jì)直至促進(jìn)航空技術(shù)進(jìn)步各方面,黑匣子都是功不可沒(méi)啊!
飛機(jī)旅行防病須知
(1)防暈機(jī)。暈機(jī)嘔吐是平衡器官紊亂,身體適應(yīng)較差的緣故,一般只要保持鎮(zhèn)靜,排除雜念,服些防暈車(chē)船藥就會(huì)平安無(wú)事。如果知道自己可能會(huì)暈機(jī),最好在登機(jī)前15分鐘服藥。
(2)防舊病突發(fā):飛機(jī)起飛、降落、上升、下降、轉(zhuǎn)彎、顛簸等飛行姿態(tài)的變化,以及飛機(jī)在穿越云層時(shí)光線明暗的快速變化,會(huì)刺激一些疾病發(fā)作。由血栓或出血引起的腦病患者,絕對(duì)不要乘飛機(jī);重度腦震蕩病人應(yīng)有專(zhuān)科醫(yī)生隨行并采取有效防范措施;輕度腦震湯病人應(yīng)隨身帶些止痛藥;患有血管硬化癥的老年人在登機(jī)前可服少量鎮(zhèn)靜劑,感冒流涕和鼻塞不通的病人最好不乘坐飛機(jī),因?yàn)檠使墓茏枞泄哪ご┛椎奈kU(xiǎn)。
(3)防航空性中耳炎預(yù)防的有效措施是張嘴和吞咽。張著嘴或一個(gè)勁地吞口水,當(dāng)然也能起預(yù)防作用,但畢竟欠雅觀。所以航班上一般都忘不了給每位旅客送一小包包裝精美的糖果,這道理就在其中。嚼幾粒糖果,或嚼幾塊口香糖使咽鼓管常開(kāi)。嚼吃是預(yù)防航空性中耳炎的最有效辦法,也是最令人輕松愉快的措施。若感覺(jué)癥狀仍未消除,可用拇指和食指捏住鼻子,閉緊嘴巴,用力呼氣,讓氣流沖開(kāi)咽鼓管進(jìn)入中耳空氣腔而消除耳悶、耳重、耳痛等癥狀。
飛機(jī)配套專(zhuān)業(yè)設(shè)備
裝卸升降機(jī):主要為貨運(yùn)飛機(jī)裝卸物資用,2008年汶川大地震中有突出的表現(xiàn)
飛機(jī)清洗升降機(jī):主要為清洗機(jī)身專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的升降機(jī)
維修飛機(jī)專(zhuān)用升降機(jī):通過(guò)升降平臺(tái)來(lái)維修飛機(jī)的各個(gè)部件。
飛機(jī)飛行的路線是如何確定的
飛機(jī)飛行的路線稱(chēng)為空中交通線,簡(jiǎn)稱(chēng)航線。飛機(jī)的航線不僅確定了飛機(jī)飛行具體方向、起訖點(diǎn)和經(jīng)停點(diǎn),而且還根據(jù)空中交通管制的需要,規(guī)定了航線的寬度和飛行高度,以維護(hù)空中交通秩序,保證飛行安全。
飛機(jī)在空中具體是如何確定線路的呢?
首先,飛行員會(huì)把出發(fā)機(jī)場(chǎng)和到達(dá)機(jī)場(chǎng)以及途中要經(jīng)過(guò)的導(dǎo)航點(diǎn)輸入到飛機(jī)的電腦中。
當(dāng)飛機(jī)升空后,導(dǎo)航點(diǎn)和飛機(jī)之間會(huì)不斷的交換數(shù)據(jù),從而引導(dǎo)飛機(jī)的自動(dòng)飛行系統(tǒng)控制飛機(jī)往下一個(gè)導(dǎo)航點(diǎn)飛行。也就是說(shuō),飛機(jī)在空中的線路是由地面導(dǎo)航臺(tái)控制的。
主要小型飛機(jī)制造商
在歐美國(guó)家,2-6座的小型飛機(jī)是一個(gè)非?;钴S的市場(chǎng),他們的制造商主要為小型的獨(dú)立公司,通常僅生產(chǎn)幾種機(jī)型及衍生機(jī)型。這類(lèi)飛機(jī)主要為私人所有,價(jià)格較為低廉,廣泛應(yīng)用于私人飛行、飛行培訓(xùn)、觀光游覽、航空運(yùn)動(dòng)等方面。小型飛機(jī)一般只裝配有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),一些飛機(jī)發(fā)燒友也在自己制造這類(lèi)飛機(jī)。
小型飛機(jī)的市場(chǎng)很大,因此相關(guān)的制造商和機(jī)型也比較多,該領(lǐng)域主要有以下知名公司:
1、 賽斯納飛機(jī)公司(Cessna Aircraft Co.),美國(guó)公司。
2、 派珀飛機(jī)公司(New Piper Aircraft, Inc.),美國(guó)公司。
3、 派士(Pilatus Aircraft Ltd),瑞士公司。
4、 鉆石飛機(jī)公司(Diamond Aircraft),奧地利公司。
5、 西銳設(shè)計(jì)(Cirrus Design),美國(guó)公司。
6、 蘭斯(Lancair International Inc. ),美國(guó)公司。
7、Liberty(LibertyAerospace, Inc. ),美國(guó)公司。
8、 Jabiru(JabiruAircraft Pty Ltd),澳大利亞公司。
9、 Aquila(TheAQUILA Aviation by Excellence AG),德國(guó)公司。
在國(guó)內(nèi),2003年以后,隨著通用航空事業(yè)的普及,2~5座的飛機(jī)制造行業(yè)逐步發(fā)展起來(lái)。目前在國(guó)內(nèi)主要的小型飛機(jī)制造商為:
1、國(guó)產(chǎn)鉆石,山東濱州制造;
2、蜜蜂系列,目前出到第11代,北航制造;
3、小鷹系列,當(dāng)年負(fù)責(zé)為61個(gè)階級(jí)弟兄運(yùn)送藥品的運(yùn)五系列飛機(jī)的后續(xù)機(jī)型,石家莊制造;
4、雁洲系列,廣東珠海制造,其中包括兩個(gè)陸地固定翼機(jī)型、一個(gè)水上固定翼機(jī)型和一個(gè)單人直升機(jī)機(jī)型;
飛機(jī)的安全性
飛機(jī)重大事故發(fā)生的頻率
重大事故絕少發(fā)生,造成多人傷亡的事故率約為三百萬(wàn)分之一。航空是遠(yuǎn)程交通最安全的方式,而且它變得越來(lái)越安全。30年前,重大事故的發(fā)生率為每飛行一億四千萬(wàn)英里一次。如今是14億英里才發(fā)生一起重大事故,安全性提高了十倍。
★坐飛機(jī)和坐汽車(chē),哪個(gè)更安全
據(jù)美國(guó)全國(guó)安委會(huì)對(duì)1993~1995年間所發(fā)生的傷亡事故的比較研究,坐飛機(jī)比坐汽車(chē)要安全22倍。事實(shí)上,在美國(guó)過(guò)去的60年里,飛機(jī)失事所造成的死亡人數(shù)比在有代表性的3個(gè)月里汽車(chē)事故所造成的死亡人數(shù)還要少。
★飛行的哪一部分最具風(fēng)險(xiǎn)
起飛和爬升到巡航高度,下降和著陸是飛行中最容易出問(wèn)題的兩個(gè)階段。用極簡(jiǎn)單化的說(shuō)法,起飛時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)推力和結(jié)構(gòu)整體性方面對(duì)飛機(jī)的要求最高,而接近和著陸則對(duì)駕駛艙的機(jī)組人員要求最高。約有四分之三的嚴(yán)重事故都是在這兩個(gè)短暫的飛行階段中發(fā)生的。
★機(jī)上座位何處最安全
有人以為靠近機(jī)翼的座位或客艙后部的座位更安全。但沒(méi)有任何證據(jù)能證明機(jī)上的任何一部分比別的部分更安全。最好還是聽(tīng)取每個(gè)航班起飛前的安全常識(shí)介紹以及飛行中所有的乘務(wù)報(bào)告。
★有沒(méi)有辦法使航空更安全些
在過(guò)去15到20年里,由于有了計(jì)算機(jī)化的飛行模擬器和雷達(dá)覆蓋面的擴(kuò)大,以及高技術(shù)設(shè)備在附近空域有飛機(jī)時(shí)、距地面太近時(shí)、飛機(jī)高度或飛行角度不穩(wěn)定時(shí)或遇到風(fēng)力發(fā)生變化時(shí)向飛行員發(fā)出警告,飛行的安全性提高了一大步。航空工業(yè)界正通過(guò)更好的飛行員培訓(xùn)、更好的飛機(jī)檢驗(yàn)和維護(hù)技術(shù)以及新的安全技術(shù)等途徑繼續(xù)提高航空安全性。比如到下個(gè)世紀(jì),所有的民航噴氣機(jī)將使用衛(wèi)星導(dǎo)航和通訊,隨時(shí)把他們的位置告訴地面的空中交管人員,這比依靠地面導(dǎo)航設(shè)備和雷達(dá)導(dǎo)航要前進(jìn)一大步,后者在飛機(jī)飛過(guò)地平線后就再也“看不見(jiàn)”飛機(jī)了。
〖近年來(lái)的中國(guó)空難〗
1982年4月26日下午中國(guó)民航266號(hào)客機(jī)在廣西恭城縣上空失事。
1988年1月18日中國(guó)西南航空公司伊爾-18-222號(hào)飛機(jī)執(zhí)行北京—重慶航班任務(wù)時(shí)在重慶機(jī)場(chǎng)附近墜毀,108人遇難。
1992年7月31日中國(guó)通用航空公司由南京飛往廈門(mén)的GP7552航班2755號(hào)雅克-42型飛機(jī)起飛滑跑途中沖出跑道,在距機(jī)場(chǎng)約600米處失事。107人死亡,19人受傷。
1992年11月24日中國(guó)南方航空公司波音737—2523號(hào)飛機(jī)執(zhí)行3943航班任務(wù),由廣州飛桂林,在廣西陽(yáng)朔縣楊堤鄉(xiāng)土嶺村后山粉碎性解體,141人遇難。這是中國(guó)民航史上最嚴(yán)重的一次空難。
1993年7月23日中國(guó)西北航空公司BAe146型2716號(hào)飛機(jī)執(zhí)行銀川至北京航班任務(wù),在銀川機(jī)場(chǎng)起飛時(shí)沖入水塘,54人遇難,機(jī)組3人受傷。
1994年6月6日中國(guó)西北航空公司圖-154型2610號(hào)飛機(jī),執(zhí)行西安-廣州2303號(hào)航班任務(wù),在陜西省長(zhǎng)安縣鳴犢鎮(zhèn)墜毀160人遇難。
1997年5月8日晚21時(shí)許,中國(guó)南方航空有限公司深圳公司波音737-300型B2925號(hào)飛機(jī)執(zhí)行重慶深圳3456航班任務(wù),在惡劣天氣中強(qiáng)行降落深圳黃田機(jī)場(chǎng)(現(xiàn)更名為深圳寶安國(guó)際機(jī)場(chǎng)),著陸過(guò)程中失事。“5·8”空難事故傷亡情況:機(jī)上旅客65人,其中死亡33人,重傷8人,輕傷20人;空勤組9人,其中死亡2人,重傷1人,輕傷6人。
1998年2月16日,中國(guó)臺(tái)灣“中華航空公司”一架A300-600客機(jī)在臺(tái)北機(jī)場(chǎng)降落時(shí)撞入附近建筑,共造成機(jī)上196名乘員和地面7人喪生。這也是臺(tái)灣地區(qū)有史以來(lái)的最大空難。
1999年2月24日中國(guó)西南航空公司圖154—2622號(hào)飛機(jī)在執(zhí)行成都至溫州航班任務(wù)時(shí)墜毀,61人遇難。
2000年5月22日,湖南省長(zhǎng)沙市一架隸屬于遠(yuǎn)大空調(diào)有限公司的貝爾206-b型直升飛機(jī)墜入湘江,造成包括飛行員在內(nèi)的兩人死亡,三人受傷。遠(yuǎn)大公司是國(guó)內(nèi)首家購(gòu)置公務(wù)飛機(jī)的民營(yíng)企業(yè),該公司1997年購(gòu)買(mǎi)噴氣飛機(jī)曾在國(guó)內(nèi)引起較大反響。
2000年6月22日下午3時(shí)左右,武漢航空公司一架從湖北恩施至武漢的運(yùn)七型客機(jī),在武漢郊區(qū)墜毀,武漢空難客機(jī)墜地時(shí)將漢江南岸一泵船撞毀,當(dāng)時(shí)在船上作業(yè)的7人全部遇難。這樣,加上機(jī)上的42名死者,此次空難中共有49人死亡。
2002年4月15日,中國(guó)國(guó)際航空公司CA129北京-釜山航班在韓國(guó)慶尚南道金海市墜毀。機(jī)上共有155名乘客和11名機(jī)組人員,確定死亡人數(shù)為122人,失蹤6人,幸存者38人。
2002年5月7日,中國(guó)北方航空公司一架麥道82飛機(jī)在大連附近海域墜毀。機(jī)上103名乘客和9名機(jī)組人員全部罹難。
2002年5月25日,臺(tái)灣“中華航空公司”CI611班機(jī)在澎湖附近海域墜機(jī),機(jī)上乘客和機(jī)組人員共225人全部死亡。
2004年5月18日,上午一架阿塞拜疆貨機(jī)在新疆烏魯木齊機(jī)場(chǎng)附近墜毀,機(jī)組7人全部遇難,其中烏克蘭籍6人,阿塞拜疆籍1人。
2004年5月28日,一架南非小型飛機(jī)在湖南省長(zhǎng)沙附近失事。飛機(jī)上僅有的一名南非籍飛行員遇難。
2004年6月30日,一架殲七軍用飛機(jī)在訓(xùn)練返程中因遇雷雨發(fā)生故障,在距武漢市區(qū)約80公里處墜毀。造成地面人員(兒童)1死1傷,并燒毀了兩間民房,飛行員跳傘后安全著陸。
2004年9月16日,下午15時(shí)左右,一架執(zhí)行航拍任務(wù)的直升機(jī)在浙江余姚玉石園附近墜毀,機(jī)上機(jī)組和乘客7人,4死3傷。
2004年11月21日8時(shí)21分,東航云南分公司(其前身為中國(guó)云南航空公司)B-3072號(hào)CRJ-200型飛機(jī),由內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市飛往上海市的MU5210航班,在起飛后不久墜入機(jī)場(chǎng)附近南海公園的湖里。造成55人(其中47名乘客、6名機(jī)組人員和2名地面人員)遇難,直接經(jīng)濟(jì)損失1.8億元。截至17時(shí)10分左右,此次事故中54名遇難人員遺體已全部找到。“11·21”空難事故中遇難人數(shù)為55人,其中機(jī)上遇難人員為53人,地面遇難人員為2人。
2008年5月31日下午,成都軍區(qū)抗震救災(zāi)部隊(duì)一架米-171運(yùn)輸直升機(jī),在執(zhí)行運(yùn)送第三軍醫(yī)大學(xué)防疫專(zhuān)家到理縣的任務(wù)返回途中,在汶川縣映秀附近因高山峽谷局部氣侯瞬時(shí)變化,突遇低云大霧和強(qiáng)氣流,于14時(shí)56分失事。機(jī)上有機(jī)組人員5人和因?yàn)?zāi)受傷轉(zhuǎn)運(yùn)的群眾及相關(guān)人員共14人。
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