练习六（飞艇）

1、练习六 略钢九年制学校 王英热气球 用热空气作为浮升气体的气球。在气囊底部有供冷空气加热用的大开口和吊篮。空气加热后密度减小，温度达100C时密度约为0.95kg/m3，是空气的1/1.3,因此升空不高。现代热气球在吊篮中安装有简单的飞行仪表 、燃料罐和喷灯等设备。从地面升空时，点燃喷灯，将空气加热后从气囊底部开口处充入气囊。升空飞行后，控制喷灯的喷油量操纵气球的上升或下降。热气球出现得最早，现今乘热气球飞行已成为人们喜爱的一种航空体育运动。此外，热气球还常用于航空摄影和航空旅游。 热气球最早由三国时期诸葛亮发明，当年，诸葛孔明被司马懿围困于阳平，无法派兵出城求救。孔明算准风向，制成会飘浮的纸

2、灯笼，系上求救的讯息，其后果然脱险，于是后世就称这种灯笼称为天灯或孔明灯，约在公元二世纪或三世纪被发明，被用来传递军事信号。知名学者李约瑟也指出，1241年蒙古人曾经在李格尼兹（Liegnitz）战役中使用过龙形天灯传递信号。而欧洲人到了1783年才向空中释放第一个内充热空气的气球。 十八世纪，法国造纸商孟格菲兄弟在欧洲重新发明了热气球。他们受碎纸屑在火炉中不断升起的启发，用纸袋把热气聚集起来做实验，使纸袋能够随着气流不断上升。1783年6月4日，孟格菲兄弟在里昂安诺内广场做公开表演，一个圆周为110英尺的模拟气球升起，飘然飞行了1.5英里。同年9月19日，在巴黎凡尔赛宫前，孟格菲兄弟为国王、

3、王后、宫庭大臣及13万巴黎市民进行了热气球的升空表演。同年11月21日下午，孟格菲兄弟又在巴黎穆埃特堡进行了世界上第一次热气球载人空中飞行，飞行了25分钟，飞越半个巴黎之后降落在意大利广场附近。这次飞行比莱特兄弟的飞机飞行早了整整120年。在充气气球方面，法国的罗伯特兄弟是最先乘充满氢气的气球飞上天空的。 第二次世界大战以后，高科技使球皮材料以及致热燃料得到普及，热气球成为不受地点约束、操作简单而方便的公众体育项目。1978年8月11日至17日，双鹰3号成功飞越了大西洋，而在1981年它又成功跨越太平洋。1980年代西方的热气球被引入中国。1982年美国著名刊物福布斯杂志总编辑史提夫福布斯的父

4、亲马尔康姆福布斯先生驾驶热气球后转摩托车旅游来到中国，自延安到北京，完成了驾球飞临世界每个国家的愿望。 直升飞机 直升飞机主要由机体和升力（含旋翼和尾桨）、动力、传动四大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动，也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。 中国的竹蜻蜓和意大利人达芬奇的直升机草图，为现代直升机的发明提供了启示，指出了正确的思维方向，它们被公认是直升机发展史的起点。 竹蜻蜓又叫飞螺旋和“中国陀螺”，这是我们祖先的奇特发明。有人认为，中国在公元前400年就有了竹蜻蜓，其实公元1,500年前的奇肱飞车就是一架无动力的放大

5、了的竹蜻蜓。这种叫竹蜻蜓的民间玩具，一直流传到现在。 现代直升机尽管比竹蜻蜓复杂千万倍，但其飞行原理却与竹蜻蜓有相似之处。现代直升机的旋翼就好像竹蜻蜓的叶片，旋翼轴就像竹蜻蜓的那根细竹棍儿，带动旋翼的发动机就好像我们用力搓竹棍儿的双手。竹蜻蜓的叶片前面圆钝，后面尖锐，上表面比较圆拱，下表面比较平直。当气流经过圆拱的上表面时，其流速快而压力小；当气流经过平直的下表面时，其流速慢而压力大。于是上下表面之间形成了一个压力差，便产生了向上的升力。当升力大于它本身的重量时，竹蜻蜓就会腾空而起。直升 直升飞机 机旋翼产生升力的道理与竹蜻蜓是相同的。竹蜻蜓还有一个特性就是当它插在竹筒中被侧风吹动旋转时， 它

6、也能上升。这个特性使得三千五百年前的奇肱人能凭借自然风力进行一千公里航程的飞行 。 1938年，年轻的德国姑娘汉纳赖奇驾驶一架双旋翼直升机在柏林体育场进行了一次完美的飞行表演。这架直升机被直升机界认为是世界上第一种试飞成功的直升机。1936年，德国福克公司在对早期直升机进行多方面改进之后，公开展示了自己制造的FW-61直升机，1年后该机创造了多项世界纪录。这是一架机身类似固定翼飞机，但没有固定机翼的大型双旋翼横列式直升机，它的两副旋翼用两组粗大的金属架分别向右上方和左上方支起，两副旋翼水平安装在支架顶部。桨叶平面形状是尖削的，用挥舞铰和摆振铰连接到桨毂上。用自动倾斜器使旋翼旋转平面倾斜进行纵向

7、操纵，通过两副旋翼朝不同方向倾斜实现偏航操纵。旋翼桨叶总距是固定不变的，通过改变旋翼转速来改变旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼来增加稳定性。FW61旋翼毂上装有周期变距装置，在旋翼旋转过程中可改变桨叶桨距。还有一根可变动桨距的操纵杆来改变旋翼面的倾斜度，以实现飞行方向控制。FW61就是靠这套周期变距装置和操纵杆保证了它的机动飞行。该机旋翼直径7米。动力装置是一台功率140马力的活塞发动机。这是世界上第一架具有正常操纵性的直升机。该机时速100120公里，航程200公里，起飞重量953千克。飞艇 飞艇是一种轻于空气的航空器，它与气球最大的区别在于具有推进和控制飞行状态的装置。飞艇由巨大的流线型艇体

8、、位于艇体下面的吊舱、起稳定控制作用的尾面和推进装置组成。艇体的气囊内充以密度比空气小的浮升气体（有氢气或氦气）借以产生浮力使飞艇升空。吊舱供人员乘坐和装载货物。尾面用来控制和保持航向、俯仰的稳定。 飞艇获得的升力主要来自其内部充满的比空气轻的气体，如氢气，氦气等。现代飞艇一般都使用安全性更好的氦气来提供升力，另外飞艇上安装的发动机提供部分的升力。发动机提供的动力主要用在飞艇水平移动以及艇载设备的供电上，所以飞艇相对于现代喷气飞机来说节能性能较好，而且对于环境的破坏也较小。 飞艇相对于飞机来说最大的优势就是它具有保持无与伦比的滞空时间。飞机在空中飞行的时间是以小时为基本单位来计算的，而飞艇则是

9、以天来计算。飞艇还可以悄无声息的在空中飞行，这一点在军事上的应用同样重要。1957 年 3 月，美国一艘 ZPG -2 型软式飞艇在一次飞行中创造了连续飞行 264.2 小时的世界记录，其总里程长达 15,200 公里。军用飞艇一般都使用氦气保持浮力，因此能安静并且平稳地完成升降和飞行，这对其携带高科技监视设备至关重要。飞艇可以在其气囊中携带大型雷达天线，而后者的形状和尺寸几乎不受限制。与飞机相比，军用飞艇可降低约 30% 左右的能耗和飞行费用，其雷达反射面积也要比现代飞机小许多。 战斗机 用于在空中消灭敌机和其他飞航式空袭兵器的军用飞机，又称战斗机。第二次世界大战时期曾广泛称为驱逐机。歼击机

10、的主要任务是与敌方歼击机进行空战，夺取空中优势（制空权）。其次是拦截敌方轰炸机、强击机和巡航导弹，还可携带一定数量的对地攻击武器，执行对地攻击任务。歼击机还包括要地防空用的截击机。但自20世纪60年代以后，由于雷达、电子设备和武器系统的完善，专用截击机的任务已由歼击机完成，截击机不再发展。具有火力强、速度快、机动性好等特点，是航空兵空中作战的主要机种，也可用于执行对地攻击任务。 军用飞机包括歼击机，截击机，强击机、轰炸机、侦察机等。 歼击机又称战斗机，二战时期称驱逐机，是军用飞机的一种。相对于战略空军的轰炸机，战斗机是指战术空军的机种。 歼击机是夺取制空权的主力机型，通常中低空机动性好，装备中

11、近程空对空导弹，通过中距空中格斗，近距离缠斗击落敌机以获得空中优势，或为己方军用飞机护航。 第一次世界大战结束时，歼击机的最大飞行速度达到200公里/时，升限高度达6000米，重量接近1吨，发动机功率169千瓦，飞机配备7.62毫米的机枪。当时著名的歼击机有德国的福克D和E、英国的S.E.5和法国的Spad等。第二次世界大战期间，歼击机的最大速度已达700公里/时，飞行高度达11公里，重量达6吨，所用活塞式航空发动机制功率接近1470千瓦。武器则由机枪发展到20毫米的机炮和空空火箭。瞄准系统已有能作前置量计算的陀螺光学瞄准具。这一时期著名的歼击机有英国的喷火式战斗机，美国的P-51、P-47，

12、F4U，F6F，日本的零式，KI-43，苏联的雅克-3、拉5和德国的Bf-109、Fw-190等。 航天飞机 航天飞机（Space Shuttle，又称为太空梭或太空穿梭机）是可重复使用的、往返于太空、宇宙和地面之间的航天器，结合了飞机与航天器的性质。 航天飞机是一种有人驾驶可重复使用的航天器，它既能像火箭一样垂直起飞，像太空飞船一样在轨道上运行，又能像飞机一样水平着陆。 航天飞机一般可乘坐7名航天员，其中有3名机组人员，4名科学技术专家。航天飞机在轨道上运行时，可完成释放卫星、回收及维修卫星、进行各种微重力科学实验等多种任务。 航天飞机实际上是一个由轨道器、外贮箱和固体助推 火箭助推器 器组

13、成的往返航天器系统，但人们通常把其中的轨道器称作为航天飞机。 （1）轨道器：轨道器是航天飞机的核心部分，是整个航天飞机系统中唯一可载人、可重复使用的部分。 （2）固体助推器：固体助推器的作用是助推，用于补充主发动机推力的不足。以供再用。 （3）外贮箱：航天飞机的主发动机是液体火箭发动机，推进剂是液体燃料液态氧和液态氢。液体推进剂不装在航天飞机上，而是装在一个独立的可以抛弃的外贮箱里面。采用这种结构形式，可以减少航天飞机轨道器的尺寸和重量，否则航天飞机的轨道器非常庞大。 美国研制过5种型号的航天飞机：哥伦比亚号航天飞机、挑战者号航天飞机、发现号航天飞机、亚特兰蒂斯号航天飞机和奋进号航天飞机。 前

14、苏联研制过一种型号的航天飞机，1991年对暴风雪号航天飞机成功地进行了无人轨道试飞，其后，由于苏联1991年解体，计划终止。 虽然世界上也有许多国家都陆续进行过航天飞机的开发，但只有美国与前苏联实际成功发射并回收过这种交通工具。但由于苏联瓦解，相关的设备由哈萨克接收后，受限于没有足够经费维持运作使得整个太空计划停摆，因此全世界仅有美国的航天飞机机队可以实际使用并执行任务。 另外,太空游客也是航天员。乘坐飞船或者航天飞机上天的人都是航天员，也就是说这些人在上天前都已经具备了航天员的要求。在飞天之前，这些普通人都是经过严格的身体检查和长时间的正规的航天员培训，经考核合格的.只是“太空游客”所承担的

15、太空飞行任务不同，他是作为航天载荷任务专家参与飞行的，他与驾驶员、工程师的任务不同，所以对身体的要求相对低一些。航天飞机升空时的重量比火箭大许多，所以加速度较小，一般是3G(火箭是4-4.5G)。外部燃料箱 外表为铁锈颜色，主要由前部液氧箱、后部液氢箱以及连接前后两箱的箱间段组成。外部燃料箱负责为航天飞机的3台主发动机提供燃料。外部燃料箱是航天飞机三大模块中唯一不能重复使用的部分，发射后约8.5分钟，燃料耗尽，外部燃料箱便被坠入到大洋中。 火箭助推器 这对火箭助推器中装有助推燃料，平行安装在外部燃料箱的两侧，为航天飞机垂直起飞和飞出大气层进入轨道，提供额外推力。在发射后的头两分钟内，与航天飞机

16、的主发动机一同工作，到达一定高度后，与航天飞机分离，前锥段里降落伞系统启动，使其降落在大西洋上，可回收重复使用。 前苏联共制成了前苏联共制成了5艘航天飞机，艘航天飞机，其中两艘完全完工，一艘命名其中两艘完全完工，一艘命名为为“暴风雪暴风雪”，另一艘命名为，另一艘命名为“小鸟小鸟”。 另外另外3艘没有完全完工，其中代艘没有完全完工，其中代号为号为“暴风雪暴风雪OKGLI”被卖掉。被卖掉。 航天飞机既能运人载货、又能发射卫星、还能重复使用的“万能航天器”，结果造就了这种有200多万零件的高度复杂系统，一些很难检查出来的小故障就可能造成惨祸，每次发射之前的检查、维护、修理都成为浩繁的工作。 事实证明航天飞机没有达到设计目标。每架航天飞机的设计寿命应是20年、100次发射，但美国所5架实用航天飞机总共才发射了100多次，20