小时候仰头看飞机掠过云层,人类咱们可能都幻想过:要是飞行能像鸟儿一样扑腾两下就上天该多好。不过现实中的实现飞行可不像童话,那些钢铁造物明明没有羽毛,历程却能载着几百号人跨越大洋。人类今天咱们就来唠唠,飞行人类到底耍了哪些"花招"来实现飞行梦。实现
一、历程借风而行的人类老办法
1903年莱特兄弟的木头飞机首飞成功前,人类其实早就琢磨出不少土办法。飞行山东潍坊的实现老风筝匠人告诉我,他们祖上传下来的历程八卦风筝,用竹条撑起绸布,人类单靠风的飞行力量就能在云端跳舞。
1. 滑翔机的实现秘密
德国工程师李林塔尔1891年造的滑翔机,机翼弯得像个月牙。这种翼型产生的升力,用现在的话说就是伯努利定律——气流在机翼上表面跑得比下表面快,压强差就把飞机托起来了。想想用吸管吹纸片的游戏,其实原理差不多。
飞行方式 | 升力来源 | 操作复杂度 |
鸟类飞行 | 翅膀拍打 | 完全自主 |
滑翔机 | 固定翼+气流 | 中等(需控制俯仰) |
热气球 | 空气浮力 | 简单(主要调节高度) |
二、给飞行装上"心脏"
真正让人类摆脱风力束缚的,还得是1903年装上的那台12马力的汽油机。不过你可能不知道,早期的飞机设计师可是在自行车铺里捣鼓出传动系统的,螺旋桨转速全靠链条传动,跟咱们骑的变速车原理相通。
- 喷气时代来临:1939年德国He178喷气式飞机首飞,用燃气推动的反作用力,比螺旋桨快了两倍不止
- 垂直起降魔术:英国鹞式战斗机的旋转喷管,能让高温气流像水龙头似的转向,实现悬停特技
三、肉身飞行的黑科技
看过《钢铁侠》的朋友肯定眼馋那个酷炫的飞行装甲。现实中,2016年英国发明家布朗宁确实搞出了喷气背包,用6台微型涡轮发动机,能持续飞行5分钟。不过这家伙每小时要烧掉19升航空煤油,腰包不够鼓还真玩不起。
个人飞行器 | 动力类型 | 续航能力 |
翼装飞行 | 重力势能 | 5-7分钟 |
喷气背包 | 航空煤油 | 约5分钟 |
电动飞行板 | 锂电池 | 8-10分钟 |
四、飞得更高的新玩法
NASA去年公布的X-59静音超音速飞机,机头长得像支铅笔。这个设计能把音爆声压降到75分贝,相当于关车门的声音。要是真能商用,以后从北京飞纽约可能就4小时,还能顺带看场日出。
瑞士的太阳能飞机"阳光动力2号"更绝,机翼上铺了17248块太阳能电池板。2016年它用16个月绕了地球一圈,全程没加一滴油。飞行员说最难的不是技术,是要在座舱里连续坐5天5夜——比开长途货车还考验膀胱。
五、飞行的代价与智慧
《空气动力学基础》里算过笔账:波音747起飞时,机翼每平方米要承受近700公斤压力。为此工程师们搞出了整体壁板技术,把机翼做成蜂窝状结构,既轻便又结实。这灵感其实来自蜂巢,看来大自然早把答案写在风里了。
最近在浦东机场看到C919国产大飞机试飞,银灰色的机身在阳光下泛着光。塔台传来的无线电时断时续,但那个大家伙始终稳稳地切着云层,像裁缝手上的剪刀划过绸缎。