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科学启蒙之路-Day6

科学启蒙之路-Day6

作者: 海鹏杂谈 | 来源:发表于2018-09-05 20:20 被阅读0次

这两天香锅比较累了,所以今天要讲的是香锅特别喜欢的飞机的发明故事。

莱特兄弟(Wright Brothers)是美国著名的发明家,哥哥是威尔伯·莱特(1867年—1912年),弟弟是奥维尔·莱特(1871年—1948年)。

1903年12月17日,莱特兄弟首次试飞了世界上第一架飞机“飞行者一号”。

飞机是历史上最伟大的发明之一,有人将它与电视和电脑并列为20世纪对人类影响最大的三大发明。莱特兄弟首创了让飞机能受控飞行的飞行控制系统,从而为飞机的实用化奠定了基础,此项技术至今仍被应用在所有的飞机上。莱特兄弟的伟大发明改变了人类的交通、经济、生产和日常生活,同时也改变了军事史。

莱特兄弟从小就对机械有着天生的爱好,从小就喜欢拆拆弄弄。他们尤其对一些旧时钟、磅秤最感兴趣。小时候,他们就被一款能够高高飞起的飞螺旋玩具迷住了,幼小的心灵里埋下了对飞行的强烈兴趣。

兴趣是最好的老师,他们在长大以后,不断的学习和探索,终于在完成了所有理论研究后,开始了动手实现。

他们从前人的失败中吸取教训,将之前人们设计的飞机机翼增加一倍。又设计了通过直接控制机翼来操纵飞机飞行姿态的机构,解决了以前需要驾驶员改变身体重心来控制飞行姿态的问题。

剩下的难题,就是如何在空中能够长时间的操纵飞机,让它保持稳定能够长时间飞行。维尔伯用一张水平放置的纸演示了这个问题:如果让它自由落下,在理想的平静空气当中,我们可以想象它一定是平稳落下,但理想条件是很罕见的,任何一点气流都会使得纸张翻转和飘荡。对于飞机来说,完全理想的空气条件下,要实现上天并不难,但是天空中总是存在风,这就使得实现飞机飞行的关键,在于如何调节飞机前后左右各个方向的受力平衡,特别是飞机的重心和升力受力点之间的关系。

他们先是制作了很多滑翔机来做实验,在这些实验中,已经可以使滑翔机在海边合适的风力作用下,达到180米的高度,滑行距离超过1000米。他们还改进了机翼的截面形状,从而可以获得更大的升力。

在他们有了足够制造滑翔机的经验之后,他们着手制造了一架能够动力飞行的“飞行者一号”双翼机,配备了一台12马力的活塞发动机,这也是发动机首次用在飞机上。1903年12月17日,在首次试飞中,威尔伯驾驶这架飞机总共飞行了12秒,共36.5米。接着他们又试了几次,最后一次,飞机飞行了59秒,飞行了260米。这是人类第一次在空中的持续动力飞行。

接着他们又相继试飞了“飞行者二号”和“飞行者三号”,1905年,飞行者三号飞行了38分钟,飞了38.6公里,更好的解决了平衡和操纵的问题。

最后,介绍一下让飞机上天的原理,机翼的上表面是弯曲的,下表面是平坦的,因此飞机向前运动时,空气在机翼的上下表面向后运动时,上面的速度快,下面的速度慢,根据伯努利方程,速度快的压力小,速度慢的压力大,所以机翼下方的压力大于上方的压力,对飞机形成一种上升的力量,当速度足够快时,升力大于飞机的重力,飞机就能飞上天了。

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