飞机背后的科学

战争是科学进步的最终催化剂,这是一个可悲的事实。航空业从大量的战争和战争准备中受益匪浅。结合成功的航空业带来的巨大商业利益,航空业在过去一个世纪所发生的变化也就不足为奇了。

几个世纪前,科学一直在努力解决无法驾驶比空气机重的令人抓狂的问题。伯努利和牛顿在不知不觉中为飞行奠定了许多基础。科学证明可以产生升力来克服重力,并且可以建造发动机来产生推力。空气动力学可以最大限度地减少阻力并实现控制。当两家自行车制造商首先将最后一块拼图拼凑起来并实现动力飞行时,这无疑是一个惊喜。

航空科学迅速分支到多个领域。空气动力学、发动机和推进、材料和冶金以及结构都变得依赖于彼此。电子设备、航空电子设备,当然还有武器,最终将加入到改进飞机的不断努力中。

第一次世界大战将飞机从令人兴奋的新奇事物变成了政府愿意花钱购买的东西。毕竟很少有科学追求是免费的。战争的结束给我们留下了非常强大的机器,为坚实的工业奠定了基础。第二次世界大战期间对先进飞机的迫切需求极大地推动了科学进步。到战争结束时,我们已经制造出了大型轰炸机、快速战斗机以及介于两者之间的所有飞机。

空气动力学技术的进步使超音速飞行变得触手可及。金属和结构科学已经成熟到我们今天仍在使用大部分技术。活塞发动机的复杂性达到了顶峰。包括雷达在内的航空电子设备的科学进步正在加速。

在日益困难的领域取得持续进展变得如此昂贵,以至于只有冷战才能推动这一进程米。结果是非常快和非常大的喷气动力飞机。航空武器背后的科学极大地受益于电子和计算机技术的进步。航空电子设备也突飞猛进。真空管技术让位于晶体管和计算机芯片。

材料科学已经产生了具有令人难以置信的性能的合金。复合材料的持续发展正在推动飞机结构的进步,包括隐形技术。更轻、更强一直是游戏的名称。钛以及铝镁合金的强度和重量令人难以置信。先进钢材以及铸造、锻造和挤压材的发展正在推动改进。

飞机受益于无数科学领域的积累。它们采用先进的计算机模型和风洞进行设计。该结构由许多先进材料和制造技术组成。喷气发动机领域标志采用科幻类型的陶瓷和合金以及精密的结构。航天器和飞机之间的区别变得越来越模糊。

飞机通常会在飞行员很少输入的情况下起飞和降落。航天飞机在环绕地球的轨道上以 25 马赫的速度运行。高马赫数 X 飞机飞得更快。现在许多人都可以获得小型、高效的喷气动力私人飞机。

几乎很难理解科学在过去的一个世纪里对航空业的进步有多大。莱特兄弟会惊讶地看到一些人在有生之年所取得的成就。这样的步伐还能再持续一百年吗?我们中的一些人可能还活着,看到二十世纪的技术掌握在洛克希德马丁公司或波音公司手中。


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