航空技术与战争的关系十分密切。虽然,早在1903年12月17日,莱特兄弟的试飞成功就已为现代航空技术的发展开辟了道路,但是,航空事业的真正起飞还是在第一次世界大战之时。当时,法、德是世界航空强国,三十年代的战争危机继续促使各国大力发展空军,终于在二战期间完成了从活塞式飞机向喷气式飞机的过渡,从而使航空技术发展到一个新的阶段。
标志着航空技术发展水平的主要有三个方面:(1)、飞机的飞行性能——速度、升限(高度)、航程(续航能力);(2)、飞机的稳定和操纵性能;(3)、机动飞行的安全性(指起飞、着陆等曲线变速飞行)。据统计,飞机飞行速度的世界纪录,1910年为时速100公里,1921年为330公里,1927年为479公里。飞机升限的世界纪录,1914年为3,500米,1925年达到10,000米,1929年接近12,000米。飞机航程的世界纪录1919年约为440公里,1925年达3000公里,1929年又达到7000公里。三十年代,各大国对这样的水平并不满足,因为军界普遍认为,在未来的战争中,飞机的重要性将大大增加。特别是法西斯国家十分迷信“空军制胜论”,认为只有掌握制空权才能掌握战争的主动权,从而取得战争的胜利。为此,必须制造出飞行性能更高的飞机。
首先,必须对当时盛行的活塞式内燃机为动力的飞机进行改革。三十年代,关于飞机设计方面的发明就有几百项。为提高速度、减少阻力,从1930年起开始采用收放式起落架,1933—1934年,完全淘汰了双翼机而使用张臂式单翼机,同时把开敞式座舱改为封闭式的,飞机表面变得光滑而呈流线型。过去,飞机结构材料是用优质木材,外面再蒙以细密而结实的亚麻或棉布,三十年代普遍改用硬铝,此后,全金属张臂式单翼机已十分普遍。为了改进动力装置,在发动机上加装废气涡轮增压器,将定距螺旋桨改为变距螺旋桨,从而使活塞发动机的功率从一战时的110—360马力增到800—1000马力,重量马力比从1公斤(重量)/马力降到0.5公斤(重量)/马力①。此外,陀螺稳定仪、三轴自动驾驶、开缝襟翼、升降舵、水平安定面、垂直安定面、无线电等技术都得到应用,从而提高了飞机的操作与安全性能。三十年代涌现出许多新型活塞式飞机,成为第二次世界大战的主要用机。例如,德国的容克87俯冲轰炸机、日本的“零”式战斗机、英国的喷火式战斗机和惠林顿轰炸机、美国的B—17重型轰炸机、苏联图波列夫(1888—1972年)设计的各种AHT型飞机等等。1939,美国工程师西柯尔斯基(1889— )还制成了第一架直升飞机。
二战初期,德意法西斯使用飞机、航空母舰发动“闪电战”,进行突然袭击,暂时获胜,于是,反法西斯盟国也大力发展空军,进行海陆空联合作战。1944年美英军队在诺曼底登陆,集中了10,637架飞机。1945年苏军攻克柏林,使用了8,400架飞机。1937—1945年,各国飞机年产量总数由两万架增加到17万架。第一次世界大战的参战国共动用了一万架飞机,而第二次世界大战中,各国共生产军用飞机约70余万架。其中,美国生产了约40万架。美苏成为世界航空大国。
战争不仅要求增加飞机的产量,还要求提高飞机的性能。战时美国波音公司生产的B—29轰炸机被誉为“超级空中堡垒”。苏联的伊尔型歼击机、图-2轰炸机、英国的飓风式战斗机都有许多新的性能。但是,活塞式飞机的速度在1939年达到每小时755公里后就到了极限,不可能有更大的改进。因为活塞式发动机的功率与发动机的重量成正比,如要提高速度就必须提高功率,也要相应地增加重量,这在飞机上是行不通的。科学家们试用燃气轮机取代,即用高温膨胀气体直接推动涡轮叶片带动螺旋桨转动。但是又产生了音障问题。因为当飞机的速度接近音速时,就会产生激波,影响螺旋桨的效率,使飞行阻力加大。为了突破音障,从战前起,科学家们就已开始研究喷气式发动机了。英国皇家空军学院的惠特尔(1907— )早在1928年就发表了有关喷气发动机的论文,后来他又论证了可利用燃气推动燃气涡轮增压。1939年,他与英国格洛斯特飞机公司签订了制造合同。1941年5月15日,英国第一架喷气机E28/39号试飞成功。1943年又制成了喷气战斗机“流星”号,它在1945年创造了每小时飞行976公里的世界纪录。美国引进惠特尔的喷气发动机,1945年初研制成功轴流式压气喷气机。苏联在1942年5月成功地进行了喷气式飞机的试验。德国早在1938年8月27日就秘密试飞了He—178喷气式飞机,由于发动机推力不大,未受到重视,后来用轴流式压气机代替离心压气机后,发动机的推力大大提高,于是,德国在战争末期将喷气式飞机投入战斗,但未能挽救其失败的命运。至于其他国家,虽然在战时积极研制,但只是在战后才能得到迅速的发展和广泛的应用。
喷气式飞机和火箭、导弹有着共同的理论和技术基础,喷气飞机的出现对于火箭技术的发展有直接的影响。液体火箭是现代火箭技术的标志。苏联的“宇航之父”齐奥尔科夫斯基(1857——1935年)从十九世纪末叶起就开始研究。1933年,他成功地发射了一枚液体火箭。与此同时,美国、德国的研制工作也取得很大进展。1931年4月15日,德国工程师塔林发射了一枚固体推进剂火箭。1935年3月28日,美国人高达德(1882——1945年)在新墨西哥州发射的液体火箭飞行高度达1,460米。但他的工作未能引起美国政府的重视,相反,德国出于军事考虑,对火箭研究给予极大关注。1932年7月,德国陆军开始秘密研制火箭。
1937年3月,德国投资三亿马克,在波罗的海中的乌泽多姆岛上的庇纳门德建立了一个火箭研究中心。在冯·布劳恩(1912—1977年)主持下,于1942年10月3日制造并试验成功A-4远程液体燃料火箭。所用的推进剂是酒精(75%)和液氧,最大速度为每秒1.7公里,射程310公里,火箭总重14吨,最大高度80公里。火箭带有10吨燃料,1,000磅TNT炸药。该火箭后改名为V-2火箭。1944年希特勒将其投入战争,共发射了4,300枚,由于命中率不高而没有能发挥预期的作用。然而,毕竟是因为有了火箭这一运载工具,人类才有可能从在大气中的航行发展到星际航行,从航空发展到航天。火箭是空间技术的基础,战时火箭的试制成功,为五十年代航天时代的开始作好了准备。
总之,1929—1945年间科学技术的发展在世界历史上是有重要地位的,这是两次技术革命高潮中间的过渡时期,由于受到经济大危机和二次世界大战的干扰,整个科学技术的发展呈现出十分复杂和不平衡的局面。尽管有的学科受到抑制,但上述与军工关系密切的学科却取得了重大的成就。这些成就对战后的科技革命及世界经济面貌的大改观有着十分深远的影响。
① 重量马力比,指飞机发动机重量与马力数之比。
本文地址: https://www.yishiweijian.com/shijie/2022124771.html
文章来源:主编
版权声明:除非特别标注,否则均为本站原创文章,转载时请以链接形式注明文章出处。
2023-02-15主编
2023-02-15主编
2023-02-15主编
2023-02-15主编
2023-02-15主编
2023-02-15主编
2023-02-15主编
2023-02-15主编
2023-02-15主编
2023-02-15主编
2022-11-29主编
2022-11-29主编
2022-11-23主编
2022-11-18主编
2022-12-08主编
2022-12-08主编
2022-12-02主编
2022-11-29主编
2022-11-29主编
2023-01-03主编
2023-02-15主编
2023-01-24主编
2023-01-04主编
2022-12-05主编
2022-11-29主编
2023-01-24主编
2022-11-29主编
2023-01-03主编
2022-11-17主编
2023-01-15主编
扫码二维码
获取最新动态