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1、第1章 航空航天发展概况,1.1 航空航天的基本概念 1.2 飞行器的分类、构成与功用 1.3 航空航天发展概况 1.4 我国的航空航天工业 1.5 航空航天技术现状及未来发展趋势,1.1航空航天的基本概念,1.1.1航空的概念 航 空: 指载人或不载人的飞行器在地球大气层中的航行活动。航空必须具备空气介质和克服航空器自身重力的升力，大部分航空器还要有产生相对于空气运动所需的推力。如飞机、气球、飞艇、直升机、滑翔机等的飞行。,1.1航空航天的基本概念,1.1航空航天的基本概念,航空技术的应用 1） 军用 航空航天技术的发展与军事应用密切相关。而其巨大进展对国民经济和社会生活都产生了重大影响。
2、航空航天技术用于军事，是军事装备和军事技术发生了根本性的变化，是战争从平面向立体转化，战争的格局发生巨大变化。飞机在战争中执行拦击、侦察、轰炸、攻击、预警、反潜、电子干扰以及运输、空降等任务。,1.1航空航天的基本概念,1.1航空航天的基本概念,2） 民用 民用航空的发展，改变了交通运输的结构，为人们提供了一种快速、方便、舒适、安全的交通运输工具。飞机和直升机还广泛应用与农业作业、森林防火、大地测绘以及在高空进行各种科学研究工作,1.1航空航天的基本概念,1.1航空航天的基本概念,1.1.2航天的概念 航 天: 指载人或不载人的航天器在地球大气层之外的航行活动。航天的实现必须使航天器克服或摆脱
3、地球的引力。如飞船、卫星、航天飞机等。航天的活动范围在稠密大气层外 太阳系和银河系：,1.1航空航天的基本概念,太阳系和银河系：,1.1航空航天的基本概念,1.1航空航天的基本概念,1.1.3航空航天的联系 航空与航天既区别有紧密联系。 a.航空和航天主要活动范围不同。 b.航天器的发射和回收都要经过大气层。 c.航空航天技术都是高度综合的现代科学技术。 d.航空航天的发展都与其军事应用密切相关。,1.2飞行器的分类、构成与功用,1.2飞行器的分类、构成与功用,按照飞行器的飞行环境和工作方式的不同，可以把飞行器分为三类：航空器、航天器、火箭和导弹。,1.2飞行器的分类、构成与功用,1.2飞行器
4、的分类、构成与功用,1.2飞行器的分类、构成与功用,1.2飞行器的分类、构成与功用,1.3航空航天发展概况,飞行幻想:,嫦娥奔月 敦煌飞天 希腊神话,1.3航空航天发展概况,风筝 飞人,1.3航空航天发展概况,1.3.1 航空器发展概况 1.风筝、气球和飞艇,1.3航空航天发展概况,中国的风筝是航空器的始祖。春秋战国时期的墨子和公输般曾制造过能飞的木鸟，又称木鸢。五代时期出现孔明灯。东晋时代创造了名为“竹蜻蜓”的玩具。 文艺复兴时期，意大利艺术家和科学家达芬奇科学地研究了飞行问题，把对鸟飞行的长期研究结果写成了论鸟的飞行一书。后人根据此书和他的一些别的手稿，公认他为航空科学的先知。 法国的蒙哥
5、尔费兄弟用麻布制成的热气球完成了成功的升空表演。1887年8月22日，天津武备学堂教师华蘅芳制造的中国第一个氢气球在天津升空。 1852年，法国人H.吉法尔在气球上安装了一台功率为约2 237 W的蒸汽机；用来带动一个三叶螺旋桨，使其成为第一个可以操纵的气球，这就是最早的飞艇。同年9月24日，他驾驶这艘飞艇从巴黎飞到特拉普斯，航程28 km，完成飞艇历史上的首次载人飞行。 1899年，德国人Fvon齐伯林设计并制造了第一艘硬式飞艇1900年7月2日，该艇在德国首飞成功，在300 m高度飞行了15km。1899年，华侨谢缵泰在香港设计完成的“中国号”电动飞艇的详细图纸资料，为中国最早的飞艇设计。
6、,1.3航空航天发展概况,2飞机的发展过程: 英国G.凯利提出了重于空气的航空器的（阐明了利用固定机翼产生升力即利用不同翼面控制飞机的设计概念，解决了升力问题）。 1893年汽油内燃机（活塞发动机）问世（解决动力问题）。 1891-1896，李林达尔（德国）通过研究鸟的飞行，制成弓形翼剖面的滑翔机（解决飞行稳定和操纵问题）。 1903年莱特兄弟-“飞行者一号”飞机（第一架飞机诞生）。 1909年华侨冯如在美国试飞成功第一架由中国人制造的飞机。,1.3航空航天发展概况,第一次世界大战期间，飞机投入战斗开创了全新的战争形式。随着飞行力学、空气动力学、材料科学的发展，飞机逐步从多翼面（双翼、三翼）向
7、单翼面转型，从木质结构帆布蒙皮向全金属结构过渡，从开放式座舱向封闭式座舱转变，使飞机在飞行速度、高度、机动性、安全性等多方面性能都得到提高。同时也产生了诸如美国的寇蒂斯，德国的福克、容克斯，英国的南开斯特等一系列优秀机种。,1.3航空航天发展概况,第二次世界大战中，飞机扮演了更重要的角色。同时由于舰载飞机和航空母舰的出现，使得巨舰大炮时代的战列舰难以维护其海上霸王的地位，舰载机在海战中展现出的巨大空中优势使得战斗机愈加受到世人关注。各国都造出了极具代表性的战斗机，如英国的喷火，美国的P-51野马，德国的梅塞斯密特Me-109,日本的零式。这些战斗机时速都在800公里/小时左右，但是无论如何改进
8、都无法超过音速。空气动力学研究发现在跨音速时出现的激波产生巨大的阻力使得活塞式发动机无法继续提高飞行速度。这要求人们采用能产生更大推重比的发动机。此后出现的涡轮喷气式发动机给人们带来了超越音速的希望。 1937年8月27日德国人制造的第一架采用涡轮喷气式发动机的飞机He-178试飞成功。 1942年德国制造出第一架使用涡轮喷气式战斗轰炸机Me-262并将其投入对英国本土的轰炸之中。 1947年美国的试验机X-1由试飞员CE耶格尔驾驶实现了首次超音速飞行。 1953年5月25日第一种可做持续超音速飞行的战斗机F-100试飞成功，标志着空战超音速时代的到来。,1.3航空航天发展概况,莱特兄弟,1.
9、3航空航天发展概况,莱特兄弟的飞机,1.3航空航天发展概况,第二代战斗机:,1.3航空航天发展概况,第三代战斗机,1.3航空航天发展概况,第四代战斗机,1.3航空航天发展概况,美航空航天局日前揭开了其最新设计的极超音速飞机的面纱，这种代号为X-43B的喷气式飞机可以在10万英尺(约合3万米)的高空以高达每小时3750英里(约合6033公里)的速度在不到两个小时的时间里飞往世界任何一个角落。,1.3航空航天发展概况,1.3航空航天发展概况,民用飞机,美国,1.3航空航天发展概况,俄罗斯,1.3航空航天发展概况,1.3航空航天发展概况,国际合作,1.3航空航天发展概况,空中加油与舰载飞机,1.3航
10、空航天发展概况,3.直升机 直升机 1.特点 依靠发动机驱动旋翼产生升力，可实现垂直起落。 2.用途 可用做攻击地面目标的武装直升机和攻击潜艇的反潜直升机，调运大型装备的起重直升机，以及侦察、救护、森林防火、空中摄影、地质勘探等多用途直升机。 3.分类 直升机按旋翼的数量和排列方式可分为：单旋翼、共轴式双旋翼、纵列式双旋翼、横列式双旋翼、带翼式。,1.3航空航天发展概况,1.3航空航天发展概况,航天器技术基础 19世纪末20世纪初,俄国的齐奥尔科夫斯基从理论上证明了利用多级火箭可以克服地球引力而进入太空，他建立了火箭运动的基本数学方程,并肯定了液体火箭发动机是航天器最适合的动力装置。 美国的戈
11、尔德提出火箭飞行的飞行原理，并导出脱离地球引力所需的7.9km/s的第一宇宙速度。他以很大的精力研制液体火箭发动机，并于1926年作了首次飞行试验。 德国的奥伯特研究火箭飞行的数学理论，提出许多关于火箭构造和飞行的新概念。 人在卫星 19世纪末20世纪初,1957年10月4日苏联把世界第一颗人造地球卫星送上太空，开创了人类航天的新纪元。 1958年1月31日美国发射了一颗只有4.8kg的人造卫星。,1.3航空航天发展概况,通信卫星,1.3航空航天发展概况,资源卫星 北欧海盗卫星,1.3航空航天发展概况,海洋卫星 空间探测器,1.3航空航天发展概况,第一次进入太空：一九六一年四月十二日苏联宇航员
12、尤里加加林乘坐东方红一号卫星进入太空。,1.3航空航天发展概况,第一次登月：1969年7月16日阿波罗11号在月球表面着陆，人类第一次在地球外留下脚印。,1.3航空航天发展概况,其他宇宙飞船（欧空局计划研究的飞船）,1.3航空航天发展概况,空间站 和平号第三代空间站,1.3航空航天发展概况,天空实验室（美国）,1.3航空航天发展概况,“和平号”空间站解体:,1.3航空航天发展概况,133 火箭和导弹发展概况 中国是原始火箭的故乡。与现代火箭结构原理相同的原始火箭，最早出现在我国南宋时期，并一直沿用到清代。这种火箭用火药为燃烧剂，在密闭火药筒内燃烧，通过一个小孔将高温气流喷出，从而将火药的化学能
13、有效地转变为动能，形成推力使火箭升空。 近代火箭和导弹是在第二次世界大战后期才出现的。1934年12月，在德国试验成功了A2火箭，该火箭用酒精和液态氧为推进剂，质量270kg，射高1 950m。接下来的A3火箭没有成功，修改设计后改名为“A-5“试验火箭，并于1939年试验成功，火箭推力达147kN，最大射程18km。A5的成功给当时的德国军事当局打了一针强心剂，立即下令研制作战型A4火箭，即著名的V2弹道导弹。在Wyon布劳恩的精心组织下，V2导弹于1942年10月3日首次试射成功。如图134所示为V2导弹。V2导弹质量13 000kg，射程320km，弹道高度达100km，携带1 000k
14、g的战斗部。,1.3航空航天发展概况,1.火箭的起源（中国） 自从发明了火药，中国的远射武器弓箭上就添加上火药推进器这就是最原始的火箭。 2.第一枚导弹的产生 二次大战期间，德国人制造了V-2 导弹对英国进行攻击。,1.3航空航天发展概况,空空导弹,1.3航空航天发展概况,AGM-109B“战斧”巡航导弹,1.3航空航天发展概况,134 航空航天在国防和经济建设中的地位与作用 航空航天技术的发展与军事应用联系紧密，相互促进。 航空武器装备是空军武器装备的重要组成部分。航空武器装备是空军战斗力的物质基础。 历次世界战争都体现了空中力量在现代战争中的重要地位。 现代高技术局部战争中，随着战争目标朝
15、着政治化方向发展，空中力量对战争进程和结局的影响越来越大。未来的战争势必围绕空中打击来进行，谁拥有更强大的空军，谁将在未来战争中取得主动权。,1.3航空航天发展概况,航空的发展大大改变了交通运输的结构。 航空航天技术通过新技术、新产品、新材料、新工艺以及新的管理方式向国民经济的其他部门转移，带动相关产业的发展，产生十分可观的间接经济效益。 航空航天为科学研究的发展做出了重要贡献。 航空航天产业已经成为部分发达国家经济的重要组成部分。在制造业中，航空航天业对美国的贸易平衡贡献最大，每年达到210亿美元的贸易顺差。美国航空工业是美国国防工业的核心，是世界上最强大的航空工业部门。一些发展中国家也开始
16、重视航空航天工业的发展，把航空航天工业确定为优先发展的高技术产业。,14 我国的航空航天工业,从1910年清政府开始筹办飞机修造厂到1949年，旧中国只有十多个设备相当简陋的航空工厂，修理、装配、设计和制造过少量飞机。当时所有原材料、机载成品和设备均依赖外国进口，根本没有自己独立的航空工业，更谈不上航空科研体系。,14 我国的航空航天工业,新中国成立以后，1951年4月17日，中央军委和政务院颁发了关于航空工业建设的决定，对新中国航空工业建设的任务、方针、组织领导等，做出明确规定。4月18日，中共中央决定在原重工业部设立航空工业局。经过50余年的建设，我国的航空工业从修理到制造，从仿制到自行研制，
