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无处不在的航空技术

2016-10-28 08:57 来源:光明日报/军事科技前沿 

  【科普小博士】

  作者:张聚恩(中国航空学会常务理事)

  人类的飞行活动有“航空”与“航天”之分。其差异主要体现在:飞行环境不同——航空环境充满了大气,航天环境为真空或近似真空状态;飞行原理不同——航空器升力主要源于空气动力或空气静力,航天器则遵循天体力学原理;飞行速度不同——目前最快的航空器速度为6.72马赫,航天器若要脱离地球引力范围,至少达到7.9千米/秒的第一宇宙速度;动力装置不同——航空器主要采用吸气式发动机,通过吸收空气中的氧气作氧化剂,航天器需要自带燃烧剂和氧化剂,多采用火箭发动机;飞行方式不同——航天器均沿着特定的轨道飞行,而航空器则无须遵循轨道飞行规律。

第四届国际无人飞行器创新大奖赛中的无人机韦革摄/光明图片

  如今,航空成果已经无处不在,与国计民生密切相关。以1903年12月美国莱特兄弟的有动力飞行成功为标志,开启了现代航空时代,极大提高了社会运转效率。当年乘轮船绕地球一圈要用三年时间,而现在超音速飞机不到一天就可绕地球一圈。

  当我们乘坐飞机旅行时,常会想重达数百吨的飞机为什么能在天上飞呢?这就涉及空气动力学等基础科学及人类一个世纪积累起来的宏大工程技术体系。

  航空的原理和理论看似高深,但其实在日常生活中很常见。中国有四个航空的古代发明,分别是风筝、竹蜻蜓、孔明灯、火箭(爆竹)。这四个了不起的发明技艺,恰好对应着当今四类现代航空器。爆竹从形态到原理与现代火箭都没有变化,它就是现代火箭的老祖宗。竹蜻蜓和直升机之间有关联,不过从风筝到固定翼飞机之间,从孔明灯到现在的汽艇、热气球这种浮空器之间的变化就多了。现在的航空器林林总总,但它的基本原理就这四类。遗憾的是,中国人那些了不起的发明,被定格在了精致技艺,而不是现代航空科学与技术。

  说到现代航空科学与技术,不能不提航空器的“心脏”——航空发动机,这也是国民极为关心的。今年是新中国航空工业建立65周年,新中国成立后我国航空发动机技术获得了很大的发展和进步,航空发动机拥有相当高的自主配套率,和国外差距主要在于大推力、高推重力的涡扇发动机。发动机产生的推力和重量之比称“推重比”,世界水准的成熟产品推重比已达10,即将达到15,而我们的基本成熟产品在8一级,正在为10一级产品的工程化奋斗。新成立的航空发动机公司,也正朝这方向努力。

  现代航空技术,不仅应用于航空器领域,还涉及环保、测绘、农业等领域。比如,日前在浙江安吉举行的第四届国际无人飞行器创新大奖赛暨2016航空嘉年华中,除了炫酷的无人机表演,还有实用的技术性项目,比如旋翼无人机比赛,我们给它设计了一个项目叫“精准农业”:在跑道上做了一个模拟的有病虫害的大果树,参赛选手利用无人机定向喷洒药物,在规定时间内完成得越多、越准确,得分越高。

  总之,航空工业是一个国家工业实力和水平的标志,期待中国人的“航空强国梦”早日实现!

[责任编辑:赵清建]

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