第四屆國際無人飛行器創(chuàng)新大獎賽中的無人機韋革攝/光明圖片
【科普小博士】
人類的飛行活動有“航空”與“航天”之分。其差異主要體現(xiàn)在:飛行環(huán)境不同——航空環(huán)境充滿了大氣,航天環(huán)境為真空或近似真空狀態(tài);飛行原理不同——航空器升力主要源于空氣動力或空氣靜力,航天器則遵循天體力學(xué)原理;飛行速度不同——目前最快的航空器速度為6.72馬赫,航天器若要脫離地球引力范圍,至少達到7.9千米/秒的第一宇宙速度;動力裝置不同——航空器主要采用吸氣式發(fā)動機,通過吸收空氣中的氧氣作氧化劑,航天器需要自帶燃燒劑和氧化劑,多采用火箭發(fā)動機;飛行方式不同——航天器均沿著特定的軌道飛行,而航空器則無須遵循軌道飛行規(guī)律。
如今,航空成果已經(jīng)無處不在,與國計民生密切相關(guān)。以1903年12月美國萊特兄弟的有動力飛行成功為標(biāo)志,開啟了現(xiàn)代航空時代,極大提高了社會運轉(zhuǎn)效率。當(dāng)年乘輪船繞地球一圈要用三年時間,而現(xiàn)在超音速飛機不到一天就可繞地球一圈。
當(dāng)我們乘坐飛機旅行時,常會想重達數(shù)百噸的飛機為什么能在天上飛呢?這就涉及空氣動力學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)及人類一個世紀(jì)積累起來的宏大工程技術(shù)體系。
航空的原理和理論看似高深,但其實在日常生活中很常見。中國有四個航空的古代發(fā)明,分別是風(fēng)箏、竹蜻蜓、孔明燈、火箭(爆竹)。這四個了不起的發(fā)明技藝,恰好對應(yīng)著當(dāng)今四類現(xiàn)代航空器。爆竹從形態(tài)到原理與現(xiàn)代火箭都沒有變化,它就是現(xiàn)代火箭的老祖宗。竹蜻蜓和直升機之間有關(guān)聯(lián),不過從風(fēng)箏到固定翼飛機之間,從孔明燈到現(xiàn)在的汽艇、熱氣球這種浮空器之間的變化就多了?,F(xiàn)在的航空器林林總總,但它的基本原理就這四類。遺憾的是,中國人那些了不起的發(fā)明,被定格在了精致技藝,而不是現(xiàn)代航空科學(xué)與技術(shù)。
說到現(xiàn)代航空科學(xué)與技術(shù),不能不提航空器的“心臟”——航空發(fā)動機,這也是國民極為關(guān)心的。今年是新中國航空工業(yè)建立65周年,新中國成立后我國航空發(fā)動機技術(shù)獲得了很大的發(fā)展和進步,航空發(fā)動機擁有相當(dāng)高的自主配套率,和國外差距主要在于大推力、高推重力的渦扇發(fā)動機。發(fā)動機產(chǎn)生的推力和重量之比稱“推重比”,世界水準(zhǔn)的成熟產(chǎn)品推重比已達10,即將達到15,而我們的基本成熟產(chǎn)品在8一級,正在為10一級產(chǎn)品的工程化奮斗。新成立的航空發(fā)動機公司,也正朝這方向努力。
現(xiàn)代航空技術(shù),不僅應(yīng)用于航空器領(lǐng)域,還涉及環(huán)保、測繪、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。比如,日前在浙江安吉舉行的第四屆國際無人飛行器創(chuàng)新大獎賽暨2016航空嘉年華中,除了炫酷的無人機表演,還有實用的技術(shù)性項目,比如旋翼無人機比賽,我們給它設(shè)計了一個項目叫“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”:在跑道上做了一個模擬的有病蟲害的大果樹,參賽選手利用無人機定向噴灑藥物,在規(guī)定時間內(nèi)完成得越多、越準(zhǔn)確,得分越高。
總之,航空工業(yè)是一個國家工業(yè)實力和水平的標(biāo)志,期待中國人的“航空強國夢”早日實現(xiàn)!
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