浅谈航空航天科技的发展

李雷行至

摘 要：人类自古以来，就希望能像鸟儿一样在空中飞翔，中国春秋时代风筝的发明，虽然不能载人升空，但它是飞机鼻祖，文章主要根据航天制造技术要求和特点进行分析，探究制造业的新技术和发展趋势。

关键词：航空航天；科技发展；高技术产业

航空航天技术是指利用航天活动开展而产生的高级施工作业的一种行为。主要涉及到人力资源配置设备仪器的搭配和安装类深度的学术作业，关系到国家、民族、和全人类的追求。此项技术已经带着人们进入到了三维时代。航天的含义是穿越大气层飞行活动，航空的含义是大气层中的飞行活动，空气动力学是航空技术的理论基础，航空技术是综合性较高的技术，是依靠电子技术为灵魂，材料为关键。飞机的飞行离不开空气间互相作用而产生空气动力，致使在大气层中飞行的，飞艇则是用空气中浮力在大气层内飞行。飞机中的发动机是通过飞机携带的燃料和大气层中间的氧气作用的。航天技术包含了飞行器设计、制造和实验发射和应用开发了宇宙空间的一种综合性较高的技术，其中载人航天是航天技术最前沿的体现。航天活动的进行是为了探索太空，为人类的发展服务。航天活动进行的基本条件是航天器速度要达到摆脱地球、太阳的吸引力的速度。

按照航天器探索开发的对象来分，可以分为：环绕地球运行、飞往行星航行、星际航行及飞往月球航行。

众所周知，飞行器的源动力是发动机，发动机是飞行器的心脏，故而它的性能直接关系到飞行器的发展。飞行器是随着发动机发展而发展的，发动机功能的不同，会导致用途不同，关于发动机类型和特点如下：

根据发动机原理来分：空气喷气发动机，活塞式发动机，火箭发动机和组合发动机。气缸是燃烧的地方，气缸主要是活塞作往返运动，活塞式发动机为依靠活塞在气缸中作往返运动，让气体完成循环，再把燃料部分变成机械功的一种动力装置。气缸顶部有点燃混合气的装置（电火花塞）和进、排气门，在发动机的外壳上多呈V型。发动机工作的时候，温度升高，所以在外壁上有大量的散热片，用来扩大散热的面积。在单缸容积情况一样下，气缸的数目越多，则发动机的功率就越大。活塞受燃气压力在气缸内作往返运动，再用连杆把这种运动变为曲轴旋转运动，曲轴转动时，通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力。

飞机在空中飞行时，飞行员主要是运用油门、舵、杆来改变飞机力矩和空气动力，来改变飞机在空中飞行的状态。为了解飞机操作原理，首先要了解飞机平衡、安定性和操作性等主要知识。作者根据以上三方面来分析飞机在飞行时候的操作原理：

首先对术语进行分析，飞机各部件、乘员和货物等重力总和是飞机的重力，着力点称为飞机的重心；飞机坐标轴是以飞机的整个机体为标准，再通过飞机重心三条相互垂直的坐标轴为机体轴。

飞机平衡性、安全性和操作性：

飞机的平衡是指重心所构成的各力矩之和为零，作用于飞机的各力之和同样也要为零。飞机在空中处于平衡状态飞行时，飞机速度的快慢和飞行方向都保持不变，也不绕重心转动。飞机的平衡包括方向平衡、俯仰平衡和横侧平衡三种。飞机在飞行时取得平衡后，不绕纵轴转动，飞机的迎角保持不变。用于飞机的俯仰力矩很多，主要有以下三种力矩：机翼力矩、水平尾翼力矩和拉力的力矩。

喷气发动机是一种利用燃汽从尾部高速喷出时所产生的反冲作用推动机身前进的发动机，效率可达百分之五十到百分之六十。早期的飞机都是用活塞式汽油机做发动机，现在除了少数的用于教练、农用等小型飞机以外已经很少应用了，取而代之的是功率大、速度快、使用空气喷气发动机的飞机。发动机启动时，空气从飞机前边的进气口进入，然后由带有叶轮压气机和叶片对空气进行压缩，使飞机的压强增强，让其温度升高，被压缩的空气在燃烧室内和喷入的液体燃料汇合而燃烧，在燃烧时产生的高温高压燃气首先推动涡轮以带动压气机转动，然后从飞机尾部的排气管以极高的速度喷出，因此产生反动力作用，让飞机快速前进，目前装有空气喷气发动机的飞机的速度已经可以达到或超过音速。

21世纪中，航天科技也进入了新的发展阶段。运载器技术也继续向满足高可靠性、强适应性、高环保性、低成本性、快反应性和大吨位性的方向靠拢，其中，高比强度和比刚度对飞行材料基本要求为：高强度、轻材质、好刚度。减轻飞行器的重量就意味着要提高运载能力，加大飞行的距离，增加机动的性能，从而减少能量的消耗。卫星主要是往高可靠、长寿命等方向发展。人类正在逐渐突破地球轨道，向载人探测发展。飞行器除了要受到静荷载作用外，还要受到因为飞机升降、机动飞行、转动件的高速旋转、发动机振动和突风等因素产生的交变载荷，所以抗疲劳性的材料也受到重视。

在20世纪80年代，改革开放为我国带来了航天科技的春天。2003年10月15日圓了中国国人的梦，这一天神舟5号顺利升空并且安全返回，使中华千年的飞天梦得到了实现，这对世界载人航天事业的发展和振兴中华会起到巨大的推动作用。航天技术的直接应用为人类可持续发展开辟了更广阔的道路，不仅改善了人类的生活环境，提高了人类生活的质量，还将发挥保护人类、保护地球的作用。航天技术是高科技最前沿的技术，产业化的发展也依赖于整个国家的经济水平和社会发展进度，航天产业和传统产业相互促进和共同发展。

目前加快基础设施和服务保障是推动我国通用航空产业发展的基础，也是最重要的前提工作。要加大对通用航空的建设力度，并在此基础上对完善与之相配套的服务体系。加强航空相关法规、标准体系的建设和完善，面对通用航空多样化作业任务进行法规设计，构建全面、实用、有效的通用航空专业体系。相关部门要在现有基础上，进一步扩大低空领域的开放程度，对空域利用的审批程度进行进一步简化，以此来提高相关企业参与通用航空活动的积极性和主动性。

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