『壹』 超音速飛機是什麼時候發明的
自協和(Concorde)飛機第一次飛行至今已經過了整整二十五個年頭,可它還是保持了客機發展史上的一個記錄——超音速。因為協和飛機是世界上唯一的載客超音速航機。
協和超音速飛機應該說是英法混血兒。60年代,由於航空公司需要一種既能遠程飛行,又能快速到達目的地的飛行器,1962年,英法兩國簽署了一個政府合作協議。在這個協議上提出了SST計劃(Supersonic Transport Program)即超音速運輸計劃。協和飛機就是SST計劃的一個產物。1969年,第一架協和飛機誕生,此後世界上共製造了15架協和飛機,而現在只有10架還在服役中。協和奇特的外形馬上引起了世界的注目。為了適應超音速飛行,協和一改往常客機的後掠式機翼,把復雜的三角翼作為自己的機翼。它的細長機身把超音速飛行時產生的阻力縮到了最小,縱向設計的油箱系統能更適應飛機飛行時所需的高加速度。由於機頭過於細長,飛行員在起降飛機時視線會被機頭擋住,所以協和飛機的機頭可以垂下,以便飛機在滑行、起飛和降落時,飛行員有極好的視野。協和飛機全長62.1米,翼寬25.5米,高11.3米,客艙寬2.9米。它能不間斷飛行6230公里,可在離地15636公里的高空進行飛行。它可載客100名,一次可滿載95.6噸的燃油,可每小時卻要消耗掉20.5噸。
協和飛機共有四台發動機。它們有羅·羅(R0lls—Royce/ SNECMA)公司設計並製造,型號為Olympus 593。這種發動機不同於平時我們所見的飛機發動機,它完全是靠後燃式噴射力來推進,所以每台Olympus 593可產生38,000 lbs的巨大推進力。靠這四台高效發動機,協和飛機的巡航速度可達到每小時2,150公里,飛行速度能超過音速的兩倍。雖說協和超音速飛機是七十年代的產品,但它的電子設備還是比較先進的。特別是在自動飛行方面,協和能夠達到三級自動降落和起飛,即,協和飛機完全能按照地面的程序和指令,在無飛行員操縱下自動進行起飛與降落。
『貳』 超音速飛機是以什麼動物發明的
自協和(Concorde)飛機第一次飛行至今已經過了整整二十五個年頭,可它還是保持了客機發展史上的一個記錄——超音速。因為協和飛機是世界上唯一的載客超音速航機。
『叄』 首次超音速飛行是誰發明的
音速又稱聲速,即聲波在媒質中的傳播速度。音速的快慢與媒介的性質與狀態有關。例如通常聲波在空氣中的傳播速度為每秒340米左右。所謂超音速飛行,通俗地說就是速度超過聲音速度的飛行。科學上的定義是馬赫數大於1(M>1)的飛行。
最初的飛機是螺旋槳飛機。這種飛機雖然經過科學家們不斷地探索和改進,但直到1939年,它的飛行速度只達到每小時755千米。當飛行速度超過這個速度時,飛機槳葉尖端旋轉的速度和飛機從高空向下俯沖的速度會變得更快,和聲音傳播的速度差不多,即1227千米左右。這樣,飛機前面的空氣會引起劇烈的波動,使飛機阻力加大,機身也會抖動起來,弄得不好就會機毀人亡,以致有一段時期,音速成了飛行速度難以逾越的障礙,被稱作「音障」。
怎樣才能使飛機飛得更快呢?科學家們一直在探索著。經過一段時間的研究,他們從飛機發動機上找到了出路,發明了噴氣式航空發動機。即利用發動機本身高速噴射的燃氣流的反作用力,以推進飛行器的航空發動機。這種發動機推力大,重量輕,迎面尺寸小,適於高空高速飛行。科學家們又對飛機的外型進行改進,把機身設計成又細又長,頭部很尖,機翼改成燕子翅膀似的後掠式的,這樣就能減少了阻力。經過反復試驗,終於製成超音速的飛機。
1947年10月14日,24歲的美國空軍上尉飛行員查爾斯·葉格爾,在加利福尼亞洲的愛的華空軍基地上空,駕駛著一架由美國拜爾廠製造的XS—1型火箭飛機,當飛機到達12800米高空時,葉格爾以1.04馬赫的飛行速度,成功地完成了世界上第一次超音速飛行。
『肆』 現在有超音速飛機,什麼時候能發明出超光速飛機
郭敦顒回答:
現在尚沒有任何物質的速度超過光速,更別說是發明出超光速飛機了。
『伍』 超音速戰斗機是怎麼發明出來的
美國在1954年裝備的世界上第一種實戰型超音速戰斗機F—100「超佩刀」戰斗機就採用了尖機頭布局,飛行速度可以達到每小時1200公里以上;蘇聯一開始研製的超音速戰斗機米格-21採用的是頭部進氣道,但在研製米格-23變後掠戰斗機時也改用了尖機頭、細機身、兩側進氣的布局了。
1952年,美國的一位空氣動力學家惠特科姆提出了著名的「面積律理論」,使超音速戰斗機的設計出現了突破。
理查德·惠特科姆於1921年2月出生在美國的伊利諾斯州,1943年畢業於馬薩諸塞州的伍斯特理工學院,隨即應聘到美國蘭利研究中心工作,1948年被提升為跨音速風洞試驗室主任。
惠特利姆具有敏銳的觀察力,他善於利用風洞試驗結果進行分析。
通過對跨音速流動的反復觀察,他認為圓柱形機身的設計在飛機飛行速度接近音速時是很不合理的。因為在機身與機翼的結合區,機身的截面積加上當地機翼的截面積後,就要比無機翼的機身截面積大,流過這段機身的氣流在這個區域就會向外擴張,從而就會帶來很大的跨音速飛行的阻力。
惠特科姆提出的解決辦法也很簡單,只要在有機翼的機身段,把機身截面積按照當地機翼的截面面積大小向內扣去一部分,保持沿縱向機身加機翼的面積基本平滑一致。這樣,整個機身變成了兩頭粗中間凹的「可口可樂」瓶的形狀。風洞試驗證明這種方法減阻效果十分明顯。
面積律的發現對飛機順利突破音障起到了重要的作用,美國在1951年初設計了一架F-102「三角劍」戰斗機。它是世界上第一種採用三角機翼的超音速截擊機,但在設計時由於面積律還未被發現,所以在1953年首次試飛中,當飛機的速度接近音速時,由於阻力劇增、升力劇降,出現劇烈振動,飛機變得難以駕駛。
惠特科姆的面積律研究報告公布後,設計人員馬上對F-102進行了面積律修改,將機身改為「可口可樂」瓶的蜂腰形。
改形後的F-102在1954年11月21日再次試飛,飛機在10000米高度上加速,迅速通過了音障,並達到了1.2倍音速,飛機既沒有振動,也沒有其他異常現象,從而該機成為世界上第一種成功應用「面積律」的超音速戰斗機。
接著,飛機設計人員在F-102基礎上進行了更加「蜂腰」的修改,設計了F-106「三角標槍」。該機在1956年12月26日試飛中,在11000米高度上飛行速度達到了2.31倍音速。在1959年12月,一架F-106還創造了當時最大平飛速度的世界紀錄,達到了每小時2454公里。
與愛迪生一樣,惠特科姆也是一個工作起來不要命的人,經常不分晝夜地呆在實驗室里,在最後的關鍵性試驗階段,乾脆帶一個帆布床,住在風洞里,還自己親自動手製作模型,同行們戲稱他為「高級鉗工」。
惠特科姆是一位創造性極強的空氣動力學家,永無止境的探索熱忱,使他終生都在追求新的目標。
惠特科姆在「面積律」後又發現了「超臨界機翼」,這一發現可以進一步改善飛機的超音速性能,同時又可減少機翼的結構重量;後來,他又創造了「翼梢小翼」,可以明顯提高飛機的巡航效率和減少燃油消耗等。
在空氣動力領域里,對許多人感到一頭霧水的問題,惠特科姆總是能用通俗而又嚴密的語言把其中的本質描述得十分清楚,有人說惠特科姆終生在和空氣交談,只有他能破解隱藏在空氣中的秘密。
後來,美國空氣動力學家又在惠特科姆工作的基礎上提出了超音速面積律,「可口可樂」瓶狀機身迅速被各國飛機設計人員所採用。我國的殲—8戰斗機和轟—6轟炸機都採用了這種蜂腰形的機身。
以後,隨著一系列與超音速飛行有關的新技術的飛速發展,超音速軍用飛機也如同插上了超音速的翅膀,飛速地得到了發展。
『陸』 美國的超音速飛機是怎麼發明的
是集眾多科學家和技術人員的聰明才智, 和無數次的試驗和改進才成功的...!
『柒』 超音速飛機是什麼時候發明
20世紀40年代中期,飛機的動力裝置從活塞式發動機向噴氣式發動機發展,飛機結構設計得到重大改進。這些,使航空領域產生了一次重大的突破——飛機飛行速度超過音速。
『捌』 哪個國家製造出世界上第一架超音速飛機
英國首先開始對超音速飛機進行研究。邁爾斯公司受官方委託於1943年研製M。52型噴氣式飛機,目標是速度達到M=1.6。但由於當時有人在駕駛其它飛機接近音速時失事遇難,官方認為載人的超音速飛行太危險,後來終止了這一計劃。
美國於1944年開始了同樣研究,它採用以火箭發動機為動力。貝爾公司於1945年製造出 X—1火箭實驗機,這是世界上第一架超音速飛機 。
『玖』 超音速飛機是怎麼發明出來的
20世紀40年代中期,飛機的動力裝置從活塞式發動機向噴氣式發動機發展,飛機結構設計得到重大改進。這些,使航空領域產生了一次重大的突破——飛機飛行速度超過音速。
飛機在第二次世界大戰的戰場上,起著舉足輕重的作用,而速度的大小,又直接影響了飛機的戰斗能力。當時的戰斗機,最大時速在700千米左右。這個速度已經接近活塞式飛機飛行速度的極限。例如美國的P-51D「野馬」式戰斗機,最大速度每小時765千米,大概是用螺旋槳推進的活塞式戰斗機中飛得最快的了。必須增加發動機推力才能進一步提高飛行速度,但是活塞式發動機已經無能為力。
二戰末期,德國研製成功Me-262和Me-163新型戰斗機,投入了蘇德戰場作戰。這兩種都是當時一般人從未見過的噴氣式戰斗機,前者裝有2台渦輪噴氣發動機,最大速度870千米/時,是世界上第一種實戰噴氣式戰斗機。後者裝有1台液體燃料火箭發動機,最大速度933千米/時。
緊接著前蘇聯的米高揚設計局很快研製出了伊-250試驗型高速戰斗機。它採用復合動力裝置,由一台活塞式發動機和一台沖壓噴氣發動機組成。在高度7000米時,可使飛行速度達到825千米/時。1945年3月3日,試飛員A.N.傑耶夫駕駛伊-250完成了首飛。隨後,伊-250很快進行了小批量生產。
同樣的復合動力裝置也裝在了蘇霍伊設計局研製出的蘇-3試驗型截擊機上,1945年4月又出現了蘇-5,速度達到800千米/時。另一種型號蘇-7,除活塞式發動機,還加裝了液體火箭加速器,可在短時間提高飛行速度。拉沃奇金和雅科夫列夫設計的戰斗機,也安裝了液體火箭加速器。但是,用液體火箭加速器來提高飛行速度的辦法並不可靠,其燃料和氧化劑僅夠使用幾分鍾,而且具有腐蝕性的硝酸氧化劑,使用起來也十分麻煩,甚至會發生發動機爆炸事故。在這種情況下,前蘇聯航空界中止了液體火箭加速器在飛機上的使用,全力發展渦輪噴氣發動機。
飛機速度的提高依然困難重重。最大的攔路虎便是「音障」問題。所謂音障,是在飛機的速度接近音速時開始產生的,這時飛機受到空氣阻力急劇增加,飛機操縱上會產生奇特的反應,嚴重的還將導致機毀人亡。渦輪噴氣發動機的研製成功,沖破了活塞式發動機和螺旋槳給飛機速度帶來的限制,但卻過不了「音障」這一關。
奧地利物理學家伊·馬赫曾在19世紀末期進行過槍彈彈丸的超音速實驗,最早發現了擾動源在於超音速氣流中產生的波陣面,即馬赫波的存在。他還將飛行速度與當地音速的比值定為馬赫數,簡稱M數。M小於1,表示飛行速度小於音速,是亞音速飛行;M數等於1,表示飛行速度與音速相等;M數大於1,表示飛行速度大於音速,是超音速飛行。
聲音在空氣中傳播的速度,受空氣溫度的影響,數值是有變化的。飛行高度不同,大氣溫度會隨著高度而變化,因此音速也不同。在標准大氣壓情況下,海平面音速為每小時1227.6千米,在11000米的高空,是每小時1065·6千米,於是科學家採用了馬赫數來表達飛行速度接近或超過當地音速的程度。
各種形狀的飛行物體,在速度接近或超過音速時,受力情況怎樣?眾多的空氣動力學家和飛行設計師們集中力量攻克了這個課題。
我國著名空氣動力學家、中國科學院院士、北京航空航天大學名譽校長沈元教授,當時在探索從亞音速到超音速的道路上,做出過突出的貢獻。
1945年夏天,沈元以博士論文《大馬赫數下繞圓柱的可壓縮流動的理論探討》通過了答辯,在倫敦大學接受了博士學位。他的論文用速度圖法,證實了高亞音速流動下,圓柱體附近極限線的存在。他從理論上和計算結果上,證實了高亞音速流動下,圓柱體表面附近可能會出現正常流動的局部超音速區。
這就意味著,只有在氣流馬赫數增加到一定數值時,圓柱體表面某處的流線,才開始出現來回折轉的尖點,這時正常流動就不復存在。這一研究結果顯示了在繞物體流動(如機翼)的高亞音速氣流中,如馬赫數不超過某一定值,就可能保持無激波的、含有局部超音速區的跨音速流動。它針對當時高速飛行接近音速時產生激波的問題,從理論上揭示出無激波跨音速繞流的可能性。
沈元的這項研究,第一次從理論計算上,得出高亞音速繞圓柱體流動的流線圖,得出它的速度分布,以及在某一臨界馬赫數以下,流動可以加速到超音速而不致發生激波的可能性。通過這方面的研究,可以掌握高速氣流的規律,了解飛機機體、機翼形狀和產生激波阻力之間的關系,探索是否可能讓飛機在無激波的情況下接近音速,從而為設計新型高速飛機奠定理論基礎。這是一項首創性的成果,對當時航空科學在高亞音速和跨音速領域內的發展,起到了一定的推動作用。
面對重重困難,科學家們進行了無數次的研討和實驗。結果發現,超音速飛機的機體結構同亞音速飛機大有不同:機翼必須薄得多;關鍵因素是厚弦比,即機翼厚度與翼弦(機翼前緣至後緣的距離)的比率。對超音速飛機來說,厚弦比就很難超過5%,即機翼厚度只有翼弦的1/20或更小,機翼的最大厚度可能只有十幾厘米。而亞音速的活塞式飛機的厚弦比大概是17%。
超音速飛機的設計師必須設計出新型機翼。這種機翼的翼展(即機翼兩端的距離)不能太大,而是趨向於較寬、較短,翼弦增大。設計師們想出的辦法之一,是把超音速機翼做得又薄又短,可以不用後掠角。另一個辦法是將機翼做成三角形,前緣的後掠角較大,翼根很長,從機頭到機尾同機身相接。
美國對超音速飛機的研究,集中在貝爾X-1型「空中火箭」式超音速火箭動力研究機上。X-1飛機的翼型很薄,沒有後掠角。它的動力採用液體火箭發動機。由於飛機上所能攜帶的火箭燃料數量有限,火箭發動機工作的時間很短,因此不能用X-1飛機自己的動力從跑道上起飛,而需要把它掛在一架B-29型「超級堡壘」重轟炸機的機身下,飛到高空後,再把X-1飛機投放下去。X-1飛機離開轟炸機後,在滑翔飛行中,再開動自己的火箭發動機加速飛行。
1946年12月9日,X-1飛機第一次在空中開動其火箭動力試飛。
1947年10月14日,美國空軍的試飛員查爾斯·耶格爾上尉駕駛X-1飛機完成人類航空史上這項創舉,耶格爾從而成為世界上第一個飛得比聲音更快的人。耶格爾駕駛X-1飛機在12800米的高空,使飛行速度達到1078千米/時,相當於M1.015。
在人類首次突破「音障」之後,研製超音速飛機的進展就加快了。以美國和前蘇聯為代表,各國在競創速度記錄方面展開了競爭。
歷史在發展,社會在前進。隨著世界大戰的結束和國際關系的緩和,超音速飛行技術也越來越多地應用於各種非軍事性其他方面,如英、法聯合研製的「協和」式超音速旅客機,就已經在飛越大西洋的航線上營運了十幾年,能以最大巡航速度M2.04飛行。前蘇聯也研製生產了超音速旅客機,但由於技術問題,只在航線上飛行了一段時間,便從客運市場上退出。美國、前蘇聯還曾經分別研製出超音速的轟炸機。1997年10月15日,英國設計師研製的超音速汽車,首次實現了陸地行車超過音速的創舉。
展望未來,超音速飛機將載著人類,以超音的速度,飛向和平的彼岸和幸福的明天。
『拾』 世界上發明的第一件超音速的發明是什麼
英國首先開始對超音速飛機進行研究。邁爾斯公司受官方委託於1943年研製M。52型噴氣式飛機,目標是速度達到M=1.6。但由於當時有人在駕駛其它飛機接近音速時失事遇難,官方認為載人的超音速飛行太危險,後來終止了這一計劃。美國於1944年開始了同樣研究,它採用以火箭發動機為動力。貝爾公司於1945年製造出 X—1火箭實驗機,C—1的機翼很薄,平直翼型。它需由一架B—29型重型轟炸機掛在機身下帶到空中,然後在空中點火,脫離轟炸機單獨飛行。1947年 10月14日,空軍上尉查爾斯