宇宙探秘 现代飞机的大家族
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篇首语：有志不在年高，无志空长百岁。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了宇宙探秘 现代飞机的大家族相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
多才多艺的水上飞机亨利?费勃1882年生于法国的一个船舶世家，从小他就目睹了风暴、海啸的凶猛以及在海洋中航行的艰辛，因此自飞机发明以后，他便立志制造一种能在水上起飞降落的飞机，以防备海上航行时遭遇不测。1910年3月28日上午，在法国南部最大的商港马赛港附近，亨利?费勃驾驶着自己设计制造的飞机，从海上起飞，以每小时60公里的速度飞行了500米，并安全降落。下午，他又做了公开飞行表演，飞行距离6000米。第 一架水上飞机从此诞生了。亨利?费勃被人们誉为水上飞机之父。
我国旅美华侨谭根在1910年也设计制造出水上飞机，并在当年举行的万国飞机制造大会上参加比赛，获得水上飞机比赛第一名。
早期人们对水上飞机十分重视。1913年，在地中海沿岸的摩纳哥公园举行了第一次水上飞机的国际比赛，规定飞机绕一定的回路飞行。在比赛中，法国驾驶员姆?普雷伏斯特创造了每小时204公里的直线飞行速度纪录。
此后，水上飞机不断发展。30年代初投入使用的德国“多尼 dO?10”水上飞机，用12台美国冠蒂斯发动机作动力，总功率7800马力。螺旋桨前后排列，前拉后推，起飞重量达56吨。机内设备豪华舒适，首次飞行运载169名旅客，环绕地球一周，在航空史上写下了壮丽的一页。
现在，随着陆上飞机性能的不断完善，以及直升机和航空母舰的发展，水上飞机在航空事业中的作用远不及20年代了。但是，由于它具有水上起落的特点，因此仍具实用价值。目前，世界上许多国家仍在发展水上飞机。
快如闪电的火箭飞机世界上的飞机，根据它们所选用动力装置的不同，可以分为活塞螺旋桨飞机、涡轮螺旋桨飞机、涡轮喷气飞机。涡轮风扇飞机、冲压式喷气飞机和火箭飞机等。火箭飞机是用火箭发动机提供动力的有翼飞行器。它的特点是速度快、飞得高，因此主要应用于航空和宇航事业进行的研究试验中。
世界上第一架以火箭为动力的飞机是德国海因克尔公司的 hE?178，它的设计师就是后来成为美国“火箭之父”的但当时还不出名的工程师冯?布劳恩。HE?178火箭飞机于1939年6月20日首次试飞，该飞机装有一台推力为5880多牛顿的 hWK?RI?203火箭发动机，用过氧化氢和甲醇作推进剂。在同年7月3日的一次试飞时，速度达每小时850公里，可算是当时的最高纪录。但由于飞行持续时间太短、不久又爆发了第二次世界大战，因此中断了研制工作。
两年后，德国的梅塞施米特公司设计制造出世界上第一架能作战使用的ME?163火箭飞机。ME?163机体很小，翼展10米，机长7米，无尾翼。后掠机翼采用了普通的翼型，但厚度与翼弦比很大，目的是为了把燃烧箱装在机翼里。在1941年10月2日的试飞中， mE?163的速度达每小时1003．77公里，首次突破时速1000公里的大关。
灵活机动的直升机20世纪内燃机的问世，推动了工业革命的发展，也使直升机的研究，进入载人试飞阶段，并逐步获得成功。
1907年，法国人保罗?科尔尼制造了历史上最早飞行的直升机。这架直升机机身前后各装有一副飞轮式的旋翼，每副旋翼有两片桨叶，靠24马力的发动机驱动。11月13日，保罗的直升机首次飞离地面，在20秒的时间内，上升了约30厘米的高度。
早期的直升机在发展过程中，除遇到动力问题外，还有操作性和稳定性差的难题。在攻克这个技术难题上，西班牙人马科斯?佩斯克拉做出了巨大贡献。他早在1919年便开始从事共轴式直升机的研究。1923年，他在第3个型号上，安装了现代直升机必不可少的有铰桨叶、总矩操作和周期交矩操纵系统，初步解决了直升机稳定性的操作性问题，并实现了侧飞、自转下降和瞬间增矩着陆等具有重大实用价值的机动飞行。
1942年1月，在美国陆军航空队某基地，诞生了人类第一架具有实用价值的 xR?4直升机。XR?4的原型是被誉为“近代直升机之父”的伊格尔?西科斯设计的 vS?300，它于1940年5月13日首次自由飞行试飞成功，成为世界上第一架单旋翼实用型直升机。
这架外形奇特的新式飞行器，骨架是由10根钢管焊接而成，装有一台75马力的四缸气冷活塞式发动机，发动机主轴经齿轮箱减速同时带动直径 8．5米的三叶旋翼和呈水平状态的可操纵的两叶尾桨。XR?4为英美政界要人们作了在6米见方的地面上垂直起降、悬停、前飞、侧飞、垂直上升到150米的高度、关机自转下滑、近地悬停等飞行表演。最令人拍手叫绝的是吊一网篮生鸡蛋着陆而无一破碎。至此，直升机首次向人们展示出它奇特的飞行特性和技术上的初步成功。
1982年8月1日，美国人罗斯?帕罗特和詹伊?高波恩驾驶贝尔206L“远程突击队”直升机从得克萨斯州出发，向西绕地球一周，9月30日返回原起飞点，完成了直升机的首次环球飞行。此后，澳大利亚人戴伊克、史密斯驾驶贝尔206B“喷气突击队员”直升机进行了单人环球飞行，从而再次证明了直升机进行远程飞行的可靠性。
应用广泛的旋翼机旋翼机是介于定翼机和直升机之间的一种飞行器。在历史上，旋翼机无论在技术方面还是在应用方面，都曾比直升机要成熟得多，应用也更广泛。
早在1923年1月9日，西班牙人拉?西瓦亲自驾驶改良后的 c8L型旋翼机，载着一名乘客，从伦敦起飞，首次成功飞越英吉利海峡直抵巴黎。这一创举还独创性地采用了旋翼有动力预转起飞的方法，从而缩短了起飞滑跑距离。
此后，人们一直不断研制各种旋翼机。
vX?15是美国贝尔直升机公司根据军事部门、国家航空与宇航局的要求研制的旋翼机。这种飞机在机翼两端各装有一部可以转动的短舱，内部安装有三叶螺旋桨式发动机。当短舱垂直上升时，它能像直升机一样垂直起飞，然后在空中转动发动机短舱，使其对准飞行方向，此时，飞机像普通飞机一样平飞。VX?15的最大起飞重量为5．9吨，飞行高度达9000米。在5000米的高度上，速度可达每小时550公里。
这种旋翼机实际上是直升机与普通飞机相结合的产物，其飞行速度、高度和经济效益都大大超过了现代直升机。各国军事专家普遍对研制这种具有直升机和普通飞机双重功能的旋翼机尤为感兴趣。
“空中自行车”--人力飞机在近代人力飞机的发展过程中，英国的克莱默奖起了很大的促进作用。
1960年1月，英国皇家航空学会宣布，微电池公司主席兼经理、工业家克莱默提供了一笔5000英镑的奖金，授予能实现8字飞行的人力飞机。条件规定人力飞行必须完全依靠人力从地面起飞，绕相距800米的两根立柱飞出一条8字形航线，飞行高度要超过3米。
1967年，仅英国就制造了十几架人力飞机，但没有一架能完成8字航线的飞行。克莱默在失望之际决定将奖金由5000英镑提高到10000英镑，并宣布此项奖金不再局限于本国。而是面向全世界。1973年，世界上的人力飞机超过30架，但仍没有人能够完成此项飞行。于是克莱默又将奖金提高到50000英镑。这样克莱默奖一举超过诺贝尔奖，成为航空史上金额最大的一笔奖金。面对克莱默奖的巨额诱惑和飞行难题的挑战，英、日、法、美等国积极进行研制工作，展开激烈竞争。
1961年11月，由英国骚桑普敦大学的学生们制造的第一架由人力从地面自行起飞的人力飞机试飞成功。这架人力飞机具有自行车式驱动的推进螺旋桨，翼展24．4米，重58公斤，最远飞行了600米的距离，离地约1．5米。
此后不久，英国霍克?西德利宇航公司的职工制造一架更精致的人力飞机??“海鸭号”，并在1962年创造了直线飞行908米的纪录。这个纪录一直保持了10年，直到1972年，才被英国空军研制小组的“木星”号人力飞机所打破。
“木星”号人力飞机长9米，翼展24．38米，重66公斤。1972年6月，它创造了人力飞机直线飞行距离1070米的新纪录，留空时间为1分47秒。它的特点是把螺旋桨由机尾移至机身中部的桨架上，从而简化了传动机构，提高了螺旋桨的效率。
日本从60年代开始研究人力飞机，日本的大学生用3年时间制造了“红雀”号人力飞机。后来又在“木星”号的启发下，研制成功“白鹤”号人力飞机。“白鹤”号飞行距离多次超过500米，并完成了180°转弯。1976年 11月，还创造了2093米的飞行成绩，成为克莱默奖的有力争夺者。
1976年，美国加利福尼亚州的航空工程师麦克里迪制造了一架奇特的人力飞机??“飘忽秃鹰”号。麦克里迪曾经是一名优秀的滑翔运动员，还是伞翼滑翔的爱好者，他在设计中打破了最流行的人力飞机的设计方案，而应用了伞翼滑翔的原理。
“飘忽秃鹰”号翼展长30米，重32公斤，翼表面蒙着一块极薄的薄膜，大机翼下方有一个驾驶座，座前挡了一块流线型挡板。驾驶座下方是一对脚蹬，它用传动链条带动飞机后方的双叶螺旋桨。机身前方伸出一根细长的铝管，管的前端安装了一只鸭式前翼，用来操纵飞机的飞行。飞行员是24岁的运动员布鲁安?艾伦，他在短时间内可蹬出1．2马力。
1977年8月23日，“飘忽秃鹰”号人力飞机飞行了7分28秒，航程2173米，不仅作了直线飞行，而且顺利完成了8字航线的飞行，从起飞到着陆，飞越指定标志线时，离地距离超过了3米。麦克里迪因此获得了举世瞩目的克莱默奖。
在8字航线被征服之后，1978年，英国皇家航空学会宣布了新的克莱默奖，即以10万英镑奖给第一架飞越英吉利海峡的人力飞机。
消息传出后，人们议论纷纷，飞越英吉利海峡是人力飞机所能完成的吗？人力飞机的研究者们无不苦心钻研、跃跃欲试，展开激烈的角逐。
1979年6月12日，在英国南部小镇福克斯通的码头上停放着一架古怪的飞机，这就是麦克里迪设计的又一架人力飞机“飘忽信天翁”号。它有一对细长的机翼，没有尾翼。翼展长30米左右。机翼正下方的座舱中安装了两只小小的塑料轮子。飞机不带发动机，只有一套用塑料链条传动的脚踏机构， 带动机翼后面的塑料螺旋桨。飞行时，飞行员的脚踏动力使螺旋桨旋转，产生升力。
飞行员艾伦整装待发了。他的目的地是海峡对岸的法国加来地区。这是历史上首次乘坐人力飞机飞越海峡的尝试。
5点51分，飞机顺利起飞。原计划“飘忽信天翁”号可以在2小时之内飞完全程，但是1小时15分钟之后，海上波涛汹涌，引起海峡上空空气的扰动，这给飞行带来很大困难，艾伦顶风前进，速度减慢下来。由于闷热和脱水，艾伦的腿部发生了痉挛，他已经精疲力竭了，但仍然坚持着。
8点40分，“飘忽信天翁”号终于顺利抵达了法国的格里内角海滩。
此次飞行历时2小时49分，航程37公里，不愧为当代航空史上的又一奇迹、人力飞机发展道路上的又一里程碑。设计师麦克里迪因经再次摘取了克莱默奖。
此后，麦克里迪和助手们把“飘忽信天翁”号修复一新，送往当时尚未闭幕的巴黎航空博览会上公开展出。
以后，实业家亨利?克莱默再次向英国皇家航空学会捐赠10万英镑。作为人力飞机的速度竞赛的奖金。这个速度竞赛被称为克莱默世界速度竞赛。竞赛要求人力飞机在3分钟内沿三角形航线飞行1500米。奖金中2万英镑奖给第一个完成这种飞行的人，以后每打破一次速度纪录奖给5000英镑，直到 10万镑发完为止。
1983年9月25日和27日，在美国加利福尼亚州萨夫特机场上，一架名为“仿蝙蝠”的人力飞机以每小时41公里的平均速度两次飞完了一个1600米长的锐角三角形的航线，平均每次飞行时间为2分38秒。
“仿蝙蝠”人力飞机是在麦克里迪指导下，用石墨、Kevlar、聚苯乙烯和聚酯树脂制造的，重36．3公斤，翼展长14．6米。它带有电储能系统，在飞行前10分钟，飞行员踏动脚蹬带动发电机给电池充电。电池是与带动变矩推进式螺旋桨的发动机接通的，这样电动机可帮助飞行员驱动螺旋桨。
这次飞行由麦克里迪的儿子完成，使麦克里迪再度获得了克莱默速度竞赛奖。
翩翩翱翔的太阳能飞机太阳能飞机是以太阳能为动力飞行的飞机。世界上第一架太阳能飞机是由美国航空工程师麦克里迪设计的。
麦克里迪设计了“飘忽企鹅”号人力飞机，在机翼上安装了16000块光电池。光电池又叫太阳能电池，它是一种夹有光敏层的硅片，可见光通过硅片时，光粒子与光敏层的化学物质作用，释放出电子，产生的电流经过导线传递给发动机，发动机带动螺旋桨转动，使飞机飞行。
1980年8月，“飘忽企鹅”号由女驾驶员珍尼丝?布朗操纵，飞行了3．2公里，飞行时间为14分32秒。在初次飞行中，飞行的高度仅为30米，虽然在这一高度上不能保证获得足够的阳光，但初次飞行的成功，足以证明了麦克里迪的设计思想是可行的。
随后，麦克里迪决定进一步改进他的太阳能飞机，他得到了著名的杜邦公司的支持。杜邦公司为他提供了一系列航空和宇航用的新型材料--工程塑料，以及经费、工程师和摄影组等。
1980年12月，新设计的“太阳挑战者”号太阳能飞机试飞成功。它的主翼和尾翼上装有16128块太阳能电池，飞机全长9．1米，翼展14．3米，机体重量仅为90公斤。在8小时的时间里，飞机飞行了370公里，高度达到
4360米。即使在云彩遮住阳光的时候，飞机下降的速度也仅有30米／分，能确保飞行安全。
“太阳挑战者”号太阳能飞机几乎是一架全塑飞机。首先，在机翼的主支撑结构，以及操纵、着陆装置等部位，使用了强度是钢铁5倍的聚芳族纤维，在整个机体的增强部位，也都使用了这种材料。其次，在机休和机翼的蒙皮上采用了聚脂薄膜。最后，在主翼的夹层结构中，还使用了聚芳纤维纸蜂窝。此外，用得较多的材料是具有优异耐气候性和不易变色的丙烯酸薄膜和氟塑料薄膜。正是由于采用了这些性能优异的工程塑料，“太阳挑战者”号才既牢固又轻便，成功地完成了飞行。
1981年春天，“太阳挑战者”号即将飞越英吉利海峡的飞行。飞行员是28岁的普达塞克，他既进行过滑翔机的飞行，又驾驶过喷气式飞机，经验十分丰富。1981年6月，太阳能飞机由一艘航空母舰运往法国。7月7日，晴空万里，太阳能飞机就要起程了。普达塞克依次接通5组太阳能电池，开始驾驶“太阳挑战者”号滑跑起飞，经过7次试飞，飞机终于离开地面，以大约每分钟70米的速度迅速上升，几分钟后达到600米的高度，然后昂首飞向英吉利海峡。
普达塞克稳稳地爬升，同时不断调整航向和转动可调螺旋桨，以便进入最佳飞行状态。突然，平静的空气中出现了一股紊流，“太阳挑战者”号剧烈地俯仰、扭摆起来，原来附近出现了两架飞机，上面满载着新闻记者和摄影师。虽然距离相当远，但那强烈的尾流足以令轻盈的“太阳挑战者”号面临灭顶之灾。幸亏法国空中交通管制部门及时解围，才把热心的采访者打发走了。
此后，普达塞克耐心地斜飞 z字航线，避开云朵，捕捉更多的阳光。不久，英国的多佛尔海滩终于映入眼帘，太阳能飞机飞临英国领空。在连续飞行5．5小时、行程260公里以后，“太阳挑战者”号终于安全降落在蒙斯顿皇家空军基地。
这次具有历史意义的飞行，标志着太阳能作为一种崭新的能源进入了人类航空领域。
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