飞机

飞机研制

1903年12月17日莱特兄弟驾驶他们制造的飞行器员进行首次持续的、有动力的、可操纵的飞行。

20世纪初，美国的莱特兄弟在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献。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”。

1911年，英国的肖特兄弟申请了多台发动机设计的专利。他们的双发动机系统，能使每一个飞行员都不用担心因发动机停车而使飞机下降。这在航空安全方面是一个重大的进展。人们把按照肖特专利制造的第一架飞机称为“3·2”型飞机。这个名字告诉人们，这种飞机装有3副螺旋桨，2台发动机。这种飞机还装有两套飞行操纵机构，因此，两名驾驶员都能操纵飞机而不必换座位。

1927年至1932年中，座舱仪表和领航设备的研制取得进展，陀螺技术和人工地平仪应用到飞行仪表上。

飞行模拟器

飞行仿真器又称飞行模拟器，它是一种可以在地面模仿飞机的飞行状态。1930年，美国人埃德温·林克发明了第一个飞行仿真器，并且以自己名字命名为“林克练习器”，尽管它存在着技术上的缺陷，但它已经体现了不使用真实飞机就能安全、经济地反复进行紧急状态动作训练的优点。如今现在的飞机模拟器已经由计算机、模拟驾驶舱、运动系统、操纵负载系统和视景系统等组成。是现代航空科研、教学、试验等不能缺少的技术设备。

喷气飞机

1910年12月10日，在法国巴黎展览会上，有一架飞机在表演时坠毁。驾驶员被抛出燃烧的机舱。设计者就是飞机驾驶员本人，他是罗马尼亚人，名叫亨利·科安达，毕业于法国高等技术学校。他设计的发动机是用一台50马力的发动机使风扇向后推动空气，同时增设一个加力燃烧室，使燃气在尾喷管中充分膨胀，以此来增大反推力。这就是最早的喷气发动机。

20世纪30年代后期，活塞驱动的螺旋桨飞机的最大平飞时速已达到700公里，俯冲时已接近音速。音障的问题日益突出。前苏、英、美、德、意等国大力开展了喷气发动机的研究工作。德国设计师，奥安在新型发动机研制上最早取得成功。1934年奥安获得离心型涡轮喷气发动机专利。1939年8月27日奥安使用他的发动机制成He－178喷气式飞机。喷气发动机研制出之后，科学家们就进一步让飞机进行突破音障的飞行，经过10多年之后这项工作终于被美国人发明的命名为X－1火箭飞机完成了。但由于X－1飞机不是靠自身的动力起飞升空，这个纪录没有被承认。

直升机

1939年9月14日世界上第一架实用型直升机诞生，它是美国工程师西科斯基研制成功的VS－300直升机。西科斯基原籍俄国，1930年移居美国，他制造的VS－300直升机，有1副主旋翼和3副尾桨，后来经过多次试飞，将3副尾桨变成1副，这架实用型直升机从而成为现代直升机的鼻祖。

VS－300直升机诞生之后，影响巨大，尤其是从20世纪50年代开始，直升机的制造技术发展迅猛。50年代中期以前，直升机的动力装置处在活塞式发动机时期，此后就进入了喷气涡轮轴时期。旋翼材料结构技术也经历了几个阶段；40年代至50年代为金属木翼混合结构，50年代中期至60年代中期为金属结构，60年代中期至70年代中期为玻璃纤维结构，70年代中期以后发展成为新型复合材料结构。

客机

20世纪20年代飞机开始载运乘客，第二次世界大战结束初期美国开始把大量的运输机改装成为客机。60年代以来，世界上出现了一些大型运输机和超音速运输机，逐渐推广使用涡轮风扇发动机。著名的有前苏联生产的安－22、伊尔－76；美国生产的C－141、C－5A、波音－747；法国的空中客车等。超音速运输机有英法联合研制的“协和”式和原苏联的图－144。然而，超音速客机的发展并不乐观。“协和”式飞机售价过高，影响效益，因而已于80年代停止生产。前苏联的图－144也因为同样的原因也在80年代停航。

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的各国上存在争议：一般普遍认为是由美国人莱特兄弟发明了飞机，而有部份人认为是由克雷芒·阿德尔或阿尔贝托·桑托斯·杜蒙特所发明。

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，部份人认为他发明了历史上第一架飞机。

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日在美国试飞成功。

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。

按用途分为军用飞机和民用飞机。军用飞机包括：战斗机、强击机、轰炸机、战斗轰炸机、反潜机、侦察机、预警机、电子对抗飞机、空中加油机、军用运输机、军用教练机等。民用飞机包括：运输机（客机、客货机、货机）、体育运动飞机、公务飞机、农业飞机、试验研究机和其他专门用途飞机等。

飞机还可按组成部件的外形、数目和相对位置进行分类。按机翼的数目，可分为单翼机、双翼机和多翼机。按机翼相对于机身的位置，可分为下单翼、中单翼和上单翼飞机。按机翼平面形状，可分为平直翼飞机、后掠翼飞机、 前掠翼飞机和三角翼飞机。按水平尾翼的位置和有无水平尾翼，可分为正常布局飞机（水平尾翼在机翼之后）、鸭式飞机（前机身装有小翼面）和无尾飞机（没有水平尾翼）；正常布局飞机有单垂尾、双垂尾、多垂尾和V型尾翼等型式。按推进装置的类型，可分为螺旋桨飞机和喷气式飞机；按发动机的类型，可分为活塞式飞机、涡轮螺旋桨式飞机和喷气式飞机；按发动机的数目，可分为单发飞机、双发飞机和多发飞机。按起落装置的型式，可分为陆上飞机、水上飞机和水陆两用飞机。还可按飞机的飞行性能进行分类：按飞机的飞行速度，可分为亚音速飞机、超音速飞机和高超音速飞机。按飞机的航程，可分为近程飞机、中程飞机和远程飞机。

飞机的主要组成部分有机体、起落装置、动力装置、飞行控制系统、机载设备，以及其它系统。作战飞机还有机载武器系统。

机体包括机翼、机身和尾翼。

机翼的功用是在大气中运动时产生升力，还装有副翼和扰流片；没有尾翼的飞机，机翼上装有纵向操纵装置（升降副翼），此外，机翼上还装有增升装置。

机身用于安置人员，装载设备、货物、武器、动力装置和燃料等。机翼、尾翼都固定在机身上，有的飞机的起落架支柱也固定在机身上。

尾翼分为水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼一般由水平安定面和升降舵组成，垂直尾翼由垂直安定面和方向舵组成。有的飞机将水平尾翼做成一个整体，可以操纵偏转，称为全动平尾。有些飞机没有水平尾翼，在机翼前面装有水平小翼面，称为前翼或鸭翼。水平尾翼保证飞机的俯仰稳定性、操纵性和平衡。垂直尾翼保证飞机的方向稳定性和操纵性，并与机翼、副翼或扰流片或差动平尾共同保障飞机的横向稳定性和操纵性。

用于保障飞机起飞、着陆、在地面（水面）上停放和滑行中支持飞机。它包括起落架、机翼增升装置、起飞加速装置和着陆减速装置，有的飞机还有拦阻钩等。

起落架在飞机飞行时一般可收起，一些老式飞机和低速飞机的起落架不能收起。起落架有轮式、浮筒、船身、滑橇等型式。

航空发动机及保障发动机工作的各种装置和系统的总称。包括推进系统、起动系统、操纵系统、燃油系统、滑油系统以及发动机固定装置、推力方向控制系统和灭火设备等。

现代飞机最常用的发动机是燃气涡轮发动机，包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和螺旋桨风扇发动机。活塞式发动机只用于轻型飞机，火箭发动机用于试验飞机和加速装置上。

用以传递操纵指令、驱动舵面和其他机构以控制飞行姿态，有主操纵系统和辅助操纵系统之分。前者用于操纵飞行轨迹，包括驾驶杆（盘）、脚蹬、方向舵、连接升降舵（或全动平尾）和副翼的传动装置以及其它专门装置。后者包括调整片、襟翼、 减速板、可调安定面和机翼变后掠角的操纵机构。按控制指令的来源不同，飞机飞行控制系统又可分为飞机人工飞行操纵系统和飞机自动飞行控制系统。

包括驾驶导航仪表、发动机仪表、无线电通信设备、雷达、电气设备、环境控制和生命保障设备。军用飞机还装有电子对抗等特种设备。

作战飞机的武器系统包括武器和弹药、火力控制系统、武器装挂和发射装置等。

1、机长：指飞机机头最前端至飞机机尾翼最后端之间的距离。

2、机高：指飞机停放地面时，飞机尾翼最高点的离地距离。

3、翼展：指飞机左右翼尖间的距离。

4、最大起飞重量：指飞机试航证上所规定的该型飞机在起飞时所许可的最大重量。

5、最大着陆重量：指根据飞机的起落架和机体结构所能承受的撞击量。由飞机制造厂和民航当局所规定。

6、飞机基本重量：指商务载重（旅客及行李、货物邮件）和燃油外飞机作好执行飞机飞行任务准备的飞机重量。

7、巡航：飞机完成起飞阶段进入预定航线后的飞行状态称为巡航。飞机发动机有着不同的工作状态，当发动机每公里消耗燃料最少情况下的飞行速度，称为巡航速度。

8、爬升速度（爬升率）：指飞机每分钟上升的垂直方向的高度。

9、航程：飞机起飞后、中途不降落，不加燃料和滑油，所能飞跃的距离。

被当作飞机飞行状况“见证人”的黑匣子，其实并非是黑的，而是常呈橙红色。因为它能帮助破解飞行事故（尤其是飞机在失事瞬间和失事前一段时间的飞行状况）的秘密，因此叫“黑匣子”。

黑匣子外壳坚实，为长方体，约等于四、五块砖头垒在一起一般大。内部净是些电气器件，实质上是一台收发信机。在飞机飞行过程中，它能将机内传感器所收集到的各种信息及时接收下来，并自动转换成相应的数字信号连续进行记录；当飞机失事时，依靠黑匣子的紧急定位发射机自动向四面八方发射出特定频率（例如37．5千赫），类似心跳般有规律的无线电信号，“宣告”自己所处的方位，以便搜寻者溯波寻找。1974年，一架波音707坠入水深3，000多米的海底，就是靠这种无线电定位信号找到黑匣子的。因为匣内电池容量有限，定位发信机通常只能连续工作个把月。如果打捞不及时，黑匣子就会销声匿迹。

每架飞机上，黑匣子通常有两个，它们的学名分别叫“飞行数据记录仪”和“机舱话音记录器”。前者主要记录飞机的各种飞行数据，包括飞行姿态、飞行轨迹（航迹）、飞行速度、加速度、经纬度、航向以及作用在飞机上的各种外力，如阻力、升力、推力等，共约200多种数据，可保留20多小时的飞行参数。超过这个时间，数据记录仪就自动吐故纳新，旧数据被新数据覆盖。机舱话音记录器主要记录机组人员和地面人员的通话、机组人员之间的对话以及驾驶舱内出现的各种音响（包括飞机发动机的运转声音）等。它的工作原理类似普通磁带录音机，磁带周而复始运行不停地洗旧录新，总是录留下最后半小时的各种声音。一次飞行通常要经历8个阶段（起飞、初始爬升、爬升、巡航、下降、开始进场、最后进场、着陆），每一阶段的情况，都瞄不过黑匣子的“耳朵”。

飞机飞行的路线称为空中交通线，简称航线。飞机的航线不仅确定了飞机飞行具体方向、起讫点和经停点，而且还根据空中交通管制的需要，规定了航线的宽度和飞行高度，以维护空中交通秩序，保证飞行安全。

飞机在空中具体是如何确定线路的呢？

首先，飞行员会把出发机场和到达机场以及途中要经过的导航点输入到飞机的电脑中。

当飞机升空后，导航点和飞机之间会不断的交换数据，从而引导飞机的自动飞行系统控制飞机往下一个导航点飞行。

也就是说，飞机在空中的线路是由地面导航台控制的。

环球飞行

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。

运输

在20世纪20年代，航空运输就开设了定期航班，运送旅客和邮件。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。

测绘

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。

军事

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。