第一章飞机发展史裴娟课件

第一章飞机发展史主讲人：裴娟Thehistoryoftheplane飞行器概述第一节飞行器航空器航天器火箭和导弹•能在大气层内进行可控飞行的各种飞行器。•根据升力产生的原理可分为：轻于空气的航空器和重于空气的航空器。•大气层外的空间飞行的飞行器1.11.1.1.11.1.1飞行器分类航空器分类1.1.2航空器轻于空气的航空器非动力驱动：气球自由气球球形自由气球非球形自由气球系留气球球形系留气球非球形系留气球动力驱动：飞艇刚性飞艇半刚性飞艇非刚性飞艇重于空气的航空器非动力驱动滑翔机风筝动力驱动飞机（固定翼航空器）陆上飞机水上飞机水陆两用飞机旋翼航空器旋翼机直升机扑翼机飞机的发展历程第二节早期的飞机1.2.1模仿鸟类的尝试•将羽毛或轻质木材粘贴在手臂上，尝试飞行•结果常常是灾难性的飞行的理论和原理飞行的稳定性和控制飞行器设计达·芬奇的航空学研究可以分成三大部分可惜由于历史原因（不被当时理解，多种论文、手稿没有发表），达·芬奇对航空发展没有产生任何影响。扑翼机达·芬奇设计的扑翼机从科学意义上来讲意义不大，但从机械学角度上看，这些设计是很天才的。达芬奇的扑翼机模型扑翼机探索和设计阶段17世纪~18世纪，欧洲航空发展处在一个特殊的扑翼机探索和设计阶段。在这个阶段里，没有出现航空学理论研究的事件和成果。在热气球飞行成功之前，扑翼机设计成了这个时期的主题。虽然从技术发展角度和对后世的影响来看，这一时期的探索工作没有多少价值，但与过去那些纯粹的飞行冒险来比，这些努力仍然是重大的进步。扑翼机的设计开端于达·芬奇，后来有许多类似的设计者。十八世纪，法国造纸商蒙戈菲尔兄弟因受碎纸屑在火炉中不断升起的启发，用纸袋聚热气作实验，使纸袋能够随着气流不断上升。1783年6月4日，蒙戈菲尔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，这个气球用糊纸的布制成，布的接缝用扣子扣住。兄弟俩用稻草和木材在气球下面点火，气球慢慢升了起来，飘然飞行了1.5英里。乘坐蒙戈菲尔兄弟制造的气球的第一批乘客是一只公鸡、一只山羊还有一只丑小鸭。同年9月19日，在巴黎凡尔赛宫前，蒙戈菲尔兄弟为国王、王后、宫廷大臣及13万巴黎市民进行了热气球的升空表演。11月21日下午，蒙戈菲尔兄弟又在巴黎穆埃特堡进行了世界上第一次载人空中航行，热气球飞行了二十五分钟，在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整整早了120年。热气球的发明早期的飞机1.2.1热气球的原理整个热气球受到内部气体的重力，球皮重力，空气浮力。热气球内部的气体温度高，密度比外面的空气小，内部的气体密度小所以重力小，内部气体的重力与球皮重力之和小于空气浮力，就会上升。航空之父--乔治·凯利G.Cayley（1773~1857）为重于空气的航空器创立了必要的飞行原理论文《论空中航行》(1809)被认为是现代航空学诞生的标志论文阐述了飞机基本原理，分析了稳定性、安全性和操纵性的重要性，提出许多重要概念。他的研究成果远远超出了时代，在他之后近百年间，也没人超过他的水平或认识到他的发现的重大意义。1857－1891，无动力滑翔机

凯利的滑翔机李林塔尔1848~1896，GermanengineerHewasthefirstpersontodesignagliderthatcouldflyapersonandwasabletoflylongdistances.Aftermorethan2500flights,Hewaskilledin1896byagust-inducedstalltooneartheground.第一次飞行——莱特兄弟1903-12-17早晨，奥维尔·莱特进行了人类历史上第一次有动力、持续的、可操纵的飞行。这次具有历史意义的飞行进行了12秒，飞行距离约120

英尺(36.58米)战斗机侦察机轰炸机教练机一战强击机第一次世界大战硬壳式轻型合金结构、悬臂单翼、可收放式起落架、密封座舱、自动驾驶仪等飞行速度：400~500千米－>784千米飞行高度：9000多米－>12000多米航程：600千米－>4000多千米二战后一战后至二战爆发双翼－>单翼飞机材料：优质木材、亚麻布－>全金属（硬铝）飞行速度：80~115千米－>180~220千米飞行高度：200多米－>8000航程：几十千米－>400多千米VS1910年12月10日在法国巴黎展览会上，有一架飞机在表演时坠毁。驾驶员被抛出燃烧的机舱。但是，这架飞机却引起人们很大关注。因为它使用的一台新型发动机。设计者就是飞机驾驶员本人，他是罗马尼亚人，名叫亨利亨利·科安达，毕业于台法国高等技术学校。他设计的发动机是用一台50马力的发动机使风扇向后推动空气，同时增设一个加力燃烧室，使燃气在尾喷管中充分膨胀，以此来增大反推力。这就是最早的喷气发动机。20世纪30年代后期活塞驱动的螺旋桨飞机的最大平飞时速已达到700公里，俯冲时已接近音速。音障的问题日益突出。前苏、英、美、德、意等国大力开展了喷气发动机的研究工作。德国设计师，奥安在新型发动机研制上最早取得成功。1934年奥安获得离心型涡轮喷气发动机专利。1939年8月27日奥安使用他的发动机制成He－178喷气式飞机。喷气发动机研制出之后，科学家们就进一步让过飞机进行突破音障的飞行，经过10多年之后这项工作终于被美国人完成了。最先进的喷气式发动机意大利英国1944年，第一代喷气式战斗机F-80美国新一代喷气式战斗机，米格-9和米格-15苏联德·哈维兰公司，1949年中程喷气式客机“慧星”号。1952年第一架喷气飞机投入运营，喷气时代来临了。英国喷气机

1947年10月14日在美国加利福尼亚州的桑格菲尔地区，贝尔公司试飞能冲破音障的飞机。上午10时一架巨大的B－29轰炸机，在机舱下悬挂着一驾造型奇特的小飞机起飞了。这架小飞机命名为X－1火箭飞机。X－1飞机装有4台火箭发动机，总推力2700公斤，使用的燃料是危险的液氢和酒精。当B－29轰炸机把它从空中放下的时候，它的4台火箭发动机相继点火，声如雷鸣。当飞机发动机启动1分28秒后，马赫数达到1.0时，飞机达到了音速。这时X－1飞机的燃料几乎用尽，速度变得更快，达到马赫数1.06，这时的高度是13000米。尽管试飞成功，但由于X－1飞机不是靠自身的动力起飞升空，这个纪录没有被承认。飞机的发明，使人们在普遍受益的情况下又产生了新的不满足。飞机起飞需要滑跑，需要修建相应的跑道和机场。这就带来了诸多不便，于是有人开始探索可以进行垂直起落的飞行器，通称直升机。世界上第一架使用型直升机1939年9月14日世界上第一架实用型直升机诞生，它是美国工程师西科斯基研制成功的VS－300直升机。西科斯基原籍俄国，1930年移居美国，他制造的VS－300直升机，有1副主旋翼和3副尾桨，后来经过多次试飞，将3成副尾桨变成1副，这架实用型直升机从而成为现代直升机的鼻祖。VS－300直升机诞生之后，影响巨大，尤其是从本世纪50年代开始，直升机的制造技术发展迅猛。50年代中期以前，直升机的动力装置处在活塞式发动机时期，此后就进入了喷气涡轮轴时期。40年代50年代60年代金属结构金属木翼混合结构玻璃纤维结构新型复合材料结构旋翼材料结构技术70年代第一架民航机本世纪20年代飞机开始载运乘客，第二次世界大战结束初期美国开始把大量的运输机改装成为客机。60年代以来，世界上出现了一些大型运输机和超音速运输机，逐渐推广使用涡轮风扇发动机。民航飞机的出现和发展1912年1933年1935年二战后60年代1970年德国、法国率先开辟飞机定期航线。BoeingB247道格拉斯公司DC-3军用喷气技术用于民航，如英国中程喷气式客机“慧星”号，苏联图－104，法国卡拉维勒，美国B707。前苏联的安－22、伊尔－76；美国的C－141、C-5A。随着BoeingB747,DouglasDC-10,LockheedL-1011的推出，客机走入宽体时代。1974年1976年AirbusA300投入运营超音速客机“协和(Concorde)”、原苏联的图－144开始运营，80年代停航。飞机发展史喷气式飞机滑翔机民航机直升飞机飞机巴士对飞机的要求空气动力要求01强度、刚度要求02工艺要求03使用维护要求04基本要求特殊要求安全快速经济舒适环保（升力大、阻力小、稳定性、操纵性好）600A350A320A380ARJ21新舟600B737B757飞机的发展空客系列国产民用波音系列前苏联A300、A320、A330、A340、A380等运5、运7、运8、运12等新舟600、700、ARJ21B707、B727、B737、B747、B757、B767、B777、B787等MD90、MD11等图154、图204等安24、安225等伊尔76、62等民用客机的发