航空史上的 十次 偉大飛行

人類的首次有動力飛行,距今已經有100多年了,這100多年來,人們進行過數以萬計的飛行。可以說飛行已經成為人類社會的一項不可或缺的活動。在這些飛行中,有一些是具有開拓性的歷史意義的,其成功肯定了人類的努力,也極大的促進了科技的進步。在眾多的飛行中,航空史學家們歸納了十幾次具有歷史意義的偉大飛行,每一次偉大的飛行都具有一定的代表性,是航空發展的重要里程碑。

航空史上的 十次 偉大飛行

飛行者1號,美國

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萊特兄弟

一、人類首次有動力飛行(1903年)

第一次偉大的飛行自然是萊特兄弟於1903年完成的人類首次有動力、載人、持續、穩定、可操縱的成功飛行。

翱翔藍天是人類一直追求的夢想,在萊特兄弟的成功壯舉之前,很多先驅者付出了多年堅持不懈的努力,甚至是自己的生命,但是基本上都以失敗告終。在1903年12月17日,萊特兄弟發明的世界上第一架帶動力載人飛機飛上了藍天。

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飛行者號試飛中

萊特兄弟的偉大成就得益於他們從小就著迷於機械和飛行,從1896年開始,他們就一直熱衷於飛行研究。通過多次研究和實驗,積累了許多翼型數據並設計出性能優良的螺旋槳。通過不懈的努力,終於在1903年製造出了“飛行者”1號。該飛機翼展為13.2米,通過鏈條傳動驅動兩副兩葉推進螺旋槳,採用滑撬式起落架,裝有一臺四缸發動機。這架名留航空史的飛機,現在陳列在美國華盛頓航空航天博物館內。

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小時候的萊特兄弟

萊特兄弟的第1次飛行,雖然飛行時間只有幾十秒,飛行距離只有幾百米,離地高度也只有幾米,但他們的探索精神卻永遠值得人們學習,其成功一直激勵著後人對航空航天的持續探索。萊特兄弟的壯舉,讓人類開始漫步於天空,繼而遨遊於天宇。

二、第一架全金屬客機首飛(1915年)

萊特兄弟發明飛機以後直到20世紀20年代,飛機大多數構件採用木質結構。但由於木材力學性能的侷限,飛機很難做的更大、飛得更快。鋁合金具有較高的力學性能,適於製造飛機的構件。鋁合金的出現引起了飛機結構設計的革命性變化。

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Junkers F-13

德國著名飛機設計師容克斯敏銳地看到金屬材料的使用前景,1915年12月12日,他設計的世界第一架無支柱懸臂式全金屬單座飛機J1首次試飛。該機裝有一臺120馬力的發動機,但是沒有投入批量生產。

第一次世界大戰後,容克斯從事民用運輸機的研製,製成了世界第一架全金屬封閉式客機----Junkers F-13,於1919年6月25日首飛成功。該機可載客4人,駕駛員2人,巡航速度每小時140千米,可飛行5個小時。該機共生產322家,廣泛使用到20世紀30年代初。

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大型客機之母--Junkers F-13(德國)

1932年,容克斯在F-13飛機的基礎上又推出了大型三發客機Ju-52,該機共生產4000架,在世界各國廣泛使用。容克斯宣告了飛機從木質結構跨進了全金屬時代。

三、林白單人飛越大西洋(1927年)

20世紀20年代,飛機雖然取得了很多的進步,但長距離和長時間的跨大洋飛行對於航空工程師來說依舊是很大的挑戰。1927年5月,世界航空史上發生了一件盛事,美國飛行員林白單人駕駛飛機成功地從紐約飛抵巴黎,轟動世界。

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飛行英雄林白與“聖路易斯精神”號飛機(美國)

林白駕駛的“聖路易斯精神”號飛機由瑞安公司的M-Z型郵政飛機改裝而成。為了最大限度地減輕重量,飛行員孤注一擲的拆除了很多必要的設備,包括髮報機、夜航設備、食品櫃甚至降落傘等設備;僅攜帶5個三明治和3瓶水用來維繫生命。經過33小時30分29.8秒的空中飛行,飛越5810千米,跨越大西洋,終於從美國東海岸紐約單人不著陸直飛法國巴黎,創造了當時很多人認為不可能完成的奇蹟,為日後的跨洋旅行,乃至環球旅行開闢了先河,也喚起了公眾對航空的極大熱情。

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“聖路易斯精神”號飛機

四、第一架實用直升機首飛(1939年)

世界上公認的第一架載人直升機FW-61是德國直升機設計師福克於1936年發明的。但是,第一架實用直升機則是由西科斯基完成的。1939年9月14日,西科斯基這位被稱為現代直升機之父的著名飛行設計師駕駛自己設計的VS-300直升機進行了首飛,首次飛行離地只有二三米,懸停也不過10秒,但是獲得了成功。

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FW-61直升機(德國)

1940年,美國陸軍決定大量訂購VS-300直升機的改進型VS-316,從此直升機進入軍隊服役。1940年5月6日,51歲的西科斯基還駕駛VS-300直升機創造了續航時間1小時32分26秒的世界紀錄。

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西科斯基試飛VS-300(美國)

五、第一架噴氣式飛機首飛(1939年)

提高飛行速度往往是研製新飛機所追求的目標。到了20世紀30年代,飛機的最大速度僅徘徊在700千米/小時左右,這幾乎是採用活塞式發動機/螺旋槳系統的飛機的速度極限。

得益於德國奧海姆和英國惠特爾分別獨立發明的噴氣式發動機,飛機採用噴氣式發動機代替之前通常使用的活塞發動機/螺旋槳系統成為可能。

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世界上第一架噴氣式飛機--He-178(德國)

1937年9月,26歲的奧海姆成功研製了第一臺噴氣式發動機。1939年8月27日世界上第一架噴氣式飛機——德國的He-178成功首飛。He-178採用一臺奧海姆設計的渦輪噴氣發動機HeS3B作為動力,當時的飛行速度達到每小時700千米。

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奧海姆研製的HeS3B渦輪噴氣發動機(德國)

二戰結束後,噴氣式發動機迅速發展,飛行速度越來越快,航空技術發生了質的飛躍,不僅軍用飛機面貌一新,在民用飛機領域也誕生了噴氣式客機,使現代民航運輸業發生重大轉折,噴氣時代真正到來。

六、耶格爾突破音障(1947年)

噴氣式飛機的誕生使得飛機的飛行速度大大提高,但飛行速度要超過聲速依舊是巨大的挑戰。直到1947年10月14日,美國飛行員耶格爾上尉駕駛X-1火箭研究機進行第9次動力飛行,成功突破音障。

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查克.耶格爾是人類歷史上第一位超音速飛機試飛員

當時,一架B-29轟炸機攜帶X-1火箭研究機升至6000米高空後投下X-1飛機,耶格爾嚴格按程序點著了4個燃燒室,飛機飛行速度達到0.88倍聲速,飛機開始大幅度震動,耶格爾隨即關掉2個燃燒室,下降到2800米高空時,耶格爾使飛機平飛,又打開第3個燃燒室,飛機又加速,此時飛行速度表顯示飛機的速度已經超過聲速。這時空中傳來了像打雷一樣的巨響,這就是音爆。人類終於成功突破音障。

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X-1火箭試驗機(美國)

飛機速度接近聲速時,空氣阻力會急劇增大,這種阻力是實現超聲速飛行的重大障礙。飛機發明以來44年間,人類還未能突破這一重大障礙,耶格爾的這次壯舉為人類進入超聲速時代鋪平了道路。他因這次突破音障而被載入史冊:獲得了杜魯門總統頒發的美國科技成就最高獎——科利爾獎;獲得了國際航空聯合會頒發的純金獎章。

七、噴氣式客機首航倫敦至羅馬(1952年)

1952年5月2日,英國飛機設計師德.哈維蘭設計的“彗星”號客機從倫敦起飛,兩小時後抵達羅馬,正式投入商業航線首航,引起巨大轟動,在軍用飛機跨越噴氣時代之後,“彗星”號開創了人類民航噴氣客機的新時代。

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“彗星”號噴氣式客機(英國)

此前,民航客機都安裝活塞式發動機,最大飛行速度約為每小時700千米,而“彗星”號客機的巡航速度達到了每小時788千米,明顯縮短了飛行時間。“彗星”號採用了密封座艙,在雲上飛行,不僅可以鳥瞰美麗的景色,其平穩舒適也是前所未有的。

繼“彗星”之後,蘇聯、法國和美國也先後推出了自己的噴氣客機。蘇聯圖波列夫設計局於1955年6月首次試飛了圖104客機,該機成為蘇聯20世紀50年代主力民航客機。真正使噴氣客機得到廣泛應用的是美國波音707客機,他的技術優勢在於每個細節都很成功,從而形成了綜合技術優勢。

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“彗星”號噴氣式客機

八、阿普特突破熱障(1956年)

飛機突破聲速後,如果飛機的飛行速度進一步提高,氣動加熱會使飛機的溫度升高;飛機在3倍聲速以上飛行時,採用鋁合金結構的飛機已經無法耐受氣動加熱產生的高溫;氣動加熱成為了飛機速度進一步提高的障礙,這稱為熱障。

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X-2火箭研究機

熱障是因飛行速度增高而引起飛機表面過熱造成的,會導致飛機材料的力學性能下降,從而使結構強度與剛度降低,引發災難性破壞。通常,飛機速度超過2.2倍聲速時就必須採取防熱措施。

1956年9月27日,美國空軍飛行員阿普特上尉駕駛貝爾X-2火箭研究機,突破了熱障,把飛行速度提高到從來沒有過的3.2倍聲速。然而,阿普特創造世界紀錄之日,也是他獻身航空之時,他在成功突破熱障後的返航途中獻出了自己寶貴的生命。

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X-2

九、超聲速客機首飛(1968年)

在戰鬥機已經實現了超聲速以及更高速度飛行後,人們開始關注超聲速客機,全世界各國開始探索研製超聲速客機。20世紀60年代,兩個日子被載入世界航空史冊 :1968年12月31日和1969年3月2日,超聲速客機圖-144和“協和”號分別進行了首飛並取得成功。巧合的是,兩架超聲速客機除了研製、試飛的時間接近,外形性能也極為相似,巡航速度也都在2.0~2.35倍聲速。

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俄羅斯圖-144超聲速客機

“協和”號飛行成功後,投入了商業飛行,並運行30多年,但最終由於事故頻發和維護費用高昂而被迫退出了飛行。圖-144則沒有投入正式運營。

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“協和”號超聲速客機

十、世界最大的寬體客機首航(1970年)

1969年2月9日,航空史上一代傳奇“波音—747”首飛成功,開創了民航的寬機身時代。1970年1月22日,泛美航空公司首次使用寬體客機波音747,載客324名,從紐約首航倫敦,歷時6小時10分鐘,開啟了寬體噴氣運輸時代。

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波音--747客機

1964年美國空軍招標,發展大型軍用運輸機C5A。波音公司的方案由於耗費過高而被淘汰,而後,波音決定利用這一技術發展大型寬體客機,並得到了泛美航空公司的支持。波音—747項目是一場世紀冒險,寬體客機是飛機設計的一次革命,其基本型的機身接近於7米寬,一排10個座位,雙通道,最大載客量達490人。

自波音747投入航線運營以來,寬體客機已經成為洲際旅行的首選波音公司也成為該領域不折不扣的霸主。此後,歐洲空中客車公司成功研製了新一代巨型客機A-380,最多可乘坐800多人,成為當今世界上最大的新一代寬體客機。

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空客A380寬體客機


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