大跌眼鏡!竹蜻蜓竟是現代直升機的鼻祖

2020-11-26 中國航空..

 

AC311直升機飛進南京航空航天大學

近日,航空工業正在開展直升機萬裡行的活動,AC311直升機首次飛進各大高校,誠邀眾多學子加入發展民族直升機的「朋友圈」,助力他們圓夢藍天。這也開創了國內直升機首次進高校招聘的先河。而提起人類的飛行史,很多人首先會想到固定翼飛機。但實際上,早在我們更熟悉的飛機出現之前,科學家和發明家就想像出了直升機。

中國公元前廣泛流傳的玩具竹蜻蜒便是旋翼直升機的起源。18世紀,竹蜻蜒傳入歐美,啟發了歐美人利用旋翼的升力使航空器升空的設想。

《大英百科全書》記載道:這種稱為「中國陀螺」的「直升機玩具」其實在15世紀中葉,就已經傳入了歐洲,誰知道後來,正是這種玩具激發了發明家們創造的靈感,製造出這種特殊的飛行器直升機呢?

儘管,現代直升機比竹蜻蜓複雜千萬倍,但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處。現代直升機的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片,旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒,帶動旋翼的發動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。

竹蜻蜓的葉片前面圓鈍,後面尖銳,上表面比較圓拱,下表面比較平直。當氣流經過圓拱的上表面時,其流速快而壓力小;當氣流經過平直的下表面時,其流速慢而壓力大。

於是上下表面之間形成了一個壓力差,便產生了向上的升力。當升力大於它本身的重量時,竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。

在《簡明不列顛百科全書》第9卷寫道:「直升機是人類最早的飛行設想之一。」多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達·文西,但現在都知道,中國人比中世紀的歐洲人更早做出了直升機玩具。

 

達·文西繪製的直升機想像圖

之後,義大利人在米蘭圖書館發現了達·文西在1475年畫的一張關於直升機的想像圖。

它是一個用上漿亞麻布製成的巨大螺旋體看上去好像一個巨大的螺絲釘

在達·文西時代流行的旋轉玩具可能引發了這位大發明家的設計靈感,這種飛機器由四個人操縱,他建議以旋轉一繞垂直軸的螺旋面來達到垂直的飛行。

它以彈簧為動力旋轉,當達到一定轉速時,就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上,拉動鋼絲繩,以改變飛行方向。

事實上,達·文西稱自己的發明也只是提供一個直升動力,而不是真正能工作的飛機。西方人都說,這是最早的直升機設計藍圖。

儘管現代科學家認為達·文西設計的「直升機」可能永遠不會起飛,但這一設計仍舊是達·文西最著名的發明之一。

直到今天,人們還將達·文西視為旋翼直升機概念的鼻祖。

而世界上第一個真正製造出載人直升機的人,是法國利濟厄市的工程師保羅·科努(Paul Cornu)。

科努小時候就喜愛搞小發明,尤其對萊特兄弟的飛行器研究特別感興趣,希望有一天也能夠像他們那樣設計出自己的飛行器,像蜻蜓和小鳥一樣在蔚藍的天空上自由地飛翔。長大以後,科努全身心地投入到了飛機的研製工作中,追尋自己蔚藍色的飛天夢。

因此1906年,保羅·科努就開始實施他的直升機發明計劃。他設計出了飛機的兩副旋翼,又在旋翼上安裝了槳葉,再用鋼管做成飛機的主構架,而後又安裝了駕駛員座椅、發動機、水箱、油箱等。

1907年8月,他製造出了世界上第一架載人直升機。

雖然科努的飛機雖然只飛離地面0.3米,飛行時間也僅有20秒,但是,卻被認為是第一次直升機載人飛行。而進入20世紀30年代之後,直升機在技術上出現了重大突破。

 

1936年,德國人福克·沃爾夫在對早期直升機進行多方面改進之後,製造出來一架FW-61直升機。

經過多次成功地進行飛行表演,該機創造了垂直飛行等多項世界紀錄,從而成為了世界上第一架能夠在空中盤旋的直升機。

雙旋翼橫列式FW-61直升機

1938年,他又制出來一架能控制飛行的雙旋翼橫列式FW-61直升機。由德國姑娘漢納賴奇駕駛,成功地從柏林飛到倫敦,震驚了航空界。

1939年,美籍俄人伊戈爾·伊萬諾維奇·西科爾斯基成功地研製出單旋翼直升機VS-300,使其成為了一種比較成功的新型直升機,並為後來直升機的發展指明了方向。

1940年,他又在此基礎上研製出改進型VS-316直升機,這種新型直升機被美國陸軍採購,成為世界上最早的軍用直升機。從此,直升機便在大西洋兩岸迅速發展起來。它不需要機場跑道,能垂直起飛和著陸,並能前飛、後飛、側飛,人們稱它為「不要機場的飛機」。

 

20世紀40年代後,美國沃特·西科斯基公司研製的一種2座輕型直升機R-4,這是世界上第1種投入批量生產的直升機,也是美國陸軍航空兵、海軍、海岸警衛隊和英國空軍、海軍使用的第一種軍用直升機。二戰期間便製造了幾百架。在設計上,它的特性與皮塞克基的PV-2類似,同樣是使用一個大型主旋翼和一個小型垂直尾翼(只是其中一個),所產生的導向力也與絕大多數現代直升機毫無差異。R-4問世的重要意義在於讓直升機的應用成為一種可能,此後直升機技術日益成熟並廣泛應用於人類活動中。之後,人們又研製出了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設計的武裝偵察直升機。

西科斯基S-97直升機

如今,世界直升機事業發展迅速,機型種類眾多,這些直升機運行在軍事戰爭、空中指揮、緊急救援、快速搜捕、維護社會治安秩序、反恐反暴、處置突發事件及農業、地質、海洋、林業、防火等各個領域,為人類的經濟發展提供著便利、快捷的無可比擬的服務。

而現在常規直升機受自身構型的影響,飛行速度、航程等受到較大限制。300千米/時幾乎是常規直升機的速度極限。

因此,研製大速度、高機動性以及大航程、可滿足快速反應、遠距大載重等需求的高速直升機,則是未來直升機發展的趨勢!相信隨著科技的進步,直升機的功能會日益完善,並在人們生活中扮演著更為重要的角色!

 

AC311直升機飛進南京航空航天大學

近日,航空工業正在開展直升機萬裡行的活動,AC311直升機首次飛進各大高校,誠邀眾多學子加入發展民族直升機的「朋友圈」,助力他們圓夢藍天。這也開創了國內直升機首次進高校招聘的先河。而提起人類的飛行史,很多人首先會想到固定翼飛機。但實際上,早在我們更熟悉的飛機出現之前,科學家和發明家就想像出了直升機。

中國公元前廣泛流傳的玩具竹蜻蜒便是旋翼直升機的起源。18世紀,竹蜻蜒傳入歐美,啟發了歐美人利用旋翼的升力使航空器升空的設想。

《大英百科全書》記載道:這種稱為「中國陀螺」的「直升機玩具」其實在15世紀中葉,就已經傳入了歐洲,誰知道後來,正是這種玩具激發了發明家們創造的靈感,製造出這種特殊的飛行器直升機呢?

儘管,現代直升機比竹蜻蜓複雜千萬倍,但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處。現代直升機的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片,旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒,帶動旋翼的發動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。

竹蜻蜓的葉片前面圓鈍,後面尖銳,上表面比較圓拱,下表面比較平直。當氣流經過圓拱的上表面時,其流速快而壓力小;當氣流經過平直的下表面時,其流速慢而壓力大。

於是上下表面之間形成了一個壓力差,便產生了向上的升力。當升力大於它本身的重量時,竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。

在《簡明不列顛百科全書》第9卷寫道:「直升機是人類最早的飛行設想之一。」多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達·文西,但現在都知道,中國人比中世紀的歐洲人更早做出了直升機玩具。

 

達·文西繪製的直升機想像圖

之後,義大利人在米蘭圖書館發現了達·文西在1475年畫的一張關於直升機的想像圖。

它是一個用上漿亞麻布製成的巨大螺旋體看上去好像一個巨大的螺絲釘

在達·文西時代流行的旋轉玩具可能引發了這位大發明家的設計靈感,這種飛機器由四個人操縱,他建議以旋轉一繞垂直軸的螺旋面來達到垂直的飛行。

它以彈簧為動力旋轉,當達到一定轉速時,就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上,拉動鋼絲繩,以改變飛行方向。

事實上,達·文西稱自己的發明也只是提供一個直升動力,而不是真正能工作的飛機。西方人都說,這是最早的直升機設計藍圖。

儘管現代科學家認為達·文西設計的「直升機」可能永遠不會起飛,但這一設計仍舊是達·文西最著名的發明之一。

直到今天,人們還將達·文西視為旋翼直升機概念的鼻祖。

而世界上第一個真正製造出載人直升機的人,是法國利濟厄市的工程師保羅·科努(Paul Cornu)。

科努小時候就喜愛搞小發明,尤其對萊特兄弟的飛行器研究特別感興趣,希望有一天也能夠像他們那樣設計出自己的飛行器,像蜻蜓和小鳥一樣在蔚藍的天空上自由地飛翔。長大以後,科努全身心地投入到了飛機的研製工作中,追尋自己蔚藍色的飛天夢。

因此1906年,保羅·科努就開始實施他的直升機發明計劃。他設計出了飛機的兩副旋翼,又在旋翼上安裝了槳葉,再用鋼管做成飛機的主構架,而後又安裝了駕駛員座椅、發動機、水箱、油箱等。

1907年8月,他製造出了世界上第一架載人直升機。

雖然科努的飛機雖然只飛離地面0.3米,飛行時間也僅有20秒,但是,卻被認為是第一次直升機載人飛行。而進入20世紀30年代之後,直升機在技術上出現了重大突破。

 

1936年,德國人福克·沃爾夫在對早期直升機進行多方面改進之後,製造出來一架FW-61直升機。

經過多次成功地進行飛行表演,該機創造了垂直飛行等多項世界紀錄,從而成為了世界上第一架能夠在空中盤旋的直升機。

雙旋翼橫列式FW-61直升機

1938年,他又制出來一架能控制飛行的雙旋翼橫列式FW-61直升機。由德國姑娘漢納賴奇駕駛,成功地從柏林飛到倫敦,震驚了航空界。

1939年,美籍俄人伊戈爾·伊萬諾維奇·西科爾斯基成功地研製出單旋翼直升機VS-300,使其成為了一種比較成功的新型直升機,並為後來直升機的發展指明了方向。

1940年,他又在此基礎上研製出改進型VS-316直升機,這種新型直升機被美國陸軍採購,成為世界上最早的軍用直升機。從此,直升機便在大西洋兩岸迅速發展起來。它不需要機場跑道,能垂直起飛和著陸,並能前飛、後飛、側飛,人們稱它為「不要機場的飛機」。

 

20世紀40年代後,美國沃特·西科斯基公司研製的一種2座輕型直升機R-4,這是世界上第1種投入批量生產的直升機,也是美國陸軍航空兵、海軍、海岸警衛隊和英國空軍、海軍使用的第一種軍用直升機。二戰期間便製造了幾百架。在設計上,它的特性與皮塞克基的PV-2類似,同樣是使用一個大型主旋翼和一個小型垂直尾翼(只是其中一個),所產生的導向力也與絕大多數現代直升機毫無差異。R-4問世的重要意義在於讓直升機的應用成為一種可能,此後直升機技術日益成熟並廣泛應用於人類活動中。之後,人們又研製出了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設計的武裝偵察直升機。

西科斯基S-97直升機

如今,世界直升機事業發展迅速,機型種類眾多,這些直升機運行在軍事戰爭、空中指揮、緊急救援、快速搜捕、維護社會治安秩序、反恐反暴、處置突發事件及農業、地質、海洋、林業、防火等各個領域,為人類的經濟發展提供著便利、快捷的無可比擬的服務。

而現在常規直升機受自身構型的影響,飛行速度、航程等受到較大限制。300千米/時幾乎是常規直升機的速度極限。

因此,研製大速度、高機動性以及大航程、可滿足快速反應、遠距大載重等需求的高速直升機,則是未來直升機發展的趨勢!相信隨著科技的進步,直升機的功能會日益完善,並在人們生活中扮演著更為重要的角色!

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  • 竹蜻蜓燈塔服務隊「三下鄉」扶貧支教
    公益中國人益陽訊(彭志文)2019年7月14日,在莊嚴的國歌聲中,廣東醫科大學「竹蜻蜓」燈塔服務隊「三下鄉」扶貧支教活動暨新浪揚帆圖書室捐贈儀式在安化縣東坪鎮巖坡小學隆重舉行。捐贈儀式上,巖坡村村委代表介紹了巖坡村現況,並表示對竹蜻蜓燈塔服務隊的熱烈歡迎,共青團益陽市委聯絡部部長李聰為學校授牌,益陽市螞蟻社會工作服務中心藝術顧問張月華老師、安化縣民政局伍局長、易股長、陳主任,微愛會長陳賀龍為學生代表親手遞上來捐贈的圖書。