谁发明了可以控制飞行方向的飞艇?

我们看早期的气球设计图,会发现几乎所有的设计图无一例外都是用“帆”或“桨”设计的。因为当时的设计者错误地认为,比空气轻的飞行器就像比水轻的船在水中航行一样,通过安装“桨”和“帆”,气球可以保持航向,沿着预定的路线行进。

人们花了很长时间才意识到,气球只能随着气流的运动而飘动,所以“帆”和“桨”是多余的。为了使气球成为可控制的飞行器,必须增加新的技术部件。于是,气球演变成了另一种更实用的飞行器——飞艇。

"飞艇是一种轻于空气的飞行器,有推进装置,飞行可控。"从上面的定义可以看出,它是一种比空气轻的飞行器,也就是说,它的上升力来自于填充飞艇的气体,以及飞艇的结构。

这和气球是一样的。然而,它与气球有着本质的不同。它装有推进装置,可以控制飞行方向。也可以说是一个可操纵的气球。

飞艇可分为三种:软式飞艇、半刚性飞艇和刚性飞艇。柔性飞艇和半刚性飞艇的形状由气囊中的气体压力“维持”;而刚性飞艇的艇体是由刚性骨架和外罩布(或薄铝片)组成的,其形状与气囊内的气体压力没有直接关系。

以上是飞艇知识的简单介绍。让我们回顾一下飞艇的兴衰。

1784年,一位法国技术官员设计了一种飞行可控的飞艇。这名军官名叫梅斯尼·艾尔,后来在战争中阵亡,死时已经是一名将军。他设计的飞艇利用气囊中气体的压力来保持形状。这个原理和现在使用的柔性飞艇基本相同。

飞艇的外形酷似雪茄,非常适合飞艇,所以后来成为飞艇的“万能造型”。为了让飞艇靠自身动力飞行,他还为飞艇设计了三个双叶螺旋桨。当时因为人类还没有研制出发动机,他设想用80人的船员靠人力驱动螺旋桨!虽然这个想法最终没有实现,但他的整个设计是一个伟大的创举。在飞艇的发展过程中,梅斯尼发挥了重要作用。

后来有一个叫梅森的英国人,他做了一个小飞艇,由发条装置驱动的螺旋桨驱动。它能以每小时8公里的速度飞行,但它是一架难以控制的飞艇。

世界上第一艘可操纵的飞艇是由一个名叫吉法德的法国人制造的。他把船上的发动机安装在飞艇上,让发动机驱动或者推动飞艇前进起飞。飞艇长44米,直径12米。飞艇上安装了蒸汽机,可以带动三个叶片的螺旋桨。1852年9月,吉法德从巴黎马戏团起飞,以每小时8公里的速度飞行,3个多小时后降落在距离巴黎约28公里的德拉普。因为飞艇的上升是基于热气球的原理,而它的前进是基于螺旋桨,所以说人类进行了一次带动力的半控制飞行。

法国军官雷纳德和克雷布斯设计了世界上第一艘能够持续飞行的飞艇。这艘名为“法兰西”的飞艇装有9马力发动机,飞行速度约为每小时20公里,还可以全方位转向。

这些飞艇基本遵循气球结构,也就是软式结构。软式结构的飞艇刚度差,做不了多少,运载能力和飞行时间都受到很大限制。

19年底,铝合金出来了。因为它又轻又结实,所以很快就被用来制作飞艇。人们以铝棒为骨架,薄铝板为气囊外壳,制成了刚性飞艇。刚性飞艇技术是由德国齐柏林飞艇首创的。

从1887开始,齐柏林就计划建造一艘不同于以往的大型飞艇,可以完成长途运输和空战。他的刚性结构的特点是船体采用铝框,框外为织物蒙皮。飞艇被框架分成几十个舱室,每个舱室都放置了一个气囊。飞艇的气囊由十几个小气囊组成。

齐柏林飞船开创了轻型飞机的新时代。从65438年到0909年,齐柏林创立了世界上第一家民用航空公司——德来格飞艇公司,利用飞艇开展航空运输业务。航空史上的飞艇时代开始了。

飞艇出来后,在军事上使用。1914、第一次世界大战爆发,同年8月5日夜,德国齐柏林飞船首次轰炸法国列日堡;1914 12 19,齐柏林飞船第一次轰炸英国;1965438+2005年3月20日轰炸巴黎;1965438+2005年8月5日,德国人派出五艘齐柏林飞船舰轰炸伦敦。

飞艇因为体积大,速度慢,灵活性差,非常容易受到攻击。同时,由于飞机性能的不断提高,飞艇的军事应用从第一次世界大战后期开始逐渐被飞机所取代。但飞艇仍然用于民用运输。

德国在民用飞艇方面一直处于领先地位。1929年,德国制造了巨大的商业飞艇“齐柏林伯爵”,首次搭载16名乘客进行环球飞行。1936年,德国建造了“兴登堡”号飞艇,长245米,直径约40米。它在德国和美国之间行驶了10次,运送了超过1000名乘客。

1937年5月6日,飞艇“兴登堡”号穿越大西洋,即将在美国新泽西州着陆时,大气中的静电引燃了飞艇泄漏的氢气。瞬间引起了熊熊大火。97名乘客中,37人遇难。这一航空史上的大悲剧导致了飞艇的衰落。自此,飞艇作为交通工具逐渐“消失”。

直到20世纪70年代,由于能源危机和环境问题,人们想到了曾经辉煌的飞艇时代。飞艇可以节约能源,减少环境污染。与此同时,为了满足大规模、不可分割的整体货物运输的要求,人们提出了以现代技术为基础,使用安全的升力气体——氦气,研制新一代飞艇。这也导致了英美等一些国家进一步探索和论证现代飞艇的各种方案,并制造了一些试验艇。

随着现代科技的发展,新能源、新材料、新设备部署在飞艇上,使古老的飞行工具焕发出新的活力。现在的飞艇,在民用领域,主要讨论定期飞行、旅游、航测、环境监测、大型货物吊运、海上救援等用途;在军事领域,主要讨论反潜、预警、布雷、巡逻、侦察的适用性。

学习点

密度和浮力

热气球和飞艇是如何随着空气的浮力上升的?其实这里的秘密就在于气体的密度。根据阿基米德原理,我们可以知道,在气体或液体中,物体的浮力等于它所排开的同体积气体或液体的重量。热气球和飞艇内充入的气体密度小于空气,使其排出的同体积气体重量大于热气球或飞艇。换句话说,只要热气球和飞艇的浮力大于自身重力,就可以在浮力的作用下起飞。