飞机

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飞机是指有一个或多个发动机的飞机,这些发动机产生向前的推力或拉力,并从机身的固定机翼产生升力。它是一种比空气重的飞行器,在大气层中飞行,可以在大气层中自由航行。1903年,莱特兄弟发明了“莱特一号”,实现了人类历史上的第一次飞行。飞机通常包括机身、机翼、机尾、动力装置和起落架。该机广泛应用于航空、军事、科学、经济等领域。自从飞机发明以来,它已成为现代文明不可缺少的交通工具。它深刻地改变和影响了人们...

飞机是指有一个或多个发动机的飞机,这些发动机产生向前的推力或拉力,并从机身的固定机翼产生升力。它是一种比空气重的飞行器,在大气层中飞行,可以在大气层中自由航行。1903年,莱特兄弟发明了“莱特一号”,实现了人类历史上的第一次飞行。飞机通常包括机身、机翼、机尾、动力装置和起落架。该机广泛应用于航空、军事、科学、经济等领域。自从飞机发明以来,它已成为现代文明不可缺少的交通工具。它深刻地改变和影响了人们的生活,开启了征服蓝天的历史。

1903年12月17日进行的这次飞行被国际航空联合会(FAI)认定为“第一次比空气重的飞机的可控持续动力飞行”。同年,莱特兄弟创立了莱特飞机公司。1969年,波音747作为宽体客机首次飞行,被称为“巨无霸”,标志着民用航空领域的一个新时代。在20世纪20年代,航空运输开通了定期航班来运送乘客和邮件。

飞机是人类创造的最重要的交通工具之一,其特点是效率、速度和安全。飞机自发明以来,逐渐成为现代文明不可或缺的工具,开启了人类征服蓝天的历史。飞机改变了人们的旅行习惯,使长途旅行成为可能。飞机为国际贸易和旅游带来了机会,满足了全球化的需求,促进了文化和商业交流。

飞机

飞机发展沿革

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研究背景

自人类文明诞生以来,飞向蓝天一直是人类的梦想。对于这种飞行,人类从一开始就探索了两条路径:一条是比空气轻的飞行器,从热气球到飞艇;另一种是比空气重的飞机,从模仿鸟的翅膀到人类的扑翼飞机、滑翔机,再到动力飞机。气球是人类发明和创造的第一种载人飞机。1783年,蒙哥马利兄弟首次公开表演热气球,标志着人类掌握了第一架利用空气浮力上升技术的实用飞机。然而,操纵气球的困难促使人们进一步研究和改进,将气球技术与操纵和推进技术相结合,从而促进了一种新型可控动力飞行器——飞艇的诞生。19世纪中期,第二次工业革命催生了新的动力装置,电动机和内燃机时代即将来临。飞艇的速度和机动性都有了显著的进步。面对飞艇的成功,优先考虑空气的飞机的研究一直没有突破。飞艇和热气球的出现激发了人类进一步探索飞机的热情。飞机的早期应用也为飞机的诞生奠定了理论和实验基础。为了适应长期和长途飞行的需要,科学家们开始关注和研究比空气更重要的飞行器。

早期起源探索

19世纪初,英国开始建立比空气重的飞行器的研究中心,英国航空之父乔治·凯利将飞行器的研究引向了真正的科学道路。凯利从小就开始研究中国古代玩具竹蜻蜓的仿制和改造,并从中发现了螺旋桨的原理。经过长时间对鸟类飞行的广泛研究,他第一个认识到人造飞机需要实现两种功能:提升和推动。随后,凯利开创了空气动力学的实验研究,他在空气升力方面的重大理论突破,与空气介质的密度、平板的面积、运动速度的平方和攻角的正弦成正比,对后世产生了重大影响。他的论文《论空中航行》也被认为是现代航空诞生的象征。

19世纪最后十年,滑翔运动进入了一个异常活跃的时期。其中最著名的代表人物是德国工程师李林塔尔。他的研究从观察和模仿鸟类的飞行开始,早期的飞行实验主要集中在模仿鸟类飞行的拍打飞机上。从1891年到1896年,李林塔尔开始分阶段进行滑翔机试验。他制造了18种类型的单翼、双翼和多翼滑翔机,并亲自进行了2500多次滑翔飞行。19世纪末,大多数科学家认为重于空气的飞机是不可能成功的,而美国科学家塞缪尔·兰利则坚定地指出:“这种机器(飞机)不仅在理论上是可能的,而且在理论上是可以实现的。”这个明确的结论无疑对困惑的航空业是一个巨大的鼓舞。Langley进行了大量的气动实验,获得了许多定量的测试结果。《气动实验》一书集中了他的研究成果,是早期关于航空基础理论的著作,受到后人的高度评价。在进行理论研究的同时,Langley还对模型飞机和动力飞机进行了设计实验。他的目标非常明确,那就是解决机翼的升力、动力和飞行稳定性问题。在试验了各种燃料之后,他把精力集中在蒸汽动力上,并把他的蒸汽动力飞机模型称为“空中旅行者”。1896年5月6日,第五架“空中旅行者”进行了一次非常成功的飞行,这被认为是航空史上第一架比空气重的动态模型飞机,成功地实现了稳定和持续的飞行。它证明了重于空气的飞机的可能性和现实性。1899年,兰利和他的助手们对第五架和第六架蒸汽动力模型飞机进行了广泛的测试,然后设计了全尺寸的“空中旅行者”。1903年10月7日,兰利驾驶“天行者”飞机在波托马克河上进行了首次试飞。由于弹射起飞时悬挂在发射台上的飞机尾部的张力,“空中旅行者”冲进了河里。

19世纪,德国的利林达尔以白鹳为设计模型,为他的滑翔飞行提供了重要的基础。经过20年的研究,他获得了关于升力和阻力的宝贵知识。他将这一成果编成一本书,并命名为《鸟的飞行是飞行艺术的根源》。这本书成为航空文学史上的经典之作,和达·芬奇一样,他成为了向自然学习的先驱,也是空气动力学的先驱之一。在19和20世纪之交,莱特兄弟在了解了利林达尔的实验后,对飞行产生了兴趣。他们关闭了正在运营的自行车公司,开始研究利林达的飞行。理论上,人们发现他对升力的计算有误,于是莱特兄弟重新开始了他们的研究和实验。他们用最简单的工具测试了不同的机翼,并用自行车制造了持续流动的气流。他们测量了机翼200个不同部位在受到不同角度撞击时的升力。他们的研究结果成为空气动力学基本定律的可靠数据,后来他们在滑翔机上安装了发动机。1903年12月17日,莱特兄弟成功试飞了他们的飞机。莱特兄弟的发明和实验为飞机技术的进一步发展打开了大门。从那时起,飞机的设计和技术不断改进。飞机的动力系统从螺旋桨和内燃机逐渐发展到喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机。飞机的结构也从木制框架发展到金属和复合结构。飞机的航空电子系统和导航技术也得到了很大的改进。

现代飞机发展历程

活塞式飞机时期

在飞机制造初期,主要采用活塞式飞机,活塞动力时期为20世纪初至40年代中后期。在这一时期,飞机主要使用活塞发动机-螺旋桨动力系统。早期发展阶段:第一次世界大战前,在莱特兄弟之后,一些航空先驱建立了小型飞机制造企业,取得了初步的飞机研制和生产能力,可以说是飞机制造业的萌芽阶段;工业体系形成阶段:从第一次世界大战到第二次世界大战前夕,一些国家建立了航空基础研究机构,航空技术取得了快速发展,飞机和系统设计技术领域取得了重大突破和发展,飞机性能显著提高,更好地满足了军民市场的需求。飞机制造企业形成专业化分工合作,整个行业的整体实力和水平达到一定高度,形成了飞机制造产业体系;第二次世界大战和随后的几年是活塞动力飞机发展的高峰阶段。战争的需求使飞机制造业达到了前所未有的规模和水平,成为国防工业中最重要的一类。一些活塞动力军用飞机接近其性能极限,活塞动力民用运输机也达到了前所未有的水平。

喷气式飞机的时代

喷气动力发展阶段分为快速发展期和调整发展期。快速发展阶段大致从20世纪50年代持续到80年代末,这是冷战时期,也是全球经济和社会进步最快的时期之一。军民需求带动了飞机制造业的快速发展。调整发展的阶段大致从20世纪90年代初到现在。随着冷战的结束,军用需求相对减少,民用航空市场的需求实现了波动增长。从活塞式飞机发展到喷气动力飞机,得益于技术的进步和高效动力装置的应用与开发。其次,由于飞机外形的成熟和飞机应用的空前广泛,战斗机、轰炸机、侦察机、运输机、客机等在这一时期相继出现。为了适应不同的用途,飞机的外观也发生了变化。例如,早期的战斗机经常悬挂机枪,运输机增加客舱和右客舱面积以扩大运输能力,超音速飞机使用特殊的金属和机身线条以实现更快的飞行。

重大事件编年史

1903年12月17日,美国莱特兄弟研制的“飞行者”试飞成功,实现了载人、动力、可控的比飞行器重的持续飞行。

1910年3月28日,法国人法布尔制造并成功驾驶了世界上第一架水上飞机。

1911年10月22日,意大利飞行员皮亚查(Piacha)上尉驾驶布莱里奥(Bleriot)单翼机从利比亚的黎波里(Tripoli)飞往阿齐齐亚(Aziziya),监视<s:1>雷基耶(rkiye)的军队。这是飞机第一次被用于战争。

1912年5月1日,英国设计师设计并制造了世界上最早的封闭式座舱飞机,Afro F单翼飞机,进行了首次试飞。非洲504的改进型成为第一次世界大战期间最著名的飞机之一。

1912年,世界上第一架全金属单翼机Tuba在法国成功飞行。1915年12月12日,德国飞机设计师容克研制的全金属单翼机容克J.1成功首飞,并在第一次世界大战结束时改装为攻击机服役,成为世界上第一架用于作战的全金属飞机。

1919年6月14日至15日,英国上尉阿尔科克和中尉布朗驾驶双轰炸机从加拿大纽芬兰直接飞往爱尔兰海岸,实现了世界上第一次飞越北大西洋的非着陆飞行。

1923年6月27日,美国陆军空军使用DH.4B飞机成功地进行了一次空中加油试验。同年8月27日至28日,飞机续航时间为77小时15分43.8秒,空中加油15次,创造了世界纪录。

1935年12月17日,美国道格拉斯公司研制的DC-3运输机成功试飞。标准型号可搭载21名乘客,航程2100公里。

1939年8月27日,德国人设计的He. 178飞机成功首飞,配备了HeS-3B涡喷发动机。这是世界上第一架喷气式飞机,标志着喷气式飞机时代的开始。

1941年4月2日,德国人设计的He. 280V-1喷气式战斗机进行了测试。它是世界上第一架专门设计的喷气式战斗机,也是世界上第一架双引擎喷气式飞机。

1944年6月15日,英国空军飞行员驾驶dh - 98“蚊子”战斗机在英吉利海峡上空击落了一枚德国V-1导弹。这是世界上第一次导弹被击落。

1945年,在美国海军的要求下,格鲁曼公司将TBM-3复仇者转换成一种空中预警机,称为TBM-3W。这架飞机于1945年交付给美国海军使用,成为世界上第一架空中预警机。

1948年7月16日,由英国维克斯公司研制的子爵飞机成功地进行了首次飞行。这是世界上第一架配备涡轮螺旋桨发动机的实用客机。

1949年7月27日,d.h.的106彗星1喷气式客机首次成功飞行。这架飞机后来成为世界上最早使用的喷气式客机,标志着民用航空喷气时代的开始。

1952年4月15日,美国波音公司研制的YB-52喷气式战略轰炸机首飞,是世界上最著名的喷气式战略轰炸机之一。

1972年,美国麦克唐纳道格拉斯公司研制的F-15高机动性空中优势战斗机成功首飞,1974年11月开始服役。这台机器是第四代的典型代表。

1977年5月20日,苏联苏霍伊设计局成功发射了空中优势战斗机苏-27。它于1979年投入批量生产。该机能进行“蛇眼”、“钟形”、库尔皮特小半径空翻等高难度动作。

1981年6月18日,美国洛克希德公司研制的预生产型F-117A隐形战斗机进行了首次试飞。F-117A成为第一种隐形战斗机。

1988年12月21日,苏联安东诺夫设计局研制的安-225巨型运输机成功首飞。飞机最大起飞重量600t,最大载重量250t。

1997年9月7日,美国洛克希德·马丁公司研制的F-22战斗机进行了首次试飞。它具有隐身、超音速巡航、非常规机动性、多目标远程攻击等优异性能,是21世纪美国的主力战斗机。这架飞机于2005年开始服役。

2004年,美国雷神公司研制的APG-63 (V) 2有源相控阵雷达装备F-15C战斗机,这是世界上第一个实用的有源相控阵雷达。有源相控阵雷达工作距离更远,可靠性更高,可同时完成两种或两种以上的雷达任务,代表了机载雷达的发展方向。

2010年,由美国波音公司开发的X-37B轨道测试飞行器(OTV)完成了首次持续7个多月的在轨测试任务。这架飞机由火箭发射到太空,是第一架能够在地球卫星轨道上飞行并进入大气层的飞机。在完成任务后,它可以自动返回地面,被认为是未来太空战斗机的原型。

飞机的应用领域

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航空业

在第一次世界大战之前,欧洲已经进行了几次航空飞行试验。例如,1910年8月10日,英国进行了航空邮件运输的实验。1911年2月18日,法国也进行了航空邮件飞行试验。1911年9月19日,意大利又进行了一次航空邮件飞行试验。1910年6月,德国首次开通了使用刚性飞艇的客运航线。1911年7月4日,英国飞行员进行了第一次航空货运飞行。第一次世界大战后,飞机在军事领域取得了优异的性能,促进了飞机在航空工业中的广泛应用。飞机开始取代飞艇和热气球成为主要的飞机。在早期,飞机被用来完成中距离载人飞行和货物运输任务。第二次世界大战前后,跨境和洲际航线成功开通,飞机成为航空业的主流运输工具。航空和邮政的发展促进了民用航空的发展。

军事领域

在第一次世界大战之前,飞机的军事应用价值已得到广泛认可。1910年6月,美国柯蒂斯在纽约州的科卡湖进行了一次空投假弹试验;1911年1月7日,美国的M.S. Crissy和P.O. Pamalee在旧金山的莱特飞机上进行了实弹空投试验。同年,意大利的G.A.吉多尼在自行设计的飞机上进行了第一次空中鱼雷发射试验。在第一次世界大战爆发前的几次局部战争中,飞机真正投入了实战。1911年9月底爆发的<s:1>基耶义大利战争中,意大利军队动员了一支由9架飞机和11名飞行员组成的航空兵参加了战争。共有9架飞机,包括2架布里奥,2架法曼斯,3架纽波特和2架鸽子。1911年10月23日,Piazza机长驾驶布雷里奥飞机到的黎波里和阿齐齐亚之间的<s:1>基耶阵地进行了1小时的侦察,拉开了飞机空中侦察的序幕。11月1日,G. Gavotti中尉驾驶一架鸽子单翼飞机,向北非塔吉拉绿洲和安萨拉地区的敌人阵地投掷了4枚2公斤重的手榴弹,开创了历史上第一次飞机空中轰炸的先例。1912年1月10日,意大利飞机空投了数千张传单,劝说当地的阿拉伯人投降。2月23日,Piazza利用固定在飞机座椅上的蔡司硬胶片相机进行了航拍侦察实验。第一次世界大战后,人们系统地总结和讨论了首次使用空中力量的经验教训,提出了完整的空中优势理论。受英国独立空军的建立和制空权理论的影响,加拿大、意大利、法国、德国、西班牙等国也纷纷建立了独立空军。

经济发展

航空产业的发展带动了航空制造、航空服务业等相关产业链的发展。此外,机场的建设和维护也需要大量的投资和人力资源。因此,航空工业在促进一个国家的经济发展中起着重要的作用。美国飞机制造业的直接从业人员约为40万至45万人,年产值约为250亿至3000亿美元。欧盟27国的飞机制造业拥有约350 - 400万直接雇员,年产值约为200 - 250亿美元。加拿大飞机制造业拥有约8万名直接雇员,年产值约为300亿美元。日本飞机制造业拥有约3万名直接雇员,年产值约为120亿美元。巴西飞机制造业拥有约3万名直接雇员,年产值约100亿美元。中国飞机制造业的直接从业人员约40万人,年产值约400亿美元。

飞机基本设计

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整体设计

飞机设计是一项复杂而耗时的任务,在工业领域通常分为几个阶段。首先,起草设计要求,这是军事或民用航空的责任。现代军用飞机根据国家政策和未来作战环境,分析并提出了作战技术要求。军用飞机设计要求的研究和制定一般由专门的机构和人员进行。民用飞机主要强调安全性、经济性和舒适性。其设计要求一般由飞机公司在初步构思的基础上提出,与潜在用户进行讨论,经过市场调研分析后制定。

第二阶段为概念设计阶段,对飞机的气动布局、性能、重量级、航电、武器、所需新技术、成本、市场前景等进行初步和定向的探讨。第三阶段是初步设计,包括方案设计和样品设计两部分,即方案设计。在材料和制造工艺方面,飞机要求使用高性能材料和先进的制造工艺,如碳纤维、钛合金等。

外部布局

早期飞机的外形和构造是:采用双层甚至三层机翼(单层机翼的飞机在当时很少见到);配备1-2台(汽油内燃)活塞发动机驱动1-2对螺旋桨;机翼和机身采用优质木桁架或钢管组装成承重框架,外表面覆盖亚麻、棉花或橡胶板制成的外皮,以保持应保持的空气动力学轮廓;为了保持必要的强度和刚度,在每层之间、机翼与机身之间、尾翼与机身之间使用一组支柱或钢丝张紧线来加固机翼;飞行员的机舱是统一的可转换形式;固定安装后三点轮式起落架或滑车。飞机的整体形状还没有达到流线的要求。在飞机制造过程中,老式飞机的机翼像一条直线向左和向右展开,被称为平翼布局。当柱子和张力线被移除时,它也被称为悬臂平翼布局。现代飞机,特别是超声速飞机,采用后倾的机翼来减小阻力,就像张开嘴巴的剪刀,称为后掠翼布局。如果机翼是三角形的,则称为三角翼。尾翼放置在机头,机翼放置在后部的非常规布局被称为鸭尾布局。取消机尾或只取消平尾的布局称为无尾飞机布局。整个飞机就像一个巨大的机翼,没有明显的尾翼,甚至看不到驾驶舱,被称为飞翼布局。

基本结构

机身

机身是支撑机翼和发动机的主要结构。机身是飞机的主要结构,支撑并连接飞机的机翼、发动机、驾驶舱和货舱。机身必须具有足够的强度和刚度,以及结构稳定性,以确保飞行时的飞行安全。机身的形状和材料根据飞机的用途和设计要求而有所不同。车身通常由铝合金、竹子、碳纤维和复合材料制成。

机翼

机翼是飞机上产生升力的主要部件,通常分为左右两个机翼面。机翼通常有平翼、后掠翼、三角翼等。平翼是一种保持基本的绿色前后直线的机翼,而后掠翼是一种前缘和后掠缘都后掠的机翼。三角形平面形状的机翼称为三角翼。前者适用于低速飞机,后两者适用于高速飞机。最近,先进的飞机也采用了边缘翼和前掠翼等平面形状。

左右机翼的后缘各安装一个副翼,飞行员使用副翼进行滚转控制。当驾驶员将操纵杆向左按压时,左侧机翼副翼向上偏转,左侧机翼升力减小;右翼副翼向下倾斜,导致右翼升力增大。在机翼之间升力差的作用下,飞机向左侧滚动。为了降低起降地面速度,缩短起降跑道距离,还在左右机翼后缘安装了襟翼。襟翼通常处于收放位置,在起飞和降落时放低。

尾翼

飞机的尾部由两部分组成:水平尾翼(平尾)和垂直尾翼(垂尾)。平尾由两部分组成:水平尾翼和升降舵。较大的前翼面称为水平尾翼,较小的后翼面称为升降舵。这两个部分的主要作用是控制飞机的俯仰角,保证飞机处于最佳的飞行姿态。垂直尾翼由一个固定的垂直尾翼和一个可以左右偏转的方向舵组成。垂直尾翼是垂直尾翼的固定翼面部分。当飞机沿直线以近似均匀的直线运动飞行时,垂直稳定器不会对飞机产生额外的扭矩。但当飞机受到气流的干扰,机头向左或向右倾斜时,作用在垂直尾翼上的气动力会产生与偏转方向相反的力矩,使飞机保持航向。方向舵用于控制飞机的转向,是垂直尾翼的可偏转翼面部分。

动力装置

飞机推进系统是一种用来产生张力或推力以推动飞机前进的装置。采用推力矢量的动力装置也可用于机动飞行。大多数现代军用飞机都是喷气式飞机。喷气飞机的动力设备主要分为两大类:涡喷发动机和涡扇发动机。在该系统上,使用了机载电子系统、航空推进系统、飞机控制系统和空中交通控制系统。

起落架

保证飞机安全起降地面的关键部件。起落架主要由主起落架、前起落架、支撑结构三部分组成。主起落架位于飞机机身下方,是飞机的主要支撑部件。主起落架通常由一对支架和安装在支架上的轮子组成。支架主要负责在飞机起飞和降落时承受飞机的重量,而轮子则辅助飞机在地面上行驶和滑行。制动系统在制动中也起着重要的作用。

前起落架位于飞机机身前部,主要用于保证飞机在地面时的平衡和稳定。前起落架的结构形式和功能与主起落架相似,通常由一对托架和轮子组成。与主起落架不同,前起落架通常较小,并具有不同的组合角度和支撑结构,以适应前机身的结构。支撑结构是飞机起落架与机身之间提供支撑的重要部件。不同的飞机在结构形式和构造上也有一定的差异,但几乎所有的起落架都是由主起落架、前起落架和支撑结构组合而成的。

现代飞机

飞行仪表系统:飞行仪表系统提供飞行员所需的各种飞行参数和状态信息,包括飞行速度、高度、姿态、导航数据等。这些信息通常以数字方式显示在驾驶舱的仪表板上,以帮助飞行员进行准确的飞行操作。

自动驾驶系统:自动驱动系统可以根据预先设定的飞行计划和指令,自动控制飞行器在飞行中的姿态、航向和高度。它可以减少飞行员的工作量,提高飞行精度和稳定性。

导航系统:导航系统提供有关飞机位置和方向的信息,帮助飞行员确定飞行路线和目标。现代导航系统通常包括全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)和地面导航设备。

通信系统:飞机的通信系统用于与地面空中交通管制、航空公司和其他飞机通信。它包括无线通信设备、数据链和卫星通信系统。

飞行控制系统:飞行控制系统负责控制飞机的各种运动,包括姿态控制(如俯仰、滚转和偏航)、高度控制和速度控制。它通常由飞行控制系统、液压系统和电动执行器组成。

环境控制系统:环境控制系统用于保持飞机内部舒适的环境,包括温度、压力、湿度和空气质量控制。它还包括座舱压力控制系统和空调系统等。

航空电子系统:航空电子系统是一套全面的子系统,旨在帮助飞行员更有效、更安全地完成任务和任务。对于民用航空器,主要是将旅客运送到目的地;对于军用飞机来说,它可能涉及拦截敌机、进行地面攻击、进行侦察或进行海上巡逻。

军用飞机武器系统:机载武器系统是指军用飞机在战时携带的具有探测和打击功能的武器及相关软硬件设施。包括航空火控系统、机载悬挂设施和航空武器。航空火控系统是指机载武器装备的总和,用于跟踪和探测目标,从而控制武器攻击的方向和密度。机载悬挂设施是指悬挂在飞机机身上的武器,如导弹系统。航空武器,包括导弹、火箭和其他武器。

飞机的分类

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军用飞机

歼击机,也被称为战斗机,在第二次世界大战之前被称为驱逐舰。其主要目的是与敌方战斗机进行空战,夺取空中优势,拦截敌方轰炸机、战斗机和巡航导弹。

强击机又称攻击机,主要用于从低空和超低空对地(水)目标(如防御工事、地面雷达、炮兵阵地、坦克、舰艇等)进行攻击,在作战中直接支援地面部队。

轰炸机是指从空中轰炸敌方前线阵地、海上目标和敌后战略目标的军用飞机。根据任务的不同,可分为战术轰炸机和战略轰炸机两种。

侦察机是专门进行空中侦察和收集敌方军事情报的军用飞机。按任务划分,又可分为战术侦察机和战略侦察机。

运输机是指专门执行运输任务的军用飞机。

预警机是指专门为空中预警而设计的飞机。

其他军用飞机包括电子干扰机、反潜机、教练机、空中加油机、舰载机等。

民用飞机

根据飞机的用途,有民用航空飞机和国航飞机之分。国家航空航空器是指军队、警察和海关使用的航空器。民航飞机主要是指民用飞机和直升机。民航飞机的典型机型是波音737,这是波音公司生产的唯一一款窄体单通道客机。自1968年生产以来,已经生产了7800多架飞机。第一代737-200型飞机于1967年首飞,已基本退出主流市场。目前最常用的机型是737-800,两舱布局,可搭载162人,满载航程5665公里;国航飞机的典型机型是空客A320和波音737。区分它们最简单的方法是检查起落架上是否有“轮胎盖”,如果有盖,那就是空客A320,如果没有盖,那就是波音737。

按照飞机最大起飞重量,通用航空采用重量在5700公斤以下的小型飞机(包括部分载客量在20人以下的客机);5700公斤以上是用于运输作业的大型飞机。小型飞机的典型模型是钻石DA40,这是奥地利钻石飞机制造公司开发的轻型飞机。4座,长8.0米,翼展11.94米,高1.97米,巡航速度272公里/小时,航程1056公里;大型飞机的典型模型是波音747,它被称为“空中女王”。从1970年推出到空客A380推出,波音747保持了37年世界上载客量最高的飞机的记录。

飞机未来发展

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在军用飞机方面,未来的发展目标包括:具有主动电子隐身性能;能够在没有发动机加速的情况下进行超音速巡航控制;能够依靠推力矢量控制来实现飞机更大的飞行敏捷性;利用柔性材料和柔性结构将电磁传感器与飞机集成,在气动翼面产生有利于气动优化的变形;具有无公害制造和使用状况等。

在民用飞机领域,未来的发展目标包括新动力的出现、噪声的进一步降低、新发动机、新材料、多电子、航电技术的发展;整合区块链、5G、导航等所有技术,形成立体交通体系;地面气象雷达与飞机气象雷达一体化;通过民用飞机的智能运维,可以快速智能地发现飞机在空中可能出现的任何问题,并在飞机落地后立即提供维修备件,从而不影响下一次飞行;推动无人机货运的应用和发展等。

无论是军用飞机还是民用飞机,未来的发展都需要飞机及其零部件制造材料的更新和升级。比如军用飞机的更新换代就伴随着高温合金的升级换代。第一代涡喷发动机的核心材料为可变形高温合金,工作温度为650℃。到第四代涡扇发动机,核心材料的工作温度已达到1200℃,采用单晶高温合金。纵观历史,军用飞机的更新换代一直伴随着发动机核心材料——高温合金的升级换代。现代碳纤维材料起源于军事领域,目前是航空航天领域的重要应用领域。现代碳纤维是含碳量在90%以上的无机高分子纤维,柔韧性好,纵向强度高,抗拉性能超强。属于新一代增强纤维,碳纤维化学性能稳定,耐高温性能强,不易腐蚀。它是大型集成结构的理想材料。与传统材料相比,碳纤维复合材料可以减轻飞机重量,并且能够克服金属材料容易疲劳和腐蚀的缺点。

据预测,在未来10年内,由于空气动力学的发展,飞机的阻力将下降15% ~ 20%;由于材料和设计技术的进步,飞机的结构质量将减少20%;由于零部件可靠性和制造工艺的提高,飞机的事故率将下降80%。商用航天飞行器将朝着更大、更快、更安全、更经济、更环保的方向发展。未来航空平台的显著特点将是采用具有高升阻比的升力体结构。其结构超轻、高强度、功能和结构一体化,具有最先进的高超声速推进系统、结构热防护系统、控制系统和安全保障系统。

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词条目录
  1. 飞机发展沿革
  2. 研究背景
  3. 早期起源探索
  4. 现代飞机发展历程
  5. 活塞式飞机时期
  6. 重大事件编年史
  7. 飞机的应用领域
  8. 航空业
  9. 军事领域
  10. 经济发展
  11. 飞机基本设计
  12. 整体设计
  13. 外部布局
  14. 基本结构
  15. 现代飞机
  16. 飞机的分类
  17. 军用飞机
  18. 民用飞机
  19. 飞机未来发展

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