Аэронавтика

редактировать
Наука, занимающаяся исследованием, проектированием и производством летательных аппаратов Space Shuttle Atlantis на Самолеты-челноки.

Аэронавтика - это наука или искусство, связанное с изучением, проектированием и производством летательных летательных машин, а также техники эксплуатации самолеты и ракеты в атмосфере. Британское Королевское авиационное общество определяет аспекты «авиационного искусства, науки и техники» и «профессии аэронавтики (это выражение включает астронавтику)».

Хотя этот термин первоначально относился исключительно к эксплуатируя самолет, с тех пор он был расширен за счет включения технологий, бизнеса и других аспектов, связанных с самолетом. Термин «авиация » иногда используется взаимозаменяемо с авиацией, хотя термин «воздухоплавание» включает летательные аппараты, такие как дирижабли, и включает баллистические аппараты, а "авиация" технически нет.

Значительная часть авиационной науки - это раздел динамики, называемый аэродинамикой, который имеет дело с движением воздуха и его взаимодействием с движущимися объектами, такими как самолет.

Содержание
  • 1 История
    • 1.1 Ранние идеи
    • 1.2 Полет на воздушном шаре
    • 1.3 Кэли и основы современной авиации
    • 1.4 XIX век
  • 2 Филиала
    • 2.1 Авиация
    • 2.2 Авиационная техника
      • 2.2.1 Аэродинамика
    • 2.3 Ракетная техника
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки
    • 4.1 Цитаты
    • 4.2 Источники
  • 5 Внешние ссылки
    • 5.1 Курсы
    • 5.2 Исследования
История

Ранние идеи

Конструкции летательных аппаратов Леонардо да Винчи, около 1490 г.

Попытки летать без каких-либо реальных авиационных знаний предпринимались с самых ранних времен, обычно сооружая крылья и прыгая с башни с нанесением вреда или смертельным исходом.

Более мудрые исследователи стремились достичь рационального понимания посредством изучения полета птиц. Ранний пример появляется в древнеегипетских текстах. Более поздние средневековые исламского золотого века такие исследования, как Аббас ибн Фирнас, также проводили подобные исследования. Основоположники современного воздухоплавания Леонардо да Винчи в эпоху Возрождения и Кэли в 1799 году начали свои исследования с изучения полета птиц.

Считается, что воздушные змеи для перевозки людей широко использовались в древнем Китае. В 1282 году итальянский исследователь Марко Поло описал современные китайские методы. Китайцы также сконструировали маленькие воздушные шары или фонарики и игрушки с вращающимися крыльями.

Первым европейцем, который представил какое-либо научное обсуждение полета, был Роджер Бэкон, который описал принципы работы летательного аппарата легче воздуха аэростата и машущего крыла. орнитоптер, который, как он предполагал, будет построен в будущем. Подъемной средой для его воздушного шара должен был быть "эфир", состав которого он не знал.

В конце пятнадцатого века Леонардо да Винчи продолжил свое исследование птиц разработкой некоторых из самых ранних летательных аппаратов. включая самолет с машущим крылом орнитоптер и вертолет с вращающимся крылом . Хотя его замыслы были рациональными, они не основывались на особо хорошей науке. Многие из его конструкций, например вертолет винтового типа для четырех человек, имеют серьезные недостатки. Он, по крайней мере, понимал, что «объект оказывает такое же сопротивление воздуху, как воздух этому объекту». (Ньютон не публиковал Третий закон движения до 1687 года.) Его анализ привел к осознанию того, что одной только рабочей силы недостаточно для длительного полета, и его более поздние разработки включали механическую силу источник, такой как родник. Работа да Винчи была утеряна после его смерти и не появлялась снова, пока ее не обогнала работа Джорджа Кейли.

полет на воздушном шаре

Концепция летающей лодки Франческо Ланы де Терци около 1670

Современная эпоха Полет легче воздуха начался в начале 17 века с экспериментов Галилея, в которых он показал, что воздух имеет вес. Примерно в 1650 году Сирано де Бержерак написал несколько фантастических романов, в которых описал принцип восхождения с использованием вещества (росы), которое он считал легче воздуха, и спуска, высвобождая контролируемое количество вещества. Франческо Лана де Терци измерил давление воздуха на уровне моря и в 1670 году предложил первую научно достоверную подъемную среду в виде полых металлических сфер, из которых был откачан весь воздух. Они будут легче вытесненного воздуха и смогут поднять дирижабль. Предложенные им методы контроля высоты используются до сих пор; путем переноски балласта, который может быть сброшен за борт для набора высоты, и путем вентиляции подъемных контейнеров для снижения высоты. На практике сферы де Терци разрушились бы под давлением воздуха, и дальнейшие разработки должны были ждать появления более практичных подъемных газов.

Полет братьев Монгольфье, 1784 год

С середины 18 века братья Монгольфье во Франции начали экспериментировать с воздушными шарами. Их воздушные шары были сделаны из бумаги, и ранние эксперименты с использованием пара в качестве подъемного газа были недолговечными из-за его воздействия на бумагу при ее конденсации. Принимая дым за своего рода пар, они начали наполнять свои воздушные шары горячим дымным воздухом, который они назвали «электрическим дымом», и, несмотря на то, что не до конца понимали действующие принципы работы, совершили несколько успешных запусков, и в 1783 году их пригласили провести демонстрацию. Французская Академия наук.

Между тем открытие водорода привело Джозефа Блэка в ок. 1780 г., чтобы предложить его использование в качестве подъемного газа, хотя практическая демонстрация ждала газонепроницаемого материала баллона. Услышав приглашение братьев Монгольфье, член Французской академии Жак Шарль предложил аналогичную демонстрацию водородного шара. Чарльз и два мастера, братья Роберт, разработали газонепроницаемый материал из прорезиненного шелка для конверта. Газообразный водород должен был образовываться в результате химической реакции в процессе заполнения.

Конструкции Монгольфье имели несколько недостатков, в том числе необходимость в сухой погоде и склонность искр от огня поджигать бумажный шар. У пилотируемой конструкции была галерея вокруг основания воздушного шара, а не подвесная корзина первой беспилотной конструкции, которая приближала бумагу к огню. Во время свободного полета Де Розье и д'Арландс брали ведра с водой и губки, чтобы потушить эти пожары по мере их возникновения. С другой стороны, пилотируемая конструкция Чарльза была по существу современной. В результате этих подвигов воздушный шар получил название «Монгольфьер», а водородный шар - «Шарльер».

Следующий воздушный шар Чарльза и братьев Робер, Ла Каролина, был Шарльером, который последовал за предложениями Жана Батиста Мюзнье о удлиненном дирижабле, и был примечателен за наличие внешней оболочки с газом, содержащимся во втором внутреннем баллонете. 19 сентября 1784 года он совершил первый перелет на расстояние более 100 км между Парижем и Бёври, несмотря на то, что двигательные устройства с приводом от человека оказались бесполезными.

В попытке в следующем году обеспечить как выносливость, так и управляемость, де Розье разработал воздушный шар с баллонами с горячим воздухом и водородом, конструкция которого вскоре была названа в его честь как «Розьер». Принцип заключался в том, чтобы использовать водородную секцию для постоянного подъема и перемещаться по вертикали, нагревая и позволяя охлаждать секцию горячего воздуха, чтобы поймать наиболее благоприятный ветер на любой высоте, на которой он дует. Оболочка воздушного шара была сделана из кожи голдбитера. Первый полет закончился катастрофой, и с тех пор этот подход использовался редко.

Кэли и основа современного воздухоплавания

Сэр Джордж Кейли (1773–1857) широко признан основателем современного воздухоплавание. Впервые его назвали «отцом самолета» в 1846 году, а Хенсон назвал его «отцом воздушной навигации». Он был первым настоящим научным воздушным исследователем, опубликовавшим свою работу, в которую впервые были включены основные принципы и силы полета.

В 1809 году он начал публикацию исторического трактата из трех частей под названием «О воздушном пространстве». Навигация »(1809–1810). В нем он написал первую научную формулировку проблемы: «Вся проблема ограничена этими пределами, а именно, чтобы поверхность поддерживала заданный вес путем приложения силы к сопротивлению воздуха». Он определил четыре вектора силы, которые влияют на самолет: тяга, подъемная сила, лобовое сопротивление и вес, а также выделил стабильность и управляемость в своих конструкциях..

Он разработал современную обычную форму самолета с неподвижным крылом, имеющего стабилизирующее оперение с горизонтальными и вертикальными поверхностями, летающими планерами, как беспилотными, так и пилотируемыми.

Он представил использование испытательного стенда с вращающимся рычагом для исследования аэродинамики полета, используя его, чтобы обнаружить преимущества изогнутого или изогнутого крыла над плоским. крыло, которое он использовал для своего первого планера. Он также определил и описал важность двугранной, диагональной распорки и уменьшения сопротивления, а также внес свой вклад в понимание и разработку орнитоптеров и парашютов.

Еще одним важным изобретением было колесо с натяжными спицами, которое он разработал, чтобы создать легкое и прочное колесо для шасси самолета.

XIX век

В течение XIX века идеи Кэли были усовершенствованы, подтверждены и расширены. Среди важных исследователей были Отто Лилиенталь и Горацио Филлипс.

Филиалы
Eurofighter Typhoon. Антонов Ан-225 Мрия, самый большой самолет из когда-либо построенных.

Аэронавтика может быть разделена на три основных направления: Авиация, Авиационная наука и Авиационная техника.

Авиация

Авиация - это искусство или практика аэронавтики.. Исторически авиация означала только полеты тяжелее воздуха, но в настоящее время это означает полеты на воздушных шарах и дирижаблях.

Авиационная техника

Авиационная техника охватывает проектирование и строительство самолетов, включая то, как они приводятся в действие, как они используются и как ими управляют для безопасной эксплуатации.

A Большую часть авиационной техники составляет аэродинамика, наука о прохождении через воздух.

С ростом активности в космических полетах в настоящее время аэронавтика и космонавтика часто объединяются как аэрокосмическая техника.

Аэродинамика

Наука аэродинамика занимается движением воздуха и его движением. что он взаимодействует с движущимися объектами, например с самолетом.

Изучение аэродинамики в общих чертах делится на три области:

Несжимаемый поток возникает, когда воздух просто движется, избегая объектов, обычно с дозвуковой скоростью ниже скорости звука (1 Мах).

Сжимаемый поток возникает, когда ударные волны появляются в точках, где воздух сжимается, обычно на скоростях выше 1 Маха.

Трансзвуковой поток возникает в промежуточном диапазоне скоростей около 1 Маха, когда воздушный поток выходит за пределы объект может быть локально дозвуковым в одной точке и локально сверхзвуковым в другой.

Rocketry

Файл: Apollo 15 launch.ogv Play media Запуск Apollo 15 Saturn V ракеты: T - 30 с до T + 40 с.

A ракета или ракетный аппарат - это ракета, космический корабль, самолет или другое транспортное средство, которое получает тягу от ракетного двигателя. Во всех ракетах выхлоп полностью формируется из ракетного топлива, переносимого внутри ракеты перед использованием. Ракетные двигатели работают по принципу действия и реакции. Ракетные двигатели толкают ракеты вперед, просто очень быстро выбрасывая их выхлопные газы назад.

Ракеты для военных и развлекательных целей относятся как минимум к 13 веку Китаю. Значительного научного, межпланетного и промышленного использования не произошло до 20-го века, когда ракетная техника была технологией, обеспечивающей космическую эру, в том числе ступить на Луну.

Ракеты используются для фейерверки, вооружение, катапультируемые кресла, ракеты-носители для искусственных спутников, пилотируемый космический полет и разведка других планет. Хотя они сравнительно неэффективны для использования на низких скоростях, они очень легкие и мощные, способны создавать большие ускорения и достигать чрезвычайно высоких скоростей с разумной эффективностью.

Химические ракеты являются наиболее распространенным типом ракет, и они обычно образуют свой выхлоп за счет сгорания ракетного топлива. Химические ракеты хранят большое количество энергии в легко высвобождаемой форме и могут быть очень опасными. Однако тщательное проектирование, тестирование, изготовление и использование сводят к минимуму риски.

См. Также
Ссылки

Цитаты

Источники

Внешние ссылки

СМИ, относящиеся к Аэронавтике на Wikimedia Commons

Wikisource имеет текст Британская энциклопедия 1911 года статья Аэронавтика.
Викицитатник содержит цитаты, относящиеся к: Аэронавтика
Искать аэронавтика в Викисловаре, бесплатном словаре.

Курсы

Исследование

Последняя правка сделана 2021-06-09 15:01:21
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте