Ⅰ 萊特兄弟發明飛機的過程簡便說法
萊特兄弟是指哥哥威爾伯·萊特(W.Wright,1867—1912)和弟弟奧維爾·萊特(O.Wright,1871—1948),分別出生於美國印第安娜州的米爾維爾和俄亥俄州的代頓。兄弟兩個自幼就對飛行有濃厚的興趣,雖然缺乏正規教育,但他們對自然科學和工程技術十分熱愛,養成了勤奮好學、追求新奇事物的個性。
1896年滑翔飛行先驅李林塔爾逝世的消息促使萊特兄弟對飛行問題給予更大的關注,但並沒有立志進行飛機研製。在此後的兩三年間,他們進行的主要活動只是航空入門。直到1899年,萊特兄弟才真正開始踏踏實實地研究航空問題。
一次偶然的機會,威爾伯·萊特產生了「翼尖翹曲」操縱方式的想法,即採用翹曲機翼的方法保持飛行器平衡。萊特兄弟的飛行器試制最初選擇了滑翔機,在1900年到1902年,他們相繼製造了三架全尺寸滑翔機和開展機翼翼型實驗,獲取了一些重要數據和研究結果。第三號滑翔機更是在試驗取得極大成功,他們已能長時間進行有效控制的滑翔飛行。
1903年12月17日,一個值得永遠紀念的日子,這一天人類歷史上第一架載人動力飛機──「飛行者一號」飛行獲得成功。萊特兄弟在北卡羅萊納州的霍克海灘上進行了四次飛行。由威爾伯進行的第四次飛行留空時間59秒,飛行距離260米,成為世界公認的人類第一次自由飛行。
Ⅱ 萊特兄弟是怎麼發明飛機的
《發明飛機的故事》
1877年冬天,一場大雪降在美國的代頓地區,城郊的山岡上到處是白茫茫一片。一群孩子來到堆著厚厚白雪的山坡上,乘著自製的爬犁飛快地向下滑去。山坡上頓時響起陣陣笑聲。BEQ親子資源網
在他們旁邊,有兩個男孩靜靜地站著,眼睜睜地看著歡快的爬犁從上而下劃過。大一點的男孩嘆道:「嗨!要是我們也有一架爬犁該多好啊!」BEQ親子資源網
另一個孩子撅著嘴說道:「誰叫我們爸爸總不在家呢!」他靈機一動,又接著說道:「哥哥,我們自己動手做吧!」被稱做哥哥的男孩一聽,頓時笑了起來,愉快地說道:BEQ親子資源網
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「對呀!我們自己也可以做。走,奧維爾,我們回去!」於是,兩個孩子一蹦一跳地跑下山坡,向家裡飛快地跑去。BEQ親子資源網
這弟兄兩個就是萊特兄弟,大的叫威爾伯,小的便是奧維爾。他們從小就喜歡擺弄一些玩意,經常在一起做各種各樣的游戲。他們的爺爺是個製作車輪的工匠,屋裡有各種各樣的工具,弟兄兩個把那裡當作他們的樂園,經常跑去看爺爺幹活。時間一長,他們就模仿著製作一些小玩具。因此,弟兄兩個決定,這次要做架爬犁,拉到山坡上與同伴們比賽。當天晚上,弟兄倆就把這種想法告訴了媽媽。媽媽一聽,非常高興地說道:「好,咱們共同來做吧!」BEQ親子資源網
於是,弟兄倆個跑到爺爺的工作房裡,找到很多木條和工具,不加思索就幹了起來。BEQ親子資源網
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「不行」媽媽阻止他們說,「干什麼事情得有個計劃,我們首先得畫一個圖樣,然後才做!」BEQ親子資源網
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弟兄倆個明白了這個道理,就同媽媽一起設計圖樣。媽媽首先量了兄弟倆身體的尺寸,然後畫出一個很矮的爬犁。「媽媽,別人家的爬犁很高,為啥你畫的爬犁這么矮?這能行嗎?」弟弟奧維爾不解他問。BEQ親子資源網
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「孩子,要想叫爬犁跑得快,就得製成矮矮的,這樣可以減少風的阻力,速度也就會快多了。」媽媽溫和地解釋道。弟兄倆個這才明白,干任何事情都不應莽撞,應首先弄懂道理。BEQ親子資源網
過了一天,萊特兄弟的矮爬犁做成了。弟兄倆把它推到小山岡上,剛放在山坡上,就跑來了一個男孩。BEQ親子資源網
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「快來看呀,萊特兄弟扛了一個怪物!」這個男孩大驚小怪地叫道。BEQ親子資源網
不一會兒,孩子們都圍了上來,指手劃腳地議論著這個怪模怪樣的東西。萊特兄弟不以為然,勇敢地說道:「誰和我們比賽!」BEQ親子資源網
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先前跑過來的男孩連忙叫道:「我來!我來與他們比賽!」說完,就把自己爬犁拉了過來。BEQ親子資源網
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比賽結果,當然是萊特兄弟獲勝,孩子們再也不嘲弄這個爬犁,反而圍起來左瞧右看,似乎想從中找到什麼。BEQ親子資源網
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萊特兄弟非常高興,帶著勝利的喜悅回家去了。BEQ親子資源網
聖誕節到了,爸爸也從外地回來。聖誕節早晨,爸爸把禮物送給了他們,兄弟倆急不可耐地打開一看,是一個不知名的玩具,樣子好怪好怪的。BEQ親子資源網
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爸爸告訴他們,這是飛螺旋,能在空中高高地飛去。「鳥才能飛呢!它怎麼也會飛!」威爾伯有點懷疑。BEQ親子資源網
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爸爸笑了一笑,當場做了表演。只見他先把上面的橡皮筋扭好,一鬆手,它就發出嗚嗚的聲音,向空中高高地飛去。兄弟這才相信,除了鳥、蝴蝶之外,人工製造的東西,也可以飛上天。於是,弟兄倆便把它拆開了,想從中探索一下,它為何能飛上天去。BEQ親子資源網
從這以後,在他們的幼小心靈里,就萌發了將來一定製造出一種能飛上高高藍天的東西。這個願望一直影響著他們。1896年,萊特兄弟在報紙看到一條消息:德國的李林塔爾因駕駛滑翔機失事身亡。這個消息對他們震動很大,弟兄倆決定研究空中飛行。BEQ親子資源網
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這時候,萊特兄弟開著一家自行車商店。他們一邊幹活掙錢,一邊研究飛行的資料。三年後,他們掌握了大量有關航空方面的知識決定仿製一架滑翔機。BEQ親子資源網
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他們首先觀察老鷹在空中飛行的動作,然後一張又一張地畫下來,之後才著手設計滑翔機。1900年10月,萊特兄弟終於製成了他們第一架滑翔機,並把它帶到離代頓很遠的吉蒂霍克海邊,這里十分偏僻,周圍既沒有樹木也沒有民房,而且這里風力很大,非常適宜放飛滑翔機。BEQ親子資源網
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兄弟倆用了一個星期的時間,把滑翔機裝好,先把它繫上繩索,像風箏那樣放飛,結果成功了。然後由威爾伯坐上去進行試驗,雖然飛了起來,但只有1米多高。BEQ親子資源網
第二年,兄弟倆在上次製作的基礎上,經過多次改進,又製成了一架滑翔機。這年秋天,他們又來到吉蒂霍克海邊,一試驗,飛行高度一下子達到180米之高。BEQ親子資源網
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弟兄倆非常高興,但並不滿足。他們想能否製造一種不用風力也能飛行的機器?BEQ親子資源網
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兄弟倆反復思考,把有關飛行的資料集中起來,反復研究,始終想不到用什麼動力,把寵大的滑翔機和人運到空中。有一天,車行門前停了一輛汽車,司機向他們借一把工具用用。來修理一下汽車的發動機。弟兄倆靈機一動,能不能用汽車的發動機來推動飛行。BEQ親子資源網
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從這以後,弟兄倆圍繞發動機動開了腦筋。他們首先測出滑翔機的最大運載能力是90公斤,於是,他們向工廠訂制一個不超過90公斤的發動機。但當時最輕的發動機是190公斤,工廠無法制出這么輕的發動機。BEQ親子資源網
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後來,一名製造發動機的工程師知道了這件事情,答應幫助萊特兄弟。過了一段時間,這位工程師果然造出一部12馬力、重量只有70公斤的汽油發動機。BEQ親子資源網
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弟兄倆非常高興,很快便著手研究怎樣利用發動機來推動滑翔機飛行。經過無數次的試驗,他們終於把發動機安裝在滑翔機上,不過是在滑翔機上安上螺旋槳,由發動機來推動螺旋槳旋轉,帶動滑翔機飛行。BEQ親子資源網
1903年9月,萊特兄弟帶著他們裝有發動機的飛行再次來到吉蒂霍克海邊試飛。雖然這次試飛失敗了,但他們從中吸取了很多經驗。過後不久,他們又連續試飛多次,不是因為螺旋槳的故障,就是發動機出了毛病,或是駕駛技術的問題。BEQ親子資源網
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萊特兄弟毫不氣餒,仍然堅持試飛。就在這時,一位名叫蘭萊的發明家,受美國政府的委託,製造了一架帶有汽油發動機的飛機,在試飛中墜入大海。BEQ親子資源網
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萊特兄弟得知這個消息,便前去調查,並從蘭萊的失敗中吸取了教訓,獲得了很多經驗,他們對飛機的每一部件作了嚴格的檢查,制定了嚴格的操作規定,於1903年12月14日,又來到吉蒂霍克,進行試飛試驗。BEQ親子資源網
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這天下午,兄弟倆先在地面上安置兩根固定在木頭上的鐵軌,並有一定的斜度,好讓飛機方便地滑行。接著,就把他們製造的飛機,放在鐵軌上面。BEQ親子資源網
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最後是由誰先飛的問題,兄弟倆爭執不下,只好用拋硬幣的方法,由威爾伯先飛。BEQ親子資源網
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威爾伯上機後,伏卧在飛機正中,一會兒便發動飛機,發動機傳出轟鳴的聲音,螺旋槳也慢慢地轉了起來。BEQ親子資源網
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飛機在斜坡上剛滑行3米,就掙脫了結在後面的鐵絲,呼嘯著升到空中。BEQ親子資源網
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「飛起來啦!」奧維爾興奮地叫道。BEQ親子資源網
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話音未落,飛機突然減慢速度,很快掉落在地上。整個飛行時間不到4分鍾。BEQ親子資源網
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奧維爾趕忙跑上前去。威伯爾已從墮落的飛機里跳了出來,兄弟倆趕緊觀察飛機,飛機也未受損。BEQ親子資源網
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「是什麼問題呢?」兄弟倆左思右想,逐一檢查。發動機沒毛病,螺旋槳轉動很好,技術操作也完全正確。……「哥哥,我知道原因了!」奧維爾滿面笑容地說道:「咱們是利用斜坡滑行的,距離只有3米飛機就起飛了。而這時螺旋槳的轉動還沒有達到高速,所以一會兒就栽了下來。」「對呀!」威爾伯點頭稱是,接著說道:「咱們不能利用斜坡滑行起飛,而要靠螺旋槳的力量飛上去。這樣吧,把鐵軌裝在平整的地方再試驗一下。」BEQ親子資源網
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他們連續工作了三天,把鐵軌又重新安置在一片平坦的地面上。BEQ親子資源網
1903年12月17日上午10點鍾,天空低雲密布,寒風刺骨。被兄弟倆邀來觀看飛行的農民凍得直打寒顫,一再催促兄弟倆快點飛行。BEQ親子資源網
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這次由奧維爾試飛,只見他爬上飛機,伏卧在駕駛位上。一會兒,發動機開始轟鳴,螺旋槳也開始轉動。BEQ親子資源網
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突然,飛機滑動起來,一下子升到3米多高,隨即水平地向前飛去。BEQ親子資源網
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「飛起來啦!飛起來啦!」幾個農民高興地呼喚起來,並且隨著威爾伯,在飛機後面追趕著。BEQ親子資源網
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飛機飛行了30米後,穩穩地著陸了。威爾伯沖上前去,激動地撲到剛從飛機里爬出來的弟弟身上,熱淚盈眶地喊道:「我們成功了!我們成功了!」BEQ親子資源網
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45分鍾後,威爾伯又飛了一次,飛行距離達到52米,又過了一段時間,奧維爾又一次飛行,這次飛行了59秒,距離達到255米。BEQ親子資源網
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這是人類歷史上第一次駕駛飛機飛行成功,萊特兄弟把這個消息告訴報社,可報社不相信有這種事,拒不發布消息。萊特兄弟並不在乎。繼續改進他們的飛機。不久,兄弟倆又製造出能乘坐兩個人的飛機,並且,在空中飛了一個多小時。BEQ親子資源網
消息傳開後,人們奔走相告,美國政府非常重視,決定讓萊特做一次試飛表演。BEQ親子資源網
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1908年9月10日這天,天氣異常晴朗,飛機飛行的場地上圍滿了觀看的人們。人家興致勃勃,等待著萊特兄弟的飛行。BEQ親子資源網
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10點左右,弟弟奧維爾駕駛著他們的飛機,在一片歡呼聲中,自由自在地飛向天空,兩支長長的機翼從空中劃過,恰似一隻展翅飛翔的雄鷹。BEQ親子資源網
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人們再也抑制不住他們的激動心情,昂首天空,呼喚著萊特兄弟的名字,多少人的夢想終於變為現實。BEQ親子資源網
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飛機在76米的高度飛行了1小時14分,並且運載了一名勇敢的乘客。當它著陸之後,人們從四面八方圍了起來。過後不久,萊特兄弟在政府的支持下,創辦了一家飛行公司,同時開辦了飛行學校,從這以後,飛機成了人們又一項先進的運輸工具。
Ⅲ 飛機是怎麼發明出來的
一、飛機發明者爭議:
飛機是人類在20世紀所取得的最重大的科學技術成就之一,有人將它與電視和電腦並列為20世紀對人類影響最大的三大發明。
關於世界上最早的飛機到底是由誰發明各國尚存在爭議,但較為普遍的觀點是由美國人萊特兄弟發明。
美國人認為飛機的發明者是美國人萊特兄弟(Wilbur Wright和Orville Wright),於1903年12月17日上午10點35分在美國試飛成功。
法國人認為世界最早的飛機是由法國人克雷芒·阿德爾(Clément Ader)發明,於1890年10月9日在法國試飛成功,部分人認為他發明了歷史上第一架飛機。
巴西人認為是巴西人阿爾貝托·桑托斯·杜蒙特(Alberto Santos-Dumont)發明了飛機,1906年10月12日桑托斯-杜蒙特的「14 bis」飛機成功地飛至60米高空是世界上第一次成功的動力飛行,之前的飛行並沒有達到真正意義上「飛」的標准。
據未經證實的報道,德國飛機製造業先驅古斯塔夫-韋斯科普夫於1901年成功試飛「禿鷲」飛行器,可以離開地面飛行2.5公里,古斯塔夫將比萊特兄弟研製飛機的時間早兩年。
二、飛機的誕生:
二十世紀最重大的發明之一,是飛機的誕生。人類自古以來就夢想著能像鳥一樣在太空中飛翔。而2000多年前中國人發明的風箏,雖然不能把人帶上天空,但它確實可以稱為飛機的鼻祖。
20世紀初在美國有一對兄弟他們在世界的飛機發展史上做出了重大的貢獻,就是萊特兄弟。在當時大多數人認為飛機依靠自身動力的飛行完全不可能,而萊特兄弟確不相信這種結論,從1900年至1902年他們兄弟進行1000多次滑翔試飛,終於在1903年製造出了第一架依靠自身動力進行載人飛行的飛機「飛行者」1號,並且獲得試飛成功。他們因此於1909年獲得美國國會榮譽獎。同年,他們創辦了「萊特飛機公司」。這是人類在飛機發展史上取得的巨大進步。
三、萊特兄弟與飛行者一號:
從1899年開始,萊特兄弟先後研製了三架滑翔機。頭兩架滑翔機滿意地解決了飛機的穩定和操縱問題。但由於完全使用了過去留下的機翼升力和阻力數據,因此這兩架滑翔機的飛行性能不高。於是他們決定自己進行實驗,以獲得盡可能准確的數據,用以指導飛機設計。這些實驗是利用自行車輪加裝實驗件旋轉進行的。爾後他們又自製了風洞進行精確實驗。1901年9月~1902年8月間,他們共進行了幾千次試驗,開展了大量有關機翼升力、阻力、翼型的試驗研究。
萊特兄弟認為,困擾航空先驅們的飛行難題有三點:機翼、發動機,以及如何控制飛機。而且如何解決控制飛機的問題尤為困難和重要。他們通過觀察,認為鳥類是通過改變翅膀後端羽毛角度來控制飛行方向變化的,但如何能達到上述效果兩兄弟卻全然不得要領。直至威爾伯在自行車店裡玩包裝紙盒時突發奇想的想出了「翹曲機翼」技術。
1904年1月~5月,萊特兄弟製造了新的飛機,性能有了很大提高。1905年又製造了「飛行者三號」。它在試驗中留空時間多次超過20分鍾,距離超過30千米。10月5日的試飛取得的最好成績是:飛行時間38分鍾飛行距離38.6千米。「飛行者三號」共飛行了50次,全面考察了飛機具有重復起降能力、傾斜飛行能力、轉彎和完全圓周飛行能力、8字飛行能力。能進行這些難度較大的機動飛行和有效操縱表明,這架飛機已具備實用性,因此被看作是第一架實用飛機。
四、影響:
自從飛機發明以後,飛機日益成為現代文明不可缺少的運載工具。它深刻的改變和影響著人們的生活。由於發明了飛機,人類環球旅行的時間大大縮短了。世界上第一次環球旅行是16世紀完成的。當時,葡萄牙人麥哲倫率領一支船隊從西班牙出發,足足用了3年時間,才穿越大西洋、太平洋,環繞地球一周,回到西班牙。
19世紀末,一個法國人乘火車環球旅行一周,也花費了43天的時間。飛機發明以後,人們在1949年又進行了一次環球旅行。一架B—50型轟炸機,經過4次漂亮的空中加油,僅僅用了94個小時,便繞地球一周,飛行37700公里。強中更有強中手。超音速飛機問世以後,人們飛得更高更快。1979年,英國人普斯貝特只用14個小時零6分鍾,就飛行36900公里,環繞地球一周。在不到一天的時間里,就可以飛到地球的各個角落,這對於生活在20世紀以前的人類來說,可以說得上是一個奇跡。
錯綜復雜的空中航線把世界各國連接起來,為人們提供了既方便又迅速的客運。早在本世紀20年代,航空運輸就開設了定期航班,運送旅客和郵件。如今,空中航線更是四通八達,人們隨時都會看見銀色的飛機,如同一隻大鳥,在蔚藍的天空中一掠而過。對於現代人來說,早晨還在北京,下午已毫無倦意地出現在千里之外的另一座城市,這已經是十分平常的事了。一隻只銀燕把不同地區的不同種族,不同膚色的人們緊密地聯系起來。通過不斷地交流,人們播種友誼,傳達信息,達到相互溝通,相互理解和相互促進,共同推進人類的文明。
飛機的發明也使航空運輸業得到了空前發展,許多為工業發展所需的種種原料擁有了新的來源和渠道,大大減輕了人們對當地自然資源的依賴程度。那些不宜長時間運輸的牲畜和難以長期保存的美味食品,也可以乘坐飛機而跨越五湖四海,給世界各地的人們共賞共享。當年連貴妃娘娘都不易品嘗的嶺南荔枝,如今也出現在尋常百姓的家中了。
在人類向地球深處進軍時,飛機也被廣泛應用於地質勘探。人們使用裝備了照相機或者一種稱為肖蘭系統的電子設備的飛機,可以迅速而准確地對廣大地區,包括險峻而難以到達的地方進行測繪。把空中拍攝的照片一張張拼接起來,就可以繪制極好的地形圖。這比古老的測繪方式要簡便易行得多。就連冰天雪地、人跡罕至,一度只是探險人員涉足的北極和南極,乘坐飛機也可以毫不困難地到達。
當然,飛機在現代戰爭中的作用更為驚人。不僅可以用於偵察、轟炸,而且在預警、反潛、掃雷等方面也極為出色。在20世紀90年代初爆發的海灣戰爭中,飛機的巨大威力有目共睹。當然,飛機在軍事上的應用給人類也帶來了慘重災難,對人類文明產生了毀滅性破壞。但是和平利用飛機,才是人類發明飛機的初衷。
Ⅳ 飛機發明過程簡介
萊特兄弟是美國俄亥俄州人,父親是一個牧羊人,母親是一位音樂教師。還在幼年時代,威爾伯·萊特和奧維爾·萊特就受到托斯頓·維布 倫所說的「勞動天性」的影響。父親米爾頓·萊特常在這方面鼓勵他們, 而從不指責他們把身上僅有的一點兒零用錢花在買工具、材料上的癖好。他還敦促孩子們盡量多掙錢來彌補他們創造性勞動所需要的開銷。 他常對孩子說:「人們需要錢,是為了讓他不成為別人的負擔,有了這 些錢那就足夠了。」
萊特兄弟
萊特兄弟幾乎在懂事的時候就對機械產生了濃厚的興趣。成年後的 奧維爾每當向別人回憶自己童年生活時,講的幾乎都是與機械設計有關 的故事。他常常津津樂道地回憶起在他 5 歲生日那天,在一大堆生日禮 物中,他首先看中了一隻迴旋陀螺,盡管它支撐在刀形支承的刃口上, 但仍能夠保持自身的旋轉和平衡。
1896年,兩兄弟聽聞了德國航空先驅奧托·李林達爾(又譯奧托·李林塔爾)在一次滑翔飛行中不幸遇難的消息。按說,這條消息對那些夢想飛行的人是一個打擊,但熟悉機械裝置的萊特兄弟卻從中認定,人類進行動力飛行的基礎實際上已足夠成熟,李林達爾的問題在於他還沒有來得及發現操縱飛機的訣竅。對李林達爾的失敗進行了一番總結後,萊特兄弟滿懷激情地投入了對動力飛行的鑽研。
萊特兄弟不僅努力掌握前人的研究成果,而且十分注意直接向活生生的飛行物——鳥類學習。他們常常仰面朝天躺在地上,一連幾個小時仔細觀察鷹在空中的飛行,研究和思索它們起飛、升降和盤旋的機理。當年他們提出的許多新穎想法,都在以後的航空工業中得到了應用。
在吸取前人經驗教訓的基礎上,萊特兄弟開始了飛行器的研製。在無法得到別人資助的情況下,他們用自行車生意賺來的錢進行飛機的研製。兄弟倆的配合是完美無缺的。哥哥威爾伯勤勤懇懇,扎扎實實,擁有工程師的細致和謹慎;弟弟奧維爾則富有藝術家的想像力,敢於不斷創新。兩顆智慧的大腦密切配合,相得益彰,正如威爾伯所說:「奧維爾和我一起生活,共同工作,而且簡直是共同思維,就和一個人一樣。兩兄弟認為飛機能不能順利飛行,關鍵就在於如何設計和控制它在飛行過程中各種受力間的平衡。維爾伯·萊特用一張水平放置的紙演示了這個問題:如果讓它自由落下,在理想的平靜空氣當中,我們可以想像它一定是平穩落下,但理想條件是很罕見的,任何一點氣流都會使得紙張翻轉和飄盪。對於飛機來說,完全理想的空氣條件下,要實現上天並不難,但是天空中總是存在風,這就使得實現飛機飛行的關鍵,在於如何調節飛機前後左右各個方向的受力平衡,特別是飛機的重心和升力受力點之間的關系。 早期由於擔心機翼過大,會使得飛機難於操縱,因此一般機翼面積都不是太大。例如李廉薩爾的機翼面積
維爾伯·萊特
為151平方英尺,皮歇爾的為165平方英尺,查盧特的為143平方英尺。這就使得飛機所能夠獲得的升力並不充裕,相比之下,駕駛員的重量就佔了升力的很大部分,那麼在這種受力情況下,駕駛員自身的位置變化將嚴重地影響飛機的重心,而當時一般的設計思路就是順勢利用這點,由駕駛員改變身體位置來控制飛機的飛行姿態。然而正是這樣一種思路嚴重製約了飛機操縱性能的提升,因此萊特兄弟決定改變這個技術思路。 他們首先仔細研究了前人的試驗數據,再通過大量風箏、滑翔機以及風洞試驗做驗證,設計出了最佳的機翼剖面形狀和角度,以便獲得最大的升力;然後決定把一般大小的機翼增大一倍,達到308平方英尺。最重要的是,他們設計了通過直接控制機翼來操縱飛機飛行姿態的機構,同時,在飛機整體的升力增加後,飛機對於駕駛員自身位置的變化也不那麼敏感了,這就使得飛機盡管機翼面積大大增加,但可操縱性能並沒有比小機翼飛機降低! 兄弟倆認為要建造一架飛行機器,有三個主要的障礙:(1)如何製造升力機翼;(2)如何獲得驅動飛機飛行的動力;(3)在飛機升空之後,如何平衡以及操縱飛機。前兩個問題在某種程度上已經獲得解決。
最初兄弟倆努力製造全尺寸的滑翔機,接連四個夏天,他們前往北卡羅來納州旅行,目的地是個與世隔離的岬角。氣象部門向他們建議,岬角風力大,是有利的練習場。之後不久,他們製作了第一架無人駕駛雙翼滑翔機,把它象風箏一樣放上了天。他們又在飛機的前面安裝了升降舵,也就是一種擺動舵,可以用來操縱橫軸。
1900年10月的一個傍晚,威爾伯·萊特趴在易碎的滑翔機骨架上,迎著海風飄了起來,他成功了。雖然這只是幾秒鍾的飛行,只有1米多高,但萊特兄弟的成就超過了試圖靠移動身體重量操縱飛行的李林達爾。第二年,兄弟倆在上次製作的基礎上,經過多次改進,又製成了一架滑翔機。這年秋天,他們又來到基蒂霍克海邊,一試驗,飛行高度一下子達到180米之高。
1900—1903年,他們製造了3架滑翔機並進行了1000多次滑翔飛行,還自製了200多個不同的機翼進行了上千次風洞實驗,修正了李林達爾的一些錯誤的飛行數據,設計出了較大升力的機翼截面形狀。在此期間,他們的滑翔機多次滑翔距離超過1000米。在當時看來,這可是不小的成就。經過不斷鑽研,不斷改進,萊特兄弟不僅迅速掌握了當時的飛行器製造技術,而且在許多方面取得了重大突破。從1903年夏季開始,萊特兄弟著手製造這架著名的「飛行者一號」雙翼機。動力飛行首先需要一台發動機,但當時市面上根本沒有飛機的發動機出售,也沒有一家公司願意冒險製造航空發動機。但是兄弟倆並沒有氣餒,他們請了機械師查爾斯?泰勒(Charles?Taylor)來幫他們製造了一台大約12馬力、重77.2千克的活塞式發動機。有了發動機,威爾伯和奧利弗只盼著多風的秋季能早日到來。10月中旬,「飛行者號」組裝完畢,奧維爾對新飛行器非常滿意,「這是我們迄今為止造得最好的一架飛機。『她』非常聽話。」 奧維爾的感情不難理解,「飛行者一號」的每一根「肋條」都是他們親手製作而成。
奇跡發生在1903年12月17日!!!
1903年人類飛上天空
這天清晨,美國北卡羅萊納州的基蒂霍克還在沉睡,天氣寒冷,刮著大風,空曠的沙灘上靜靜地停放著一個帶著巨大雙翼的怪傢伙,這就是人類歷史上第一架飛機——「飛行者一號」。空曠的場地上冷冷清清,到現場觀看的只有5個人。10時35分,一切准備就緒。為了能夠率先登機試飛,兄弟倆決定以擲硬幣的方式確定誰先登機機,結果弟弟奧維爾贏了。
奧維爾爬上「飛行者一號」的下機翼,俯卧於操縱桿後面的位置上,手中緊緊握著木製操縱桿,威爾伯則開動發動機並推動它滑行。飛機在發動機的作用下先是劇烈震動,幾秒鍾後便在自身動力的推動下從「斬魔丘」上緩緩滑下,在飛機達到一定速度後,威爾伯松開手,飛機象小鳥一樣離地飛上了天空。雖然「飛行者一號」飛得很不平穩,甚至有點跌跌撞撞,但是它畢竟在空中飛行了12秒共36.5米,才落在沙灘上。接著,他們又輪換著進行了3次飛行。在當天的最後一次飛行中,威爾伯在30千米的風速下,用59秒飛了260米。人們夢寐以求的載人空中持續動力飛行終於成功了!不幸的是,幾分鍾後,一陣突然刮來的狂風把「飛行者」1號掀翻了,飛機嚴重損壞,但它已經完成了歷史使命。人類動力航空史就此拉開了帷幕。
http://ke..com/subview/5401/12099864.htm
Ⅳ 飛機是根據什麼發明的
飛機一開始是模擬形式的,就是根據鳥類的飛行模式發明的,然後一步一步推演出來
Ⅵ 萊特兄弟怎麼發明的飛機
1896年,萊特兄弟在報紙看到一條消息:德國的李林塔爾因駕駛滑翔機失事身亡。這個消息對他們震動很大,弟兄倆決定研究空中飛行。
這時候,萊特兄弟開著一家自行車商店。他們一邊幹活掙錢,一邊研究飛行的資料。三年後,他們掌握了大量有關航空方面的知識決定仿製一架滑翔機。
他們首先觀察老鷹在空中飛行的動作,然後一張又一張地畫下來,之後才著手設計滑翔機。1900年10月,萊特兄弟終於製成了他們第一架滑翔機,並把它帶到離代頓很遠的吉蒂霍克海邊,這里十分偏僻,周圍既沒有樹木也沒有民房,而且這里風力很大,非常適宜放飛滑翔機。
兄弟倆用了一個星期的時間,把滑翔機裝好,先把它繫上繩索,像風箏那樣放飛,結果成功了。然後由威爾伯坐上去進行試驗,雖然飛了起來,但只有1米多高。
第二年,兄弟倆在上次製作的基礎上,經過多次改進,又製成了一架滑翔機。這年秋天,他們又來到吉蒂霍克海邊,一試驗,飛行高度一下子達到180米之高。
弟兄倆非常高興,但並不滿足。他們想能否製造一種不用風力也能飛行的機器?
兄弟倆反復思考,把有關飛行的資料集中起來,反復研究,始終想不到用什麼動力,把寵大的滑翔機和人運到空中。有一天,車行門前停了一輛汽車,司機向他們借一把工具用用。來修理一下汽車的發動機。弟兄倆靈機一動,能不能用汽車的發動機來推動飛行。
從這以後,弟兄倆圍繞發動機動開了腦筋。他們首先測出滑翔機的最大運載能力是90公斤,於是,他們向工廠訂制一個不超過90公斤的發動機。但當時最輕的發動機是190公斤,工廠無法制出這么輕的發動機。
後來,一名製造發動機的工程師知道了這件事情,答應幫助萊特兄弟。過了一段時間,這位工程師果然造出一部12馬力、重量只有70公斤的汽油發動機。
弟兄倆非常高興,很快便著手研究怎樣利用發動機來推動滑翔機飛行。經過無數次的試驗,他們終於把發動機安裝在滑翔機上,不過是在滑翔機上安上螺旋槳,由發動機來推動螺旋槳旋轉,帶動滑翔機飛行。
1903年9月,萊特兄弟帶著他們裝有發動機的飛行再次來到吉蒂霍克海邊試飛。雖然這次試飛失敗了,但他們從中吸取了很多經驗。過後不久,他們又連續試飛多次,不是因為螺旋槳的故障,就是發動機出了毛病,或是駕駛技術的問題。
萊特兄弟毫不氣餒,仍然堅持試飛。就在這時,一位名叫蘭萊的發明家,受美國政府的委託,製造了一架帶有汽油發動機的飛機,在試飛中墜入大海。
萊特兄弟得知這個消息,便前去調查,並從蘭萊的失敗中吸取了教訓,獲得了很多經驗,他們對飛機的每一部件作了嚴格的檢查,制定了嚴格的操作規定,於1903年12月14日,又來到吉蒂霍克,進行試飛試驗。
這天下午,兄弟倆先在地面上安置兩根固定在木頭上的鐵軌,並有一定的斜度,好讓飛機方便地滑行。接著,就把他們製造的飛機,放在鐵軌上面。
最後是由誰先飛的問題,兄弟倆爭執不下,只好用拋硬幣的方法,由威爾伯先飛。
威爾伯上機後,伏卧在飛機正中,一會兒便發動飛機,發動機傳出轟鳴的聲音,螺旋槳也慢慢地轉了起來。
飛機在斜坡上剛滑行3米,就掙脫了結在後面的鐵絲,呼嘯著升到空中。
「飛起來啦!」奧維爾興奮地叫道。
話音未落,飛機突然減慢速度,很快掉落在地上。整個飛行時間不到4分鍾。
奧維爾趕忙跑上前去。威伯爾已從墮落的飛機里跳了出來,兄弟倆趕緊觀察飛機,飛機也未受損。
「是什麼問題呢?」兄弟倆左思右想,逐一檢查。發動機沒毛病,螺旋槳轉動很好,技術操作也完全正確。……「哥哥,我知道原因了!」奧維爾滿面笑容地說道:「咱們是利用斜坡滑行的,距離只有3米飛機就起飛了。而這時螺旋槳的轉動還沒有達到高速,所以一會兒就栽了下來。」「對呀!」威爾伯點頭稱是,接著說道:「咱們不能利用斜坡滑行起飛,而要靠螺旋槳的力量飛上去。這樣吧,把鐵軌裝在平整的地方再試驗一下。」
他們連續工作了三天,把鐵軌又重新安置在一片平坦的地面上。
1903年12月17日上午10點鍾,天空低雲密布,寒風刺骨。被兄弟倆邀來觀看飛行的農民凍得直打寒顫,一再催促兄弟倆快點飛行。
這次由奧維爾試飛,只見他爬上飛機,伏卧在駕駛位上。一會兒,發動機開始轟鳴,螺旋槳也開始轉動。
突然,飛機滑動起來,一下子升到3米多高,隨即水平地向前飛去。
「飛起來啦!飛起來啦!」幾個農民高興地呼喚起來,並且隨著威爾伯,在飛機後面追趕著。
飛機飛行了30米後,穩穩地著陸了。威爾伯沖上前去,激動地撲到剛從飛機里爬出來的弟弟身上,熱淚盈眶地喊道:「我們成功了!我們成功了!」
45分鍾後,威爾伯又飛了一次,飛行距離達到52米,又過了一段時間,奧維爾又一次飛行,這次飛行了59秒,距離達到255米。
這是人類歷史上第一次駕駛飛機飛行成功,萊特兄弟把這個消息告訴報社,可報社不相信有這種事,拒不發布消息。萊特兄弟並不在乎。繼續改進他們的飛機。不久,兄弟倆又製造出能乘坐兩個人的飛機,並且,在空中飛了一個多小時。
消息傳開後,人們奔走相告,美國政府非常重視,決定讓萊特做一次試飛表演。
1908年9月10日這天,天氣異常晴朗,飛機飛行的場地上圍滿了觀看的人們。人家興致勃勃,等待著萊特兄弟的飛行。
10點左右,弟弟奧維爾駕駛著他們的飛機,在一片歡呼聲中,自由自在地飛向天空,兩支長長的機翼從空中劃過,恰似一隻展翅飛翔的雄鷹。
人們再也抑制不住他們的激動心情,昂首天空,呼喚著萊特兄弟的名字,多少人的夢想終於變為現實。
飛機在76米的高度飛行了1小時14分,並且運載了一名勇敢的乘客。當它著陸之後,人們從四面八方圍了起來。過後不久,萊特兄弟在政府的支持下,創辦了一家飛行公司,同時開辦了飛行學校,從這以後,飛機成了人們又一項先進的運輸工具。
Ⅶ 飛機的發明歷史
飛機是人類在20世紀所取得的最重大的科學技術成就之一,有人將它與電視和電腦並列為20世紀對人類影響最大的三大發明,關於世界上最早的飛機到底是由誰發明,各家有不同說法:
法國人認為世界最早的飛機是由法國人克雷芒·阿德爾(Clément Ader)發明,於1890年10月9日在法國試飛成功,部分人認為他發明了歷史上第一架飛機。
美國人認為飛機的發明者是美國人萊特兄弟(Wilbur Wright和Orville Wright),於1903年12月17日上午10點35分在美國試飛成功。
巴西人認為是巴西人阿爾貝托·桑托斯·杜蒙特(Alberto Santos-Dumont)發明了飛機,1906年10月12日桑托斯-杜蒙特的「14 bis」飛機成功地飛至60米高空是世界上第一次成功的動力飛行,之前的飛行並沒有達到真正意義上「飛」的標准。
一般普遍認為是由美國人萊特兄弟發明了飛機,而有部分人認為是由克雷芒·阿德爾或阿爾貝托·桑托斯·杜蒙特所發明。 1903年美國萊特兄弟設計製造的飛機進行了成功的飛行,這是世界上首次實現重於空氣的航空器的有動力、可操縱的飛行。第一次世界大戰中,飛機已用於作戰,當時飛機的速度已達180~220千米/時,升限6000~7000米,航程400~450千米,轟炸機載彈量1000~2000千克。在第二次世界大戰中,飛機的速度達到750千米/時,轟炸機載彈量可達10噸左右。20世紀40年代中期以後,發動機由活塞式發展到噴氣式,飛機的飛行性能顯著提高;80年代飛機的升限已超過30000米,最大速度超過3倍音速,航程超過20000千米,最大載重量超過100噸。
德國飛機製造業先驅古斯塔夫-韋斯科普夫於1901年成功試飛「禿鷲」飛行器,可以離開地面飛行2.5公里,如果該報道是真實的,古斯塔夫將比萊特兄弟研製飛機的時間早兩年。
1903年萊特兄弟研製世界第一架飛機成功試飛,因此聞名於世,然而最新一項研究表明,萊特兄弟並非發明飛機第一人,早在萊特兄弟公開其發明兩年前,一位德國發明家就研製一種飛行器,距離地面15米飛行2.5公里距離 。
《簡氏世界飛機》報道稱,德國飛機製造業先驅古斯塔夫·韋斯科普夫(Gustav Weisskopf)於1901年成功建造並試飛「禿鷲飛機」。據稱,古斯塔夫移居至美國,並改名為萊特海德,他可能是世界上第一位成功建造飛機的發明家。
在航空專家約翰·布朗(John Brown)的幫助下,成功研製了一款叫做「禿鷲」的飛行器,他於19世紀90年代從德國巴伐利亞州移居到美國,他設計一款「路面行駛飛行器」,體積很小完全可以停放在車庫中。古斯塔夫設想這款飛行機能夠驅動汽車在原野上行駛,或者折疊側翼,將汽車變成一架飛機。
之後他建造的「禿鷹飛行器」(也被稱為「21號」),其設計基於之前的飛行汽車模型。這款飛行器可裝配兩個發動器,一個20馬力發動機可用於汽車飛行,另一個10馬力發動機用於驅動汽車路面行駛。
之後飛行員可以在發動機之間進行選擇,當飛行發動機開啟時,將為飛行器兩個螺旋槳提供動力。據《布里奇波特先驅報》報道,古斯塔夫於1901年8月駕駛「禿鷲」飛行器在美國康涅狄格州郊外進行了測試,能夠展開翅膀,實現兩次演示飛行。在第二次飛行中,「禿鷲」距離地面15米,持續飛行了2.5公里。之後古斯塔夫再次更新了飛行器設計,並命名為「22號」,於1902年1月22日進行了一次演示飛行,當時有17位目擊者。如果報道是真實的,那麼古斯塔夫當之無愧地成為「世界第一位飛機製造者」,比萊特兄弟製造飛機早兩年時間。 二十世紀最重大的發明之一,是飛機的誕生。人類自古以來就夢想著能像鳥一樣在太空中飛翔。而2000多年前中國人發明的風箏,雖然不能把人帶上天空,但它確實可以稱為飛機的鼻祖。
20世紀初在美國有一對兄弟他們在世界的飛機發展史上做出了重大的貢獻,就是萊特兄弟。在當時大多數人認為飛機依靠自身動力的飛行完全不可能,而萊特兄弟確不相信這種結論,從1900年至1902年他們兄弟進行1000多次滑翔試飛,終於在1903年製造出了第一架依靠自身動力進行載人飛行的飛機「飛行者」1號,並且獲得試飛成功。他們因此於1909年獲得美國國會榮譽獎。同年,他們創辦了「萊特飛機公司」。這是人類在飛機發展史上取得的巨大進步。
1927年至1932年中,座艙儀表和領航設備的研製取得進展,陀螺技術應用到飛行儀表上。這個裝在萬向支架上的旋轉飛輪能夠在空間保持定向,於是成為引導駕駛員能在黑暗中、雨雪天中飛行的各種導航儀表的基礎。這時飛機中就出現了人工地平儀,它能向飛行員指示飛機所處的飛行高度;陀螺磁羅盤指示器,在羅盤上刻有度數;地磁感應羅盤,它不受飛機上常常帶有的大量鐵質東西的影響,也不受振動和地球磁場的影響。這些儀表以靈敏度高、能測出離地30多米的高度表和顯示飛機轉彎角速度的轉彎側滑儀,此外還有指示空中航線的無線電波束,都是用來引導駕駛員通過模糊不清的大氣層時的手段。
飛行模擬器又稱飛行模擬器,它是一種可以在地面模仿飛機的飛行狀態。1930年,美國人埃德溫·林克發明了第一個飛行模擬器,並且以自己名字命名為「林克練習器」,盡管它存在著技術上的缺陷,但是,它已經體現了不使用真實飛機就能安全、經濟地反復進行緊急狀態動作訓練的優點。如今飛機模擬器已經由計算機、模擬駕駛艙、運動系統、操縱負載系統和視景系統等組成。是現代航空科研、教學、試驗等不能缺少的技術設備。
1910年12月10日,在法國巴黎展覽會上,有一架飛機在表演時墜毀。駕駛員被拋出燃燒的機艙。但這架飛機卻引起人們很大關注。因為它使用的一台新型發動機。設計者就是飛機駕駛員本人,他是羅馬尼亞人,名叫亨利·科達,畢業於法國高等技術學校。他設計的發動機是用一台50馬力的發動機使風扇向後推動空氣,同時增設一個加力燃燒室,以此來增大反推力。這就是最早的噴氣發動機。
20世紀30年代後期,活塞驅動的螺旋槳飛機的最大平飛時速已達到700公里,俯沖時已接近音速。音障的問題日益突出。前蘇、英、美、德、意等國大力開展了噴氣發動機的研究工作。德國設計師,奧安在新型發動機研製上最早取得成功。1934年奧安獲得離心型渦輪噴氣發動機專利。1939年8月27日奧安使用他的發動機製成He-178噴氣式飛機。
1942年7月,德國23歲的奧海因經過千辛萬苦的努力,製造出了第一架噴氣式飛機,Me-262,同年7月18日試飛。因噴氣式飛機比螺旋槳式飛機要快160km/h,得到德國政府的同意開始投入空戰,1944年8月德軍用37架噴氣式飛機擊落了18架美國的螺旋槳飛機,在同盟軍中引起了震驚。
噴氣發動機研製出之後,科學家們就進一步讓飛機進行突破音障的飛行,經過10多年之後這項工作終於被美國人完成了。
1947年10月14日在美國加利福尼亞州的桑格菲爾地區,貝爾公司試飛能沖破音障的飛機。上午10時一架巨大的B-29轟炸機,在機艙下懸掛著一駕造型奇特的小飛機起飛了。這架小飛機命名為X-1火箭飛機。X-1飛機裝有4台火箭發動機,總推力2700公斤,使用的燃料是危險的液氫和酒精。當B-29轟炸機把它從空中放下的時候,它的4台火箭發動機相繼點火。當飛機發動機啟動1分28秒後,馬赫數達到1,飛機達到了音速。這時X-1飛機的燃料幾乎用盡,速度變得更快,達到馬赫數1?06,這時的高度是13000米。盡管試飛成功,但由於X-1飛機不是靠自身的動力起飛升空,這個紀錄沒有被承認。 飛機的發明,使人們在普遍受益的情況下又產生了新的不滿足。飛機起飛需要滑跑,需要修建相應的跑道和機場。這就帶來了諸多不便,於是有人開始探索可以進行垂直起落的飛行器,通稱直升機。
1939年9月14日世界上第一架實用型直升機誕生,它是美國工程師西科斯基研製成功的VS-300直升機。西科斯基原籍俄國,1930年移居美國,他製造的VS-300直升機,有1副主旋翼和3副尾槳,後來經過多次試飛,將3副尾槳變成1副,這架實用型直升機從而成為現代直升機的鼻祖。
VS-300直升機誕生之後,影響巨大,尤其是從本世紀50年代開始,直升機的製造技術發展迅猛。50年代中期以前,直升機的動力裝置處在活塞式發動機時期,此後就進入了噴氣渦輪軸時期。旋翼材料結構技術也經歷了幾個階段;40年代至50年代為金屬木翼混合結構,50年代中期至60年代中期為金屬結構,60年代中期至70年代中期為玻璃纖維結構,70年代中期以後發展成為新型復合材料結構。
本世紀20年代飛機開始載運乘客,第二次世界大戰結束初期美國開始把大量的運輸機改裝成為客機。60年代以來,世界上出現了一些大型運輸機和超音速運輸機,逐漸推廣使用渦輪風扇發動機。著名的有前蘇聯生產的安-22、伊爾-76;美國生產的C-141、C-5A、波音-747;法國的空中客車等。超音速運輸機有英法聯合研製的「協和」式和原蘇聯的圖-144。然而,超音速客機的發展並不樂觀。「協和」式飛機售價過高,且噪音污染大,影響效益,因而已於80年代停止生產。前蘇聯的圖-144也因為同樣的原因也在80年代停航。 自從飛機發明以後,飛機日益成為現代文明不可缺少的運載工具。它深刻的改變和影響著人們的生活。由於發明了飛機,人類環球旅行的時間大大縮短了。世界上第一次環球旅行是16世紀完成的。當時,葡萄牙人麥哲倫率領一支船隊從西班牙出發,足足用了3年時間,才穿越大西洋、太平洋,環繞地球一周,回到西班牙。19世紀末,一個法國人乘火車環球旅行一周,也花費了43天的時間。飛機發明以後,人們在1949年又進行了一次環球旅行。一架B—50型轟炸機,經過4次漂亮的空中加油,僅僅用了94個小時,便繞地球一周,飛行37700公里。強中更有強中手。超音速飛機問世以後,人們飛得更高更快。1979年,英國人普斯貝特只用14個小時零6分鍾,就飛行36900公里,環繞地球一周。在不到一天的時間里,就可以飛到地球的各個角落,這對於生活在20世紀以前的人類來說,難道不是一個人間奇跡嗎?
錯綜復雜的空中航線把世界各國連接起來,為人們提供了既方便又迅速的客運。早在本世紀20年代,航空運輸就開設了定期航班,運送旅客和郵件。如今,空中航線更是四通八達,人們隨時都會看見銀色的飛機,如同一隻大鳥,在蔚藍的天空中一掠而過。對於現代人來說,早晨還在北京,下午已毫無倦意地出現在千里之外的另一座城市,這已經是十分平常的事了。一隻只銀燕把不同地區的不同種族,不同膚色的人們緊密地聯系起來。通過不斷地交流,人們播種友誼,傳達信息,達到相互溝通,相互理解和相互促進,共同推進人類的文明。
飛機的發明也使航空運輸業得到了空前發展,許多為工業發展所需的種種原料擁有了新的來源和渠道,大大減輕了人們對當地自然資源的依賴程度。那些不宜長時間運輸的牲畜和難以長期保存的美味食品,也可以乘坐飛機而跨越五湖四海,給世界各地的人們共賞共享。當年連貴妃娘娘都不易品嘗的嶺南荔枝,如今也出現在尋常百姓的家中了。
在人類向地球深處進軍時,飛機也被廣泛應用於地質勘探。人們使用裝備了照相機或者一種稱為肖蘭系統的電子設備的飛機,可以迅速而准確地對廣大地區,包括險峻而難以到達的地方進行測繪。把空中拍攝的照片一張張拼接起來,就可以繪制極好的地形圖。這比古老的測繪方式要簡便易行得多。就連冰天雪地、人跡罕至,一度只是探險人員涉足的北極和南極,乘坐飛機也可以毫不困難地到達。
當然,飛機在現代戰爭中的作用更為驚人。不僅可以用於偵察、轟炸,而且在預警、反潛、掃雷等方面也極為出色。在20世紀90年代初爆發的海灣戰爭中,飛機的巨大威力有目共睹。當然,飛機在軍事上的應用給人類也帶來了慘重災難,對人類文明產生了毀滅性破壞。但是和平利用飛機,才是人類發明飛機的初衷。
Ⅷ 飛機是咋造出來的
飛機製造(aircraft manufacturing)是按設計要求製造飛機的過程。通常飛機製造僅指飛機機體零構件製造、部件裝配和整機總裝等。飛機的其他部分,如航空發動機、儀表、機載設備、液壓系統和附件等由專門工廠製造,不列入飛機製造范圍。但是它們作為成品在飛機上的安裝和整個系統的聯結、電纜和導管的敷設,以及各系統的功能調試都是總裝的工作,是飛機製造的一個組成部分。
目錄
製造過程主要材料
製造方法和特點
機體零件加工
機體裝配
焊接
我國飛機製造行業現狀製造過程 主要材料
製造方法和特點
機體零件加工
機體裝配
焊接
我國飛機製造行業現狀展開飛機機體製造要經過工藝准備、工藝裝備的製造、毛坯的制備、零件的加工、 飛機製造裝配和檢測諸過程。飛機製造中採用不同於一般機械製造的協調技術(如模線樣板工作法)和大量的工藝裝備(如各種工夾具、模胎和型架等),以保證所製造的飛機具有準確的外形。工藝准備工作即包括製造中的協調方法和協調路線的確定(見協調技術),工藝裝備的設計等。
主要材料
飛機機體的主要材料是鋁合金、鈦合金、鎂合金等,多以板材、型材和管材的形式由冶金工廠提供。飛機上還有大量鍛件和鑄件,如機身加強框,機翼翼梁和加強肋多用高強度鋁合金和合金鋼鍛造毛坯,這些大型鍛件要在300~700兆牛(3~7萬噸力)的巨型水壓機上鍛壓成形。零件加工主要有鈑金零件成形、機械加工和非金屬材料加工。金屬零件在加工中和加工後一般還要熱處理和表面處理。飛機的裝配是按構造特點分段進行的,首先將零件在型架中裝配成翼梁、框、肋和壁板等構件,再將構件組合成部段(如機翼中段、前緣,機身前段、中段和尾段等)。最後完成一架飛機的對接。 裝配中各部件外形靠型架保證,對接好的全機各部件相對位置,特別是影響飛機氣動特性的參數(如機翼安裝角、後掠角、上反角等)和飛機的對稱性,要通過水平測量來檢測。在各部件上都有一些打上標記的特徵點,在整架飛機對接好後,用水平儀測出它們的相對位置,經過換算即可得到實際參數值。總裝工作還包括發動機、起落架的安裝調整,各系統電纜、導管的敷設,天線和附件的安裝,各系統的功能試驗等。總裝完成後,飛機即可推出外場試飛。通過試飛調整,當飛機各項技術性能指標達到設計要求時即可交付使用。
製造方法和特點
飛機製造從零件加工到裝配都有不同於一般機器製造的特點。
機體零件加工
飛機生產的批量小,生產中還要經常修改,所以飛機鈑金零件(蒙皮、翼肋、框等)的製造力求用簡單的模具。廣泛應用橡皮成形、蒙皮拉形、拉彎等鈑金成形技術,盡量採用塑料製造成形模具。現代飛機尺寸增大,蒙皮厚度增加,以及成形性能較差的鈦合金、鈹合金、不銹鋼板材的應用,對鈑金成形技術提出更高的要求。不斷使用各種大尺寸、大功率的型材拉彎機、蒙皮拉型機、強力旋壓機和壓力超過100兆帕(約1000公斤力/厘米2)的橡皮成形壓床。同時一些新的加工方法,如超塑性成形、加熱成形、真空蠕變成形、半模或無模成形技術不斷涌現。 現代飛機上廣泛應用的大型整體結構件,如機翼整體壁板、翼梁、加強框等,它們形狀復雜、切削加工量大、自身剛度差,需要在工作檯面很大(有的長達數十米)的、帶有多個高速銑削頭的現代數控銑床上加工。整體壁板的加工還需帶真空吸盤的大面積工作台(見整體壁板製造)。加工立體形狀復雜的大型框架,如座艙風擋骨架、艙門、窗框等,還需要採用多坐標聯動的數控銑床或立體靠模銑床(見數控加工)。此外,為加工切削性能不好的材料和形狀復雜的零件,還廣泛採用電加工、化學銑切等特種加工工藝。 復合材料在飛機結構上的應用日益增多,現已成功地用於製造艙門、舵面、垂直尾翼和直升機的旋翼。復合材料構件由高強度纖維與樹脂復合,在模具中加溫、加壓製成。所用設備是自動鋪帶機、預浸帶和預浸布成形機等。復合材料構件製造的關鍵問題是要控制構件的變形,要求細致研究鋪層工藝、模壓技術,並在加工中精確地控制溫度和壓力變化。
機體裝配
飛機製造中裝配工作量占直接製造(即不包括生產准備、工藝裝備製造)工作量的50%~70%,現代飛機的零件連接方法以鉚釘連接為主,在重要接頭處還應用螺栓連接。這種連接方法簡便可靠,但是鑽孔、鉚接多是手工操作,工作量很大。應用自動壓鉚機可以提高鉚接生產率,改進鉚接質量,同時也可改善裝配工人的勞動條件。為了增加使用成組壓鉚的比例,要在構造上將飛機各部件分解成許多壁板件。
焊接
也是飛機製造中常用的連接工藝(見焊接技術)。熔焊用於起落架、發動機架等鋼製件的連接。接觸點焊和滾焊用於不銹鋼和鋁合金鈑金件的連接。金屬膠接用於製造蜂窩結構。膠接製件表面光滑,疲勞特性好,但對於膠接面的准備、加溫、加壓控制都有嚴格要求。現代飛機製造中還廣泛採用電子束焊、鈦合金擴散連接、膠鉚、膠接、螺接、膠接點焊等多種連接工藝。 飛機製造的機械化和自動化程度比較低,特別是飛機部件裝配和總裝工作,手工勞動是主要工作方式。加之飛機製造中要使用大量的成形模胎、模具、裝配型架和供協調用的標准工藝裝備(樣板、標准樣件等),使得生產准備工作十分繁重,飛機生產的周期比較長。應用計算機輔助設計和製造技
Ⅸ 飛機的發明
簡史
1903年美國萊特兄弟設計製造的飛機進行了成功的飛行,這是世界上首次實現重於空氣航空器的有動力、可操縱飛行。第一次世界大戰中,飛機已用於作戰,當時飛機的速度已達180~220千米/時,升限6000~7000米,航程400~450千米,轟炸機載彈量1000~2000千克。在第二次世界大戰中,飛機的速度達到750千米/時,轟炸機載彈量可達10噸左右。
20世紀40年代中期以後,發動機由活塞式發展到噴氣式,飛機的飛行性能顯著提高。80年代飛機的升限已超過30000米,最大速度超過3倍音速,航程超過20000千米,最大載重量超過100噸。
發展趨勢
進一步提高飛機速度(有的國家正考慮研製高超音速噴氣式飛機)和超音速飛行性能,提高飛機的使用性能和安全性,改善維護保障性能和提高經濟性(特別是降低全壽命費用)是未來的發展方向。跨大氣層飛行器的研製也是一個值得注意的動向。
飛機的發明者萊特兄弟
1877年冬天,一場大雪降在美國的代頓地區,城郊的山岡上到處是白茫茫一片。一群孩子來到堆著厚厚白雪的山坡上,乘著自製的爬犁飛快地向下滑去。山坡上頓時響起陣陣笑聲。
在他們旁邊,有兩個男孩靜靜地站著,眼睜睜地看著歡快的爬犁從上而下劃過。大一點的男孩嘆道:「嗨!要是我們也有一架爬犁該多好啊!」
另一個孩子撅著嘴說道:「誰叫我們爸爸總不在家呢!」他靈機一動,又接著說道:「哥哥,我們自己動手做吧!」被稱做哥哥的男孩一聽,頓時笑了起來,愉快地說道:
「對呀!我們自己也可以做。走,奧維爾,我們回去!」於是,兩個孩子一蹦一跳地跑下山坡,向家裡飛快地跑去。
這弟兄兩個就是萊特兄弟,大的叫威爾伯,小的便是奧維爾。他們從小就喜歡擺弄一些玩意,經常在一起做各種各樣的游戲。他們的爺爺是個製作車輪的工匠,屋裡有各種各樣的工具,弟兄兩個把那裡當作他們的樂園,經常跑去看爺爺幹活。時間一長,他們就模仿著製作一些小玩具。因此,弟兄兩個決定,這次要做架爬犁,拉到山坡上與同伴們比賽。當天晚上,弟兄倆就把這種想法告訴了媽媽。媽媽一聽,非常高興地說道:「好,咱們共同來做吧!」
於是,弟兄倆個跑到爺爺的工作房裡,找到很多木條和工具,不假思索就幹了起來。
「不行」媽媽阻止他們說,「干什麼事情得有個計劃,我們首先得畫一個圖樣,然後才做!」
弟兄倆個明白了這個道理,就同媽媽一起設計圖樣。媽媽首先量了兄弟倆身體的尺寸,然後畫出一個很矮的爬犁。「媽媽,別人家的爬犁很高,為啥你畫的爬犁這么矮?這能行嗎?」弟弟奧維爾不解他問。
「孩子,要想叫爬犁跑得快,就得製成矮矮的,這樣可以減少風的阻力,速度也就會快多了。」媽媽溫和地解釋道。弟兄倆個這才明白,干任何事情都不應莽撞,應首先弄懂道理。
過了一天,萊特兄弟的矮爬犁做成了。弟兄倆把它推到小山岡上,剛放在山坡上,就跑來了一個男孩。
「快來看呀,萊特兄弟扛了一個怪物!」這個男孩大驚小怪地叫道。
不一會兒,孩子們都圍了上來,指手劃腳地議論著這個怪模怪樣的東西。萊特兄弟不以為然,勇敢地說道:「誰和我們比賽!」
先前跑過來的男孩連忙叫道:「我來!我來與他們比賽!」說完,就把自己爬犁拉了過來。
比賽結果,當然是萊特兄弟獲勝,孩子們再也不嘲弄這個爬犁,反而圍起來左瞧右看,似乎想從中找到什麼。
萊特兄弟非常高興,帶著勝利的喜悅回家去了。
聖誕節到了,爸爸也從外地回來。聖誕節早晨,爸爸把禮物送給了他們,兄弟倆急不可耐地打開一看,是一個不知名的玩具,樣子好怪好怪的。
爸爸告訴他們,這是飛螺旋,能在空中高高地飛去。「鳥才能飛呢!它怎麼也會飛!」威爾伯有點懷疑。
爸爸笑了一笑,當場做了表演。只見他先把上面的橡皮筋扭好,一鬆手,它就發出嗚嗚的聲音,向空中高高地飛去。兄弟這才相信,除了鳥、蝴蝶之外,人工製造的東西,也可以飛上天。於是,弟兄倆便把它拆開了,想從中探索一下,它為何能飛上天去。
從這以後,在他們的幼小心靈里,就萌發了將來一定製造出一種能飛上高高藍天的東西。這個願望一直影響著他們。1896年,萊特兄弟在報紙看到一條消息:德國的李林塔爾因駕駛滑翔機失事身亡。這個消息對他們震動很大,弟兄倆決定研究空中飛行。
這時候,萊特兄弟開著一家自行車商店。他們一邊幹活掙錢,一邊研究飛行的資料。三年後,他們掌握了大量有關航空方面的知識決定仿製一架滑翔機。
他們首先觀察老鷹在空中飛行的動作,然後一張又一張地畫下來,之後才著手設計滑翔機。1900年10月,萊特兄弟終於製成了他們第一架滑翔機,並把它帶到離代頓很遠的吉蒂霍克海邊,這里十分偏僻,周圍既沒有樹木也沒有民房,而且這里風力很大,非常適宜放飛滑翔機。
兄弟倆用了一個星期的時間,把滑翔機裝好,先把它繫上繩索,像風箏那樣放飛,結果成功了。然後由威爾伯坐上去進行試驗,雖然飛了起來,但只有1米多高。
第二年,兄弟倆在上次製作的基礎上,經過多次改進,又製成了一架滑翔機。這年秋天,他們又來到吉蒂霍克海邊,一試驗,飛行高度一下子達到180米之高。
弟兄倆非常高興,但並不滿足。他們想能否製造一種不用風力也能飛行的機器?
兄弟倆反復思考,把有關飛行的資料集中起來,反復研究,始終想不到用什麼動力,把寵大的滑翔機和人運到空中。有一天,車行門前停了一輛汽車,司機向他們借一把工具用用。來修理一下汽車的發動機。弟兄倆靈機一動,能不能用汽車的發動機來推動飛行。
從這以後,弟兄倆圍繞發動機動開了腦筋。他們首先測出滑翔機的最大運載能力是90公斤,於是,他們向工廠訂制一個不超過90公斤的發動機。但當時最輕的發動機是190公斤,工廠無法制出這么輕的發動機。
後來,一名製造發動機的工程師知道了這件事情,答應幫助萊特兄弟。過了一段時間,這位工程師果然造出一部12馬力、重量只有70公斤的汽油發動機。
弟兄倆非常高興,很快便著手研究怎樣利用發動機來推動滑翔機飛行。經過無數次的試驗,他們終於把發動機安裝在滑翔機上,不過是在滑翔機上安上螺旋槳,由發動機來推動螺旋槳旋轉,帶動滑翔機飛行。
1903年9月,萊特兄弟帶著他們裝有發動機的飛行再次來到吉蒂霍克海邊試飛。雖然這次試飛失敗了,但他們從中吸取了很多經驗。過後不久,他們又連續試飛多次,不是因為螺旋槳的故障,就是發動機出了毛病,或是駕駛技術的問題。
萊特兄弟毫不氣餒,仍然堅持試飛。就在這時,一位名叫蘭萊的發明家,受美國政府的委託,製造了一架帶有汽油發動機的飛機,在試飛中墜入大海。
萊特兄弟得知這個消息,便前去調查,並從蘭萊的失敗中吸取了教訓,獲得了很多經驗,他們對飛機的每一部件作了嚴格的檢查,制定了嚴格的操作規定,於1903年12月14日,又來到吉蒂霍克,進行試飛試驗。
這天下午,兄弟倆先在地面上安置兩根固定在木頭上的鐵軌,並有一定的斜度,好讓飛機方便地滑行。接著,就把他們製造的飛機,放在鐵軌上面。
最後是由誰先飛的問題,兄弟倆爭執不下,只好用拋硬幣的方法,由威爾伯先飛。
威爾伯上機後,伏卧在飛機正中,一會兒便發動飛機,發動機傳出轟鳴的聲音,螺旋槳也慢慢地轉了起來。
飛機在斜坡上剛滑行3米,就掙脫了結在後面的鐵絲,呼嘯著升到空中。
「飛起來啦!」奧維爾興奮地叫道。
話音未落,飛機突然減慢速度,很快掉落在地上。整個飛行時間不到4分鍾。
奧維爾趕忙跑上前去。威伯爾已從墮落的飛機里跳了出來,兄弟倆趕緊觀察飛機,飛機也未受損。
「是什麼問題呢?」兄弟倆左思右想,逐一檢查。發動機沒毛病,螺旋槳轉動很好,技術操作也完全正確。……「哥哥,我知道原因了!」奧維爾滿面笑容地說道:「咱們是利用斜坡滑行的,距離只有3米飛機就起飛了。而這時螺旋槳的轉動還沒有達到高速,所以一會兒就栽了下來。」「對呀!」威爾伯點頭稱是,接著說道:「咱們不能利用斜坡滑行起飛,而要靠螺旋槳的力量飛上去。這樣吧,把鐵軌裝在平整的地方再試驗一下。」
他們連續工作了三天,把鐵軌又重新安置在一片平坦的地面上。
1903年12月17日上午10點鍾,天空低雲密布,寒風刺骨。被兄弟倆邀來觀看飛行的農民凍得直打寒顫,一再催促兄弟倆快點飛行。
這次由奧維爾試飛,只見他爬上飛機,伏卧在駕駛位上。一會兒,發動機開始轟鳴,螺旋槳也開始轉動。
突然,飛機滑動起來,一下子升到3米多高,隨即水平地向前飛去。
「飛起來啦!飛起來啦!」幾個農民高興地呼喚起來,並且隨著威爾伯,在飛機後面追趕著。
飛機飛行了30米後,穩穩地著陸了。威爾伯沖上前去,激動地撲到剛從飛機里爬出來的弟弟身上,熱淚盈眶地喊道:「我們成功了!我們成功了!」
45分鍾後,威爾伯又飛了一次,飛行距離達到52米,又過了一段時間,奧維爾又一次飛行,這次飛行了59秒,距離達到255米。
這是人類歷史上第一次駕駛飛機飛行成功,萊特兄弟把這個消息告訴報社,可報社不相信有這種事,拒不發布消息。萊特兄弟並不在乎。繼續改進他們的飛機。不久,兄弟倆又製造出能乘坐兩個人的飛機,並且,在空中飛了一個多小時。
消息傳開後,人們奔走相告,美國政府非常重視,決定讓萊特做一次試飛表演。
1908年9月10日這天,天氣異常晴朗,飛機飛行的場地上圍滿了觀看的人們。人家興致勃勃,等待著萊特兄弟的飛行。
10點左右,弟弟奧維爾駕駛著他們的飛機,在一片歡呼聲中,自由自在地飛向天空,兩支長長的機翼從空中劃過,恰似一隻展翅飛翔的雄鷹。
人們再也抑制不住他們的激動心情,昂首天空,呼喚著萊特兄弟的名字,多少人的夢想終於變為現實。
飛機在76米的高度飛行了1小時14分,並且運載了一名勇敢的乘客。當它著陸之後,人們從四面八方圍了起來。過後不久,萊特兄弟在政府的支持下,創辦了一家飛行公司,同時開辦了飛行學校,從這以後,飛機成了人們又一項先進的運輸工具。
飛機
飛機
有動力裝置和固定機翼的重於空氣的航空器。動力裝置用於產生推(拉)力或動力升力,機翼用於在大氣中運動時產生升力。也有人把氣球、飛艇以外的航空器泛稱為飛機。
分類
按用途分為軍用飛機和民用飛機。軍用飛機包括:戰斗機、強擊機、轟炸機、戰斗轟炸機、反潛機、偵察機、預警機、電子對抗飛機、空中加油機、軍用運輸機、軍用教練機等。民用飛機包括:運輸機(客機、客貨機、貨機)、體育運動飛機、公務飛機、農業飛機、試驗研究機和其他專門用途飛機等。
飛機還可按組成部件的外形、數目和相對位置進行分類。按機翼的數目,可分為單翼機、雙翼機和多翼機。按機翼相對於機身的位置,可分為下單翼、中單翼和上單翼飛機。按機翼平面形狀,可分為平直翼飛機、後掠翼飛機、 前掠翼飛機和三角翼飛機。按水平尾翼的位置和有無水平尾翼,可分為正常布局飛機(水平尾翼在機翼之後)、鴨式飛機(前機身裝有小翼面)和無尾飛機(沒有水平尾翼);正常布局飛機有單垂尾、雙垂尾、多垂尾和V型尾翼等型式。按推進裝置的類型,可分為螺旋槳飛機和噴氣式飛機;按發動機的類型,可分為活塞式飛機、渦輪螺旋槳式飛機和噴氣式飛機;按發動機的數目,可分為單發飛機、雙發飛機和多發飛機。按起落裝置的型式,可分為陸上飛機、水上飛機和水陸兩用飛機。還可按飛機的飛行性能進行分類:按飛機的飛行速度,可分為亞音速飛機、超音速飛機和高超音速飛機。按飛機的航程,可分為近程飛機、中程飛機和遠程飛機。
組成
飛機的主要組成部分有機體、起落裝置、動力裝置、飛行控制系統、機載設備,以及其它系統。作戰飛機還有機載武器系統。
機體包括機翼、機身和尾翼。
機翼的功用是在大氣中運動時產生升力,還裝有副翼和擾流片;沒有尾翼的飛機,機翼上裝有縱向操縱裝置(升降副翼),此外,機翼上還裝有增升裝置。
機身用於安置人員,裝載設備、貨物、武器、動力裝置和燃料等。機翼、尾翼都固定在機身上,有的飛機的起落架支柱也固定在機身上。
尾翼分為水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼一般由水平安定面和升降舵組成,垂直尾翼由垂直安定面和方向舵組成。有的飛機將水平尾翼做成一個整體,可以操縱偏轉,稱為全動平尾。有些飛機沒有水平尾翼,在機翼前面裝有水平小翼面,稱為前翼或鴨翼。水平尾翼保證飛機的俯仰穩定性、操縱性和平衡。垂直尾翼保證飛機的方向穩定性和操縱性,並與機翼、副翼或擾流片或差動平尾共同保障飛機的橫向穩定性和操縱性。
起落裝置
用於保障飛機起飛、著陸、在地面(水面)上停放和滑行中支持飛機。它包括起落架、機翼增升裝置、起飛加速裝置和著陸減速裝置,有的飛機還有攔阻鉤等。
起落架在飛機飛行時一般可收起,一些老式飛機和低速飛機的起落架不能收起。起落架有輪式、浮筒、船身、滑橇等型式。
動力裝置
航空發動機及保障發動機工作的各種裝置和系統的總稱。包括推進系統、起動系統、操縱系統、燃油系統、滑油系統以及發動機固定裝置、推力方向控制系統和滅火設備等。
現代飛機最常用的發動機是燃氣渦輪發動機,包括渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機和螺旋槳風扇發動機。活塞式發動機只用於輕型飛機,火箭發動機用於試驗飛機和加速裝置上。
飛行控制系統
用以傳遞操縱指令、驅動舵面和其他機構以控制飛行姿態,有主操縱系統和輔助操縱系統之分。前者用於操縱飛行軌跡,包括駕駛桿(盤)、腳蹬、方向舵、連接升降舵(或全動平尾)和副翼的傳動裝置以及其它專門裝置。後者包括調整片、襟翼、 減速板、可調安定面和機翼變後掠角的操縱機構。按控制指令的來源不同,飛機飛行控制系統又可分為飛機人工飛行操縱系統和飛機自動飛行控制系統。
機載設備
包括駕駛導航儀表、發動機儀表、無線電通信設備、雷達、電氣設備、環境控制和生命保障設備。軍用飛機還裝有電子對抗等特種設備。
作戰飛機的武器系統包括武器和彈葯、火力控制系統、武器裝掛和發射裝置等。