“阳光动力”2号环球之旅虽因天气原因多次推迟来宁,但它早早给南京带来了阵阵新能源动力航空科普热潮。本期科普专栏特邀专家为您解读航空航天方面的相关知识。 1.飞行器主要有哪几类? 飞行器总的可分两类:航空器(大气层内飞行)和航天器(大气层外航行)。航空器又分轻于空气的飞行器(气球、飞艇)和重于空气的飞行器(飞机、直升机、旋翼机、扑翼机、地效飞行器等);航天器主要分卫星、载人飞船、空间站、航天飞机和深空探测器。 2.飞行器最快的速度是多少、最长飞多远? 飞机是目前最快的交通工具,现有的航线客机,亚声速类型的飞行速度为800—1000公里/小时。连续飞行最长时间的飞机是美国的“大庄园”号通用飞机,在多次空中加油情况下连续飞行了64天22小时,相当于环绕地球6圈。 航天器飞得更快、更远。飞绕地球卫星的速度是7.91公里/秒;脱离地球引力绕太阳系航行的飞行器最小速度是11.19公里/秒;飞离太阳系的飞行器速度最小为16.7公里/秒。目前留在外空间最长的实用航天器是原苏联的“和平号”空间站,在太空运行了15年。 3.为什么直升机可以垂直起落和空中悬停?它是如何控制飞行的? 直升机的飞行原理是直升机的发动机并不产生推力,而是带动旋翼转动。高速运转的旋翼,通过与空气的相对运动而产生垂直于旋翼桨盘的拉力。当旋翼桨盘成水平位置时,旋翼拉力与重力相等则可“悬停”;拉力大于重力则上升;拉力小于重力则下降。 当桨盘旋转中心轴线倾斜时,拉力在倾斜方向产生水平分力。该分力使得直升机向倾斜方向“前飞”。单旋翼直升机的机身尾部有一个垂直转动的“尾桨”,对机身产生的力矩来平衡旋翼反扭矩,并控制机头指向。而设计有“共轴反转双旋翼”型、非共轴反转双旋翼以及多旋翼型的直升机,可相互抵消“反扭矩”。 4.为什么无人机可以自主控制飞行? 这是因为,无人机上装置有感知自身状态和在空间位置的传感器。通过机载微型计算机与这些传感器组成一个自动飞行控制与导航系统,包括硬件电路和控制软件,设计自主控制与导航的“控制律”,就能实现按预定路线稳定飞行的功能。更先进的无人机还具有自主识别环境的能力。
(稿件提供:市科协网络科普专家、南京航空航天大学教授昂海松)
南京日报原文链接:http://njrb.njdaily.cn/njrb/html/2015-04/22/content_153262.htm |