飛機(jī)的發(fā)明對人類的意義_飛機(jī)的發(fā)明與什么有關(guān)

（文章來源《院士講科學(xué)》飛機(jī)的發(fā)明對人類的意義，該書由《知識就是力量》雜志社總策劃，科學(xué)普及出版社出版）

　　前段時間，中國第一款自主研制并嘗試打入國際市場的大型客機(jī)C919成功首飛，在不久的7月，國產(chǎn)水陸兩棲飛機(jī)AG600也即將首飛，中國航空業(yè)迅猛發(fā)展，不斷地給我們驚喜。相信同學(xué)們對航空也充滿了興趣，今天，我們就來跟隨李椿萱院士的腳步，了解一下軍事與航空業(yè)發(fā)展密不可分的關(guān)系！

　　李椿萱院士，圖片來源網(wǎng)絡(luò)

　　主講人：李椿萱

　　空氣動力學(xué)、航空航天飛行器設(shè)計、高速碰撞力學(xué)專家，中國工程院院士，北京航空航天大學(xué)教授。

　　早年曾參與美國航天飛機(jī)、導(dǎo)彈相關(guān)預(yù)研工作，并涉及超高速碰撞力學(xué)等領(lǐng)域的研究工作。1980年回國后，主要從事飛行器空氣動力學(xué)的研究工作，在天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)氣動力、熱特性，飛行器、推進(jìn)系統(tǒng)一體化氣體熱動力，以及飛行器動態(tài)特性等研究中取得了一批成果。1987—1997年先后任“863”計劃航天領(lǐng)域主題專家組成員及專題組組長。

　　軍事需求促進(jìn)航空進(jìn)步

　　1903年，萊特兄弟發(fā)明了飛機(jī)。僅僅不到10年，1911—1912年意大利與土耳其之間的軍事沖突，就讓人們看到了飛機(jī)的軍用價值。

　　第一次世界大戰(zhàn)在1914年爆發(fā)，4年半的戰(zhàn)亂促進(jìn)了各參戰(zhàn)國航空技術(shù)的急速發(fā)展。從1918年戰(zhàn)爭結(jié)束，到作為第二次世界大戰(zhàn)歐洲戰(zhàn)場起點的1939年9月1日納粹德國進(jìn)攻波蘭的21年間，被認(rèn)為是航空史上的一個“黃金時代”。

　　在此期間，歐美各國著手實施各種創(chuàng)紀(jì)錄飛行，比如查爾斯·林德伯格飛越大西洋，日本與美國飛行員飛越太平洋的競爭，以及美國女飛行員阿梅莉亞·埃爾哈特的環(huán)球飛行等，都發(fā)生在這一時期。第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)之后，世界各國又迎來了一個航空技術(shù)的急速發(fā)展期。到大戰(zhàn)后期，德國和英國空軍都裝備了先進(jìn)的噴氣式飛機(jī)，而德國甚至開始了對下一代噴氣式飛機(jī)和超音速飛機(jī)的研發(fā)工作。

　　簡而言之，在20世紀(jì)的上半葉對大部分飛行器的研發(fā)都同兩次世界大戰(zhàn)有關(guān)飛機(jī)的發(fā)明對人類的意義；也就是說，國防急需促進(jìn)了航空技術(shù)的發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)以后，美蘇爭霸又延續(xù)了航空技術(shù)高速發(fā)展的趨勢，使現(xiàn)代飛機(jī)變成了一種高技術(shù)的集成體。

　　隨著人類進(jìn)入太空時代，研發(fā)高超聲速飛行器和空天飛機(jī)成為航空航天領(lǐng)域的新目標(biāo)，屬于材料、力學(xué)、信息、電子、控制、動力等多種學(xué)科的高技術(shù)組合以航空器乃至航天器為核心，各個學(xué)科的研發(fā)成果，帶動了各個高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而推動了整個國家國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

　　軍機(jī)推動航空技術(shù)演進(jìn)

　　從第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束直到今天，美蘇爭霸和大量的局部戰(zhàn)爭，讓軍用飛機(jī)仍然維持了高速發(fā)展的態(tài)勢。以戰(zhàn)斗機(jī)為例，目前，美國的超聲速戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)發(fā)展到了第四代，而第三代戰(zhàn)斗機(jī)也在改型升級之后，與第四代戰(zhàn)斗機(jī)混用。俄羅斯的戰(zhàn)斗機(jī)也進(jìn)入了第四代（根據(jù)俄式標(biāo)準(zhǔn)是第五代），其代表T-50被認(rèn)為是與美國F-22、F-35比肩的第四代戰(zhàn)斗機(jī)。

　　在戰(zhàn)略轟炸機(jī)領(lǐng)域，美國的戰(zhàn)略轟炸機(jī)機(jī)隊大體上是3種飛機(jī)的混合飛機(jī)的發(fā)明對人類的意義；俄羅斯的戰(zhàn)略轟炸機(jī)隊目前已經(jīng)全是圖波列夫設(shè)計局的產(chǎn)品；中國在戰(zhàn)略轟炸機(jī)領(lǐng)域比較滯后，相比于美國和俄羅斯在這個領(lǐng)域的實力仍有差距。

　　軍隊也很需要運(yùn)輸機(jī)，特別是大型的戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)來運(yùn)輸重型武器裝備。美國的戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)主要有C-17和C-5，它們可以運(yùn)輸美國軍隊目前擁有的所有軍事裝備前往全球各地。俄羅斯與烏克蘭繼承了蘇聯(lián)時期戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)的遺產(chǎn)，擁有伊爾-76、安-124等戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)，特別是世界上最大且唯一的戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)安-225。歐洲比較有影響力的戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)，是空中客車公司生產(chǎn)的A400。除了這些巨型戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)，還有一種比較有影響力但比較小的戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)，是美國的C-130，由于其漫長的服役期和眾多改型而為人熟知。

　　軍隊呼喚大型飛機(jī)（運(yùn)輸機(jī)），是因為它們有更多的改裝空間。解放軍使用運(yùn)-8和伊爾-76運(yùn)輸機(jī)以及圖-154機(jī)，改裝成了不同類型的預(yù)警機(jī)或者電子戰(zhàn)飛機(jī)。在美國，發(fā)達(dá)的民航客機(jī)工業(yè)，使美軍會使用多種波音公司的客機(jī)改為電子戰(zhàn)用途，比如波音707被改為E-3“望樓”預(yù)警機(jī)，波音747和波音767都有被改為空中指揮所的案例。這些大飛機(jī)提供給軍隊更多的戰(zhàn)略選擇，但它們能夠問世，很大程度上取決于國家航空工業(yè)的實力。

　　目前的軍事理論認(rèn)為，未來戰(zhàn)爭的制高點可能是太空，也就是說，太空軍事化會成為一種必然。另一種趨勢，則是認(rèn)為戰(zhàn)斗機(jī)可能會走向無人化，因為無人戰(zhàn)斗機(jī)不需要考慮飛行員的位置，可以進(jìn)一步縮小體積，而且允許更大的過載。

　　因此，在未來的戰(zhàn)場上，無人機(jī)和傳統(tǒng)戰(zhàn)斗機(jī)共同出戰(zhàn)，或許會成為一種常態(tài)。美國目前研制的X-47，就是一種無人戰(zhàn)斗機(jī)。新一代的航空母艦杰拉爾德·福特號，已經(jīng)裝備彈射力度可調(diào)的電磁彈射器，也是為搭載大量精密設(shè)備的無人戰(zhàn)斗機(jī)上艦做準(zhǔn)備。

　　 互動問答

　　Q:英國著名的“鷂”式垂直起落飛機(jī)，是如何實現(xiàn)垂直起降的？

　　李椿萱：“鷂”式飛機(jī)是英國研制的垂直起落攻擊機(jī)，后來，美國購買了一些出口型用以取代本國老舊的艦載攻擊機(jī)，并改進(jìn)了這些出口型?！苞_”式的垂直起降和短距起降功能，是通過它的“飛馬”發(fā)動機(jī)實現(xiàn)的。這種發(fā)動機(jī)的噴口可以旋轉(zhuǎn)，讓“鷂”式飛機(jī)能實現(xiàn)垂直起落，適應(yīng)一些狹窄的環(huán)境，比如航空母艦的甲板。但垂直起落的代價也是很大的，這個過程會消耗大量燃料，嚴(yán)重削減飛機(jī)的作戰(zhàn)半徑。美國的F-35戰(zhàn)斗機(jī)，其中一種正在測試中的改型F-35B，也具有垂直起落能力，這是通過升力風(fēng)扇、發(fā)動機(jī)噴管下偏、調(diào)姿噴管這三種技術(shù)共同作用來實現(xiàn)的。

　　編輯：魯凡英