非常规吊篮纸
中国航空工业的历史回顾与未来展望
冯发利
(郑州航空工业管理学院)
中国航空工业起步于清政府(1910)。从1910到1949,中国一直处于动乱和战争时期。这期间几乎所有的原材料、机载成品和设备都是从国外进口的,没有相关的科研人员和技术人员,维修人员也很匮乏。根本没有独立的航空工业,更谈不上航空科研体系。
新中国成立后,从1949到1951,中国只有几个航空工厂,修理、组装、制造了几架飞机。1951年,国家把建立航空工业体系提上国家议事日程,中央军委、国务院发布了《关于航空工业建设的决定》,明确了新中国航空工业建设的任务、方针、组织和领导。中国航空工业经过50多年的建设,从修理到制造,从仿制到自主研制,形成了具有相当规模和基础的航空科研、设计、制造、试验的工业体系。
50年来,我国先后建立了飞机发动机航电军械设备和仪器等专业设计研究机构,建立了空气动力学、强度、自动控制、材料、工艺、飞行试验和计算技术等专业研究试验机构。中国航空工业科研技术手段不断更新,试验设备日臻完善。建成了一批技术先进的风洞试验设施、飞机静力实验室、发动机高空试验台、飞行试验数据采集处理系统等设备。
由于航空工业体系的发展和完善,中国的军机、民机、直升机等各类飞机正在迅速接近世界各种先进飞机。
军用飞机从最初仿制苏联雅克-18飞机到生产初级教练机,再到第一架自行设计研制成功的飞机。它的研制成功,对培养我国第一代飞机设计师,积累自行研制飞机的经验具有重要意义。此后,中国的第一架喷气式战斗机歼5诞生了,这是一种高亚音速的歼击机,使中国的航空工业和空军进入喷气式时代。歼6是中国第一代超音速战斗机,歼7和歼8在其基础上不断更新改进。J-10战斗机是具有完全自主知识产权的第三代战斗机。轰-5、轰-6、轰-5、鲍飞、枭龙FC-1轻型多用途战斗机等轰炸机不仅增加了我国的飞机数量,而且增加了品种,这也说明我国航空工业不仅在技术上不断更新创新,在发展飞机类型上也不放松。两者相辅相成。
运5是民用飞机,是新中国制造的第一架小型运输机。此后,北京一号、运7、运8不断更新。有直5、直8、直9、直11、“延安”2号、“701”等各种型号的直升机。由此可见,中国航空工业生产的飞机不仅可以保家卫国,坚守我国领土,而且越来越可以进入民用,为人民服务。在交通运输、邮政、救援、搜寻、抗震救灾、护林播种等方面也发挥着越来越重要的作用,甚至是不可替代的。中国航空工业从最初的象征性研发,到其经济作用和对经济发展的推动,已经显示出巨大的经济价值和潜力。
随着我国航空工业体系的完善,培养了越来越多的航空人才。中国在先进战机的研发上也可以和美国、俄罗斯、欧洲等国家一较高下。未来航空工业的发展,其实就是科技的发展。空气动力学的研究,推进技术的创新,材料和结构的发展,航电和控制的发展进步,是航空工业进步的基础。
展望未来,如何提高未来飞机的性能,空气动力学一直是飞机设计的关键。计算流体力学仍然是研究的重点,欧拉和N-S方程的数值求解和网络生成技术备受关注。低雷诺数空气动力学、仿生空气动力学等流动现象的研究仍将是未来的前沿课题。
推进技术方面,提高热机和推进效率,降低油耗,提高推力水平,降低噪音,提高可靠性,减少排放。在未来一段时间内,它仍将是发展的目标。组合发动机、超燃冲压发动机、脉冲爆震发动机等新型或非传统发动机的原理研究也是该领域的重点。
在材料和结构方面,金属材料仍将是未来飞机机体的主要材料,因此需要在不降低现有材料使用寿命的前提下,提高材料的比刚度、韧性和耐腐蚀性,同时开发比强度更高的新材料。研究和开发复合材料结构的设计、分析、制造、检查和修理的实用方法;研究和发展复合材料损伤容限机理和实用无损技术;研发耐高温树脂材料、陶瓷基复合材料、智能结构材料等。
在航空电子设备和控制中,来自各种来源的导航信息用于跟踪和管理飞行路径。为了实现全天候起降,需要建立可靠的防撞系统。研制了一种新型风切变探测装置及其规避系统。在驾驶舱显示系统中,需要增加显示信息和数据,增加实景画面,使用语音控制,提高飞行员的操作精度。
中国航空工业未来的发展,是在人才的基础上创新创新。在高端新技术上有自己的技术和研究方法,可以为经济做出巨大贡献,生产更多的民用飞机进入千家万户。
关于飞机分类的讨论
我国著名科学家钱学森认为,人类的飞行活动可以分为三个阶段,即航空、航天、宇航。他认为航空在大气层中运动,航天在太阳系中走出地球大气层,航天飞出太阳系在浩瀚无垠的宇宙中航行。由此可见,人类的飞行活动是以地球为子午线以不同的距离来划分的,这就导致了飞行器的分类。
目前人类发射的具有航天能力的飞行器非常少,只有先锋系列和航海家系列,所以暂时没有对其类型进行细分。人类在航空航天方面的活动比较频繁,飞行器和航天器的数量已经非常庞大,而且随着人类的发展,数量会越来越多,增加的速度也会越来越快。因此,有必要对飞行器和航天器进行细分。目前一般从航天器和飞行器细分。
在大气层中飞行的飞机叫做飞机。根据产生升力的基本原理,飞机可分为两类:①比同体积空气轻的飞机,靠空气的静浮力起飞,也称浮空器。(2)比相同体积的空气重的飞机,通过相对于空气的运动而起飞。飞机根据用途不同分为军用飞机和民用飞机。飞机也可以根据不同的结构进行分类。按用途和结构分类根据产生升力的原理并不明确,所以分类主要是根据升力的原理。
(1)比空气轻的飞机包括气球和飞艇,它们是早期的飞机。气球一般没有推进装置,主体是气囊,下面有吊篮或吊舱。由于气囊内充入的气体种类不同,可分为热气球、氢气球和氦气球。飞艇装有推进装置来控制飞行。根据结构形式的不同,飞艇可分为软式、硬式和半硬式三种。飞艇一般由船体、尾面、吊舱和推进装置组成。因为气球和飞艇的安全系数比较低,特别是随着升空高度的增加,安全系数会越来越低。因此,现代一般用于广告、运动、休闲、一些科学考察或探险活动。
(2)重于空气的飞机主要有固定翼飞机和旋翼飞机,还有像鸟一样的扑翼飞机和倾转旋翼飞机。固定翼飞机分为飞机和滑翔机;旋翼机分为直升机和旋翼机;扑翼飞行器在微型飞行器方向有很大的发展潜力;倾转旋翼机兼具旋翼机和固定翼飞机的优点,但其结构复杂,一直受到广泛关注。
航天器是指基本上按照天体力学定律在地球大气层外的太空中运动的各种飞行器,也称为空间飞行器。飞船分为无人飞船和载人飞船。无人飞船可分为人造地球卫星和太空探测器。载人飞船主要分为三类:载人飞船、空间站、航天飞机。航天器主要用于广播、气象、导航、侦察、地球资源勘探、科研实验、军事太空探索等。