中国古代的“四大航空发明”
世界航空之最

世界航空之最世界航空之最1、最早的飞行器-风筝相传风筝是春秋时代发明的.据史书记载,在汉朝初年就有制作风筝的.到了唐朝,人们别出心裁地把竹笛系在风筝上,在空中发出象古筝一样的声响,从此得名"风筝".大约在公元五世纪,风筝传至太平洋诸岛和阿拉伯,到中世纪末才传到欧洲.在美国华盛顿国家航空航天博物馆里,有一个飞行陈列馆,一进门就能见到说明牌上醒目的文字:"最早的飞行器是中国的风筝和火箭".2、最早的热气球传说在公元907~960年,中国五代时期,有个名叫莘七娘的妇女,用竹蔑编制了一种四方形的灯笼,在灯笼下面托盘上点燃松脂,靠热空气把灯笼托起,扶摇直上,民间称之为“孔明灯”,由于它用松脂作燃料,也有人称之为"松脂灯".后来莘七娘随丈夫去福建一带打仗,就用这种"孔明灯"作为军用联络信号.这就是世界上最早的热气球.3、第一次气球载人飞行1783年11月21日在法国巴黎的一座花园中,德·罗齐埃和他的好友陆军运动员达尔朗乘蒙哥尔费兄弟制作的充满了由燃烧麦秸所产生的热气的气球升上了蓝天,气球升到约450米空中,在巴黎上空飞行了25分钟,安全降落.这是人类历史上首次载人气球飞行.4、最早的实用型飞艇世界上第一艘实用型飞艇是法国人亨利·吉法尔于1851年制造成功的.该艇长44米,直径12米,体积为2499立方米,它由功率为3马力的蒸汽机转动三叶螺旋桨驱动.外形好似一支"雪茄烟".1852年9月24日,吉法尔把氢气充入气囊,驾驶这艘飞艇,从巴黎郊外跑马场起飞,以10公里/小时的速度飞行527公里,由巴黎飞至特拉普.这次飞行虽未能返回原地点,但创造了世界上飞艇第一次飞行的记录.5、最早问世的滑翔机德国的奥托·李林达尔,是世界上公认的滑翔机之父.李林达尔是一位土木工程师,早期在兄弟合作下,开始研究鸟的扑翼飞行,并进行扑翼机的试验.李林达尔按照鸟的飞行原理,用柳条、木材为骨架,用棉布作翼而制成了第一架拱曲机翼的比空气重的无动力飞机-悬挂式滑翔机,于1891年首次滑翔成功.6、第一架有动力的可操纵飞行的飞机世界上最先发明飞机的人是美国的莱特两兄弟.1903年,莱特兄弟在取得滑翔飞行的实际经验之后,开始在滑翔机上安装发动机和螺旋桨.就此,世界上第一架带动力的飞机"飞行者"1号飞机诞生.1903年12月17日,"飞行者"1号进行了试飞,共飞行了4次,其中第4次在59秒钟内飞行了260米,莱特兄弟的飞行是人类历史上第一次以发动机为动力可操纵的载人持续飞行.7、第一架全金属飞机世界上第一架全金属飞机是德国飞机设计师容克斯设计的J.1"锡驴"(Blechesel).这架飞机机身内装一台功率120马力的发动机;机翼从翼根到翼尖翼剖面是变化的,外面是光滑的金属蒙皮,内部用焊接波纹板予以加强.J.1飞机于1915年12月12日首次试飞,但没有投入成批生产.J.1飞机的诞生开辟了一个飞机发展的新时代.全金属飞机的出现,为飞机性能的迅速提高开辟了道路.8、最早的超音速飞行超音速飞行,就是超过音速在空气中传播速度的飞行.当飞机速度达到音速时,会出现象一堵墙一样的"激波"挡住飞机,使飞机产生强烈的抖动,无法前进.这种"激波"的拦阻,就是人们所说的音障".1947年10月4日,美国空军双料王牌飞行员,年仅24岁的查尔斯·耶格尔上尉,以他娴熟的技术和惊人的勇气向"音障"冲刺,并成功地征服它,把人类带进了超音速飞行的时代.9、最早的喷气式飞机飞机发明几年之后,有人提出了喷气推进理论.二次大战前,英国、德国、意大利、苏联等国都在积极研制喷气发动机,装真正的喷气发动机的飞机是亨克尔He-178,并于1939年8月27日首次试飞成功.这是世界上第一架成功的喷气式飞机.喷气式飞机的成功,使航空进入了一个崭新的时代--喷气时代.10、最早服役的隐身战斗机世界上为了减少飞机信号特征的研究进行了多年,但实现隐身的目标非常困难.世界上第一种服役的隐身战斗机是美国洛克希德公司制造的F-117A.F-117A于1978年开始试制,1981年6月首飞成功,1983年10月服役,共生产了57架,其雷达反射截面积只有大约0.025平方米,不到普通战斗机的1%.11、第一架垂直起降战斗机50年代后期开始,世界上有一些国家,如英国、美国、德国等,相继投入力量研制垂直起落或垂直短距起落的飞机,用于近距离支援地面部队作战或技术侦察.英国于1957年首先开始设计和制造"鹞"式垂直起落飞机,并于1969年正式装备英国空军,成为世界上第一种正式在部队服役的垂直短距起落的战斗机.12、最早使用的喷气式客机世界上最早投入使用的喷气式旅客机是英国的"彗星"式飞机.该机是由英国的德·哈维兰飞机公司研制的."彗星"1型1952年5月2日正式投入航线运营,起飞总重只有47.6吨,载客36人.13、第一架超音速客机图-144是世界上第一架超音速运输机,同时也是世界上飞得最快的客机.该机由苏联图波列夫设计研制,1975年12月正式投入国内航线使用,主要运载货物和邮件.1977年11月1日,开始用于莫斯科到拉木图的定期载客飞行.最大巡航速度2500公里/小时(M2.35).14、第一个国际航班国际航班被人们誉为联结世界各国的"空中桥梁".世界上第一个每日定期国际航班,是由英国飞机运输和旅游公司于1919年8月25日开办的.用英国德哈维兰公司制造的D.H.16型飞机,带4名旅客,从英国伦敦的希思罗机场起飞,2小时30分后在法国巴黎的布尔歇机场着陆.当时的单程票价21英镑.15、飞机第一次在战争中投掷原子弹1945年8月6日,美国的B-29"超级堡垒"式轰炸机对日本广岛投下了称为"婴孩"的原子弹,广岛城内火焰四起成了一片火海,建筑物倒塌,市民们有的被烧死,有的被灼伤,有的被砸在建筑物下.破坏之大、死亡之多,情景之惨,是前所未有的.这是飞机在战争中首次投掷原子弹,也是战争史上第一次使用原子弹.16、首次用飞机击落导弹40年代初,德国研制了一种战略性武器"V-1"导弹,并于1944年6月13日从法国北部第一次向英国伦敦发射,使伦敦遭到巨大损失.1944年6月15日,英空军上尉墨斯格雷夫驾驶H·98"蚊"式飞机,在英吉利海峡上空成功地击落了一枚德国制造的V-1导弹,开创了飞机击落导弹之先列.17、首次用地空导弹击落飞机1959年10月7日,台湾国民党的RB-5700型高空侦察机窜入我华北地区.我华北地空导弹部队使用"萨姆2"地空导弹将其击毁,这次战斗是中国人民解放军空军地空导弹部队的首次胜利,也是世界防空史上第一次用地空导弹击落飞机.18、首次使用照相枪世界上最先用照相枪拍摄空战情景的是英国.1940年,英国和德国展开了激烈的空战.2月22日,英国空军一架飞机在截击德国的一架飞机时,首次用照相枪拍摄了空战的情景.此后这种拍摄空战现场的照相枪在作战飞机上得到了普遍使用.19、飞机首次对雷达进行电子干扰1943年7月25日,英国746架满载炸弹和成千上万个特制盒子的"蚊"式轰炸机,先后朝德国汉堡方向飞去,在快要接近汉堡德国防空火力区时,便将机上的250万盒铝箔条投撒在空中.铝箔条对电磁波有较强的反射作用,使德军的机载雷达和地面雷达同时遭到干扰,无法弄清英国轰炸机的实际位置.由于英国使用了“空中怪物”,空袭取得了成功,投下炸弹1万余吨,使汉堡城遭受到一次风暴性大火的洗劫,而英军只损失飞机12架.这就是空战史上首次使用金属箔条干扰对方雷达并使其迷茫的经过.20、第一次不着陆环球飞行世界上第一次不着陆环球飞行是由美国空军飞行员詹姆斯·加拉格尔上尉完成的.他于1949年2月26日至3月2日驾驶一架美国空军的波音B-50"幸运女士"Ⅱ号飞机,起止地点是美国德克萨斯州的卡斯威尔空军基地.航程37742公里,航时为94小时1分.途中空中加油4次.1.飞得最快的飞机——X-43A美国宇航局试飞了一种世界上飞得最快的飞机。
中国的科技成就从四大发明到航天事业的突破

中国的科技成就从四大发明到航天事业的突破中国作为一个拥有悠久历史的国家,一直以来都在科技创新领域做出了重大的贡献。
从古代的四大发明到现代的航天事业,中国的科技成就屡屡刷新着世界的认知。
一、古代的四大发明中国古代的四大发明,分别是造纸术、印刷术、火药和指南针。
这些发明的创造和应用对人类的发展产生了深远的影响。
首先,造纸术的发明使得文字记录成为可能,极大地促进了文化的传播和商业的发展。
在造纸术的基础上,印刷术的出现更是使得知识的传播速度大幅提升,对人类的文化积累产生了深远的影响。
其次,火药的发明使得战争的形态发生了革命性的变化。
火药的使用不仅提高了战争的威力,也引发了火器的发展,对军事技术产生了巨大推动作用。
再次,指南针的发明大大改善了航海技术,有力地推动了世界之间的交流与贸易。
指南针不仅解决了航行时的定位难题,也为后来的航海探险提供了必要的工具。
这些古代的发明不仅在中国促进了科技和文化的发展,也对世界科技史产生了重要的影响。
二、现代的航天事业中国的航天事业自20世纪50年代起步,在短短几十年间取得了令人瞩目的成就。
中国的航天科技不断突破,实现了一系列重要的里程碑。
中国的航天事业最重要的突破之一是载人航天。
2003年,中国成功地进行了首次载人航天任务,成为继美国和俄罗斯之后第三个能够独立实施载人航天的国家。
随后,中国又相继实现了多次载人航天飞行,并取得了一系列的科研成果。
此外,中国在卫星技术和探月工程方面也取得了重大突破。
中国的卫星技术发展迅速,实现了对地球的观测、通信、导航等各方面的覆盖。
2013年,中国首次成功实施了嫦娥探月工程,成为继美国和苏联之后第三个成功实施探月任务的国家。
中国的航天事业不仅对国家的科技实力有所提升,同时也向世界展示了中国在航天科技领域的实力和发展潜力。
结论中国的科技成就从古代的四大发明到现代的航天事业的突破,彰显了中国在科技创新方面的实力和智慧。
这些成就不仅对中国乃至世界的科技发展产生了重大的影响,也为之后的科技创新提供了重要的借鉴和启示。
中国古代文明的辉煌成就与发展

中国古代文明的辉煌成就与发展中国古代文明是世界上最古老、最独特且影响深远的文明之一。
数千年来,中国在各个领域都取得了许多令人瞩目的成就,这些成就不仅在当时引领潮流,也对后世产生了深远的影响。
在科学技术方面,中国古代人民创造了许多伟大的发明和创新。
其中最著名的当属中国古代的四大发明,即造纸术、印刷术、指南针和火药。
这些发明对世界文明的发展产生了深远的影响。
造纸术的发明使得知识的传播更加便捷,由于纸张的大规模制造,书籍的出版也变得更容易。
印刷术的问世则使得知识更加广泛地传播开来,有力地推动了文化的繁荣和文明的进步。
指南针的发明被认为是航海和航空领域的重大突破,为探索和贸易提供了便利。
而火药的发明则对军事领域具有巨大的影响,推动了军事技术的进步和战争形态的演变。
古代中国在农业方面也达到了高度的成就。
中国人民发明了许多农业技术,如灌溉、旱田耕作、西南阶地农耕等。
这些技术不仅提高了农作物的产量,也改善了农民的生活条件。
同时,中国古代还注重农业的科学研究,如《农政全书》、《水经注》等著作,为农业生产提供了科学理论的支持。
在艺术和文学方面,中国古代的成就同样令人叹为观止。
中国古代文学作品丰富多样,涵盖了诗歌、词曲、散文、戏剧等多种形式。
《诗经》是世界上最早的一部诗歌总集,它记录了中国古代不同时期的风俗民情,被誉为诗的百科全书。
《红楼梦》是中国古代小说的巅峰之作,其深刻的人物描写和细致入微的情节展示了中国古代小说的艺术成就。
中国古代绘画、雕塑和陶瓷也在艺术领域取得了极高的成就,在世界上享有盛誉。
哲学思想是中国古代文明的另一大特点,其深刻思想和智慧在世界各地广泛传播。
儒家思想主张仁爱和道德的实践,提出了“仁者无敌”和“君臣父子之义”等思想,对中国社会的发展起到了积极的作用。
道家思想强调与自然和谐相处,追求生命的真、善、美。
佛教的传入则使得中国文化进一步丰富并与其他文化相互融合。
这些思想和智慧在历史上影响了中国社会的形态和人们的行为准则。
中国飞行先驱者的故事

中国飞行先驱者的故事
中国飞行先驱者的故事可以追溯至古代,其中一些著名的先驱者包括:
1. 韩信:在楚汉相争时,韩信使用风筝载人,并演奏楚国音乐,成功地瓦解了楚军的士气,最终取得胜利。
2. 万户:明朝时期,万户自制飞天火箭,然而他在实验时不幸
被炸身亡。
万户的尝试为人类航天事业奠定了基础,被誉为“航天之父”。
3. 鲁班:中国古代著名工匠,据说他曾制造了一只木头飞鸟,
能够在空中飞行数天。
这被认为是古代中国飞行探索的重要成果。
除了这些先驱者之外,中国还有许多其他关于飞行的探索和尝试,例如南宋时期发明的飞行玩具“神舟”,以及清朝时期出现的飞行飞
行器等。
这些尝试不仅为中国古代航空技术的发展奠定了基础,也为人类航天事业的前进做出了贡献。
古代飞天的方式

古代飞天的方式
古代飞天的方式指的是在缺乏现代航空技术的情况下,人们采用各种方式进行飞行的探索和实践。
在古代,人们通过以下几种方式进行飞行:
1. 风筝飞行:早在公元前3000年左右,中国的人们就已经掌握了制作风筝的技术,并且用风筝进行观测和传递信息。
在随后的几个世纪里,人们开始将风筝用于飞行。
他们用大型的风筝来承载自己,然后在空中飞行。
2. 火箭飞行:中国在古代就已经掌握了火药制造技术,并且用火药制作了火箭。
在13世纪,火箭被用于战争,但同时也有人尝试用火箭进行飞行。
在17世纪,法国天文学家拉普拉斯设计了一种火箭飞行器,但是由于火箭的控制难度较大,这种飞行器并没有得到普及。
3. 鸟翼飞行:人们发现,鸟类的翅膀可以让它们在空中飞行,因此在古代,人们尝试用鸟翅膀制作出可以飞行的装置。
在9世纪,阿拔斯王朝的一位科学家阿尔-贾希兹就研制出了一种鸟翼飞行器,但是由于控制难度大,这种飞行器也没有得到广泛应用。
总之,古代人们虽然缺乏现代航空技术,但是他们通过不断的尝试和探索,发明了各种具有创意的飞行方式,这些方式为现代航空技术的发展奠定了基础。
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有关航空的历史知识点总结

有关航空的历史知识点总结有关航空的历史知识点总结引言航空是人类追求的伟大梦想之一,几千年来,人类一直在不断探索飞行的可能性。
从最早的风筝到现代的喷气式飞机和太空船,人类的航空技术取得了巨大的进步。
本文将总结有关航空的一些历史知识点,带领读者了解航空发展的里程碑、重要人物以及技术突破等方面的重要信息。
一、古代飞行的雏形1. 中国的风筝:中国古代最早出现的飞行器材之一是风筝。
早在公元前5世纪,中国人开始使用风筝进行信号传递、气象观测和娱乐活动。
风筝的发明为后来的飞行技术提供了启示。
2. 蒸汽火箭:十三世纪时,中国工程师王卡多发明了一种蒸汽火箭,被认为是世界上第一种火箭。
这种火箭是由竹子制成,内部充满水蒸气,燃烧时产生推力。
蒸汽火箭的发明标志着人类对于火箭原理的初步理解。
3. 蒙古的火药火箭:早在十三世纪时,蒙古人就使用火药爆炸产生的推力来推动箭矢,进行远程射击。
这种火箭原理的应用为后来的火箭发展奠定了基础。
二、现代航空的奠基者——莱特兄弟1. 威尔伯·莱特(Wilbur Wright)和奥尔维尔·莱特(Orville Wright)是航空历史上的重要人物。
1903年,他们成功制造出了世界上第一架飞机,进行了历史上第一次有人驾驶的动力飞行。
莱特兄弟的飞行实验对于现代航空技术的发展起到了重要的推动作用。
2. 莱特兄弟的飞行器采用了机翼配重和可控三轴,这些设计成为后来飞机制造的基本原则。
他们所使用的发动机和螺旋桨设计也为航空技术的发展提供了重要的参考。
三、航空技术的发展1. 宇航员的诞生:1961年,苏联宇航员尤里·加加林首次进行了太空探险,成为第一个进入太空的人类。
此后,更多的宇航员相继诞生,太空探险成为世界各国竞相追逐的领域。
航空技术的突破为人类进一步探索宇宙打下了基础。
2. 喷气式飞机的问世:喷气式飞机的发明是航空技术的重要里程碑。
法国工程师雷蒙·科尔特在1939年推出了世界上第一架喷气式飞机的原型机。
古人都发明了哪些飞行器

古人都发明了哪些飞行器作者:沈玉清沈海军来源:《百科知识》2018年第02期江西卫视“经典传奇”栏目曾播放过一期科技探秘类节目,介绍神秘中国古岩画里的“飞机”。
这期节目所讲的故事发生在新疆西北部哈巴河县的多尕特山谷。
在多尕特山谷的洞穴中,考古学家发现了若干疑似飞机、飞碟、火箭等的图案,并随即展开调查。
该节目称,研究人员使用碳14检测后发现,这些疑似飞行器的岩画距今已有上万年历史……这期节目并不长,时长不过半个小时,视频画面、解说和配音充满了浓厚的神秘色彩。
但是,岩壁中有上万年历史的疑似飞行器图案到底是什么?它们究竟是远古中国的飞行器,还是古人狩猎用的器具,亦或是外星人的UFO?观众听得是云里雾里,直到节目播完也没有定论。
讲到这里,一些读者一定会好奇,古代中国人有没有发明过飞行器?如果有,他们都发明了哪些飞行器?本文就聊聊这个有趣的话题。
“飞天”·舜帝·竹蜻蜓中国人自古就有飞天的梦想,在佛教绘画中,就有飞舞的菩萨、天女、伎乐等所谓的“飞天”形象。
“飞天”最初出现于我国西北地区的石窟壁画上,最具有代表性的当属甘肃敦煌莫高窟壁画。
莫高窟壁画描绘的“飞天”人物造型大多体态丰盈,衣袂飘飘,在天上飞翔时动作优美;造型人物或是弹奏乐器,或是散花人间……这些艺术杰作反映了古代中国人希望超越肉身、在天空中自由翱翔的梦想。
“飞天”不过寄托了古代中国人的梦想,那么在中国历史上是否真的有人可以飞行呢?相传上古的领袖舜是第一个利用器物飞行的中国人。
《史记·五帝本纪》记载:舜的继母和弟弟象嫉恨舜,常在舜的父亲瞽叟面前讲舜的坏话。
一来二去,瞽叟便对舜极度厌恶,心生杀念。
一次,瞽叟让舜修补谷仓屋顶。
舜刚上去没多长时间,瞽叟便悄悄地点燃了谷仓。
舜当然不会坐以待毙,于是用两顶大斗笠做翅膀,从谷仓上滑翔而下,得以逃生。
这就是中国史料记载中最早使用飞行器的故事。
很显然,舜的斗笠相当于我们今天的降落伞。
春秋时期,中国人发明了竹蜻蜓。
鹤舞凌霄徐勇凌:中国人的飞行梦不止“航空四大发明”

鹤舞凌霄徐勇凌:中国人的飞行梦不止“航空四大发明”
“鹤舞凌霄,翱翔中国。
”和功勋试飞员徐勇凌一起学飞行。
打造中国飞行训练网络教育(CFTIE),让我们在飞翔者之歌中感受快乐。
每个中国人都熟知“四大发明”——造纸术、印刷术、火药和指南针。
可你知道吗?在灿烂的华夏历史长河中,还诞生了伟大的“四大航空发明”——风筝,竹蜻蜓,孔明灯和爆竹(火箭)。
而中国人的飞行梦,还远不止于此。
本期《鹤舞凌霄》将为你梳理中国人飞行之梦的实现过程,同样拥有飞行梦想的你,心动了吗?
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中国古代的“四大航空发明”
中国航母辽宁舰进行舰载机起降训练
风筝:巧出助飞效应
在辽阔的渤海,中国海军航空兵某部正在进行舰载机起降训练。
只见辽宁舰保持30节(约为55.6km/h)航速迎风疾驶,一架架战机轰鸣。
航母的前甲板不足200米长,重达20~30吨的歼-15战斗机要从航母前端滑跃式甲板上一跃而起,直上云天,这是怎么做到的呢?
这其中的原理就离不开“风筝效应”啦!风筝,古人称之为鸢(yuān)。
它有骨架、面布和平衡尾3个部分。
骨架是用来保持轮廓和有效的受风面积,并支撑和固定面布的;面布是提供风筝的受风面,使风筝产生升力的作用部件,也可使风筝呈现多样的画面效果;平衡尾有配重、稳定的作用,也可保持风筝放飞时的姿态。
风筝升空原理及受力分析(绘图/ 林汉京)
风筝的升空利用了“力的合成与分解”和“作用力与反作用力”(牛顿第三定律)两项物理学原理。
风筝飞起时,其迎风面与空气会有个相对运动方向的迎角(α),风筝拉线会产生拉力(T)。
根据牛顿第三定律,就会产生一个大小相等的反作用力(T反),且反作用力的方向与拉力的方向相反。
风筝拉线与面布的交接点(A点)在垂直方向会受到空气压力(F压)的分力(F升)、线拉力(T)的分力(T下)和风筝重力(G)共同作用。
调整风筝的放飞迎角(α),使F升≥T下+G,风筝就可上升或在空中静止;如若F升T下+G,风筝就会下坠。
辽宁舰飞行甲板的前端向上斜翘,使舰载机在加力起飞的最后阶段机身向上与水平方向呈大约14o的迎角。
此时的机翼与机身下表面相当于一个巨型的风筝。
歼-15战斗机在滑跑起飞时可获得较大的辅助升力。
同时歼-15战斗机发动机产生的推力方向也因迎角向上倾起,舰载机实现短距滑跑快速起飞。
在军用飞机各种战术飞行动作中也能找到风筝效应的身影。
飞行
员依靠对迎角的准确掌握,完成各种复杂的特技动作,从而达成各种战斗任务。
延伸阅读:
飞机升空主要依靠伯努利效应,但飞机在低速状态时伯努利效应尚不明显,因此风筝效应对飞机的起降辅助效果反而较强。
20世纪40年代中期以前,飞机多以活塞发动机和螺旋桨为动力装置,飞机航速较低,起飞速度较慢,因此多采用后三点式起落架布局,以使飞机有固定的迎角,在滑跑全程获得风筝效应。
而现代喷气式飞机起飞速度快,无需再借助风筝效应,为便于驾驶员观察,避免着陆时发生“机头倒立”等安全事故,多采用前三点式起落架布局。
低速飞机起落架布局为后三点式。
在第二次世界大战时,后三点式的起落架仍广泛使用K-27军用舰载直升机采用的同轴反转螺旋桨,也是竹蜻蜓原理的变身竹蜻蜓(螺旋桨)受力分析(绘图/ 林汉京)
竹蜻蜓:变身螺旋桨
以竹蜻蜓为原型的螺旋桨推进器,被应用于喷气时代以前几乎所有的飞机。
即使是现在,大大小小的直升机依然在它们的顶部安装至少两部大大的竹蜻蜓—旋翼。
这个诞生于中国东晋时(317年—420年)的玩具,怎么就如此深远地影响了人类的航空历史呢?
伴随着丝绸之路的贸易,竹蜻蜓来到西方,被称为“中国螺旋”。
1796年,英国人乔治·凯利对其进行了研究。
1903年,美国莱特兄弟发明了飞机,竹蜻蜓成了飞机的重要推进部件—螺旋桨。
竹蜻蜓(螺旋桨)升空原理与风筝相似,主要还是牛顿第三定律、力的分解與合成。
如上页图所示,螺旋桨逆时针旋转,有倾角的叶片对空气产生推挡,其A点作用力分别是向下的F下和切线方向的F 切。
同时对叶片的反作用力F反可分解为使螺旋桨向上的推力F反升和沿叶片旋转切线方向相反的作用力F反切。
孔明灯:催生热气球
孔明灯俗称许愿灯。
相传这种灯笼的外形酷似三国时期蜀国宰相
诸葛孔明戴的帽子,也有人说这种会飞的灯是诸葛亮发明的,故得其名。
但在早于孔明生卒年代的西汉时期,《淮南子·万毕术》中已有类似现象记载:“取鸡子,去其汁,然(燃)艾火纳空卵中,疾风因举之飞。
”意思是说在空鸡蛋壳中燃艾绒,蛋壳可飞上天空。
这说明我们的先祖很早就认识到轻盈的物体可以在热空气作用下升空。
如右图所示,左侧灯体中蜡烛未点燃时,温度较低(t1),灯内空气密度大,灯的总重量较大(G1);右侧灯体中蜡烛点燃时,温度升高至t2,灯内空气密度变小,灯的总重量变小至G2。
这个时候孔明灯受到的浮力就等于其排出同体积的环境空气的重力(空气质量乘以重力加速度)。
根据阿基米德定律,当浮力大于孔明灯自身与灯内的气体重力的总和G2时,孔明灯就能在空气中漂浮起来。
孔明灯在中国古代多做军事用途,主要用来传达军事讯息,以及探测风向和风速。
热气球运动则是其原理在现代的发展与应用。
孔明灯与热气球的升空原理相同孔明灯升空原理分析(绘图/ 林汉京)在涡轮喷气发动机技术基础上改进发展而来的新型大功率航空涡轮风扇发动机。
展品陈列于民航博物馆(摄影/ 张翔)走马灯:孕育喷气发动机
走马灯的构造很像竹蜻蜓与孔明灯的组合体。
它的内部有一根可以旋转的立轴,上部装一个叶轮(有多个叶片的竹蜻蜓),立轴下端则装一盏灯或一支蜡烛作为热源。
热源点燃后,上方空气受热上升,通过叶轮后从灯体的上方离去,而冷空气由下方源源不断进入灯体。
这样形成空气在灯体内由下向上的单向流动从而推动叶轮,并带动与立轴相连的图像(走马)在灯内转动。
走马灯具体发明时间尚不清楚,但到秦朝时它已制作精良。
它是世界上第一款使用热动力驱动涡轮旋转做功的机械装置,它实现了热能向机械能的转换,成为涡轮喷气发动机的鼻祖。
1921年法国人获得了第一个喷气发动机的专利;1939年8月德国制作了世界上第一架喷气式飞机;1950年,朝鲜空战成为世界上第一次喷气式飞机的对决。
喷气式飞机的出现催生了军用飞机的升级换代,加大了航空在军事上
的作用,也加强了制空权在现代战争中的地位。
走馬灯
科学发明走向实际应用,需要大量的科学实践解决工程化问题。
由于中国古代科学受生产力和政治制度的限制,这些重要航空发明未能在中国获得应有的发展与转化。
新中国的建立,特别是改革开放后,中华民族的科技事业迈入崭新的年代,航空工业快速发展。
我们期待更多优秀的发明创造出现在中国,改变我们的生活,改变我们的世界。