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1、航空航天技術(shù)的發(fā)展,一、航空技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)代有了風(fēng)箏、三國(guó)時(shí)代有了孔明燈、晉代有了竹蜻蜓、宋代有了火箭的發(fā)明。它們是人類早期對(duì)重物升空的嘗試。,達(dá)芬奇和他的飛機(jī)草圖,1505年，達(dá)芬奇寫成了研究手稿論鳥的飛行。達(dá)芬奇是大畫家，在這篇論文中，圖文并茂。根據(jù)鳥的飛行原理，達(dá)芬奇設(shè)計(jì)了飛機(jī)、降落傘、直升機(jī)。他考慮最多的是撲翼機(jī)。,熱氣球,1783年10月21日法國(guó)的蒙格菲兄弟在巴黎成功地進(jìn)行了載人的熱氣球試驗(yàn)。,齊柏林和他的飛艇,1900年7月德國(guó)的齊伯林以鋁為構(gòu)件的硬式飛艇試驗(yàn)成功。時(shí)速達(dá)每小時(shí)30公里。齊伯林的飛艇幾經(jīng)改進(jìn)，到1911年的齊伯林七號(hào)，裝有420馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)，時(shí)速大約每小

2、時(shí)58公里，并且被用于第一次世界大戰(zhàn)，去對(duì)法國(guó)作戰(zhàn)。,凱利和他設(shè)計(jì)的飛機(jī),18091810年凱利分三次在英國(guó)的自然哲學(xué)、化學(xué)和技藝雜志上發(fā)表了題目為論空中航行的論文。這是世界上最早的航空論文，也是世界上現(xiàn)代航空的標(biāo)志。所以凱利后來(lái)被人們稱為“航空之父”。,利林塔爾和他的飛行圖,德國(guó)的利林塔爾，1889年發(fā)表了一本鳥類飛行的藝術(shù)，這本書對(duì)后來(lái)的飛行影響很大。為了改進(jìn)他制造的滑翔機(jī)，他進(jìn)行了2000次以上的飛行試驗(yàn)。他對(duì)滑翔機(jī)不斷改進(jìn)，最長(zhǎng)的一次飛行是從15米高的山頭上起飛，滑翔了300米遠(yuǎn)。,蘭利和他的飛機(jī),蘭利將他的研究結(jié)果寫成一本書空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。這本書是最早的比較系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)空氣動(dòng)力學(xué)著作，

3、對(duì)后來(lái)的飛機(jī)研究者，包括萊特兄弟影響很大。,萊特兄弟和他們的飛機(jī),美國(guó)在俄亥俄州開自行車修理店的萊特兄弟為德國(guó)的利林塔爾的犧牲精神所鼓舞，決心試制飛機(jī)。他們首先從制造滑翔機(jī)開始，從1899年開始，逐漸改進(jìn)。1901年萊特兄弟（哥哥 Wilbur Wright，18671912,弟弟Orville Wright，18711948）為了實(shí)驗(yàn)和改進(jìn)翅膀，建造了風(fēng)洞，他們研究與比較了200種以上的機(jī)翼形狀。到1902年秋，已經(jīng)積累了上千次滑翔經(jīng)驗(yàn)，掌握了飛行的理論與技術(shù)。,最后，他們決心制造裝有發(fā)動(dòng)機(jī)與螺旋槳的飛機(jī)。經(jīng)過艱苦的研究，終于制成了4缸8馬力的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，并且用樅木制造了螺旋槳。1903年1

4、2月17日在北卡羅來(lái)納州的刺鬼山海岸（Kill Devil Hills beach），對(duì)他們制成的“飛行者”1號(hào)進(jìn)行了試飛。經(jīng)過4次試飛，最好的成績(jī)是在空中飛行59秒，飛行距離259.7米的記錄。那次試飛，他們發(fā)了50封邀請(qǐng)信，結(jié)果只來(lái)了5個(gè)人，報(bào)界對(duì)此反映冷淡。,1904年進(jìn)行了“飛行者”2號(hào)試飛，總共飛行了105次，最長(zhǎng)飛行記錄是飛行了5分鐘，距離為4.4公里。后來(lái)他們對(duì)飛機(jī)的操縱性能做了改進(jìn)，1905年6月，制成了“飛行者”3號(hào)。經(jīng)過50次試飛，在10月5日達(dá)到了持續(xù)飛行38分3秒、飛行距離38.6公理的記錄。經(jīng)過各種姿態(tài)的飛行試驗(yàn)，說明這架飛機(jī)已經(jīng)具備實(shí)用性。,萊特發(fā)明的飛機(jī)雖然已經(jīng)達(dá)

5、到了實(shí)用階段，但是要得到社會(huì)的承認(rèn)與支持還經(jīng)過了一段艱苦的努力。萊特兄弟首先向美國(guó)陸軍談判，希望獲得支持，但是陸軍反應(yīng)冷淡，說是要等到他們?cè)斐龀{駛員外能攜帶一名人員的條件下能夠平飛時(shí)，才會(huì)考慮定購(gòu)。后來(lái)他們又同英國(guó)人談判也未有任何進(jìn)展。在1906、1907這兩年中，他們沒有試驗(yàn)，而是轉(zhuǎn)而改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)與螺旋槳。到1907年春，他們又制造了一架新飛機(jī)，由萊特兄長(zhǎng)帶到歐洲，商談申報(bào)專利與生產(chǎn)問題，也沒有得到什么結(jié)果。整個(gè)世界對(duì)他們數(shù)年的成功試飛沒有什么反應(yīng)。,1907年12月23日，美國(guó)政府愿意提供25000美元的資金，招標(biāo)制造一架能載兩人、飛行速度每小時(shí)64.4公里、飛行距離125公里的飛機(jī)。為了

6、說服美國(guó)官方，1908年2月萊特兄弟進(jìn)行了一次飛行表演，美國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)部同意到場(chǎng)觀看。同年3月萊特與戰(zhàn)爭(zhēng)部簽訂制造飛機(jī)的協(xié)議。 1908年8月萊特弟弟在法國(guó)、1908年9月萊特兄長(zhǎng)在美國(guó)進(jìn)行了飛行表演。都相繼取得了成功，這些成功的表演新聞界廣為報(bào)導(dǎo)，這才使他們成為全世界注目的英雄。,馮如 1883-1912,馮如，廣東恩平人，12歲赴美當(dāng)童工，后在一家工廠當(dāng)工人。經(jīng)過數(shù)年的自學(xué)研究，積累了不少機(jī)械制造方面的知識(shí)。1906年，馮如在舊金山與當(dāng)?shù)厝A僑和親友集資創(chuàng)辦飛機(jī)制造公司。1907年，廣東機(jī)器制造廠在美國(guó)奧克蘭市成立，從事研制飛機(jī)。經(jīng)歷了6次失敗后，在1911年初，于奧克蘭市成功地進(jìn)行了多次航空表演

7、，而且創(chuàng)造了時(shí)速105公里的新記錄。當(dāng)時(shí)孫中山先生也在美國(guó)，觀看了他的飛行表演，在觀看后發(fā)表講話時(shí)對(duì)馮如的成功大加稱贊，鼓勵(lì)他回國(guó)為祖國(guó)服務(wù)。1911年3月馮如回國(guó)，不幸在1912年8月25日的一次飛行表演中因飛機(jī)失事而犧牲。,林白 1902-1974,1920年美國(guó)的企業(yè)家奧太格懸賞25000美金，給第一個(gè)從紐約到巴黎的飛行者。1927年5月21日，美國(guó)人林白（Charles Augustus Lindbergh,19021974）領(lǐng)走了這筆獎(jiǎng)金，航程5810公里，歷時(shí)33.5小時(shí)。林白后來(lái)多年任泛美航空公司的高級(jí)技術(shù)顧問，他也是第一批改進(jìn)機(jī)械心臟泵的發(fā)明者之一。,人們終于迎來(lái)了20世紀(jì)這個(gè)

8、航空的新世紀(jì)。從1916年開始，在英國(guó)、荷蘭、比利時(shí)、德國(guó)、法國(guó)、蘇聯(lián)、美國(guó)等國(guó)先后成立了國(guó)內(nèi)與國(guó)際的航空公司，辦理客貨運(yùn)。19501970年間，在歐美各國(guó)的長(zhǎng)途客運(yùn)幾乎都讓位給航空了，而鐵路長(zhǎng)途客運(yùn)倒閉。在二次世界大戰(zhàn)之后，又出現(xiàn)了噴氣式超音速飛機(jī)。所有這些都得益于力學(xué)的發(fā)展。,二、航天技術(shù)的發(fā)展,齊奧爾可夫斯基在1898年完成了論文利用噴氣工具研究宇宙空間，但是論文直到1903年才在莫斯科的科學(xué)評(píng)論雜志上發(fā)表。論文開創(chuàng)了變質(zhì)量力學(xué)，并且由此推導(dǎo)出火箭運(yùn)動(dòng)的基本公式，后人稱之為齊奧爾可夫斯基公式。論文導(dǎo)出了火箭要克服地球引力所要具有的最小速度，即第一宇宙速度為每秒8公里。并且給出了液體燃料是

9、最理想的推進(jìn)劑。1919年齊奧爾可夫斯基發(fā)表了論文太空火箭列車。這是關(guān)于多極火箭的最早的研究。,法國(guó)人埃斯諾貝爾特利（Robert Esnault-Peltrie,18811957）獨(dú)立于齊奧爾可夫斯基的工作，在1912年發(fā)表了論文關(guān)于無(wú)限減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量的可能性的結(jié)果的思考。論文得到了和齊奧爾可夫斯基相同的結(jié)論。他計(jì)算得到火箭逃出地球的速度為每秒11.28公里，即現(xiàn)今說的第二宇宙速度。他設(shè)計(jì)了到達(dá)月球、金星與火星的火箭以及飛行策略。 齊奧爾可夫斯基與埃斯諾貝爾特利的研究工作奠定了航天技術(shù)的理論基礎(chǔ)。,戈達(dá)德和他的液體火箭,奧伯特作液體火箭試驗(yàn)（右立者）,布勞恩和他的V-2火箭,從1944年起，

10、直到1945年德國(guó)法西斯覆滅，德國(guó)共向盟國(guó)各地區(qū)、特別是英國(guó)發(fā)射了V2火箭3745枚。,布勞恩投降美軍后，到美國(guó)陸軍裝備設(shè)計(jì)研究局工作，后任陸軍彈道導(dǎo)彈發(fā)展處處長(zhǎng)。1955年入美藉。先后領(lǐng)導(dǎo)研制成功紅石、丘辟特、潘興等火箭，并用火箭發(fā)射美國(guó)第一顆人造衛(wèi)星成功。19601970任馬歇爾航天中心主任，1961年任肯尼迪總統(tǒng)的空間事務(wù)科學(xué)顧問，分管阿波羅工程。美國(guó)將人送上月球，就是用的他主持設(shè)計(jì)的土星火箭。1970年任美國(guó)國(guó)家航空航天局主管計(jì)劃的副局長(zhǎng)，1972年辭職?？梢哉f布勞恩的一生，是研制火箭成功的一生。,蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星,1957年10月4日，蘇聯(lián)在拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射成功第一顆重83.

11、6公斤的人造衛(wèi)星。它的軌道近地點(diǎn)215公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)947公里。它在天上運(yùn)行了92天。這顆衛(wèi)星進(jìn)行了高空空氣阻力的測(cè)量，完成了地面大氣密度的測(cè)量等多方面的研究。,第一個(gè)宇航員伽伽林Y.A.Gagalin1934-1968,1961年4月12日，蘇聯(lián)把宇航員加加林送入地球軌道，運(yùn)行了108分鐘，開辟了人類進(jìn)入太空的紀(jì)元。,美國(guó)阿波羅11的發(fā)射指揮隊(duì)伍,阿波羅11號(hào)是美國(guó)國(guó)家航空航天局的阿波羅計(jì)劃中的第五次載人任務(wù)，是人類第一次登月任務(wù)。1969年7月20日，阿姆斯特朗與奧爾德林成為了首次踏上月球的人類。,以再入大氣所遇到的力學(xué)問題來(lái)說，就要求解決：再入大氣時(shí)的入角大小要合適，過大過小都不行；再入大氣后的數(shù)分鐘內(nèi)，由于大氣的電離層隔斷無(wú)線電通訊，要解決飛行器精確自動(dòng)控制的能力問題；再入大氣后飛行器與空氣摩擦產(chǎn)生的高溫（1000以上）問題等。而在所有飛行的各個(gè)環(huán)節(jié)中，火箭的條件，包括加速度、溫度都要控制得適合人的生存。,火箭要解決的技術(shù)問題,航天飛機(jī),航天飛機(jī)是一種垂直起飛、水平降落的載人航天器，它以火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力發(fā)射到太空，能在軌道上運(yùn)行，且可以往返于地球表面和近地軌道之間，可部分重復(fù)使用的航天器。,航天飛行還在發(fā)展，前程無(wú)量。,