航空百年大发展

第7版(国际)
专栏：科技大观

航空百年大发展
徐德康
　　今年是人类实现首次飞行100周年。
　　1903年12月17日清晨，由美国莱特兄弟研制的“飞行者”1号第一次试飞。“飞行者”1号尽管体型很庞大，但“身子骨”却十分单薄。飞机没有起落架和机轮，只有滑橇，连同驾驶员在内，总重量约为360公斤。这次飞行的滞空时间只有短短的12秒，飞行距离只有微不足道的36米，但它却是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定和可操纵的重于空气飞行器的首次成功升空和飞行。这次飞行标志着人类进入了航空飞机新时代。
　　值得自豪的是，中国古代的许多发明如风筝、“孔明灯”和“竹蜻蜒”等对人类实现飞行梦想作出了杰出的贡献。风筝被传到西方后，它的滑翔原理成了飞机空气动力学的最有价值的飞行机理之一。“孔明灯”被认为是热气球的鼻祖，“竹蜻蜒”则是世界公认的最早体现了直升机的飞行原理的玩具，而且传到了欧洲后，许多航空先驱者都将它看作一种航空器进行过研究。还要特别指出的是，我国第一个飞机设计师和飞行家冯如，于1910年驾驶自己研制的飞机参加了在美国旧金山举行的国际航空比赛，并在飞行高度、速度和航程方面技压群芳而荣获国际飞行协会颁发的优秀证书。
　　1908年以后，飞机潜在的军事价值很快受到了各国军方的高度重视，从而使飞机在还没有为人类造福之前就开始变成一种全新的军事武器了，空军在两次世界大战中发挥了其他军种难以替代的战略战术作用。在战争的推动下，航空技术得到了很大的发展。到第二次世界大战结束时，以螺旋桨为动力的飞机的速度最大可以达到约每小时700公里，而喷气发动机的发明使喷气飞机的速度已达到每小时900公里。
　　然而，人们发现，每当飞机的速度接近声音的速度时（每小时1000公里以上），飞行员会感到他驾驶的飞机如同突然之间撞到一堵墙一样，速度陡降，机身激烈抖震，整个飞机好像要散了架似的，飞行员根本无法控制。人们把这个难以逾越的障碍称之为“音障”。
　　1945年1月15日，美国用一架外形很像一枚炮弹、机头尖尖的X—1飞机以火箭发动机为动力首次成功地冲过了“音障”，实现了超音速飞行。德国空气动力学家提出了将机翼向后斜置一个角度的后掠机翼，并很快被各国飞机设计人员所认识，成了现代高速飞机和超音速飞机的标准技术。以后出现的三角机翼，机翼可以转动的变后掠机翼都是在后掠机翼基础上发展起来的。接着，美国空气动力学家又提出了“可口可乐”瓶外形的超音速机身设计理论，使超音速战斗机的设计再一次出现了突破。超音速飞机的第二个障碍是飞机在高速飞行时由于飞机蒙皮与空气气流之间强烈的摩擦产生的“热障”。为此，飞机要选用特别的结构和材料，并要有可靠的隔热设计。
　　现在世界航空界公认，自从20世纪50年代第一代超音速喷气飞机问世以来，战斗机已经发展到第四代，其主要特点是具有4S能力，4S为长时间超音速飞行、很好的隐身性、超机动性和敏捷性以及短距离的起飞着降性能四个英文字母的缩写。各种配套的特种用途飞机也相继出现，如预警飞机、电子战飞机、空中加油机等。
　　民用飞机也已经从以活塞式发动机为动力跃进到以涡轮螺旋桨发动机和喷气式发动机为动力，到20世纪80年代发展出第四代喷气客机。在第四代飞机上集中了一系列现代新技术，不仅飞行性能大大提高，而且在提高油效、降低噪声和发动机排放污染等方面都有很大进展。
　　1976年投入使用的英法联合研制的“协和”式超音速客机是民用航空史上一个重要的里程碑。它的技术成就对以后的超音速飞行器的发展产生了巨大的作用，特别是它的S形前缘机翼，被称为飞机空气动力学设计上的一次革命。令人遗憾的是，“协和”式超音速客机固有的难以克服的巨大噪声和一系列的环保问题，不仅注定了该机在商业上的必然失败，也给未来的超音速客机的发展前景蒙上了阴影。
　　在世界进入21世纪之际，欧洲空中客车公司宣布将生产一种可载客550人以上、并具有越洋飞行能力的A380超大型客机。想当年，莱特兄弟的“飞行者”1号连驾驶员在内的总重量也只有360公斤，而现在人类已经能把500多吨重的庞然大物送上天。空中客车A380的正式推出，不仅代表了一种世界上迄今最大的飞机的诞生，更是代表了航空技术的惊人进展。
　　航空工业是典型的高科技产业，它的发展不仅带动了航空工业专用的新技术，还带动了其他行业的新技术，如微电子、计算机、激光、新材料、新工艺的产生，造就了现代化的质量管理和控制技术等，从而对整个国家技术实力的增加起到至关重要的促进作用。
　　由此可见，航空百年的发展对人类社会的贡献是多么的巨大。