详解空气动力学ftp chapter0.pptx

空气动力学

Aerodynamics;序章飞行的历史;世界各民族的神话;牛郎织女;孙悟空;飞毯;帆：传说在禹(公元前2205～前2158年)时船上已经有帆。若干世代后,人们学会侧风驶帆。到明代(1368～1644年）更懂得了在逆风中用帆行舟。;舵：传说舵也是在禹时出现的。舵在水中可使船转弯，与飞机上的舵能使飞机转弯和改变飞行姿态的作用相同。;相风乌：中国古代的相风乌就是现代的风标或风向指示器性质的器具。它最早装在帆船上用以测风向。西汉(公元前206～公元25年)时人们常把它安装在屋顶上。

;木鸟：《墨子·鲁问篇》说，战国时期（公元前476～前221年）公输般曾用竹子和木材制成木鹊，纵飞上天。;装翅膀的飞行：东汉班固（公元32～92年）著的《前汉书·王莽传》记载,有人献奇术，用羽毛做成两只翅膀，从高处跃下，飞行数百步落地。

—人类有史可查的最早的滑翔记录;风车：东汉壁画已出现风车。元、明以后，风车多用于打水、舂米和磨面。;风扇：风扇与风车相似，用薄片制成，挥舞则生风。

;风筝：宋代高承《事物纪原》认为是汉代初期韩信所创制；明代郎锳《七修类稿》则认为是五代汉隐帝与李业所作;箭羽：它是装在箭杆尾部的鸟翎，利用空气动力使箭杆保持稳定飞行。考古发掘表明了新石器时代中国就有了弓箭。后来箭杆上又安装了箭羽。;竹蜻蜓：用竹或木削成细长扭曲形薄片，在中间装一立轴，用双手急搓便会飞快旋转而上升。这就是中国流传久而广的玩具──竹蜻蜒。;走马灯?最晚在公元1000年左右。走马灯上有平放的叶轮，下燃烛或灯，热气上升带动叶轮旋转，这正是现代燃气涡轮工作原理的原始应用。;孔明灯：汉武帝（公元前140～前37年）时《淮南万毕术》记载把鸡蛋掏空，中燃艾火,空蛋壳即可乘风飞去。五代时（公元907～960年）莘七娘，松脂灯。;公元前852年，古英国第九世国王布拉德做了一副大翅膀，从伦敦城飞往城外，坠地身亡;达芬奇构思的扑翼机;1783年11月21日。蒙哥尔费(montgolfier)热气球载人升空。;热气球升空的原理：

热气球中填充的是被加热的空气，空气受热，体积膨胀，密度变小，相当于在气球中充填了轻于空气的气体。根据阿基米德定律，热气球所受的浮力等于它排开空气的质量。当浮力大于气球本身和其内部的热空气的重力时，气球就向上浮起。

;热气球之后出现了轻气球和氦气球。最早的发明并实现氢气球飞行的是法国科学家查理教授。1783年8月26日，他与助手从巴黎杜勒里王宫广场升空，飞了2小时，距离长达43千米。查理教授在氢气球下方带有一个氢气发生器，灌气要比蒙哥费尔热气球更方便，气球可以做的更大、载重更多、飞得更远。后来采用氦气代替氢气，气球制作也就更安全了。;1785年1月法国人布朗夏尔和美国人杰弗里斯乘氢气球飞越英吉利海峡。同年法国人罗杰在飞越中遇难；1961年普罗斯特和普莱瑟创造热气球升空34668米世界纪录；1978年三名气球冒险家由美国成功飞越大西洋到法国；1981年四名热气球爱好者由日本飞越太平洋到达美国；1999年英国人琼斯和瑞士探险家皮卡尔从瑞士升空，经历20天降落在撒哈拉大沙漠上，航程42810千米，首次实现了人类不间断环球飞行的梦想。;世界上第一个实用性飞艇是1900年由德国人齐柏林制造的LZ-1。它长128米，直径11.73米，由铝制框架制成，分17个舱室，分别充满氢气，容积达11327立方米，总升力可达127千牛，动力是两台功率为11.8千瓦的活塞式发动机。

;;1914年7月28日爆发第一次世界大战时，飞艇作为一种新式武器，很快就投入了战斗。德国最先在飞艇上配备了火炮、机炮和炸弹，用来攻击和轰炸，也可侦查和预警。1914年至1918年，齐伯林公司共制造88艘飞艇，共参与空袭伦敦51次，巴黎3次，尤其在战争初期和前期，给英、法等国造成重大损失和威胁。;但自1916年以后，随着协约国战斗机和高射炮的不断改进和发展，军用飞艇也就失去了往日的威力，如1917-1918年齐伯林又制造了4艘LZ-112型容积为68000立方米，飞行高度达6500米的巨型飞艇，在1918年首次出战时就被击落了。一战中，德国飞艇共被击毁或自行坠毁38艘，“飞艇不可战胜”的神话随同德国的投降一起破灭了。;1810年乔治·凯利爵士在英国的《自然哲学、化学和技艺》上发表著名论文“论空中航行”，他奠定了固定翼和旋翼机的现代航空学理论，提出了重于空气飞行器的基本飞行原理和飞机的结构布局，被看作是现代航空学诞生的标志。;对滑翔机贡献最大的是德国人李林塔尔。1889年，他著述了《鸟类的飞行—航空的基础》一书。1891年，他制成了蝙蝠状的弓形翼滑翔机，成功地进行了滑翔飞行，从而肯定了曲面翼的合理性。在1893到1896年的三年内，他进行了两千次以上的滑翔