Аэронавтика

Aeronautics -это наука или искусство, связанное с изучением, проектированием и производством машин, способных к воздушным полетам , а также методы эксплуатационных самолетов и ракет в атмосфере . Хотя термин, первоначально упоминаемый исключительно в эксплуатации самолета, с тех пор он был расширен, чтобы включить технологии, бизнес и другие аспекты, связанные с самолетами. ^{[ 1 ]} Термин « авиация » иногда используется взаимозаменяемо с аэронавтикой, хотя «аэронавтика» включает в себя ремесло более легкого, чем в воздухе, такое как дирижаблы , и включает в себя баллистические транспортные средства , в то время как «Авиация» технически не делает. ^{[ 1 ]}

Значительной частью авиационной науки является ветвь динамики , называемой аэродинамикой , которая занимается движением воздуха и тем, как она взаимодействует с объектами в движении, такими как самолет.

История

Ранние идеи

Попытки летать без какого -либо реального авиационного понимания были сделаны из самых ранних времен, обычно путем построения крыльев и прыжка из башни с калечащими или смертельными результатами. ^{[ 2 ]}

Мудрые следователи стремились получить некоторое рациональное понимание посредством изучения полета птиц. Средневековые исламские ученые золотого века, такие как Аббас Ибн Фирнас, также провели такие исследования. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Основатели современной аэронавтики, Леонардо да Винчи в Ренессансе и Кейли в 1799 году, оба начали свои исследования с исследования полета птиц.

Считается, что воздушные змеи с человеком широко использовались в древнем Китае. В 1282 году итальянский исследователь Марко Поло описал китайские методы, которые затем текут. ^{[ 7 ]} Китайцы также построили небольшие воздушные воздушные шары, или фонари, а также игрушки с роторным крылом.

Ранним европейцем, который обеспечил какую-либо научную дискуссию о полете, был Роджер Бэкон , который описал принципы операции для более легкого воздушного воздушного шара и Ornithopter , который он предполагал, будет построен в будущем. Подъемная среда для его воздушного шара будет «эфиром», состав которой он не знал. ^{[ 8 ]}

В конце пятнадцатого века Леонардо да Винчи последовал за своим исследованием птиц с дизайнами для некоторых из самых ранних летающих машин, включая орнитоптер вращающегося крыла с хлопчатым крылом и вертолет . Хотя его дизайны были рациональными, они не были основаны на особенно хорошей науке. ^{[ 9 ]} Многие из его конструкций, такие как вертолет винтового типа с четырьмя людьми, имеют серьезные недостатки. Он, по крайней мере, понял, что «объект обеспечивает столько же сопротивления воздуху, сколько воздух делает объекту». ^{[ 10 ]} ( Ньютон не опубликовал третий закон движения до 1687 года.) Его анализ привел к осознанию того, что одной рабочей силы недостаточно для устойчивого полета, а его более поздние конструкции включали механический источник энергии, такой как пружина. Работа Да Винчи была потеряна после его смерти и не появилась, пока она не была охвачена работой Джорджа Кейли .

Баллонный полет

Современная эпоха полета легкого, чем воздух началась в начале 17-го века с экспериментов Галилея , в которых он показал, что воздух имеет вес. Около 1650 года Сирано де Бержерак написал несколько фантастических романов, в которых он описал принцип восхождения с использованием вещества (росы), он должен быть легче воздуха, и спускаясь, освобождая контролируемое количество вещества. ^{[ 11 ]} Франческо Лана де Терзи измерил давление воздуха на уровне моря и в 1670 году предложила первую научно достоверную подъемную среду в форме полых металлических сфер, из которых был закален весь воздух. Они будут легче, чем перемещенный воздух, и смогут поднять дирижабль . Его предлагаемые методы контроля высоты все еще используются сегодня; носив балласт, который может быть сброшен за борт, чтобы получить высоту, и вентиляя подъемные контейнеры, чтобы потерять высоту. ^{[ 12 ]} На практике сферы де Терзи рухнули бы под давлением воздуха, и дальнейшие разработки должны были ждать более практических подъемных газов.

С середины 18-го века братья Монтольфер 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 недолгими из-за ее влияния на бумагу, когда она конденсировалась. Ошибочно дым за своего рода пар, они начали заполнять свои воздушные шары горячим дымным воздухом, который они назвали «электрическим дымом» и, несмотря на то, что они не полностью понимали принципы на работе, сделали некоторые успешные запуска, и в 1783 году были предложены продемонстрировать демонстрацию Французская академия наук .

Между тем, открытие водорода привело Джозефа Блэка в c. 1780 , чтобы предложить его использование в качестве подъемного газа, хотя практическая демонстрация ожидала газонепрочного материала воздушного шара. Услышав о приглашении братьев Монтгольфье, член Французской академии Жак Чарльз предложил аналогичную демонстрацию воздушного шара. Чарльз и два ремесленника, братья Роберт, разработали газопроницаемый материал прорезиненного шелка для конверта. Газовый водород должен был генерироваться химической реакцией во время процесса заполнения.

В дизайне Montgolfier было несколько недостатков, не в последнюю очередь необходимость в сухой погоде и тенденция искры от огня поддать свет на бумажный воздушный шар. У пилотированного дизайна была галерея вокруг основания воздушного шара, а не висящая корзина первого беспилотного дизайна, которая приблизила бумагу к огню. На свободном полете де Розье и Д'Арландес взяли ведра воды и губки, чтобы затопить эти пожары по мере их возникновения. С другой стороны, пилотируемый дизайн Чарльза был по сути современным. ^{[ 13 ]} В результате этих эксплойтов воздушный шар известен как тип Монтгольфьера , а газовый воздушный шар Чарли стал .

Чарльз и следующий баллон братьев Роберта, Ла Кэролайн , были Шарлиром, последовавшим за предложениями Жана Батиста Меуснье о удлиненном воздушном шаре и были известны тем, что имел внешний конверт с газом, содержащимся во втором внутреннем баллонете. 19 сентября 1784 года он завершил первый рейс более 100 км между Парижем и Байври , несмотря на то, что двигательные устройства с двигателем человека, оказавшиеся бесполезными.

В следующем году в попытке обеспечить как выносливость, так и управляемость, де Розье разработал воздушный шар, имеющий как горячий воздушный, так и пакеты с водородом, дизайн, который вскоре был назван в его честь как Розьера. Принцип состоял в том, чтобы использовать участок водорода для постоянного подъема и вертикально перемещаться, нагрев и позволяя охладить участок горячего воздуха, чтобы поймать наиболее благоприятный ветер на любой высоте, которую он дул. Оболочная конверт был сделан из кожи Goldbeater . Первый рейс закончился катастрофой, и с тех пор этот подход редко использовался. ^{[ 14 ]}

Кейли и основание современной аэронавтики

Сэр Джордж Кейли (1773–1857) широко признан основателем современной аэронавтики. Впервые его назвали «отцом самолета» в 1846 году ^{[ 15 ]} и Хенсон назвал его «отцом воздушной навигации». ^{[ 2 ]} Он был первым истинным научным следователем, который опубликовал свою работу, которая впервые включала основные принципы и силы полета. ^{[ 16 ]}

В 1809 году он начал публикацию знакового трактата с тремя частями под названием «Об авиационной навигации» (1809–1810). ^{[ 17 ]} В нем он написал первое научное утверждение проблемы: «Вся проблема ограничена в этих пределах, а именно, чтобы сделать поверхность поддержать заданный вес путем применения мощности к сопротивлению воздуха». Он определил четыре векторных сил, которые влияют на самолет: тяга , подъем , сопротивление и вес и выдающееся стабильность и контроль в его конструкциях.

Он разработал современную обычную форму самолета с фиксированным крылом, имеющим стабилизирующий хвост как с горизонтальными, так и с вертикальными поверхностями, летающие планеры как беспилотные, так и пилотируемые.

Он ввел использование тестовой установки Whirling Arm для исследования аэродинамики полета, используя ее, чтобы обнаружить преимущества изогнутого или измельченного аэродинамического покрытия над плоским крылом, которое он использовал для своего первого планера. Он также идентифицировал и описал важность двугранного , диагонального крепления и сокращения сопротивления, а также способствовал пониманию и дизайну орнитоптеров и парашютов . ^{[ 2 ]}

Еще одним значительным изобретением было колесо, оказанное натяжением, которое он разработал, чтобы создать легкое, сильное колесо для авиастроительной борьбы.

19 -й век: Отто Лилиенхал и первые человеческие полеты

В течение 19 -го века идеи Кейли были усовершенствованы, доказаны и расширены, кульминацией которых стали работы Отто Лилиенталя .

Lilienthal был немецким инженером и бизнесменом, который стал известен как «летающий человек». ^{[ 18 ]} Он был первым, кто сделал хорошо документированные, повторяющиеся, успешные рейсы с планерами , ^{[ 19 ]} Поэтому создание идеи « тяжелее воздуха » в реальности. Газеты и журналы опубликовали фотографии скольжения Lilienthal, благоприятно влияя на публичное и научное мнение о возможности того, что летающие машины станут практичными.

Его работа привела к тому, что он развивает концепцию современного крыла. ^{[ 20 ]}^{[ 21 ]} Его попытки рейса в Берлине в 1891 году рассматриваются как начало человеческого полета ^{[ 22 ]} и « Lilienthal Normalsegelapparat » считается первым воздушным самолетом в серии, что делает Maschinenfabrik Otto Lilienthal в Берлине первой компанией по производству воздушного самолета в мире. ^{[ 23 ]}

Отто Лилиентал часто называют либо «отцом авиации» ^{[ 24 ]}^{[ 25 ]}^{[ 26 ]} или «отец полета». ^{[ 27 ]}

Другими важными исследователями были Горацио Филлипс .

Ветви

Аэронавтика может быть разделена на три основных филиала: авиационная , авиационная наука и авиационная инженерия .

Авиация

Авиация - это искусство или практика аэронавтики. Исторически авиация означала только более тяжелый, чем в воздухе, но в настоящее время она включает в себя полеты на воздушных шарах и дирижаблях.

Авиационная инженерия

Aeronautical Engineering охватывает проектирование и строительство самолетов, в том числе то, как они работают, как они используются и как они контролируются для безопасной работы. ^{[ 28 ]}

Основной частью авиационной инженерии является аэродинамика , наука о прохождении по воздуху.

С растущей активностью в космическом полете, в настоящее время аэронавтика и астронавтика часто объединяются как аэрокосмическая инженерия .

Аэродинамика

Наука аэродинамики имеет дело с движением воздуха и тем, как она взаимодействует с объектами в движении, такими как самолет.

Изучение аэродинамики в целом впадает в три области:

Нес напряженный поток возникает, когда воздух просто движется, чтобы избежать объектов, обычно на дозвуковых скоростях ниже скорости звука (MACH 1).

Сжатый поток возникает, когда ударные волны появляются в точках, где воздух становится сжатым, обычно на скорости выше Маха 1.

Трансконный поток возникает в диапазоне промежуточных скоростей вокруг Маха 1, где воздушный поток над объектом может быть локально дозвуковым в одной точке и на местном уровне сверхзвуковой в другом.

Ракетика

Запуск Apollo 15 Saturn V Rocket: T - 30 с до T + 40 с.

Ракетный , или ракетный автомобиль - это ракета , космический корабль, самолет или другой автомобиль который получает тягу от ракетного двигателя . Во всех ракетах выхлоп полностью образуется из пропеллентов, переносимых в ракете перед использованием. ^{[ 29 ]} Ракетные двигатели работают по действию и реакции . Ракетные двигатели толкают ракеты вперед, просто очень быстро бросая их выхлоп.

Ракеты для военных и отдыха используют дату, когда в Китае не менее 13-го века . ^{[ 30 ]} Значительное научное, межпланетное и промышленное использование не происходило до 20 -го века, когда ракетная технология была обеспечивающей технологией космической эры , включая ступеньку на Луну .

Ракеты используются для фейерверков , вооружений, сидений для выбросов , пусковых автомобилей для искусственных спутников , человеческого космического полета и исследования других планет. Несмотря на сравнительно неэффективные для низкого уровня использования, они очень легкие и мощные, способны генерировать большие ускорения и достигать чрезвычайно высоких скоростей с разумной эффективностью.

Химические ракеты являются наиболее распространенным типом ракеты, и они обычно создают свой выхлоп из -за сжигания ракетного топлива . Химические ракеты хранят большое количество энергии в легко выпущенной форме и могут быть очень опасными. Тем не менее, тщательный дизайн, тестирование, строительство и использование минимизирует риски.

Смотрите также

Ссылки

Цитаты

^ Jump up to: ^а ^{беременный} Аэронавтика . Тол. 1. Гролье. 1986. с. 226
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Рэгг 1974 .
^ Levi-Provoical, E. (1986). "Аббас б. Фирны " В Bearman, P.; Белый, Т.; Bosworth, EC; Они идут девица, E.; Heinrichs, WP (ред.). Ислам Полет. Я (2 -е изд.). Brill Publishers п. 11
^ Как начинается изобретение: эхо старых голосов в росте новых машин Джон Х. Линхард
^ Джон Х. Линхард (2004). « Аббас ибн фирны». Двигатели нашей изобретательности . Эпизод 1910. Npr. KUHF-FM Хьюстон. Транскрипт .
^ Линн Таунсенд Уайт -младший (весна, 1961). «Эйлмер из Малмсбери, авиатор одиннадцатого века: тематическое исследование технологических инноваций, его контекст и традиции», Technology and Culture 2 (2), p. 97-111 [100f.]
^ Pelham, D.; Пингвин Книга воздушных змеев , Пингвин (1976)
^ Wragg 1974 , с. 10–11.
^ Wragg 1974 , p. 11
^ Fairlie & Cayley 1965 , p. 163.
^ Ege 1973 , p.
^ Ege 1973 , p.
^ EPE 1973 , стр. 97-100.
^ Ege 1973 , p.
^ Fairlie & Cayley 1965 .
^ "Сэр Джордж Карли" . Flightmachines.org. Архивировано из оригинала на 2009-02-11 . Получено 2009-07-26 . Сэр Джордж Кейли - один из самых важных людей в истории аэронавтики. Многие считают его первым истинным научным следователем воздуха и первым, кто понимает основные принципы и силы полета.
^ Кейли, Джордж . «О воздушной навигации», часть 1 Архивирована 2013-05-11 в The Wayback Machine , часть 2 Архивирована 2013-05-11 в The Wayback Machine , часть 3 Архивирована 2013-05-11 в The Wayback Machine Nicholson's Journal of Natural Philosophy , 1809 –1810. (Через НАСА ). Сырой текст архивировал 2016-03-03 на The Wayback Machine . Получено: 30 мая 2010 года.
^ «Убит в попытке летать» , New York Herald , 12 августа 1896 года , извлечен 11 июня 2019 года
^ DLR создает первую серию самолетов в мире после 2017 года. Получено: 3 марта 2017 года.
^ «Музей Отто Лилиенхал Анклам» .
^ «Проект Lilienthal Glider» . Архивировано из оригинала 2022-03-07 . Получено 2022-02-26 .
^ «Музей Отто Лилиенхал Анклам» .
^ "Как птица" .
^ "DPMA | Otto Lilienthal" .
^ «В перспективе: Отто Лилиентал» .
^ «Вспоминая первого« летающего человека »Германии » . Экономист . 20 сентября 2011 года.
^ «Отто Лилиленхал, король планера» . 23 мая 2020 года.
^ Авиационная инженерия Архивирована 2012-07-27 в The Wayback Machine , Университет Глазго.
^ Саттон, Джордж (2001). "1" . Элементы ракетного движения (7 -е изд.). Чичестер: Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-32642-7 .
^ MSFC History Office. «Ракеты в древние времена (100 до н.э. до 17 века)» . Временная шкала истории ракеты . НАСА. Архивировано из оригинала на 2009-07-09 . Получено 2009-06-28 .

Источники

Ege, L. (1973). Воздушные шары и дирижаблы . Блэндфорд.
Fairlie, Джерард; Кейли, Элизабет (1965). Жизнь гения . Ходдер и Стоутон.
Wilson, EB (1920) Aeronautics: текст класса , через интернет -архив
Wragg, DW (1974). Полет перед полетом . Скопа. ISBN 978-0850451658 .
Лоуренс В. Рейтмайер, Эрнест Джеймс Негл (1980). Авиационный космический словарь . Аэродаты. ISBN 0816830029 .

Внешние ссылки

Аэронавтика

СМИ, связанные с аэронавтикой в Wikimedia Commons

Курсы

«Как все летит» . Смитсоновский национальный музей воздуха и космоса . Компаньон физической выставки
«Аэронавтика и астронавтика» . MIT Opencourseware . Массачусетский технологический институт .
Илан Кроо. «Проект самолетов: синтез и анализ» . Стэнфорд. Архивировано из оригинала 2001-02-23.
«Руководство для начинающих по аэронавтике» . Гленнский исследовательский центр . НАСА.

Исследовать

"Домашняя страница" . Американский институт аэронавтики и космонавтики .
«Авиационные исследования и технологии» . Европейская научная сеть аэронавтики . Архивировано из оригинала 2019-10-25 . Получено 2009-02-09 . Иерархическая таксономия
«Идеи в аэронавтике и воздушном транспорте» . Вики . Консультативный совет по исследованиям аэронавтики в Европе .

[americana-1] Jump up to: ^а ^{беременный} Аэронавтика . Тол. 1. Гролье. 1986. с. 226

[FOOTNOTEWragg1974-2] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Рэгг 1974 .

[EI2-3] Levi-Provoical, E. (1986). "Аббас б. Фирны " В Bearman, P.; Белый, Т.; Bosworth, EC; Они идут девица, E.; Heinrichs, WP (ред.). Ислам Полет. Я (2 -е изд.). Brill Publishers п. 11

[4] Как начинается изобретение: эхо старых голосов в росте новых машин Джон Х. Линхард

[Lienhard-5] Джон Х. Линхард (2004). « Аббас ибн фирны». Двигатели нашей изобретательности . Эпизод 1910. Npr. KUHF-FM Хьюстон. Транскрипт .

[Lynn_White_1961,_100f.-6] Линн Таунсенд Уайт -младший (весна, 1961). «Эйлмер из Малмсбери, авиатор одиннадцатого века: тематическое исследование технологических инноваций, его контекст и традиции», Technology and Culture 2 (2), p. 97-111 [100f.]

[pelham-7] Pelham, D.; Пингвин Книга воздушных змеев , Пингвин (1976)

[FOOTNOTEWragg197410–11-8] Wragg 1974 , с. 10–11.

[FOOTNOTEWragg197411-9] Wragg 1974 , p. 11

[FOOTNOTEFairlieCayley1965163-10] Fairlie & Cayley 1965 , p. 163.

[FOOTNOTEEge19736-11] Ege 1973 , p.

[FOOTNOTEEge19737-12] Ege 1973 , p.

[FOOTNOTEEge197397–100-13] EPE 1973 , стр. 97-100.

[FOOTNOTEEge1973105-14] Ege 1973 , p.

[FOOTNOTEFairlieCayley1965-15] Fairlie & Cayley 1965 .

[16] "Сэр Джордж Карли" . Flightmachines.org. Архивировано из оригинала на 2009-02-11 . Получено 2009-07-26 . Сэр Джордж Кейли - один из самых важных людей в истории аэронавтики. Многие считают его первым истинным научным следователем воздуха и первым, кто понимает основные принципы и силы полета.

[AerNav123-17] Кейли, Джордж . «О воздушной навигации», часть 1 Архивирована 2013-05-11 в The Wayback Machine , часть 2 Архивирована 2013-05-11 в The Wayback Machine , часть 3 Архивирована 2013-05-11 в The Wayback Machine Nicholson's Journal of Natural Philosophy , 1809 –1810. (Через НАСА ). Сырой текст архивировал 2016-03-03 на The Wayback Machine . Получено: 30 мая 2010 года.

[18] «Убит в попытке летать» , New York Herald , 12 августа 1896 года , извлечен 11 июня 2019 года

[19] DLR создает первую серию самолетов в мире после 2017 года. Получено: 3 марта 2017 года.

[20] «Музей Отто Лилиенхал Анклам» .

[21] «Проект Lilienthal Glider» . Архивировано из оригинала 2022-03-07 . Получено 2022-02-26 .

[22] «Музей Отто Лилиенхал Анклам» .

[23] "Как птица" .

[24] "DPMA | Otto Lilienthal" .

[25] «В перспективе: Отто Лилиентал» .

[26] «Вспоминая первого« летающего человека »Германии » . Экономист . 20 сентября 2011 года.

[27] «Отто Лилиленхал, король планера» . 23 мая 2020 года.

[28] Авиационная инженерия Архивирована 2012-07-27 в The Wayback Machine , Университет Глазго.

[RPE7-29] Саттон, Джордж (2001). "1" . Элементы ракетного движения (7 -е изд.). Чичестер: Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-32642-7 .

[NASAEARLY-30] MSFC History Office. «Ракеты в древние времена (100 до н.э. до 17 века)» . Временная шкала истории ракеты . НАСА. Архивировано из оригинала на 2009-07-09 . Получено 2009-06-28 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

Базы данных управления авторитетом
Национальный	Соединенные Штаты Чешская Республика Испания Латвия Израиль
Другой	Энциклопедия современной Украины