航空航天科技知識(shí)
航空航天科技知識(shí)
空間科學(xué)以航天技術(shù)為基礎(chǔ)，研究發(fā)生在自地空向、行星際空間及至整個(gè)宇宙空間的物理、天文、化學(xué)及生命等自然現(xiàn)象及其規(guī)律的科學(xué)。以下是學(xué)習(xí)啦小編精心整理的關(guān)于航空航天科技知識(shí)的相關(guān)文章，希望對(duì)你有幫助!!!
航空航天科技知識(shí)
萊特兄弟的第一架飛機(jī)試飛成功
1903年12月17日，萊特兄弟制造的第一架飛機(jī)“飛行者1號(hào)”在美國(guó)北卡萊納州試飛成功。
他們成功地駕駛著他們自己設(shè)計(jì)制造的重于空氣的飛行器進(jìn)行了飛行。對(duì)此，人們持懷疑態(tài)度。這年年初頗受敬重的美國(guó)科學(xué)家西蒙紐康發(fā)表看法，證明靠機(jī)動(dòng)力量進(jìn)行飛行是不可能的。7年前，德國(guó)著名的航空界先驅(qū)奧托-利林塔爾駕駛自己制造的飛行器墜毀身亡。然而，萊特兄弟二人說(shuō)，他們這天在北卡羅來(lái)納州基蒂霍克海灘上空飛行了4次，最長(zhǎng)的一次持續(xù)約一分鐘，飛行距離850英尺，另有5人在場(chǎng)目睹了他們的飛行。
萊特兄弟說(shuō)，他們?cè)诖D的自行車(chē)修理廠里解決了阻礙重于空氣的飛行器進(jìn)行飛行的難題。他們說(shuō)，他們的一項(xiàng)重要發(fā)明是運(yùn)用可動(dòng)的翼梢來(lái)控制飛機(jī)，這是別人從未解決過(guò)的問(wèn)題。他們還制造出25馬力輕型引擎，這種引擎比從前任何一種都輕，但提供的動(dòng)力比以前大。兩兄弟接著在風(fēng)洞里試驗(yàn)了他們自己設(shè)計(jì)制造的一系列比例模型。他們說(shuō)，這項(xiàng)工作花費(fèi)了7年多時(shí)間，耗資1000多美元。他們說(shuō)，不管怎樣，只有獲得專(zhuān)利權(quán)之后，他們才能發(fā)表他們飛行器的詳細(xì)說(shuō)明。
奧佛·萊特和韋伯·萊特兩兄弟本來(lái)經(jīng)營(yíng)自行車(chē)，對(duì)機(jī)械制造技術(shù)十分在行，是當(dāng)時(shí)眾多的飛行愛(ài)好者之一。他們從1896年開(kāi)始研究飛行，并立志制造出一架用引擎驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)來(lái)。與其他飛行設(shè)計(jì)愛(ài)好者不同，他們很重視理論，并閱讀了空氣動(dòng)力學(xué)方面的有關(guān)文獻(xiàn)，為了讀李塔爾的著作，他們還頑強(qiáng)地學(xué)會(huì)了德文。
經(jīng)過(guò)數(shù)年的反復(fù)摸索，萊特兄弟終于制造了第一架飛機(jī)“飛行者1號(hào)”。
1903年12月17日上午30分，奧佛駕駛該機(jī)在北卡羅萊納州的基蒂霍克海灘成功地進(jìn)行了一次動(dòng)力飛行，飛行距離為36米，在空中逗留了12秒;隨后，又由哥哥韋伯做了一次飛行，結(jié)果在59秒內(nèi)飛行了3200米，第一架飛機(jī)就這樣誕生了。
萊特兄弟繼續(xù)對(duì)飛機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，于1904年和1905年分別造出了“飛行者2號(hào)”和“飛行者3號(hào)”，1905年10月5日韋伯駕駛的飛行者3號(hào)持續(xù)飛行了38分鐘，航程達(dá)39公里。也就是說(shuō)，“飛行者3號(hào)”實(shí)際上已經(jīng)具有了實(shí)用效能。
萊特兄弟確信一個(gè)飛行器的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。之后的幾年，他們一面改進(jìn)飛機(jī)性能，一面在世界各國(guó)做飛行表演，向人們顯示人類(lèi)飛行之夢(mèng)已經(jīng)成真。
航空小知識(shí)：直升機(jī)場(chǎng)為什么也需要跑道?
很多飛行愛(ài)好者在購(gòu)買(mǎi)直升機(jī)的同時(shí)也在建設(shè)自己的基地機(jī)場(chǎng)。他們?cè)谟?jì)劃的時(shí)候常常提到一個(gè)問(wèn)題：既然直升機(jī)能夠垂直起降，而且很多時(shí)候還在荒郊野地里降落和起飛，那為什么有些專(zhuān)為直升機(jī)建設(shè)的機(jī)場(chǎng)還帶有跑道?那么直升機(jī)場(chǎng)是否需要跑道呢?
答案是：很多直升機(jī)場(chǎng)確實(shí)有跑道，那是因?yàn)橹鄙龣C(jī)起飛降落或執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí)，在某些情況下確實(shí)是需要跑道的。
1、直升機(jī)在機(jī)場(chǎng)起降需要安全余度
直升機(jī)在機(jī)場(chǎng)近進(jìn)飛行時(shí)若遇到問(wèn)題，是可以通過(guò)自旋降落進(jìn)行安全迫降的，前提是要有一定的高度和相對(duì)空氣的速度“指示空速”。起飛的時(shí)候也一樣，為了讓直升機(jī)擁有最大限度的安全余度，起飛時(shí)要保持離地一米，逐步加速，有了60-70節(jié)空速時(shí)，再抬頭爬升起飛。
2、直升機(jī)在機(jī)場(chǎng)起飛時(shí)功率不足
輪式直升機(jī)在裝載過(guò)多時(shí)，或者起飛機(jī)場(chǎng)海拔很高時(shí)，如果功率差一點(diǎn)不足以保持懸停時(shí)，可以使用跑道，進(jìn)行滑跑起飛。因?yàn)橹鄙龣C(jī)懸停所需要的功率，是要大過(guò)平飛時(shí)所需要的功率的。
3、直升機(jī)在降落時(shí)功率不足
直升機(jī)降落時(shí)若功率不足以支持最后的懸停接地，就需要使用“低近進(jìn)”，讓直升機(jī)在空中就對(duì)準(zhǔn)跑道，在接地后，繼續(xù)在跑道“滑行”一段距離。
4、直升機(jī)執(zhí)行訓(xùn)練任務(wù)
開(kāi)展直升機(jī)培訓(xùn)飛行時(shí)，為了讓學(xué)員規(guī)范操作，習(xí)得標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的飛行技能，養(yǎng)成安全余度最大的飛行習(xí)慣，需要在有跑道的機(jī)場(chǎng)進(jìn)行，另外跑道也能夠?yàn)樽孕德涞扔?xùn)練科目，提供所需空間，保障飛行安全。
如何降低直升機(jī)噪聲的影響?
雖然對(duì)于直升機(jī)使用者來(lái)說(shuō)，聽(tīng)到直升機(jī)旋翼旋轉(zhuǎn)的聲音，表明直升機(jī)正處于安全的飛行狀態(tài)，可能它正在拯救生命，或是在商業(yè)運(yùn)營(yíng)之中，但對(duì)于普通民眾而言，這種聲音只是一種非常不受歡迎的噪聲。
直升機(jī)有規(guī)律的敲擊或搏動(dòng)噪聲令人反感，渦軸直升機(jī)的噪聲則主要來(lái)自于旋翼和尾槳系統(tǒng)。
直升機(jī)噪聲及其特征
由直升機(jī)旋翼的空氣動(dòng)力槳葉拍擊空氣產(chǎn)生的噪聲是很難消除的。槳葉拍擊空氣噪聲(BVI)，主要發(fā)生于直升機(jī)下降期間，旋翼槳葉與葉尖渦流的互相作用，產(chǎn)生了一個(gè)復(fù)雜的非定常的壓力場(chǎng)，并以高脈沖的噪聲在旋翼下向下傳播。而高速脈沖噪聲(HSI)是由旋翼前行槳葉上的跨聲速氣流的激波產(chǎn)生，首先從槳葉的葉尖附近開(kāi)始，并向直升機(jī)的前方傳播。直升機(jī)尾槳噪聲相對(duì)于旋翼的噪聲頻率更高，而且又恰好處于人耳聽(tīng)覺(jué)中最敏感頻譜段，所以更是令人討厭。
在直升機(jī)噪聲的特征中，響度是一個(gè)很重要的因素。用直升機(jī)產(chǎn)生噪聲的有效感知水平來(lái)測(cè)量，即有效感知噪聲分貝(EPNdB)。這種測(cè)量和標(biāo)識(shí)方法可突出人耳所能聽(tīng)到的正常噪聲，而忽略了人耳不可感知的噪聲。例如，按FAR36部附錄H的測(cè)試方法，貝爾412HP直升機(jī)在低空飛行時(shí)的可感噪聲達(dá)到93.4dB,這與波音777-200客機(jī)起飛時(shí)的噪聲相當(dāng)。
而美國(guó)規(guī)劃協(xié)會(huì)(APS)認(rèn)為，在考慮噪聲強(qiáng)度的同時(shí)必須考慮頻率。直升機(jī)噪聲頻譜分析表明，直升機(jī)大部分是低頻噪聲，它比高頻噪聲更易被人耳所接受，而且更容易產(chǎn)生語(yǔ)音干擾，而語(yǔ)音干擾是對(duì)噪聲進(jìn)行主動(dòng)管理的參考因素之一。
凱斯·海伍德是英國(guó)皇家航空學(xué)會(huì)的科研主管，他受倫敦當(dāng)局委托，為直升機(jī)噪聲問(wèn)題提供專(zhuān)家意見(jiàn)。海伍德表示，在確定公眾對(duì)直升機(jī)活動(dòng)的接受程度時(shí)，一些噪聲的非聲學(xué)特征，如噪聲的頻率和實(shí)際飛行運(yùn)營(yíng)的目的，將比實(shí)際的噪聲更加重要。直升機(jī)在靠近居民區(qū)的活動(dòng)比靠近商業(yè)區(qū)或工業(yè)園區(qū)的活動(dòng)會(huì)引起更多的噪聲問(wèn)題。海伍德還認(rèn)為，現(xiàn)在的環(huán)境噪聲水平會(huì)影響到人的感覺(jué)，更安靜的環(huán)境會(huì)凸顯人們對(duì)直升機(jī)的空中噪聲的反應(yīng)，特別是從空中傳來(lái)的噪聲。這對(duì)于規(guī)劃直升機(jī)機(jī)場(chǎng)和直升機(jī)到達(dá)和起飛的飛行路線是很重要的。
直升機(jī)的夜間飛行是城市環(huán)境要面臨的另一特定問(wèn)題。在夜間，地面交通遠(yuǎn)不如白天那么繁忙，沒(méi)有了白天道路交通噪聲的“掩護(hù)”,直升機(jī)的噪聲會(huì)更加明顯，也更加令人討厭。另外，環(huán)境溫度的下降也使噪聲更多地傳到地面，而且環(huán)境溫度的下降在深夜和清晨前的幾個(gè)小時(shí)最明顯，所以這段時(shí)間直升機(jī)噪聲對(duì)人影響也最嚴(yán)重。
雖然限制直升機(jī)在夜間的飛行可以顯著降低對(duì)噪聲的投訴，但一般公眾很難區(qū)分正在飛行的直升機(jī)是商用直升機(jī)、警用直升機(jī)、醫(yī)療救護(hù)直升機(jī)還是軍用直升機(jī)，特別是在夜間，因此商用直升機(jī)的運(yùn)營(yíng)商也經(jīng)常抱怨公眾所投訴的直升機(jī)噪聲并不是他們?cè)斐傻摹?/p>
如何降低直升機(jī)噪聲的影響
美國(guó)聯(lián)邦航空局(FAA)于2013年5月建議提高直升機(jī)的飛行高度，并改變直升機(jī)在經(jīng)過(guò)城鎮(zhèn)附近時(shí)的飛行路線，以減輕噪聲影響。另外，F(xiàn)AA正在和當(dāng)?shù)卣黄鹪囼?yàn)一些由公眾建議的，在太平洋海岸高速公路和克倫肖(Crenshaw)公路上空的飛行路線，以使直升機(jī)噪聲“淹沒(méi)”在路面交通的噪聲當(dāng)中。芝加哥直升機(jī)快車(chē)公司也提出了類(lèi)似的策略，沿著高速公路和鐵路，設(shè)計(jì)直升機(jī)旅游觀光路線，同時(shí)將直升機(jī)的飛行高度設(shè)在600m以上，以進(jìn)一步降低噪聲的影響。
FAA于2004年發(fā)布了一個(gè)“非軍用直升機(jī)的城市噪聲研究”報(bào)告，引用了大量研究，結(jié)論是可以用提高飛行高度的方式降低噪聲對(duì)地面的影響。這是一個(gè)由飛行員管理的政策，并借用倫敦直升機(jī)機(jī)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，政策要求直升機(jī)的飛行高度要在300m以上，并要在河道上飛行。
根據(jù)美國(guó)直升機(jī)協(xié)會(huì)(HAI)“友好飛行指南”公布的數(shù)據(jù)，當(dāng)直升機(jī)飛行高度或直線距離增加一倍時(shí)，噪聲會(huì)減少6~7dB.為了滿足直升機(jī)在飛越噪聲敏感區(qū)域時(shí)的實(shí)際噪聲不高于65dB的標(biāo)準(zhǔn)，要求輕型/小型直升機(jī)的飛行高度應(yīng)該不低于300m,而中型直升機(jī)則不低于600m.在一個(gè)安靜的臥室中噪聲應(yīng)在40dB以下，在嘈雜的辦公室中的噪聲應(yīng)在約60dB,如果噪聲高于65dB則會(huì)對(duì)語(yǔ)言交流產(chǎn)生較大影響。
盡管提高直升機(jī)的飛行高度可以明顯地降低地面噪聲，但這也帶來(lái)了飛行安全的問(wèn)題。例如，在洛杉磯盆地地區(qū)共有138個(gè)直升機(jī)場(chǎng)，如果要求在那里飛行的直升機(jī)都提高飛行高度，就不免會(huì)在已經(jīng)很繁忙的空域與固定翼飛機(jī)的航線產(chǎn)生沖突。
公眾對(duì)直升機(jī)噪聲的態(tài)度
公眾對(duì)于不同用途的直升機(jī)噪聲的反應(yīng)也是不同的。根據(jù)FAA對(duì)城市中非軍事直升機(jī)噪聲的研究，對(duì)那些提供公眾服務(wù)(如執(zhí)法、醫(yī)療和消防)的直升機(jī)的噪聲，比那些載著游客或企業(yè)高管的直升機(jī)的噪聲更易得到公眾的諒解。前者被認(rèn)為是在搶時(shí)間而且是為了公共服務(wù)而產(chǎn)生的可以被原諒的噪聲;相比之下，對(duì)于那些載著華爾街精英在海灘上游玩，或載著電視臺(tái)記者拍攝新聞視頻的直升機(jī)所產(chǎn)生的噪聲，當(dāng)?shù)鼐用耠y以接受。
特別是當(dāng)媒體對(duì)于交通事故、火災(zāi)和警察追捕事件采用直升機(jī)進(jìn)行電子新聞采集(ENG)已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)模式時(shí)，新聞直升機(jī)確實(shí)也成為噪聲來(lái)源的一部分。
對(duì)于這個(gè)情況，F(xiàn)AA在2013年的洛杉磯地區(qū)直升機(jī)使用報(bào)告中建議，新聞直升機(jī)應(yīng)該主動(dòng)采取一些減少噪聲影響的措施，包括限制直升機(jī)懸停時(shí)間、增加懸停直升機(jī)距地面的距離、提高飛行高度，合并視頻覆蓋范圍等。直升機(jī)專(zhuān)業(yè)飛行員協(xié)會(huì)(PHPA)則敦促加州南部的廣播和電視新聞協(xié)會(huì)考慮集中報(bào)道資源，減少直升機(jī)出動(dòng)的架次。采用了這些措施后，已經(jīng)減少公眾對(duì)直升機(jī)噪聲的抱怨。另外，使用性能更好的攝影/攝像設(shè)備，使其在較遠(yuǎn)距離上也可以獲得良好的圖像，從而使新聞直升機(jī)不必?fù)頂D到新聞現(xiàn)場(chǎng)的附近。
還有其他潛在的噪聲緩解策略。直升機(jī)旋翼在進(jìn)行機(jī)動(dòng)飛行時(shí)會(huì)增加脈沖噪聲，因此飛行員應(yīng)該避免直升機(jī)進(jìn)行突然機(jī)動(dòng)，也要避免直升機(jī)的快速上升或下降，尤其在使用頻率較高的地區(qū)，如直升機(jī)機(jī)場(chǎng)。在HAI的“友好飛行指南”報(bào)告中，較為詳盡的討論了直升機(jī)機(jī)動(dòng)飛行所引起的附加噪聲問(wèn)題。
直升機(jī)在地面主干道上空飛行，可以避免影響到居民區(qū)，而且這種做法還能為飛行員提供導(dǎo)航信息。畢竟在人口密集的城市環(huán)境中，主要的交通道路對(duì)于按目視飛行規(guī)則(VFR)飛行的飛行員來(lái)說(shuō)是更容易辨認(rèn)地面特征。而在洛杉磯盆地內(nèi)，允許直升機(jī)在較低高度沿高速公路飛行，這些航線密布于加州南部復(fù)雜的空域中。
當(dāng)然這種方法也有限制。例如好萊塢露天劇場(chǎng)離好萊塢的高速公路只有260m,而且每年要在這里舉辦數(shù)以百計(jì)的音樂(lè)活動(dòng)。因此洛杉磯的FAA分部經(jīng)研究后最終建議，在表演季劃定一個(gè)禁飛區(qū)。顯然，在制訂直升機(jī)避免噪聲敏感區(qū)的最佳飛行航線規(guī)劃時(shí)，須對(duì)每個(gè)特定區(qū)域，包括空中交通管理指定的航線，進(jìn)行全面評(píng)估。
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