鸟儿自由自在的飞翔总能激起人们飞翔的欲望。来自许多文化的古老故事证实了人们对各种飞行生物的兴趣。当人们观察滑翔机时,他们意识到代达罗斯是希腊神话中的建筑师和雕刻家。在希腊神话中,代达罗斯的儿子和他的父亲都带着粘在身体上的蜡翼飞上天空。因为飞得太高,蜡被太阳融化,坠入爱琴海并死亡。飞行可能不仅仅是希腊神话。今天,大型飞机将自己和货物运送到鸟的领地。就我们现在所知,为实现飞行而采取的历史性步骤确实经历了起起落落。多年来,科学家、发明家、艺术家、数学家和其他各行各业的人都被飞行的欲望所困扰,为了能够飞行,他们做了许多设计、模型和实验。

以下是飞行历史概要:

中国人发明了风筝(公元前400-300年)。

雷纳多·达·芬奇对鸟类飞行进行了科学研究,并绘制了各种飞行机器的草图(1500年)。

意大利数学家乔瓦尼·博雷尔(Giovanni borrell)证明了人类肌肉太弱,无法支撑飞行(1680年)。

法国人让-皮拉特雷·德罗齐尔斯和马奎斯·达隆德第一次使用热气球(1783年)。

英国发明家乔治·凯利爵士设计了机翼表面(横截面),制造了第一架模型滑翔机并使其飞行(1804年),从而创造了空气动力学科学。

德国的奥托·利林塔尔设计了一套测量试验机翼产生的升力的方法,并于1891年至1896年首次成功地进行了载人滑翔机飞行。

1903年,莱特兄弟第一次完成了飞机的飞行,使用一台机器来做功和驱动螺旋桨。他们使用风洞和称重系统进行测试,测量设计的升力和阻力。他们完善了他们的飞行技术和机器,因此到1905年,他们已经飞行了38分钟,飞行距离为20英里。——译者注)!

我们是怎么从地上爬起来的?

为了起飞,我们必须平衡垂直力和水平力。重力(向下的垂直力)使我们离不开地面。为了抵抗重力的下拉效应,必须产生升力(向上的垂直力)。机翼的形状和飞机的设计对产生升力至关重要。为了研究大自然是如何设计鸟的翅膀以及鸟是如何飞行的,我们已经掌握了解决这个问题的关键。量化鸟类优雅的姿态似乎几乎是亵渎神明的,但是如果没有对飞行的所有组成部分进行数学和物理分析,今天的飞机就不能从地面起飞。人们通常不认为空气是物质,因为它是看不见的。然而,空气是一种介质,就像水一样。当飞机在空中飞行时,机翼和飞机本身会分离或切割它。瑞士数学家丹尼尔·伯努利(1700 ~ 1782)发现,当气体或流体的速度增加时,其压力降低。伯努利定律(1)显示了机翼的形状如何产生升力。机翼的上表面是弯曲的。这条曲线增加了空气速度,从而降低了通过机翼的空气压力。因为机翼的底面不是弯曲的,所以空气通过机翼下面的速度较慢,因此空气压力较高。机翼下的高压向机翼上的低压移动或推动,从而把飞机举到空中。重量(地球的拉力)是与飞机升力相反的垂直力。

阻力和推力是在飞行中起作用的水平力。推力将飞机向前推,阻力将飞机向后拉。鸟类通过拍打翅膀产生推力,而飞机依靠螺旋桨或喷气发动机。为了保持飞机在同一水平面上直线飞行,作用在飞机上的所有力必须相互抵消,即合力必须为零。升力和重力的合力必须为零,推力和阻力必须相互平衡。起飞时,推力必须大于阻力,但在飞行中必须相等,否则飞机的速度将继续增加。

观察鸟类俯冲和俯冲揭示了另外两个飞行因素。当机翼上的空气速度增加时,升力也增加。通过增加机翼和迎面而来的空气之间的角度,也就是迎角,可以进一步增加机翼上方的速度。如果角度增加到大约15度或更大,升力将突然停止,鸟或飞机将开始下降而不是上升。当这种情况发生时,这个角度被称为失速角度。失速角度导致空气在机翼上形成漩涡。涡流使机翼振动,导致升力减弱,重力超过升力。

由于人类没有鸟类的飞行器官,他们利用数学和物理原理将自己和其他东西抬离地面。一些工程设计和特点②被不断地用来改善飞机的性能。

(1)描述适用于飞机的气流的定律也适用于我们生活的许多其他方面,例如摩天大楼、吊桥、一些计算机磁盘驱动器、水泵、气泵和涡轮机。

(2)襟翼和缝是安装在机翼上的调节器,以提高升力。襟翼是一个铰链部件。使用时,它改变机翼的曲率来提高升力。这个缝隙是机翼上的一个缝隙,可以将失速延迟几度。