1. 莱特兄弟的奖章
创办时间:1924年
主办单位:美国自动工程师协会航空工程分会
奖项介绍:莱特兄弟奖章由美国自动工程师协会航空工程分会于1924年设立,用来奖励航空工程领域最佳论文的作者,授奖范围包括空气动力学、结构理论、飞机或航天器的研究、制造及驾驶等方面。参选论文必须是上一年间在航空工程分会或下属机构的会议上提交的论文,如果切合上述授奖主题的参选论文都不符合评选条件,这一奖章也可授与航空航天其它主题范围的最佳论文,评选论文的主要标准是它在学术上的创新性。所有在航空工程分会会议召开之前提交的论文都作为参选论文进行评选,获奖者获得一次奖之后要经过三年才有资格重新获奖。
莱特兄弟奖章以维尔伯·莱特和奥维尔·莱特两兄弟的姓氏命名,是为了纪念他们对航空事业作出的巨大贡献。莱特兄弟是美国飞机发明家,他们从小就怀有翱翔天空的理想,为了实现这一理想,他们一方面学习理论,一方面努力实践,进行了多次小型风洞试验和近千次飞行试验,终于在1903年设计、制成用内燃机作动力、木料作骨架、帆布作机翼的有人驾驶双翼飞机。同年12月17日,莱特兄弟驾驶自己制作的飞机试飞成功,虽然飞行时间不过59秒,距离只有260米,但作为世界上第一架动力飞机在航空史上留下了不可磨灭的一页。莱特兄弟也因此被誉为飞机之父。
以莱特兄弟命名的奖还有美国航空航天学会设立的“莱特兄弟航空学讲座”(Wright Brothers Lectureship in Aeronautics)和英国皇家航空学会设立的“莱特兄弟纪念演讲”(Wibur and Orvile Wright memorial Lecture),这两项奖都是让获奖人发表航空学方面的演讲,通过这种方式对获奖人授予荣誉,同时也让与会者分享他的技术成果。莱特兄弟航空学讲座还颁发一枚奖章和一份奖状。
2. 怎样制造人力飞机
不装发动机,完全依靠人力驱动的飞机。
人类最早的飞行尝试就是模仿飞鸟,企图用人力驱动绑在双臂上的"翅膀"升空飞行。这一类简单模仿鸟类扑翼飞行方式失败的主要原因,是人体所能发出的功率同体重相比实在太小了。一名体重75千克的青年男子,能在10分钟持续时间内发出0.35马力功率,每千克体重仅能发出0.5%马力。而一只鸽子,每千克体重却能产生7.5%马力功率。此外,鸟的胸肌发达,骨骼轻巧。也非人类所能比拟。因此,扑翼飞行的人力飞机很难实现。
滑翔机的出现,为人力飞机的研制开辟了新途径。滑翔机是一种定翼飞行器,机翼在飞行中固定不动。20世纪30年代,有人开始在轻型滑翔机上安装空气螺旋桨和类似自行车的脚踏传动装置,用人力蹬踏带动螺旋桨转动,推动飞机向前飞行。60年代以来,新型复合材料的应用为研制重量极轻的人力飞机创造了条件,电子计算机技术的发展和空气动力学研究的进步,为设计效率高的翼型和飞机结构提供方便,人力飞机的发展取得显着进步。1977年8月23日,美国飞行员艾伦驾驶由麦克里迪设计的"蝉翼秃鹰"号人力飞机,首次实现了8字航线飞行,获得英国皇家航空学会悬赏18年之久的克雷默奖金。1979年6月12日,艾伦驾驶由麦克里迪设计的另一架人力飞机"蝉翼信天翁"号,成功地飞越了英吉衅利海峡,创造了人力飞机飞行距离35.82公里,持续飞行时间 2小时49分的世界纪录。
人力飞机的结构特点,是翼展长(30米左右),机身短(4米左右),自重轻(25千克左右),用厚度0.01毫米的超薄聚酯薄膜做蒙皮,上单翼,鸭式前翼,塑料推进式螺旋桨。将来主要作为体育运动和娱乐飞机使用。
3. 沈元的航空科学
沈元的专业是空气动力学。空气动力学是一切飞行器在大气中飞行的理论基础,也是设计飞机的基本理论依据。在伦敦大学,沈元选择了一个在当时航空发展上具有关键意义的课题,他的研究工作,集中在解决飞机从亚音速向音速逼近时的空气动力问题。
40年代中期,航空科学技术面临着革命性的变革。这个新的突破有两个特点,一是飞机的动力装置从活塞式发动机向喷气式发动机发展;二是飞机的速度由亚音速向超音速冲击,这两个特点又互相关联。没有喷气式发动机的发展,飞机不寇达到超音速;而没有飞机外形设计方面的重大改进,有了喷气式发动机,也不能突破阻力的障碍,研制出超音速飞机。因此,使飞机的外形适应提高速度的要求,就是摆在空气动力学研究人员面前重要的理论课题。沈元的研究工作,正是针对解决这方面的问题进行的。
沈元抵达英国的时候,第二次世界大战进入后期。当时的战斗机,最大速度约每小时700公里。要进一步提高速度,就碰到所谓“音障”问题。音障是在气流的速度接近音速时开始产生的,这时飞机受到的空气阻力急剧增加,严重的还将导致机毁人亡的事故。声音的速度在海平面为每小时1223公里,在11000米的高空是每小时1062公里。时速700多公里的飞机,迎面气流在流过机体表面的时候,由于表面各处的形状不同,局部时速可能比700公里大得多。当飞机再飞快一些,局部气流的速度可能就达到音速,产生局部激波,从而使气动阻力剧增。
沈元的研究工作,就是要从理论上探讨处在高亚音速气流中的物体,在什么情况下会出现怎样的局部超音速和激波。从事这项研究,为了做出流体速度图,要做大量的数学运算。当时电子计算机还未问世,在一年多时间里,沈元依靠手摇计算机,进行大量繁杂的计算,付出艰苦的劳动,终于对圆柱体在高速气流中的运动规律,得出了很有价值的成果。
1945年夏天,沈元的博士论文《大马赫数下绕圆柱的可压缩流动的理论探讨》通过了答辩,在伦敦大学接受了哲学博士的学位。他的论文用速度图法证实了高亚音速流动下,圆柱体附近极限线的存在,从理论上和计算结果上证实了高亚声速流动下,圆柱体表面附近可出现正常流动的局部超声速区。它揭示出只有在气流马赫数增加到一定数值时,圆柱体表面某处流线才开始出现来回折转的尖点,这时正常流动才不复存在。这一研究结果启示了在绕物体(如机翼)的高亚音速流动中,如马赫数不超过某一定值,就可能保持无激波的、含有局部超音速区的跨音速流动。它针对当时高速飞行接近音速时产生激波的问题,从理论上探讨无激波跨音速绕流的可能性。第一次从理论计算上得出高亚音速绕圆柱体流动的流线图,得出速度分布,以及在某一临界马赫数以下,流动可以加速到超音速而不致发生激波的可能性。通过这方面的研究,可以掌握高速气流的规律,了解机体形状和产生激波阻力之间的关系,探索是否可能让飞机在无激波的情况下接近音速,从而为设计新型高速飞机奠定理论基础。这个成果,虽然带有近似性,但在沈元之前,还没有人从理论上算出来,因此是一项首创性的成果。根据这项研究成果写成的学位论文,获得答辩委员会的很高评价,被推荐在英国皇家航空研究院第9873号报告上发表。沈元本人被接纳为英国皇家航空学会副高级会员。
这项研究成果,在论文正式发表之前,就引起国内外航空界的注意。1945年9月,当时已经享有盛誉的物理学家周培源,到巴黎出席国际应用力学学术会议,特地从法国赶到英国,通过中国驻英使馆找到沈元,向他了解这项研究的情况。英国着名空气动力学家戈德斯廷博士应邀到美国麻省理工学院讲学,曾经介绍了沈元的这项成果。英国赖特希尔教授(后来是皇家航空研究院的院长)1947年在英国最高的学术刊物《皇家学会会志》上发表的文章中也引述了沈元论文的结论。一直到50年代,英国着名学者豪沃思出版的两卷集着作《近代流体力学发展高速流动》一书中,还详细谈到沈元十几年前做的工作及成果。可以说,沈元的研究成果对当时航空科学在高亚音速领域内的发展,起到一定的推动作用。沈元取得哲学博士学位后,在英国又住了一年,主要是到以生产喷气发动机着称的罗伊斯·罗尔斯公司考察技术。
4. 以莱特兄弟命名的奖有哪些
为了纪念莱特兄弟对航空事业作出的巨大贡献,美国自动工程师协会航空工程分会于1924年设立了莱特兄弟奖章,以莱特两兄弟的姓氏命名,用来奖励航空工程领域最佳论文的作者。
以莱特兄弟命名的奖还有美国航空航天学会设立的“莱特兄弟航空学讲座”和英国皇家航空学会设立的“莱特兄弟纪念演讲”,这两项大奖都是授予发表航空学方面演讲的获奖人士,极大地推动了航空学的发展。
5. 英国的航天史介绍。
英国是最早建立航空航天工业的国家之一。第二次世界大战期间,英国首先研制成功实用的喷气发动机。40年代末,第一架涡轮螺旋桨旅客机“子爵”号和第一架涡轮喷气旅客机“彗星”号先后试飞成功。1968年 2月,“三叉戟”2E飞机最早装备了全天候自动着陆系统,1969年,装转向喷口发动机的“鹞”式飞机(图1“鹞”式飞机)成为世界上第一种实用型垂直和短距起落飞机。1971年10月发射人造卫星成功,使英国成为第6个用自制火箭成功发射人造卫星的国家。在70年代,英国和法国联合研制的“协和”号超音速民航机成功实现了超音速越洋载客飞行。
英国的航空航天工业在规模上居欧洲的首位,1984年约有从业人员20万人,年销售额超过100亿美元。航空航天企业经过几次大的合并和改组,共有 300多家公司,主要的公司有:英国航空航天公司,能生产军用和民用飞机、导弹以及人造卫星、探测器等航空航天产品;维斯特兰公司是英国主要的直升机制造公司;肖特兄弟公司生产运输机、小型飞机和导弹。航空发动机公司只有罗耳斯·罗伊斯公司一家。此外,大约有10家主要的航空航天电子公司和300家航空航天设备公司。
英国的航空发动机技术也居于世界前列。罗耳斯·罗伊斯公司是欧洲最大的航空发动机企业,它研制的各种喷气发动机为世界军用和民用飞机广泛采用。英国的航空雷达、飞机自动着陆装置、弹射救生设备和气垫船等都是在世界上较先设计和使用的,享有较大的国际声誉。70年代以来,英国航空航天产品的出口进展缓慢,英国政府设立了专门机构,制定相应的政策以鼓励航空航天产品的出口。
从60年代开始,英国为节省费用和加强国际竞争能力,努力发展航空航天产品的国际合作,收到一定效果。80年代的“狂风”多用途战斗机就是英国、意大利与联邦德国合作研制的,是北大西洋公约组织作战飞机的主力,计划生产 800架以上。宽机身民航机A-300、A-310(图2A-310宽机身民航机)和A-320是欧洲6国联合制造的。英国还通过参加欧洲空间局的活动和其他国家联合研制多种航天器。
英国政府对航空航天科学研究工作甚为重视。航空航天企业的科研费中,政府的资助和贷款达70%,高于其他行业。航空航天研究机构由国防部统一管理,军品研制费由国防费开支,减少了研制方与使用方的矛盾。主要的研究机构有:皇家飞机研究院(RAE)、国家燃气涡轮研究院(NGTE)、皇家信号和雷达研究院(RSRE)及飞机和军械试验研究中心 (AA%26EE)。各制造公司都拥有独立的科研力量和设备,科研人员约占总人数的15%~20%,个别企业达25%以上。设有航空系和航空专业的高等院校有16所,较着名的有伦敦大学、剑桥大学、布里斯托尔大学、曼彻斯特大学、格拉斯哥大学、南安普顿大学等。克兰费尔德技术学院是英国主要的航空工程高等院校,既设硕士、博士学位,也开办在职人员的短训班。
英国皇家航空学会和英国星际航行学会是英国航空航天界的学术团体,都是世界上建立较早的航空航天学术团体,在国际航空航天学术领域享有威望。学会出版技术文献,组织学术讨论,并提供学术奖励和奖学金等。
英国民用空运公司主要有 6家,最大的有英国海外航空公司(国际航线)和英国航线公司(国内航线),1983年共拥有飞机288架,其中美国和本国制造的大约各占一半。另外还有上百家小的航线公司,拥有各种飞机740架。英国的军方 1983年约装备飞机 2695架,其中空军约装备1810架,主要装备欧洲合作研制的“狂风”、“美洲虎”战斗机和本国制造的“鹞”式战斗机。英国还独自研制或与其他国家合作研制人造卫星、探空火箭、卫星地面设备及其他航天产品。(
6. 首次完成横越英吉利海峡的人力飞机是谁设计的
1969年6月12日,麦克里迪设计的人力飞机“飘忽信天翁”号,以平均每小时12.7千米的速度首次完成了横渡英吉利海峡的飞行。
麦克里迪是美国加利福尼亚州的一名航空工程师,曾发明制造过人力飞机——“飘忽秃鹰”号,曾经是一名优秀的滑翔运动员和伞翼滑翔的爱好者。麦克里迪在设计中打破了当时最流行的人力飞机的设计方案,应用伞翼滑翔的原理。1967年8月23日,他设计的“飘忽秃鹰”号人力飞机顺利地完成了“8”字航线的飞行,这使麦克里迪获得了克莱默奖。
“8”字航线的飞行成功后,英国皇家航空学会继而宣布了新的克莱默奖——以10万英镑奖予第一架飞越英吉利海峡的人力飞机。这一消息的公开,为人力飞机的研造者们确立了新的目标。麦克里迪潜心研究、试验,终于又发明出了“飘忽信天翁”号。
1969年6月12日,这架奇特的飞机停放在英国的南部小镇——福克斯通的码头上,没有尾翼却有着一对细长的机翼,翼展开长约30米。在座舱中位于机翼的正下方有两只小小的塑料轮子。飞机的发动机是一套用塑料链条转动的脚踏机构,带动机翼后面的塑料螺旋桨来产生飞行的动力,由飞行员在飞行时脚踏完成。此次飞行的目的地是海峡对岸的法国加来地区。5点51分,飞机顺利起飞。原计划2小时内完成航程,但是在飞行了1小时15分钟之后,由于海上风浪大起,引起了海峡周围上空的空气扰动,给飞行带来极大的难度,“飘忽信天翁”号逆风前进,速度减缓。终于在8点40分,顺利抵达法国的格里内角海滩。“飘忽信天翁”号飞行的成功,是人力飞机发展途中的又一块里程碑。麦克里迪也因此再度获得了举世瞩目的克莱默奖。