科普知識進校園黑板報

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　　欣賞

　　國內的航空航天技術

　　在8月28日舉辦的中國航空創新創業大會上，中航工業經濟技術研究院科技情報專業特級專家、系統工程研究所總師、研究院趙群力談到了目前航空領域幾項顛覆性技術，這些技術能夠給航空業帶來飛躍性的進步。

　　“顛覆性技術”的概念最早於1995年在《哈弗商業評論》中提出，指能夠建立新技術和新市場的突變式技術。2016年國務院釋出的“十三五”科技創新規劃中也提到要“構造先發優勢”，重視顛覆性技術的作用。趙群力表示，顛覆性技術風險高，研發週期長，但卻是航空裝備升級換代的決定性力量。

　　一、高超音速技術

　　高超音速指物體的速度超過5倍音速。高超音速飛行器採用的超音速衝壓發動機被認為是繼螺旋槳和噴氣推進之後的“第三次動力革命”。美國、俄羅斯、法國、日本、印度等國正不斷開展實驗。

　　2013年，美國軍方最新研發的實驗型高超音速飛機X-51A以5倍多音速的速度飛行了3分多鐘;2014年，美國國防部先進研究專案局***DARPA***啟動了“高超音速吸氣式武器概念***HAWC***”和“戰術助推滑翔系統***TBG***”這兩個專案，將於2018年或2019年進行測試。

　　高超音速技術將主要用於運輸、攻擊、ISR、進入空間等。預計2020年，美軍可掌握高超聲速導彈的技術;2030年掌握有限用途和使用次數的高超聲速飛機技術;2040年掌握可多次、長時間使用高超聲速飛機技術。

　　二、無人機技術

　　這個無人機絕不是僅僅指目前網上有出售的那些遙感小型無人機，這項技術在軍事和商業領域都有很大的應用前景。

　　2016年6月，美國辛辛那提大學開發的“阿爾法”***ALPHA***智慧超視距空戰系統通過了專家評估，並在空戰模擬器環境下，擊敗了有著豐富經驗的退役美國空軍上校吉恩·李。

　　三、變體飛機技術

　　變體飛機，既變形飛機，指飛行器在飛行過程中可以改變形狀，有效地實現外形的分散式連續式變形，以適應寬廣變化的飛行環境，完成各種任務使命。

　　2015年5月，美國柔性系統公司***FlexSys***的分散式柔性變形機翼技術取得重大進展，使用這種技術的變形襟翼在“灣流”III飛機上的偏轉角***固定設定***達到預期的30度，併成功驗證了飛行效能。

　　四、高速直升機技術

　　高速直升機是指保留直升機的飛行特徵，且巡航速度達到400至500千米每小時的直升機，運輸效率和機動性優越。目前直升機的巡航速度一般為每小時200至300千米。美國從20世紀五六十年代開始探索高速直升機，歐洲、俄羅斯也在積極推進。

　　最新進展中，值得關注的有西科斯基、貝爾直升機公司以及極光公司的三個方案。

　　上圖第一幅顯示的是西科斯基/波音的SB-1方案。該直升機最大起飛重量約為13.6噸，可在高溫、高原環境下搭載4名機組成員和12名全副武裝的士兵，最大飛行速度能夠達到250節***463千米/時***。預計將在2016年晚些時候開始總裝，2017年下半年完成首飛。

　　第二大方案是貝爾直升機公司V-280方案***上圖***，採用傾轉旋翼設計，設計速度達280節，航程800海里，可乘坐4名機組人員及14名武裝人員，有效載荷為12000磅，計劃2017年首飛。

　　極光公司的“雷擊”方案***上圖***，設計的持續飛行速度達到556-741千米/小時，懸停效率不低於75%;巡航狀態升阻比不低於10，有用載重***燃油和有效載荷***不低於總重的40%，有效載荷不低於總重的12.5%。

　　五、偽衛星技術

　　偽衛星技術可以使對位置測算的精確度更高，負責實時接收GPS訊號並測出偽距誤差，把誤差資料提供給本地使用者，使用者則以此更正自己測得的偽距，使計算出的位置精度更高。

　　目前的方案包括英國“西風”太陽能無人機，巡航高度為7萬英尺***21336米***，續航時間可達3月，可攜帶有效載荷5公斤。據說英國國防部已經訂購了兩架，計劃2016年首飛。

　　美國的“***”太陽能無人機概念方案中，無人機能攜帶1000磅、5千瓦的載荷，最長可以在空中連續工作5年，但由於技術難度太大，專案已經終止。

　　航空航天科技知識

　　萊特兄弟的第一架飛機試飛成功

　　1903年12月17日，萊特兄弟製造的第一架飛機“飛行者1號”在美國北卡萊納州試飛成功。

　　他們成功地駕駛著他們自己設計製造的重於空氣的飛行器進行了飛行。對此，人們持懷疑態度。這年年初頗受敬重的美國科學家西蒙紐康發表看法，證明靠機動力量進行飛行是不可能的。7年前，德國著名的航空界先驅奧托-利林塔爾駕駛自己製造的飛行器墜毀身亡。然而，萊特兄弟二人說，他們這天在北卡羅來納州基蒂霍克海灘上空飛行了4次，最長的一次持續約一分鐘，飛行距離850英尺，另有5人在場目睹了他們的飛行。

　　萊特兄弟說，他們在代頓的自行車修理廠裡解決了阻礙重於空氣的飛行器進行飛行的難題。他們說，他們的一項重要發明是運用可動的翼梢來控制飛機，這是別人從未解決過的問題。他們還製造出25馬力輕型引擎，這種引擎比從前任何一種都輕，但提供的動力比以前大。兩兄弟接著在風洞裡試驗了他們自己設計製造的一系列比例模型。他們說，這項工作花費了7年多時間，耗資1000多美元。他們說，不管怎樣，只有獲得專利權之後，他們才能發表他們飛行器的詳細說明。

　　奧佛·萊特和韋伯·萊特兩兄弟本來經營自行車，對機械製造技術十分在行，是當時眾多的飛行愛好者之一。他們從1896年開始研究飛行，並立志製造出一架用引擎驅動的飛機來。與其他飛行設計愛好者不同，他們很重視理論，並閱讀了空氣動力學方面的有關文獻，為了讀李塔爾的著作，他們還頑強地學會了德文。

　　經過數年的反覆摸索，萊特兄弟終於製造了第一架飛機“飛行者1號”。

　　1903年12月17日上午30分，奧佛駕駛該機在北卡羅萊納州的基蒂霍克海灘成功地進行了一次動力飛行，飛行距離為36米，在空中逗留了12秒;隨後，又由哥哥韋伯做了一次飛行，結果在59秒內飛行了3200米，第一架飛機就這樣誕生了。

　　萊特兄弟繼續對飛機進行改進，於1904年和1905年分別造出了“飛行者2號”和“飛行者3號”，1905年10月5日韋伯駕駛的飛行者3號持續飛行了38分鐘，航程達39公里。也就是說，“飛行者3號”實際上已經具有了實用效能。

　　萊特兄弟確信一個飛行器的時代已經來臨。之後的幾年，他們一面改進飛機效能，一面在世界各國做飛行表演，向人們顯示人類飛行之夢已經成真。

　　航空小知識：直升機場為什麼也需要跑道?

　　很多飛行愛好者在購買直升機的同時也在建設自己的基地機場。他們在計劃的時候常常提到一個問題：既然直升機能夠垂直起降，而且很多時候還在荒郊野地裡降落和起飛，那為什麼有些專為直升機建設的機場還帶有跑道?那麼直升機場是否需要跑道呢?

　　答案是：很多直升機場確實有跑道，那是因為直升機起飛降落或執行飛行任務時，在某些情況下確實是需要跑道的。