【简介：】本篇文章给大家谈谈《飞机科学原理》对应的知识点，希望对各位有所帮助。本文目录一览：
1、关于航空航天的知识
2、科学家们怎么发明飞机的？
3、航天技术集中了哪些基础理论
本篇文章给大家谈谈《飞机科学原理》对应的知识点，希望对各位有所帮助。
本文目录一览：
- 1、关于航空航天的知识
- 2、科学家们怎么发明飞机的？
- 3、航天技术集中了哪些基础理论？
- 4、飞机是怎么发明的
关于航空航天的知识
航空航天基本知识
我们知道，人类的家园是地球，而地球的外面覆盖着一层大气，如果没有水和大气以及适宜的温度和环境，生物是很难生存的。
通常，在人们的眼中，“天”很高，要想冲出厚厚的大气层，进入太空非常非常困难。其实，与地球相比，大气层是很稀薄的。
人们知道，地球的直径大约为12700千米，而大气层的厚度只有100 -800千米。如果将地球比作一个苹果的话，那么，我们可以把大气层看成是苹果的皮，可这层“苹果皮”本身却是变化多端的。
比如最贴近地球表面的一层，叫作对流层，其高度从海平面起一直到大约11000米止，其顶界是随纬度、季节等情况而变化的，在赤道地区为17000米，在中纬度地区（如北京、天津地区）为11000米，在地球两极地区则为7000-8000米。
对流层的主要特点是，空气温度随着高度的增加而降低，因而又称为变温层，平均而言高度每上升1000米，气温约下降6.5℃。与此同时，气压也随高度的增加而降低。由于地球引力的作用，在 5500米的高度范围内，包含了大气总量的一半，而整个对流层，大约占了全部大气质量的四分之三。
由于几乎所有的水蒸气都集中在这一层大气内，再加上大量的微粒，因而，这里也是风云变幻最为剧烈的一层。从大约11000米的高度起，直到30500米左右，其大气温度基本不变，平均保持在-56.5℃上下，因此被称为同温层（实际情况是：在25000米以下，气温随高度的升高而上升。在同温层顶，气温约升至-43至-33℃）。同温层的气温之所以具有这样的特点，是因为该层大气离地球表面较远，受地面温度的影响较小，并且其顶部存在着臭氧，能够直接吸收太阳的辐射热等。
同温层所包含的空气质量大约占整个大气的四分之一弱。在这一层大气内，没有上下对流，只有水平方向的风，所以又叫作平流层。另外，该层大气几乎不存在水蒸气，基本上没有云、雾、雨、雹等气象变化的现象，这对飞行器的平稳飞行是非常有利的。不过，由于空气密度很小，飞机在这一高度层上又不适宜机动飞行。
人类的航空活动差不多都集中在对流层和同温层内。为了保证飞机和发动机的工作效率，飞机飞行的高度一般不超过30千米的界限。
从30千米到80-100千米的高度范围，被称为中间层。这一层空气的特点是：以 45千米为界，温度先升后降。由于大量的臭氧存在，其气温先由同温层顶的-33℃提高到17至40℃左右；从45千米起，随着高度的升高，气温又开始下降，一直降低到-65.5℃至-113℃。
中间层的空气已经很稀薄了，其空气质量约只占整个大气层的1/3000。在80千米高度上，空气的密度只有地面的五万分之一；而在100千米高度上，空气的密度仅为地面的一千万分之八。由于空气非常稀薄，并且气体开始呈现电离现象，因此，人们一般把飞行高度达到80—100千米的飞行器，看成是不依靠大气飞行的航天器。
1967年10月，美国试飞员约瑟夫·沃尔克驾驶X-15A火箭飞机飞出了 7297千米/小时的惊人速度，创造了有人驾驶飞机速度的世界纪录。而且，他还曾多次飞到了80千米以上的高空，成为美国第一个“驾驶飞机的宇航员”。按照美国航空航天局规定：飞行高度超过80千米的飞行员即可称为宇航员.
在中间层之上直至800千米高空的范围，称作电离层。其特点是：含有大量的带正电或负电的离子，空气具有导电性。并且，其温度随高度的增大而迅速升高，在200千米高度时，气温可达400℃。所以，这里又被人们叫作“暖层”。
在电离层顶端之外，便是大气的最外层——“散逸层”了。由于地球引力的减弱，气体分子和等离子体与地球已若即若离。
电离层和散逸层的空气密度极低，对太空飞行器的影响已很小，因此，人类大部分的航天活动都是在它们之内（或之外）进行的。
航空与航天的区别:
航空与航天是人们经常接触的两个技术名词，两者虽然仅一字之差，却被称为两大技术门类，这是为什么呢？
您稍加注意即可发现，航空技术主要是研制军用飞机、民用飞机及吸气发动机，航天技术主要是研制无人航天器、载人航天器、运载火箭和导弹武器，最能集中体现两者成果的是航空器和航天器。从航空器与航天器的重大区别上即可看出两个技术领域的显著差异。
第一，飞行环境不同。所有航空器都是在稠密大气层中飞行的，其工作高度有限。现代飞机最大飞行高度也就是距离地面30多千米。即使以后飞机上升高度提高，它也离不开稠密大气层。而航天器冲出稠密大气层后，要在近于真空的宇宙空间以类似自然天体的运动规律飞行，其运行轨道的近地点高度至少也在100千米以上。对在运行中的航天器来讲，还要研究太空飞行环境。
第二，动力装置不同。航空器都应用吸气发动机提供推力，吸收空气中的氧气作氧化剂，本身只携带燃烧剂。而航天器其发射和运行都应用火箭发动机提供推力，既带燃烧剂又带氧化剂。吸气发动机离开空气就无法工作，而火箭发动机离开空气则阻力减小有效推力更大。吸气发动机包括燃烧剂箱在内都可随飞机多次使用，而发射航天器的运载火箭都是一次性使用。虽然航天飞机的固体助推器经过回收可以重复使用20次，其轨道器液体火箭发动机可以重复使用50次，但与航空器使用的吸气发动机比较起来，使用次数仍然是很少的。吸气发动机所用的燃烧剂仅为航空汽油和航空煤油，而火箭发动机所用的推进剂却是多种多样的，既有液体的，也有固体的，还有固液型的。
第三，飞行速度不同。现代飞机最快速度也就是音速的三倍多，且是军用飞机。至于目前正在使用的客机，都是以亚音速飞行的。而航天器为了不致坠地，都是以非常高的速度在太空运行的。如在距地面600千米高的圆形轨道上运行的航天器，其速度是音速的22倍。所有航天器正常运行时都处于失重状态，若长期载人会使人产生失重生理效应，并影响健康。正因如此，航天员与飞机驾驶员比较起来，其选拔和训练要严格得多。一般人买票即可坐飞机，而花重金到太空遨游的人还必须通过专门培训。
第四，工作时限不同。无论是军用还是民用飞机，最大航程计约2万千米，最长飞行时间不超过一昼夜。其活动范围和工作时间都很有限，主要用于军事和交通运输。虽然通用轻型飞机应用广泛，但每次活动范围相对更小。而航天器在轨道上可持续工作非常长时间，如目前仍在使用的联盟TM号载人飞船，可与空间站对接后在太空运行数月之久。再如航天飞机，能在轨道上飞行7-30天，约1.5小时即可围绕地球飞行一周。载人航天器运行时间最长的当属和平号空间站，它在太空飞行了整整15个年头。至于无人航天器，如各种应用卫星，一般都在绕地轨道上工作多年。有的深空探测器，如先驱者10号，已在太空飞行了32年，正在飞出太阳系向银河系遨游。航空器的优点是能多次重复使用，而航天器除航天飞机外，只能一次性使用，载人宇宙飞船也不例外。
第五，升降方式不同。飞机的升空是从起飞线开始滑跑到离开地面，加速爬升到安全高度为止的运动过程。它返回地面降落时只要经过下滑和着陆即可。只有个别飞机如英国的“鹞”型战斗机采用发动机喷口转向的方式使飞机能够垂直起落，但机身并未竖起，仍处于水平位置。而至今为止的航天器发射，包括地面和海上的发射，顶部装着航天器的运载火箭都是垂直腾空的。在完成发射过程中，运载火箭要按程序掉头转向和逐级脱离，最终将航天器送入预定轨道运行。有的航天器发射，中间还要经过多次变轨，情况更为复杂。航天飞机虽然也能施放航天器，但它本身亦是垂直发射升空的。至于返回式航天器，其回归地面必须经历离轨、过渡、再入和着陆四个阶段，远比飞机降落困难。航空器的起飞、飞行和降落与航天器的发射、运行和返回，虽然都离不开地面中心的指挥，但两者的地面设施和保障系统及其工作性能与内容也是大有区别的。
世界航空航天大事件:
风筝起源古代中国，约14世纪传到欧洲
公元前500－400年中国人就开始制作木鸟并试验原始飞行器
1909年世界第一架轻型飞机在法国诞生
1903年12月14日至17日,由莱特兄弟设计制造的“飞行者”1号飞机，在人类航空史上首次实现了自主操纵飞行.这次试飞成功成为一个划时代的事件，人类航空史从此进入新的纪元
1947年10月14日美国著名试飞员查尔斯·耶格尔驾驶X—1飞机实现了突破音障飞行
1969年7月20日22时56分20秒，阿姆斯特迈出一小步成为全体地球人类的一大步
1957年10月4日
前苏联发射世界第一颗人造地球卫星。半年后，美国的人造卫星上天
1959年9月12日
前苏联发射“月球”2号探测器，为世界上第一个撞击月球表面的航天器
1961年4月12日
前苏联宇航员加加林成为世界第一位飞入太空的人
1969年7月20日
美国宇航员阿姆斯特朗乘坐“阿波罗”11号飞船，成为人类踏上月球的第一人
1970年12月15日
前苏联“金星”7号探测器首次在金星上着陆
1971年4月9日
前苏联“礼炮”1号空间站成为人类进入太空的第一个空间站。两年后，美国将“天空实验室”空间站送入太空
1971年12月2日
前苏联“火星”3号探测器在火星表面着陆。5年后，美国的“海盗”火星探测器登陆火星
1981年4月12日
世界第一架航天飞机---美国“哥伦比亚”号航天飞机发射成功
1986年1月28日
美国航天飞机“挑战者”号在升空73秒后爆炸
1986年2月20日
前苏联发射“和平”号空间站，服役已经超期8年，至今仍在运行，是目前最成功的人类空间站
1993年11月1日
美、俄签署协议，决定在“和平”号空间站的基础上，建造一座国际空间站，命名为阿尔法国际空间站
我国航空航天大事件:
1956年10月8日，我国第一个火箭导弹研究机构———国防部第五研究院成立。
1970年4月24日，长征一号运载火箭在酒泉卫星发射中心成功地发射了东方红一号卫星，我国成为世界上第三个独立研制和发射卫星的国家。
1975年11月26日，长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心成功地发射了我国第一颗返
回式科学试验卫星，并于3天后成功回收。
1984年4月8日，长征三号运载火箭在西昌卫星发射中心成功地发射了我国第一颗地球同步轨道卫星———东方红二号试验通信卫星。
1990年4月7日，中国用自行研制的长征三号运载火箭在西昌卫星发射中心成功地发射了亚洲一号通信卫星，这是中国长征系列运载火箭首次发射国外卫星，使我国在世界航天商业发射服务领域占有了一席之地。
1999年10月，我国和巴西联合研制的第一颗地球资源卫星顺利升空，并正常运行，这是我国首次在空间技术领域进行的全面国际合作。
2003年10月15日，“神舟”五号飞船成功发射，并于2003年10月16日圆满回收，使我国成为世界上第三个独立掌握载人航天技术的国家。
2003年12月和2004年7月，我国与欧洲空间局联合研制并发射了“探测一号”和“探测二号”科学卫星，“地球空间双星探测计划”取得圆满成功。
2004年1月23日，我国绕月探测工程正式由国务院批准立项。
2005年10月12日,神六成功发射.
科学家们怎么发明飞机的？
莱特兄弟首先从滑翔机起步，于1899年制造出了他们的双翼滑翔机。他们通过对滑翔机的研究和实践，学习飞行经验和试验控制飞行状态的方法。1901年，莱特兄弟发明了最早的简易风洞装置，以此来研究机翼形状和气流的关系。要实现动力飞行，动力装置是不可缺少的，但当时没有结构轻、功率大的发动机。他们经过苦心研究，在1902年完成了自己设计的汽油内燃机，发动机功率为12马力，重70公斤。接着他们又设计制造了螺旋桨。螺旋桨转动时会使飞机机身朝相反方向摇晃，于是他们在飞机的左右机翼上各安装一个朝相反方向旋转的螺转桨，使飞机得以平衡飞行。
在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号，并且获得试飞成功。他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。同年，他们创办了“莱特飞机公司”。
航天技术集中了哪些基础理论？
人类开拓空间的历程是艰辛的。要摆脱地球的引力，飞出“摇篮”，要经历千辛万苦的风雨沧桑。然而，一旦能冲出“摇篮”，就会产生一次认识上和实践上的巨大飞跃。从空间幅度看，以地球为中心，人类向宇宙空间拓展，发射人造卫星上天、登上地球自身的自然天体卫星——月球，这仅仅是人类在奔向宇宙漫长而久远的“金桥”上刚刚迈出了第一步。
近些年来，在全球范围内高技术群体蓬勃发展的大趋势下，航天技术更加活力倍增，各种新型航天器不断涌现。第三代、第四代高效率、多功能、全自动的航天器相继上天，载人航天器出现了崭新面貌，先后发射了“半永久性”空间站和自由往返天地之间的改进型航天飞机，实现了空间站与航天器的多头对接和宇航员创造在空间连续生活、工作超过一整年和在太空行走、劳作等新记录，为21世纪人类重返月球和飞往火星，提供了必要条件。在空间轨道上开展了发射、收回、修复、调整各种卫星、空间实验室、宇宙探测飞船和太空望远镜，并派出了飞往银河系寻找“外星人”的“地球特使”，同时开展了空间工业加工试验工作，为进一步拓展航天技术的空间工业应用打下了基础。航天技术在军事领域里的应用，有了突飞猛进的发展，航天兵器已悄悄进入外层空间，这给空间系统增加了安全保障，同时，也使和平的太空宇宙蒙上了一层恐怖的阴影。
令人欣喜的是航天技术的日益成熟，丰富的正反两方面经验不仅使航天事故率明显下降，而且完全按照人的科学意志行事的成功率大大提高，使举世瞩目的航天事业更加健康发展。这无疑与支撑航天技术稳步发展的三大支柱的日益坚强是分不开的。
航天技术之所以令人神往、惊叹，就由于它蕴含了现代高技术群体的集体力量。它是由运载器技术、航天器技术和航天发射与地面测控技术构成的高度综合性技术。它集中了近代力学、数学、物理学、天文学、大地测量学等基础理论，广泛应用了现代电子学、微电子学、无线电、自动化、真空、低温、高温、计算机、机械加工、冶金、化工等多学科高技术。它的发展又促进了现代天文学、空间物理学、地球物理学、生命科学、航天医学以及系统工程管理科学等一大批基础科学和应用科学的突破性发展。
飞机是怎么发明的
一、飞机发明者争议：
飞机是人类在20世纪所取得的最重大的科学技术成就之一，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。
关于世界上最早的飞机到底是由谁发明各国尚存在争议，但较为普遍的观点是由美国人莱特兄弟发明。
美国人认为飞机的发明者是美国人莱特兄弟（Wilbur Wright和Orville Wright），于1903年12月17日上午10点35分在美国试飞成功。
法国人认为世界最早的飞机是由法国人克雷芒·阿德尔（Clément Ader）发明，于1890年10月9日在法国试飞成功，部分人认为他发明了历史上第一架飞机。
巴西人认为是巴西人阿尔贝托·桑托斯·杜蒙特（Alberto Santos-Dumont）发明了飞机，1906年10月12日桑托斯-杜蒙特的“14 bis”飞机成功地飞至60米高空是世界上第一次成功的动力飞行，之前的飞行并没有达到真正意义上“飞”的标准。
据未经证实的报道，德国飞机制造业先驱古斯塔夫-韦斯科普夫于1901年成功试飞“秃鹫”飞行器，可以离开地面飞行2.5公里，古斯塔夫将比莱特兄弟研制飞机的时间早两年。
二、飞机的诞生：
二十世纪最重大的发明之一，是飞机的诞生。人类自古以来就梦想着能像鸟一样在太空中飞翔。而2000多年前中国人发明的风筝，虽然不能把人带上天空，但它确实可以称为飞机的鼻祖。
20世纪初在美国有一对兄弟他们在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献，就是莱特兄弟。在当时大多数人认为飞机依靠自身动力的飞行完全不可能，而莱特兄弟确不相信这种结论，从1900年至1902年他们兄弟进行1000多次滑翔试飞，终于在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号，并且获得试飞成功。他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。同年，他们创办了“莱特飞机公司”。这是人类在飞机发展史上取得的巨大进步。
三、莱特兄弟与飞行者一号：
从1899年开始，莱特兄弟先后研制了三架滑翔机。头两架滑翔机满意地解决了飞机的稳定和操纵问题。但由于完全使用了过去留下的机翼升力和阻力数据，因此这两架滑翔机的飞行性能不高。于是他们决定自己进行实验，以获得尽可能准确的数据，用以指导飞机设计。这些实验是利用自行车轮加装实验件旋转进行的。尔后他们又自制了风洞进行精确实验。1901年9月～1902年8月间，他们共进行了几千次试验，开展了大量有关机翼升力、阻力、翼型的试验研究。
莱特兄弟认为，困扰航空先驱们的飞行难题有三点：机翼、发动机，以及如何控制飞机。而且如何解决控制飞机的问题尤为困难和重要。他们通过观察，认为鸟类是通过改变翅膀后端羽毛角度来控制飞行方向变化的，但如何能达到上述效果两兄弟却全然不得要领。直至威尔伯在自行车店里玩包装纸盒时突发奇想的想出了“翘曲机翼”技术。
翘曲机翼的原理是当一侧的机翼翘曲和扭转的时候，它会得到更多的升力而升高，并让机身朝机翼较低的一侧转向。通过风筝和滑翔机试验，他们证实了翘曲机翼的可行性并发现了以往理论中空气压力系数的错误。
在莱特兄弟的不懈努力下，三轴姿态控制一步步演化成形：用机翼翘曲控制侧倾，前置升降舵控制俯仰，尾舵控制偏航。
利用自己获得的精确数据，他们制成第三号滑翔机。它在试验时取得了极大成功。利用它共近700次滑翔飞行，并能保持行稳定和安全，即使在每小时36千米的强风下也能照常进行。第三号滑翔机的高度成功为他们研制动力飞机提供了直接依据并增强了取得最终成功的信心。
在第三号滑翔机基础上，莱特兄弟研制了第一架有动力的飞机----“飞行者一号”，1903年12月17日是人类历史上意义深远的日子。上午11时，奥维尔·莱特作第一次试飞。他驾驶“飞行者一号”终于成功地升空飞行。第一次飞行留空时间很短，只有12秒时间，飞了约36.6米，但这是一项伟大的成就：它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操纵的重于空气飞行器的首次成功飞行。这次飞行具有十分深远的历史意义，为人类征服天空揭开了新的一页，也标志着飞机时代的来临。11时20分，威尔伯·莱特又驾驶"飞行者一号"作了第二次飞行，也取得了成功，留空时间约11秒，飞行距离约60米。奥维尔作了第三次飞行，留空时间15秒，飞行距离61米。第四次也是当天最后一次飞行由威尔伯驾驶，取得了成功并达到当天的最好成绩：留空时间59秒，飞行距离260米。
1904年1月～5月，莱特兄弟制造了新的飞机，性能有了很大提高。1905年又制造了“飞行者三号”。它在试验中留空时间多次超过20分钟，距离超过30千米。10月5日的试飞取得的最好成绩是：飞行时间38分钟飞行距离38.6千米。“飞行者三号”共飞行了50次，全面考察了飞机具有重复起降能力、倾斜飞行能力、转弯和完全圆周飞行能力、8字飞行能力。能进行这些难度较大的机动飞行和有效操纵表明，这架飞机已具备实用性，因此被看作是第一架实用飞机。
四、影响：
自从飞机发明以后，飞机日益成为现代文明不可缺少的运载工具。它深刻的改变和影响着人们的生活。由于发明了飞机，人类环球旅行的时间大大缩短了。世界上第一次环球旅行是16世纪完成的。当时，葡萄牙人麦哲伦率领一支船队从西班牙出发，足足用了3年时间，才穿越大西洋、太平洋，环绕地球一周，回到西班牙。
19世纪末，一个法国人乘火车环球旅行一周，也花费了43天的时间。飞机发明以后，人们在1949年又进行了一次环球旅行。一架B—50型轰炸机，经过4次漂亮的空中加油，仅仅用了94个小时，便绕地球一周，飞行37700公里。强中更有强中手。超音速飞机问世以后，人们飞得更高更快。1979年，英国人普斯贝特只用14个小时零6分钟，就飞行36900公里，环绕地球一周。在不到一天的时间里，就可以飞到地球的各个角落，这对于生活在20世纪以前的人类来说，可以说得上是一个奇迹。
错综复杂的空中航线把世界各国连接起来，为人们提供了既方便又迅速的客运。早在本世纪20年代，航空运输就开设了定期航班，运送旅客和邮件。如今，空中航线更是四通八达，人们随时都会看见银色的飞机，如同一只大鸟，在蔚蓝的天空中一掠而过。对于现代人来说，早晨还在北京，下午已毫无倦意地出现在千里之外的另一座城市，这已经是十分平常的事了。一只只银燕把不同地区的不同种族，不同肤色的人们紧密地联系起来。通过不断地交流，人们播种友谊，传达信息，达到相互沟通，相互理解和相互促进，共同推进人类的文明。
飞机的发明也使航空运输业得到了空前发展，许多为工业发展所需的种种原料拥有了新的来源和渠道，大大减轻了人们对当地自然资源的依赖程度。那些不宜长时间运输的牲畜和难以长期保存的美味食品，也可以乘坐飞机而跨越五湖四海，给世界各地的人们共赏共享。当年连贵妃娘娘都不易品尝的岭南荔枝，如今也出现在寻常百姓的家中了。
在人类向地球深处进军时，飞机也被广泛应用于地质勘探。人们使用装备了照相机或者一种称为肖兰系统的电子设备的飞机，可以迅速而准确地对广大地区，包括险峻而难以到达的地方进行测绘。把空中拍摄的照片一张张拼接起来，就可以绘制极好的地形图。这比古老的测绘方式要简便易行得多。就连冰天雪地、人迹罕至，一度只是探险人员涉足的北极和南极，乘坐飞机也可以毫不困难地到达。
当然，飞机在现代战争中的作用更为惊人。不仅可以用于侦察、轰炸，而且在预警、反潜、扫雷等方面也极为出色。在20世纪90年代初爆发的海湾战争中，飞机的巨大威力有目共睹。当然，飞机在军事上的应用给人类也带来了惨重灾难，对人类文明产生了毁灭性破坏。但是和平利用飞机，才是人类发明飞机的初衷。
关于《飞机科学原理》的介绍到此就结束了。
