【簡介:】本篇文章給大家談?wù)劇段磥砜苹蔑w機圖片》對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、未來的飛機是怎樣的呢?
2、未來的飛機長啥樣?
3、未來的飛機是什么樣子
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本篇文章給大家談?wù)劇段磥砜苹蔑w機圖片》對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。
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- 1、未來的飛機是怎樣的呢?
- 2、未來的飛機長啥樣?
- 3、未來的飛機是什么樣子
未來的飛機是怎樣的呢?
山鷹覓食、尋找獵物,總是把翅膀張得大大的,在空中低速盤旋。發(fā)現(xiàn)獵物,瞬間收攏翅膀,成后掠翼向下俯沖,即將觸地時,又迅速張大翅膀,叼住獵物。鳥類高超的變化翅膀飛行,給飛機設(shè)計師很大啟示,導(dǎo)致了“可變后掠翼”技術(shù)的產(chǎn)生。
飛機在飛行時,低、高速飛行對機翼的要求是不一樣的。低速飛行,要求后掠角小,最好是平直翼,飛行速度越快,飛機的后掠角越大。
可變后掠翼具有活動的機翼,一會兒伸出翅膀,像雄鷹展翅;一會兒向后縮攏翅膀,像海燕掠水。
可變后掠翼的缺點是:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,重量增加。于是設(shè)計師又推出了一種新的可變翼飛機——斜翼機。這種斜翼飛機的機翼是直的,能沿機身上軸心緩慢移動。起飛和著陸時,機翼呈水平狀態(tài),高速飛行時,機翼逐漸轉(zhuǎn)向傾斜,象一把張開的大剪刀,因此又稱“飛剪”。
斜翼機比變后掠翼飛機結(jié)構(gòu)簡單,同時兼顧了低高速飛行的要求。
不久前,設(shè)計師又來了靈感,將單斜翼機變成雙斜翼機,這就是X翼飛機。X翼飛機可以像直升機一樣,垂直起落,并在空中停留。飛機飛行時,X翼不動,組成一副前掠一副后掠翼,可以用很快的速度飛行。
這實際上是直升機和固定翼飛機的組合,想得真妙呀。
人類模仿鳥類定翼翱翔,發(fā)明了固定翼飛機,現(xiàn)代飛機已發(fā)展到比任何鳥類飛得更快、更高、更遠,但在飛行的靈活度上,飛機還遠遠比不上鳥和昆蟲。
鳥類飛行主要靠定翼翱翔和撲翼飛行,研究表明,撲翼飛行,所需要動力最小,只有固定翼的1/30,而且翅膀拍動越快,飛行本領(lǐng)越高。
蜂鳥是世界上最小的鳥,只有幾克重。它的翅膀每秒撲動80次,飛行本領(lǐng)最高,它可以垂直起落,一下子可以飛到200米高度。突然間又可以直降下來。它在吸吮花蜜時,可以直立豎在空中,進退自如,這是多么高超的飛行技巧!鴿子每秒撲動4~6次,飛得也不壞。鶴的體重較大,每秒撲動1次,飛得較笨拙。
昆蟲飛行的最大特點是振翅,即高頻率的撲翼。蜜蜂每秒200次,蒼蠅達300次,蚊子500次以上,有些昆蟲高達1000次!昆蟲飛行本領(lǐng)之高,令鳥類望塵莫及。
令人討厭的蒼蠅,可以說是最優(yōu)秀的微型飛機器。它可以瞬間起落,根本不需要滑行助跑。它風馳電掣般地飛行,在快速飛行時又能突然中斷,它可以前飛,倒飛,懸停,上下翻飛,何等靈活!
如果飛機能像昆蟲一樣飛行,該多妙啊!
到目前為止,人們還沒有制成一架實用價值的撲翼飛機,但對撲翼飛機的研究,已經(jīng)取得了很大進展。正在研制的昆蟲翼飛機,是將撲翼動作轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動,達到撲翼飛行的效果。
飛艇,曾有過燦爛的時代,但由于飛艇內(nèi)的氫氣多次起火爆炸,使飛艇走上衰落的道路。
火是影響飛艇發(fā)展的主要障礙。
于是人們想到了用不易燃的氦氣替代氫氣,裝在飛艇內(nèi)。飛艇再一次復(fù)活了,終于從火的障礙中飛出來了,并呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的勢態(tài)。
人們把飛艇和飛機結(jié)合在一起,形成了各式各樣的浮力飛機。
浮力飛機像一般飛機一樣起飛。但由于浮力飛機的升力是浮力和空氣動力兩部分合成的,其升力和載重量要比一般飛機大得多。
目前世界上最大的安-225運輸機,最多可運載武裝士兵1000名,而浮力飛機則可運載10000名。
現(xiàn)代“飛人”
自古以來,人們就幻想著像鳥一樣在天空自由飛翔?!斗馍裱萘x》里有個“雷震子”。他吃了師傅云中子給他的4枚紅杏,左右脅下各長出一個肉翅來。從此,他就可以飛翔自如。如果咱們的解放軍戰(zhàn)士也能像傳說中的雷震子一樣,自由飛翔于崇山峻嶺之中,好似“天兵天將”,突然殺到敵人后方,那該多好?。?/p>
人用體力撲翼飛行是很困難的,但可以借助微型飛行器使人飛起來,像鳥一樣逍遙自在,真正成為“飛人”。
水中飛魚——潛水飛機
在遼闊的海洋里,生活著各種各樣的飛魚。它們時而在水中潛游,時而躍出水面,在空中滑翔飛行。
科學家正在研制一種飛機,它可以突然從水里鉆出來,飛向藍天;又可以從天上俯沖下來,鉆入大海,這種飛機稱為潛水飛機。
當潛水飛機要潛入水中時,打開水艙閥門,飛機的水艙里就會進水,當飛機的重力大于浮力時,飛機便沉入水中。需要浮出水面時,只要將飛機水艙里的水排出就可以浮出水面了。
潛水飛機具有空中飛行、水上活動和潛水航行三大本領(lǐng)。水中蛟龍和天上神鷹相結(jié)合,真可謂天宮龍宮盡顯神威。
原子能飛機
原子能是一種先進的動力?,F(xiàn)在已有了用原子能作動力的核潛艇。那么,能否也用原子能作動力制造原子能飛機呢?
科學家在1956年就研究制出了供飛機使用的原子能發(fā)動機,但原子能飛機始終沒有上天。原因是產(chǎn)生原子能的核反應(yīng)堆太大、太重了,一般飛機無法安裝。
現(xiàn)代出現(xiàn)了一些大型飛機,其內(nèi)部空間較大,有利于安裝核反應(yīng)堆,制造原子能飛機已成為現(xiàn)實。
另外,由于飛艇體積大,特別適宜安裝原子能設(shè)備。未來的原子能飛艇,重達幾千噸,內(nèi)部猶如一座小城市,可載數(shù)千人。飛艇頂部有直升機起落平臺,用直升機接送乘客上下飛艇。飛艇可以不著陸連續(xù)圍繞地球飛行。
太陽能飛機
1981年7月7日,小型太陽能飛機“太陽挑戰(zhàn)者”號,靜靜地在天空飛翔。經(jīng)過5個半小時,飛行260千米,橫跨英吉利海峽,一口氣從巴黎飛抵倫敦。這次歷史性的飛行,向人們展示太陽能已進入了航空領(lǐng)域。
新近研制的大型太陽能飛機“獵鷹”已經(jīng)試飛,在實用性上又跨出了重要的一步。它巨大的機翼上布滿了太陽能電池,帶動8個螺旋槳慢慢地攪動空氣,聲音很小。速度達到每小時145千米?!矮C鷹”的“爪子”部位還裝備性能優(yōu)良的導(dǎo)彈。
太陽能飛機可以永不著陸,成為空中流動堡壘。
微波飛機
微波是一種無線電波。加拿大科學家首先制成了世界上第一架無人架駛的微波飛機。
在地面上設(shè)置一個超大功率的發(fā)射機,一由它產(chǎn)生超強功率的微波,發(fā)射給微波飛機。微波飛機把接收到的微波轉(zhuǎn)換成直流電,再去驅(qū)動螺旋槳轉(zhuǎn)動,帶動飛機飛行。
目前,微波飛機還處在實驗階段,受地面微波發(fā)射天線的限制,不能飛得很遠。
微波飛機不需要攜帶任何燃料,像一顆精巧的低軌道衛(wèi)星。它在軍事上可以完成許多傳統(tǒng)飛機不能承擔的重要使命。它可以做為預(yù)警機守衛(wèi)國土,也可以進行環(huán)境復(fù)雜的空中偵察,還可以作為最好的空中通訊中繼站。
飛碟式飛機
在廣闊的天空除了形形色色的飛行器外,還經(jīng)常出現(xiàn)一種叫“昂佛”的怪物,也有人把它叫“飛碟”?!鞍悍稹笔恰皝須v不明的飛行物”,它已成為航空科學之謎。
研制“飛碟”式飛機,一直是飛行家們的夢想。早在1940年,德國就率先制成了第一個飛碟式飛行器,被盟軍稱為“神秘的希特勒飛盤”。它可以垂直起落,能懸停,又能飛行。
到了近代,各式各樣的“飛碟”式飛機不斷出現(xiàn)。它結(jié)構(gòu)簡單,機動靈活,生存性高??上裆裨捴械摹安ㄋ癸w毯”一樣,自由飛舞。
未來的“飛碟”式飛機很可能成為空戰(zhàn)的主力。
空天飛機
空天飛機能從一般機場跑道上起飛、加速,穿越大氣層,進入地球軌道,執(zhí)行任務(wù)后再返回大氣層,在機場著陸。被稱為航空、航天飛機,簡稱空天飛機,它將代替目前只能垂直發(fā)射,但可以水平著陸的航天飛機,因此又被稱為第二代航天飛機。
空天飛機最大的優(yōu)點是運輸費用低,只有航天飛機的十分之一,并且不需要規(guī)模龐大、設(shè)備復(fù)雜的航天發(fā)射場。
空天飛機最高飛行速度是音速的25倍,在2小時內(nèi),可以到達地球上的任何地方,有重要的戰(zhàn)略意義。
裝備激光武器的空天飛機將是未來航天戰(zhàn)的主力。
未來的飛機長啥樣?
由于機械故障,航班又一次延誤了,你早早來到候機樓,心里卻無法踏實;一眼望去,狹窄的機艙中人頭攢動,來回走動似乎很困難,你最好的選擇只能是乖乖地坐在原位;空中的飛行漫長而無聊,你無所事事、昏然睡去,但飛機突然出現(xiàn)劇烈顛簸,“機震”中你感到心臟受損,不得不掏出口袋中早已備好的藥片……這些都是在當代航空旅行中難以避免的事情,你對此早已感到厭倦了。令人欣慰的是,所有這些都將在未來得到改善——已經(jīng)有6種顛覆傳統(tǒng)的“新概念”飛機正在設(shè)計和研發(fā),它們將帶你飛向未來。
飛天神鯨
談到設(shè)計一種帶有“新概念”性質(zhì)的飛機,航空公司的專業(yè)設(shè)計師們往往會受到許多束縛,他們需要把安全和成本放在第一位,因而不能充分發(fā)揮創(chuàng)造力。相比之下,業(yè)余的航空愛好者則不受一些條條框框的局限,比如西班牙人奧斯卡·維納爾斯,他發(fā)揮了天馬行空的想象力,用圖紙設(shè)計出一款鯨魚外形的新式飛機,并將其命名為“AWWA Sky Whale”(??!哇!天鯨)。
這是一條名副其實的“鯨魚”,它比現(xiàn)今世界上最大的空中客車A380還要大許多,機艙內(nèi)采用上、中、下三層設(shè)計,可以容納755名乘客?!蚌L魚”的最頂層是頭等艙,這里的乘客能夠通過屋頂?shù)摹疤齑啊毙蕾p到天空的景色,當然這些天窗并不是真正的窗戶,而是一些連接著攝像頭的電子顯示屏,它們由內(nèi)置的太陽能電池板供能,隨時將外邊的景色顯示到艙內(nèi)。除了容量巨大之外,“鯨魚”還使用了許多令人驚喜的高科技。“鯨魚”使用的全都是鋁合金、碳纖維、陶瓷和石墨烯等材料,盡可能使機身重量最小化;飛機的引擎使用最先進的油電混合動力;機翼則是主動式的活動機翼(機翼主動流過的氣流,降低阻力),而且使用了能夠自我修復(fù)的材料(比如一些形狀記憶的合金)??偠灾蚌L魚”使用的所有高科技元素都是為了減少阻力、降低燃料消耗量及氮氧化物的排放量,使飛鯨成為所能想像的最平穩(wěn)、最環(huán)保的飛機。
當然,維爾納斯的“鯨魚”目前還處于“紙上談兵”的階段,也許這條驚艷的“鯨魚”今后也未必造得出來,但不管怎樣,它也會啟發(fā)許多專業(yè)的設(shè)計師,使他們的想法不再那么的保守。
無聲的超音速
飛機在發(fā)展的早期階段,曾帶給人們很多驚喜,而如今隨著科技的進步,飛行不再有新鮮感,人們已經(jīng)失去了在飛機上花費時間的耐心和興趣,只是希望飛機可以更快,從而縮短旅途。如果要做到這一點,人們首先想到的自然是超音速客機,比如經(jīng)典的協(xié)和式飛機。
超音速飛機雖然很快,但是噪音很大。當飛機接近音速時,會有一股強大的阻力,使飛機產(chǎn)生劇烈的振蕩,速度衰減,這種現(xiàn)象就是音障。突破音障后,由于飛機本身對空氣的壓縮無法迅速傳播,空氣的波動便逐漸在飛機的“鼻子”、“翅膀”邊緣和“尾巴”處堆積起來,形成能量很高的沖擊波,也就是音爆。音爆有許多壞處,可能會驚嚇到野生動物、擾民甚至是破壞建筑。在2000年7月的法航空難之后,協(xié)和式飛機巨大的聲響使人們無法再次信任它,導(dǎo)致載客量一直很少,3年之后,協(xié)和式飛機就退出了航空業(yè)。
在將來,協(xié)和式飛機的繼任者也許會出現(xiàn),它就是“洛克希德·馬丁N+2”商用超音速飛機?!癗+2”由美國洛克希德·馬丁航空航天公司和NASA聯(lián)合設(shè)計,它可以搭載80名乘客,從紐約飛到洛杉磯僅用2.5小時。“N+2”的設(shè)計師們將研發(fā)的重點集中在噪聲控制上,他們?yōu)椤癗+2”設(shè)計了復(fù)雜的機身曲線和鋒利的翅膀,改進了飛機排氣裝置,并使用集成的風扇來抑制噪聲。設(shè)計師們預(yù)計,“N+2”飛起來只會發(fā)出難以覺察的嘶嘶聲,它將會在2025年進入航空業(yè)。
“敞篷”飛機
萬米高空的美景,誰不愛看呢?只是飛機的窗戶就那么小,想欣賞天際景觀,乘客們只能去爭搶靠窗的位置了。為了解決這個問題,法國的設(shè)計師們決定把墻壁去掉,讓外邊的景色一覽無余。
這種“敞篷”飛機名叫“IXION”,是法國飛機制造商Technicon Design想出來的點子?!癐XION”其實并沒有真的去掉墻壁,相反它去掉的是窗戶,取而代之的是覆蓋了機艙內(nèi)壁的大面積顯示屏幕,這塊高分辨率、低電壓的屏幕則由位于飛機頂部的太陽能電池板供電。
“IXION”的原理也不難理解,它使用外置攝像頭360度拍攝飛機外的風景,然后在機艙內(nèi)部顯示,從而實現(xiàn)了機身透明的視覺效果。由于機身內(nèi)壁是顯示屏,所以它還可以設(shè)定為其它場景,比如公園或者野外,讓乘客忘卻正在搭乘飛機,乘客也可以將屏幕調(diào)為互動模式,作為視像會議或電腦工作之用。
毫無疑問,“IXION”將會給乘客們帶來超乎想象的飛行體驗,給人一種俯視天下的感覺。在2014年的美國國家公務(wù)航空協(xié)會展覽中,“IXION”的創(chuàng)意也備受好評,贏得了外觀設(shè)計類別大獎。
水上客機
全球的航空業(yè)正在經(jīng)歷爆發(fā)式增長,為了滿足不斷增加的市場需求,航空業(yè)不斷擴建機場,以供更大的飛機起降。但是,擴建機場會對環(huán)境帶來不利影響,飛機起降的噪音也會讓城市居民不堪其擾,所以,機場的缺乏可能是航空業(yè)發(fā)展面臨的最巨大的挑戰(zhàn)。為了解決這一問題,倫敦帝國理工學院的研究人員將目光投向了早期的長途航空旅行方式——水上飛機。水上飛機在水面上起飛、降落和停泊,因此“下半身”則有些古怪,大都設(shè)計成船(便于水上滑行)或者浮筒(便于水面停靠)的模樣。水上飛機雖然如今很少見到,但在第二次世界大戰(zhàn)之前,它是可以在全球范圍進行航空旅行的唯一方式。
現(xiàn)在,倫敦帝國理工學院提出的水上客機仍然以上世紀40年代的水上飛機為藍本,新式的水上客機具有一個V型船體,能在著“陸”和起飛時為飛機提供浮力和適航性能。為了減少空氣阻力,水上客機還有一個“翼身融合體”的結(jié)構(gòu),船體向上傾斜無縫融入飛機寬體機翼的下側(cè),使整體外觀更具流線型。此外,這種水上客機還采用環(huán)保的氫燃料,飛行中不會排放有害氣體。
如果研制成功,倫敦帝國理工學院的水上客機將會是一個空運巨無霸,它一次可搭乘2000名乘客,是A380可承載量的兩倍還多。水上客機如果想要成為航空主流,也許尚需時日,因為人們還需轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的航空觀念,有趣的是,對水上客機來說,人類面臨的一大災(zāi)難——溫室效應(yīng)(引起的海平面上升)卻成了它的一大利好。
混合飛行器
人們都知道NASA喜歡探索太空,但人家的全稱是美國國家航空航天局,憑借其遙遙領(lǐng)先的技術(shù)和理念,NASA設(shè)計了許多炫酷的“新概念”飛機,除了前面提到的“洛克希德·馬丁N+2”,NASA的另一個代表作就是“N3-X”。
“N3-x”被稱為混合飛行器,因為它混合了目前能夠想到的一切可以利用的新科技成果,可以稱得上是未來“新概念”飛機最終極的版本?!癗3-x”外形很像美國B-2隱型轟炸機,它的機翼和機身融合在一起,配以流線型設(shè)計,可以大幅度減少飛行阻力。在動力方面,“N3-X”也要強過著名的波音777(全球最大的雙引擎寬體客機),波音777通過機翼下的兩個渦輪風扇發(fā)動機來提供推力,用燃油供能;而“N3-x”則采用生物燃料提供電能,使用超導(dǎo)電機來提供動力。超導(dǎo)電機由超導(dǎo)體材料制作,電阻為零,不會發(fā)熱升溫,所以體積很小、功率密度很高。這些超導(dǎo)電機被安置在“N3-X”的尾部和機翼的翼端,與波音777相比,這種設(shè)計不僅環(huán)保,而且在空氣動力學上的效率也更高。
NASA的科學家們表示,“N3-X”最快可能在20年之后研制出來。
電動飛機
許多“新概念”飛機雖然炫酷高大上,但距離現(xiàn)實還有一段距離,而歐洲空中客車公司設(shè)計的“E-Fan”(伊凡)卻已經(jīng)可以升空了。
在2014年的英國范堡羅航空展,空中客車公司參展的是一架小型飛機“E-Fan”,其翼展為9.5米,總重量僅有550千克左右。在一眾大型飛機中間,“E-Fan”顯得不那么起眼,但依舊贏得了各方的關(guān)注,其原因就在于它符合未來私人飛機的發(fā)展潮流——綠色環(huán)保、安靜、輕便快捷。
“E-Fan”是目前世界上唯一百分百依靠電池提供動力的飛機,而且電池是可以充電續(xù)航的。由于不使用燃油,在飛行過程中,“E-Fan”不會排放廢氣,人們也幾乎聽不到任何刺耳的噪音。毫無疑問,“E-Fan”有著極大的市場潛力,對于大多數(shù)只在近距離區(qū)域活動的上班族來說,“E-fan”要比汽車、電動車要快捷,吸引力自然也大得多。
然而,“E-Fan”也有類似電動汽車的缺點,那就是續(xù)航時間短,一次只能飛1個小時、搭乘兩人??罩锌蛙嚬救匀缓芸春盟?,設(shè)計人員計劃在2017年推出能夠搭乘4人的“E-Fan”,而在更遠的將來,空中客車公司甚至有著更大的“野心”,他們希望能將“E-fan”發(fā)展成能夠承載90人的客機。如果這一目標能夠?qū)崿F(xiàn),屆時天空將變得熙熙攘攘,點綴著各式各樣、五顏六色的私人飛機,讓我們拭目以待吧!
(本文源自大科技*科學之謎2015年第12期文章)
未來的飛機是什么樣子
未來客機是啥模樣?來自巴塞羅那的設(shè)計師Oscar Vinals公布了一種被稱為“前進鷹”的概念飛機。從圖中可以看出“前進鷹”的設(shè)計是十分科幻 ,翼展可達到314英尺,大約為95米,超過目前波音747和空客340系列的翼展。全機擁有三層甲板,能夠攜帶800名乘客和隨行工作人員,整體性能相當強悍。
設(shè)計師Oscar Vinals認為“前進鷹”不僅運載能力突出、飛行性能極佳,而且還挺安靜,噪音水平只有目前寬體客機的75%,碳排放甚至可以降到零。這要歸功于機翼上的太陽能電池板和帶有風力渦輪的發(fā)電裝置,可以在飛行時提供足夠的電力。800人的運載能力也超過了A380的運客量,后者大約能搭載525人。
“前進鷹”的先進性主要體現(xiàn)在高效的氣動設(shè)計上,類似海豚的機體可提供可觀的升力,而且其動力裝置為6具氫燃料發(fā)動機,其中5具為超導(dǎo)引擎,可在飛行時提供動力,還有一具為中央引擎,在抵達巡航高度后轉(zhuǎn)為發(fā)電裝置使用。機翼上的太陽能電池板也可以提供足夠的電力,因此“前進鷹”是一架碳排放為零的超級客機,而且還非常安靜。
多余的能量將存儲在客機內(nèi)部的蓄電池中,可以在夜間飛行時提供電力?!扒斑M鷹”使用了碳纖維輕質(zhì)材料,翼展96米,可以折疊,為了方便在各地機場著陸。設(shè)計師Oscar Vi?als認為“前進鷹”的設(shè)計建立在先進的量子力學基礎(chǔ)上,到2030年我們的客機將會使用量子力學的理論成果,目前這些基礎(chǔ)研究已經(jīng)在全球各高校實驗室中開展,未來15年能夠取得突破性的進展。
從圖中可以看出,“前進鷹”的設(shè)計突破了當前客機概念,機體的設(shè)計采用了仿生學技術(shù),中部擁有三層甲板,機頭也有上下兩層。機翼采用變種的超臨界機翼設(shè)計,翼尖小翼的設(shè)計也突破了常規(guī),整體效果更佳科幻。發(fā)動機安裝在機翼下方和尾翼下方,共四具,這樣的設(shè)計也與當前的客機設(shè)計不同,更大的內(nèi)部空間也有利于增加載客。
機身尾部的引擎可以在巡航姿態(tài)下提供電力,其他引擎為超導(dǎo)發(fā)動機,機身長度為80米,載客量800人。飛行員位于機頭二層甲板上,第一層甲板為全景觀察窗,可讓頭等艙旅客享受到更多的飛行體驗。機身中部經(jīng)濟艙的旅客觀察視角可能并不理想,大部分舷窗觀察角度被巨大的機翼遮擋。
(編譯:羅輯)
關(guān)于《未來科幻飛機圖片》的介紹到此就結(jié)束了。