1. 萊特兄弟的獎章
創辦時間:1924年
主辦單位:美國自動工程師協會航空工程分會
獎項介紹:萊特兄弟獎章由美國自動工程師協會航空工程分會於1924年設立,用來獎勵航空工程領域最佳論文的作者,授獎范圍包括空氣動力學、結構理論、飛機或航天器的研究、製造及駕駛等方面。參選論文必須是上一年間在航空工程分會或下屬機構的會議上提交的論文,如果切合上述授獎主題的參選論文都不符合評選條件,這一獎章也可授與航空航天其它主題范圍的最佳論文,評選論文的主要標準是它在學術上的創新性。所有在航空工程分會會議召開之前提交的論文都作為參選論文進行評選,獲獎者獲得一次獎之後要經過三年才有資格重新獲獎。
萊特兄弟獎章以維爾伯·萊特和奧維爾·萊特兩兄弟的姓氏命名,是為了紀念他們對航空事業作出的巨大貢獻。萊特兄弟是美國飛機發明家,他們從小就懷有翱翔天空的理想,為了實現這一理想,他們一方面學習理論,一方面努力實踐,進行了多次小型風洞試驗和近千次飛行試驗,終於在1903年設計、製成用內燃機作動力、木料作骨架、帆布作機翼的有人駕駛雙翼飛機。同年12月17日,萊特兄弟駕駛自己製作的飛機試飛成功,雖然飛行時間不過59秒,距離只有260米,但作為世界上第一架動力飛機在航空史上留下了不可磨滅的一頁。萊特兄弟也因此被譽為飛機之父。
以萊特兄弟命名的獎還有美國航空航天學會設立的「萊特兄弟航空學講座」(Wright Brothers Lectureship in Aeronautics)和英國皇家航空學會設立的「萊特兄弟紀念演講」(Wibur and Orvile Wright memorial Lecture),這兩項獎都是讓獲獎人發表航空學方面的演講,通過這種方式對獲獎人授予榮譽,同時也讓與會者分享他的技術成果。萊特兄弟航空學講座還頒發一枚獎章和一份獎狀。
2. 怎樣製造人力飛機
不裝發動機,完全依靠人力驅動的飛機。
人類最早的飛行嘗試就是模仿飛鳥,企圖用人力驅動綁在雙臂上的"翅膀"升空飛行。這一類簡單模仿鳥類撲翼飛行方式失敗的主要原因,是人體所能發出的功率同體重相比實在太小了。一名體重75千克的青年男子,能在10分鍾持續時間內發出0.35馬力功率,每千克體重僅能發出0.5%馬力。而一隻鴿子,每千克體重卻能產生7.5%馬力功率。此外,鳥的胸肌發達,骨骼輕巧。也非人類所能比擬。因此,撲翼飛行的人力飛機很難實現。
滑翔機的出現,為人力飛機的研製開辟了新途徑。滑翔機是一種定翼飛行器,機翼在飛行中固定不動。20世紀30年代,有人開始在輕型滑翔機上安裝空氣螺旋槳和類似自行車的腳踏傳動裝置,用人力蹬踏帶動螺旋槳轉動,推動飛機向前飛行。60年代以來,新型復合材料的應用為研製重量極輕的人力飛機創造了條件,電子計算機技術的發展和空氣動力學研究的進步,為設計效率高的翼型和飛機結構提供方便,人力飛機的發展取得顯著進步。1977年8月23日,美國飛行員艾倫駕駛由麥克里迪設計的"蟬翼禿鷹"號人力飛機,首次實現了8字航線飛行,獲得英國皇家航空學會懸賞18年之久的克雷默獎金。1979年6月12日,艾倫駕駛由麥克里迪設計的另一架人力飛機"蟬翼信天翁"號,成功地飛越了英吉釁利海峽,創造了人力飛機飛行距離35.82公里,持續飛行時間 2小時49分的世界紀錄。
人力飛機的結構特點,是翼展長(30米左右),機身短(4米左右),自重輕(25千克左右),用厚度0.01毫米的超薄聚酯薄膜做蒙皮,上單翼,鴨式前翼,塑料推進式螺旋槳。將來主要作為體育運動和娛樂飛機使用。
3. 沈元的航空科學
沈元的專業是空氣動力學。空氣動力學是一切飛行器在大氣中飛行的理論基礎,也是設計飛機的基本理論依據。在倫敦大學,沈元選擇了一個在當時航空發展上具有關鍵意義的課題,他的研究工作,集中在解決飛機從亞音速向音速逼近時的空氣動力問題。
40年代中期,航空科學技術面臨著革命性的變革。這個新的突破有兩個特點,一是飛機的動力裝置從活塞式發動機向噴氣式發動機發展;二是飛機的速度由亞音速向超音速沖擊,這兩個特點又互相關聯。沒有噴氣式發動機的發展,飛機不寇達到超音速;而沒有飛機外形設計方面的重大改進,有了噴氣式發動機,也不能突破阻力的障礙,研製出超音速飛機。因此,使飛機的外形適應提高速度的要求,就是擺在空氣動力學研究人員面前重要的理論課題。沈元的研究工作,正是針對解決這方面的問題進行的。
沈元抵達英國的時候,第二次世界大戰進入後期。當時的戰斗機,最大速度約每小時700公里。要進一步提高速度,就碰到所謂「音障」問題。音障是在氣流的速度接近音速時開始產生的,這時飛機受到的空氣阻力急劇增加,嚴重的還將導致機毀人亡的事故。聲音的速度在海平面為每小時1223公里,在11000米的高空是每小時1062公里。時速700多公里的飛機,迎面氣流在流過機體表面的時候,由於表面各處的形狀不同,局部時速可能比700公里大得多。當飛機再飛快一些,局部氣流的速度可能就達到音速,產生局部激波,從而使氣動阻力劇增。
沈元的研究工作,就是要從理論上探討處在高亞音速氣流中的物體,在什麼情況下會出現怎樣的局部超音速和激波。從事這項研究,為了做出流體速度圖,要做大量的數學運算。當時電子計算機還未問世,在一年多時間里,沈元依靠手搖計算機,進行大量繁雜的計算,付出艱苦的勞動,終於對圓柱體在高速氣流中的運動規律,得出了很有價值的成果。
1945年夏天,沈元的博士論文《大馬赫數下繞圓柱的可壓縮流動的理論探討》通過了答辯,在倫敦大學接受了哲學博士的學位。他的論文用速度圖法證實了高亞音速流動下,圓柱體附近極限線的存在,從理論上和計算結果上證實了高亞聲速流動下,圓柱體表面附近可出現正常流動的局部超聲速區。它揭示出只有在氣流馬赫數增加到一定數值時,圓柱體表面某處流線才開始出現來回折轉的尖點,這時正常流動才不復存在。這一研究結果啟示了在繞物體(如機翼)的高亞音速流動中,如馬赫數不超過某一定值,就可能保持無激波的、含有局部超音速區的跨音速流動。它針對當時高速飛行接近音速時產生激波的問題,從理論上探討無激波跨音速繞流的可能性。第一次從理論計算上得出高亞音速繞圓柱體流動的流線圖,得出速度分布,以及在某一臨界馬赫數以下,流動可以加速到超音速而不致發生激波的可能性。通過這方面的研究,可以掌握高速氣流的規律,了解機體形狀和產生激波阻力之間的關系,探索是否可能讓飛機在無激波的情況下接近音速,從而為設計新型高速飛機奠定理論基礎。這個成果,雖然帶有近似性,但在沈元之前,還沒有人從理論上算出來,因此是一項首創性的成果。根據這項研究成果寫成的學位論文,獲得答辯委員會的很高評價,被推薦在英國皇家航空研究院第9873號報告上發表。沈元本人被接納為英國皇家航空學會副高級會員。
這項研究成果,在論文正式發表之前,就引起國內外航空界的注意。1945年9月,當時已經享有盛譽的物理學家周培源,到巴黎出席國際應用力學學術會議,特地從法國趕到英國,通過中國駐英使館找到沈元,向他了解這項研究的情況。英國著名空氣動力學家戈德斯廷博士應邀到美國麻省理工學院講學,曾經介紹了沈元的這項成果。英國賴特希爾教授(後來是皇家航空研究院的院長)1947年在英國最高的學術刊物《皇家學會會志》上發表的文章中也引述了沈元論文的結論。一直到50年代,英國著名學者豪沃思出版的兩卷集著作《近代流體力學發展高速流動》一書中,還詳細談到沈元十幾年前做的工作及成果。可以說,沈元的研究成果對當時航空科學在高亞音速領域內的發展,起到一定的推動作用。沈元取得哲學博士學位後,在英國又住了一年,主要是到以生產噴氣發動機著稱的羅伊斯·羅爾斯公司考察技術。
4. 以萊特兄弟命名的獎有哪些
為了紀念萊特兄弟對航空事業作出的巨大貢獻,美國自動工程師協會航空工程分會於1924年設立了萊特兄弟獎章,以萊特兩兄弟的姓氏命名,用來獎勵航空工程領域最佳論文的作者。
以萊特兄弟命名的獎還有美國航空航天學會設立的「萊特兄弟航空學講座」和英國皇家航空學會設立的「萊特兄弟紀念演講」,這兩項大獎都是授予發表航空學方面演講的獲獎人士,極大地推動了航空學的發展。
5. 英國的航天史介紹。
英國是最早建立航空航天工業的國家之一。第二次世界大戰期間,英國首先研製成功實用的噴氣發動機。40年代末,第一架渦輪螺旋槳旅客機「子爵」號和第一架渦輪噴氣旅客機「彗星」號先後試飛成功。1968年 2月,「三叉戟」2E飛機最早裝備了全天候自動著陸系統,1969年,裝轉向噴口發動機的「鷂」式飛機(圖1「鷂」式飛機)成為世界上第一種實用型垂直和短距起落飛機。1971年10月發射人造衛星成功,使英國成為第6個用自製火箭成功發射人造衛星的國家。在70年代,英國和法國聯合研製的「協和」號超音速民航機成功實現了超音速越洋載客飛行。
英國的航空航天工業在規模上居歐洲的首位,1984年約有從業人員20萬人,年銷售額超過100億美元。航空航天企業經過幾次大的合並和改組,共有 300多家公司,主要的公司有:英國航空航天公司,能生產軍用和民用飛機、導彈以及人造衛星、探測器等航空航天產品;維斯特蘭公司是英國主要的直升機製造公司;肖特兄弟公司生產運輸機、小型飛機和導彈。航空發動機公司只有羅耳斯·羅伊斯公司一家。此外,大約有10家主要的航空航天電子公司和300家航空航天設備公司。
英國的航空發動機技術也居於世界前列。羅耳斯·羅伊斯公司是歐洲最大的航空發動機企業,它研製的各種噴氣發動機為世界軍用和民用飛機廣泛採用。英國的航空雷達、飛機自動著陸裝置、彈射救生設備和氣墊船等都是在世界上較先設計和使用的,享有較大的國際聲譽。70年代以來,英國航空航天產品的出口進展緩慢,英國政府設立了專門機構,制定相應的政策以鼓勵航空航天產品的出口。
從60年代開始,英國為節省費用和加強國際競爭能力,努力發展航空航天產品的國際合作,收到一定效果。80年代的「狂風」多用途戰斗機就是英國、義大利與聯邦德國合作研製的,是北大西洋公約組織作戰飛機的主力,計劃生產 800架以上。寬機身民航機A-300、A-310(圖2A-310寬機身民航機)和A-320是歐洲6國聯合製造的。英國還通過參加歐洲空間局的活動和其他國家聯合研製多種航天器。
英國政府對航空航天科學研究工作甚為重視。航空航天企業的科研費中,政府的資助和貸款達70%,高於其他行業。航空航天研究機構由國防部統一管理,軍品研製費由國防費開支,減少了研製方與使用方的矛盾。主要的研究機構有:皇家飛機研究院(RAE)、國家燃氣渦輪研究院(NGTE)、皇家信號和雷達研究院(RSRE)及飛機和軍械試驗研究中心 (AA%26EE)。各製造公司都擁有獨立的科研力量和設備,科研人員約占總人數的15%~20%,個別企業達25%以上。設有航空系和航空專業的高等院校有16所,較著名的有倫敦大學、劍橋大學、布里斯托爾大學、曼徹斯特大學、格拉斯哥大學、南安普頓大學等。克蘭費爾德技術學院是英國主要的航空工程高等院校,既設碩士、博士學位,也開辦在職人員的短訓班。
英國皇家航空學會和英國星際航行學會是英國航空航天界的學術團體,都是世界上建立較早的航空航天學術團體,在國際航空航天學術領域享有威望。學會出版技術文獻,組織學術討論,並提供學術獎勵和獎學金等。
英國民用空運公司主要有 6家,最大的有英國海外航空公司(國際航線)和英國航線公司(國內航線),1983年共擁有飛機288架,其中美國和本國製造的大約各佔一半。另外還有上百家小的航線公司,擁有各種飛機740架。英國的軍方 1983年約裝備飛機 2695架,其中空軍約裝備1810架,主要裝備歐洲合作研製的「狂風」、「美洲虎」戰斗機和本國製造的「鷂」式戰斗機。英國還獨自研製或與其他國家合作研製人造衛星、探空火箭、衛星地面設備及其他航天產品。(
6. 首次完成橫越英吉利海峽的人力飛機是誰設計的
1969年6月12日,麥克里迪設計的人力飛機「飄忽信天翁」號,以平均每小時12.7千米的速度首次完成了橫渡英吉利海峽的飛行。
麥克里迪是美國加利福尼亞州的一名航空工程師,曾發明製造過人力飛機——「飄忽禿鷹」號,曾經是一名優秀的滑翔運動員和傘翼滑翔的愛好者。麥克里迪在設計中打破了當時最流行的人力飛機的設計方案,應用傘翼滑翔的原理。1967年8月23日,他設計的「飄忽禿鷹」號人力飛機順利地完成了「8」字航線的飛行,這使麥克里迪獲得了克萊默獎。
「8」字航線的飛行成功後,英國皇家航空學會繼而宣布了新的克萊默獎——以10萬英鎊獎予第一架飛越英吉利海峽的人力飛機。這一消息的公開,為人力飛機的研造者們確立了新的目標。麥克里迪潛心研究、試驗,終於又發明出了「飄忽信天翁」號。
1969年6月12日,這架奇特的飛機停放在英國的南部小鎮——福克斯通的碼頭上,沒有尾翼卻有著一對細長的機翼,翼展開長約30米。在座艙中位於機翼的正下方有兩只小小的塑料輪子。飛機的發動機是一套用塑料鏈條轉動的腳踏機構,帶動機翼後面的塑料螺旋槳來產生飛行的動力,由飛行員在飛行時腳踏完成。此次飛行的目的地是海峽對岸的法國加來地區。5點51分,飛機順利起飛。原計劃2小時內完成航程,但是在飛行了1小時15分鍾之後,由於海上風浪大起,引起了海峽周圍上空的空氣擾動,給飛行帶來極大的難度,「飄忽信天翁」號逆風前進,速度減緩。終於在8點40分,順利抵達法國的格里內角海灘。「飄忽信天翁」號飛行的成功,是人力飛機發展途中的又一塊里程碑。麥克里迪也因此再度獲得了舉世矚目的克萊默獎。