当我们仰望天空的时候,总会发现时不时有飞机掠过。或许不少人会问,这样-一个庞然大物,质量少则数百千克,多则几十吨、上百吨,怎么能够如此自如地在蓝天上飞翔呢?飞行究竟需要具备哪些条件呢?实,关于怎样才能像鸟儿-样在蓝天上翱翔的问题,我们的先辈们探索了数千年,设想和尝试了许多种飞天方式,但基本都以失败告终。直到1903年12月17日,美国的莱特兄弟驾驶着他们设计和制造的“飞行者"1号(图1-1),进行了飞行留空时间59秒、距离只有260米的人历史上第一次持续而有控制的动力飞行之后,人类才真正从根本上解决了飞上蓝天的关键问题。此后,飞机越造越大、越飞越高、越飞越快、越飞越远,各方面的性能都有了极大提高(图1-2~图1-5)。
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实际上,无论是莱特兄弟设计的“飞行者”1号,还是现代的先进客机、战斗机、运输机....其之所以能飞上蓝天,归纳起来是因为它们具备了飞行的三个最基本的要素:
①具有能产“生升力的机翼,用来平衡飞机的重力(图1-6);
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②具有能提供拉力或推力的动力系统,用来平衡飞机的阻力(图1-6);
③具有能控制飞机姿态的操纵系统,让飞机有可操纵性,使其能按照预定的轨迹飞行(图1-7)。
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此外,为了保证飞机可持续飞行,还要保证飞机在飞行时具有一-定的稳定性,使得飞机在受到扰动偏离原平衡位置时,依然有恢复到原平衡位置的趋势。关于这些要素的详细情况及飞机如何满足这些要素,将在后文展开叙述。