教育
青少年科普知识校边书 “滑翔机之父”李林塔尔
2023-07-20
在滑行飞行的实践上,最有名的探索者是奥托·李林塔尔,他最早设计和制造出实用的滑翔机,人称“滑翔机之父”。 李林塔尔出生在德国的一个贫困家庭,从小就对飞行有着浓厚的兴趣。14岁那年,他和弟弟还模仿鸟儿飞翔,他们用环扣把自己做的翅膀扣在胳膊上,从很高的地方跳下来,最后的结果当然是以失败告终。由于家里穷,李林塔尔没能上大学,从工艺学校毕业后,便到一家工厂当工人。不久,心灵手巧的李林塔尔就调到了厂里的设计室工作,两年后,他获得了一笔微薄的助学金,有了这笔钱,他可以到柏林工艺学院学习,于是又做起了飞行梦。他用一种叫“阀舌”的机械装置来模仿鸟的翅膀。在他看来,人不能飞起来,是因为没有翅膀,只要有能让人飞起来的翅膀,人就能像鸟儿一样飞翔。李林塔尔当时不知道,哪怕把鸟儿的翅膀安在人的身上,人也是飞不起来的。因为人不像鸟儿那样,具备飞行的素质。人的体力有限,不可能像鸟儿那样不停地运动,人的外形和体重也根本不可能在空中飞翔。鸟儿为了飞翔,骨头构造是很特别的——都是空心的。所以,李林塔尔把“阀舌”安在自己的身上,再次进行飞行试验,结果还是以失败告终。 李林塔尔终于认识到,人是不可能像鸟儿那样飞翔的,但可以借助其他物体飞上蓝天。明白了这一点后,李林塔尔开始进行滑翔机的研究和试验。那时候的李林塔尔已经是一名机械工程师了。他建了一个机器工厂,用机器工厂创造的财富为他进行飞行试验提供所需要的资金。 1891年,李林塔尔终于制造出第一架能实际滑翔的滑翔机,它的外表颇像一只伸展双翼的大鸟,尾部也与鸟尾大同小异,高高翘起。它是用棉布、竹片和藤条制成的。其显著的特点是两副翼面为弓形,是现代伞翼滑翔机名副其实的鼻祖。李林塔尔驾着这只“大鸟”成功地进行了滑翔飞行。在此后的几年时间里,李林塔尔又先后制造了18种不同的滑翔机,其中有12种是单翼机,6种是双翼或多翼机。他的滑翔机除了机翼面积的大小和布局不同外,机翼形状几乎是一样的,很像天空中飞行的鸟的翅膀。为了更好地开展试验,他在柏林附近修建了一个试验场。1894年,李林塔尔从一处悬崖上起飞,成功地滑翔了350米,这在当时是一个惊人的成就。他仔细地将自己的成就记录下来,使之成为航空史上最早的飞机性能记录之一。 李林塔尔并不满足已有的成绩,他觉得自己对滑翔机的操纵控制还不是那么熟练,还没有达到随心所欲的地步。他不厌其烦地继续做滑翔试验。从1891年到1896年,他的飞行试验次数多达2000次。随后几年,李林塔尔制作的滑翔机飞得越来越好,最远一次达到1000米。李林塔尔的大名一传十,十传百,有关他的新闻不胫而走,传遍全球,人们授予他“蝙蝠侠”的美称。 1896年4月9日,李林塔尔操纵他的滑翔机从德国斯图伦附近的山坡上起飞了,凭借一股有力的风势,他一下子腾到高空。李林塔尔非常兴奋,却全然不知由于上升迎角太大,滑翔机已达到了失速的边缘。正当他试图尝试一种新的控制方法时,这个“双翼蝙蝠”突然头向下,一直栽向地面。滑翔机摔毁了,李林塔尔也受了重伤——脊椎骨折。人们急忙将他送往医院。在赶往医院抢救的途中,弥留之际的李林塔尔对他的弟弟古斯塔夫说出了最后一句话:“总要有人牺牲的⋯⋯” 实用飞行史上,在莱特兄弟之前,李林塔尔的名字是最伟大的。李林塔尔从14岁开始便矢志飞行,为其整整奋斗了34年。他的大量飞行实践和研究为后来的飞机研究者提供了宝贵的经验,直接帮助了飞机的发明人莱特兄弟的成功。德国为了纪念李林塔尔的功绩,为他立了一座纪念碑,上面写着“最伟大的老师”。 知识链接 滑翔机大多是没有动力装置、重于空气的固定翼航空器。可由飞机拖曳起飞,也可用绞盘车或汽车牵引起飞,还可从高坡上下滑到空中。在无风情况下,滑翔机在下滑飞行中依靠自身重力的分量获得前进动力,这种损失高度的无动力下滑飞行称滑翔。在上升气流中,滑翔机可像老鹰展翅那样平飞或升高,通常称为翱翔。现代滑翔机主要用于体育运动。
航天人物 牛顿的“大炮”
2023-07-11
1590年,意大利天文学家、近代物理学的鼻祖伽利略发现了自由落体定律。十几年后,德国天文学家开普勒经过辛勤的整理和计算,归纳出了行星绕太阳运行的三条基本规律——开普勒三定律。后来,英国大科学家牛顿综合了前辈们的天文学、物理学和力学成就,通过严密的数学推导,把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来,论证出了万有引力定律。万有引力定律使人们认识到:由于人与地球的质量相差太悬殊,所以人总是被地球巨大的引力束缚而不能离开地面。接着,牛顿在1687年完成的《自然哲学的数学原理》一书中指出:如果一个抛物体不受地球引力的作用,就会沿着一个方向向太空深处飘游,浪迹天涯,永远不会回到地球。为此牛顿曾设想制造一座高射大炮,架在高山之上,炮弹平射出去,在获得足够大的速度之后,距地面越来越远,而受到的地球引力也就越来越小,以至能飞到足够远的地方环绕地球飞行而不致掉下来;如果速度再大,甚至会飞离地球轨道而进入宇宙空间漫游。但牛顿设想的高射大炮并没有制造出来,后来的一系列发现也证明这种高射大炮不可能被造出来。随着人类向宇宙深处探索的延伸,现在问题已经明朗了,要离开地面,就要克服地球引力。如何才能克服地球引力呢?克服引力究竟需要多大的能量?飞行器在突破引力束缚时所需要的最低速度是多少?根据牛顿提出的理论,人们很快找到了答案。经计算,如果一个物体达到7.9公里/秒的速度,就能使地球对它的吸引力,即物体的向心力与它的离心力保持平衡,物体便可不再坠落到地面,而是环绕地球运行,并与到地面的距离始终保持不变,这个物体就成为地球的一个卫星,环绕地球飞行。这个速度被叫作“第一宇宙速度”,或称“环绕速度”。人类要实现航天的愿望,首先要突破“第一宇宙速度”,这是摆脱地球束缚的第一步。如果按照牛顿的设想,要使炮弹达到7.9公里/秒的速度,炮身需要1公里长,很显然这是无法办到的事情。如果物体运行的速度再提高,那么它离地球中心的距离就会越来越远,同时飞行速度逐渐减小飞行轨道变成一个椭圆形;并随着速度的增加,飞行曲线越来越平滑。当速度大到11.2公里/秒时,则椭圆形的曲线就会裂口,地球引力就再也不能对这个物体起作用了。于是,它就会飞离地球,成为太阳系中的一颗行星。这个速度被叫作“第二宇宙速度”,或称“逃逸速度”“脱离速度”。当这个物体的速度再增加到16.7公里/秒时,太阳的引力就会显得无能为力,也管束不了它,只好让其飞出太阳系,到更加广阔的宇宙空间任意遨游了。这个速度被称为“第三宇宙速度”,目前只有火箭才能突破该宇宙速度。地球上发射的物体达到什么速度才可以摆脱银河系引力的束缚,飞出银河系呢?由于人们尚未确切知道银河系的准确大小与质量,因此只能粗略估算,需要达到110—120公里/秒,目前还没有航天器能够达到这个速度。知识链接牛顿除了在力学方面的成就外,在其他学科也有突出贡献。在数学方面,牛顿与莱布尼茨独立发展出了微积分学,并为之创造了各自独特的符号;在光学方面,他发现白光是由不同颜色的光混合而成的,创立了光的“微粒说”,从侧面反映光的运动性质;在热学方面,牛顿确定了冷却定律;在天文学方面,他创制了反射望远镜。如此众多的成就,称他为百科全书式的“全才”,实至名归。
青少年科普知识枕边书
2023-07-10
“航天始祖”万户 通过天文望远镜观测月球,可以看到月球表面上分布着许多大大小小的环形山。大多数环形山都是以地球上著名的科学家的名字命名。如哥白尼环形山、第谷环形山、牛顿环形山等。在月球背面,有以我国古代著名科学家的名字命名的环形山,万户环形山就是其中之一,它是以我国明朝时期向太空挑战的英雄——万户的名字命名的。 万户是明朝人,生活在14世纪末期。万户原来是一名木匠,喜好工艺技术,善制交通器具。后弃艺从戎,在军中参与改进刀、枪、车、船等各种作战用具。万户手艺精湛,希望制造一种飞龙,能够腾空飞行,日行万里,山河无阻。 明朝的军队中已广泛使用火箭武器。“火箭”最初的含义是带“火”的箭,早在三国时期就有了这一名称。当时的兵家在箭杆前部绑上易燃物,点燃后用弓弩射出去进行火攻。到了唐代,由于炼丹术的兴起,出现了火药的配方,于是兵家在作战中又将绑在箭杆上的易燃物换成了火药。 由于这个时期的火箭还是用弓弩弹射的,而不是靠自身喷气推进的,故与现代火箭只是名称上相同,其飞行原理毫无共同之处。 10世纪中叶,宋朝大将冯继升、岳义方发明了一种用作兵器的火箭,并试验成功;11世纪的唐福、石普先后把自己制造的火箭献给朝廷,并组织了射击表演。宋军在与金兵、元兵的作战中,广泛使用了一种叫“霹雳炮”的火箭。到16世纪,明代名将戚继光在抗倭战争中曾使用一种重2斤、射程300—600尺(1尺约为0.33米)的火箭,显示了较强的威力,使倭寇闻之丧胆。明朝制造的火箭,最著名的有“神火飞鸦”“火龙出水”“飞空砂筒”“一窝蜂”等。“神火飞鸦”箭筒像一只大鸦,呈纺锤形,腹内装火药。每个翅膀下斜插两支火箭。鸦背上钻一小孔,安装火药线并与翅下火箭相连。点燃火药线后,两支火箭同时燃烧,能把大鸦发射到百余丈(1丈约为3.33米)远的地方。“火龙出水”是用一根长筒,装上木制龙头龙尾,龙身两侧前后各安装两支火箭,用同一根火药线连在一起,龙腹内装有一组火箭。先点燃筒外的火箭,推动筒身向前飞行;火药燃尽后引燃筒内火箭,并从龙口射出飞向目标。它是一种两级火箭的雏形。“飞空砂筒”是在箭杆上绑两支方向相反的火箭,发射时先点燃向前的火箭,当飞向目标后炸药砂筒落地爆炸,然后引燃向后的火箭返回原处。这是一种可回收的两级火箭。“一窝蜂”是一个箭筒内插上多至32支火箭,同时点火射出,众矢齐发不仅可加大杀伤威力,还可增大射程。这是一种最早的集束式火箭。这些火箭具有现代火箭的特征,在飞行原理、结构等方面几乎没有什么不同,只是构造简单一些罢了。 万户和军营中的工匠们从这些火箭中,特别是吸取“神火飞鸦”和“火龙出水”的技巧,设计制造出一种会飞的“飞龙”火箭。这种前后两端分别是木质雕刻的龙头龙尾,它们下面各装两个火箭筒,龙肚子里装有火药,用引信点燃后,可飞行约500米。谁来乘龙试飞呢?万户挺身而出,表示“不入虎穴,焉得虎子”,愿意亲自进行一次飞行实践。这一天,在一座山坡上,聚集着观看飞行的人们。军中工匠们将一把椅子安放在一个木制构架上,构架四周绑上47支火箭,万户坐在椅子上,两只手各握着一只大风筝,他打算等火箭升空后利用这两只大风筝带着自己在空中飞行。等一切都准备就绪后,他命令工匠点燃火箭,随着一支支火箭发出的轰响声,喷出一股股火焰,“飞龙”拔地升起,冲入半空⋯⋯突然,火光消失,“飞龙”下坠,栽到山脚下,万户不幸牺牲了。1945年,美国火箭学家赫伯特·基姆在他出版的《火箭和喷气发动机》中也记载了这个故事。 万户是世界上第一个利用火箭向太空搏击的英雄。虽然万户的做法现在看来很可笑,然而在那个时代却是富有创造性的。他的努力虽然失败了,但他借助火箭推力升空的设想,比“现代宇航之父”齐奥尔科夫斯基在1903年提出的利用火箭进行星际旅行的设想早了几百年。他那勇于探索、不怕困难的精神则传承不息,永远激励着后一辈的航天人。万户被世界公认为“真正的航天始祖”。 知识链接 南宋时期,民间用火药制作了各式爆竹和花炮。有利用火药一次爆炸产生的反作用力升到空中,然后再引爆另一部分火药炸出响声的“二踢脚”;也有利用自身的喷气反作用力向前推进的烟火“地老鼠”;还有一种在头部绑着火药筒、尾部装上羽毛,点燃后用喷气推动飞行的“起花”。
航天科普枕边书
2023-07-05
中国航空职业教育创新联合体召开重组成立大会
2023-05-23
中国产学研 联合体 大会成立 2023年5月17日下午,中国航空职业教育创新联合体(以下简称“联合体”)重组成立大会以线上线下相结合的形式在上海举行,会议由联合体筹委会主任张宏主持,中国产学研合作促进会会长王建华等莅临大会,联合体137家成员中117名代表出席了会议。 联合体名誉主席魏振中 大会首先听取审议了上一届理事长魏振中作的理事会工作报告。 魏振中理事长在报告中提到,遵照章程和理事会提出的“能做事,会做事、做成事”的要求,上届理事会克服种种困难,开展了一些工作,也取得了一定的成效。工作期间召开了三次理事长办公会,明确了秘书处的工作职责,建立了工作规章制度;组织举办了航空人才培养等专题论坛;组织有关单位参加了中国国际通用航空博览会;积极参与教育部1+X职业技能证书项目;联合各企事业单位筹划组织全国空乘技能大赛。工作报告为重组后的联合体理事会未来工作提出了一些建议。联合体常务副主席兼秘书长赵法强 中国航空职业教育创新联合体筹委会副主任赵法强作了联合体筹备情况的报告。介绍了中国航空职业教育创新联合体工作机构、工作规则、会费缴纳与管理办法。向全体代表报告了联合体重组报批手续的申请、发展与工作经费的筹措、重组建立的人事组织机构设置方案,以及成立大会的筹备、工作人员聘任、办公条件的落实等事项。 按程序,与会理事代表对上述两个报告进行了审议,线上线下117位代表一致表决通过。 中国产学研合作促进会丁玉贤宣读关于支持建立中国航空职业教育创新联合体的复函。中国产学研合作促进会会长王建华为联合体主席、常务副主席、副主席、监事长、副监事长颁发证书 大会通过线上、线下表决方式,选举出137名联合体理事会理事,在全体理事中选举出48名常务理事。联合体理事会选举张宏为主席,赵法强为常务副主席,郑东、宋庆华、徐佐强、李德胜、李延平、王凯、李青谦、谢潮龙、王为锋为副主席;选举李维艰为监事长,邓鲁华为副监事长,孙学军、汪长虹为监事;推举上届理事长魏振中为本届联合体名誉主席。 常务理事按照程序表决通过了张宏主席提名的秘书处负责人名单。赵法强兼任秘书长,董永胜、曹莉、王文婷为执行秘书长,曹艳龙、张辉、王冉、马永霞、徐景璇、杨书文为副秘书长。联合体副主席谢潮龙 谢潮龙代表当选副主席发言,他表示中国航空职业教育创新联合体的成立有助于推进中国航空职业教育体系建设,为民航院校、科研院所、航空企业搭建一个全国性的跨专业、跨行业、跨区域的服务平台,互相交流,共谋发展,为我国从民航大国向民航强国转变提供人才培养和技术支撑。联合体监事长李维艰 联合体监事长李维艰代表当选监事会成员对大家的支持与信任表达了感谢,并表示监事会将作为理事会的监督机构,责任重大,将积极发挥监督管理职责,不辜负各位理事的期望。中国产学研合作促进会会长王建华为中国航空职业教育创新联合体主席张宏颁发聘书 当选主席张宏发表就职讲话。他说,感谢王建华会长的莅临和促进会的支持,感谢各位理事成员的信任和重托,感谢上届理事会为联合体建设发展打下的坚实基础,本人将竭诚尽力和大家一起将联合体的作用与成果惠及到各成员,为国家、为社会做出联合体应有贡献。 张宏主席指出,中国航空职业教育创新联合体成员中有引领各领域的协会组织;有航空业上下游企业和延伸产业;有已开设或预开设航空专业的院校和社会培训机构;有航服传媒和人力资源组织;还有有志于航空教育和传播的行业专家学者,将来成员队伍和资源能力会扩大增强,成员间保持协同互助、融合创新是联合体发展重要依托和动力源泉。 张宏主席表示,中国航空职业教育创新联合体重组后要按照王建华会长的要求,围绕着产、学、研、政、资、介做好谋篇布局和具体实施,积极推出互利多赢的举措和有影响力的活动回馈社会和联合体成员,借助促进会和联合体的资源共同做大做强,同业竞争成为多赢的竞合,希望大家凝心聚力一起努力,将联合体做成具有可持续性、资源赋能、联合创新的新型社会组织。中国产学研合作促进会会长王建华 中国产学研合作促进会会长王建华强调,换届以后,中国航空职业教育创新联合体要以习近平总书记关于职业教育工作的重要论述为根本遵循,深入贯彻落实《关于深化现代职业教育体系建设改革的意见》,立足新发展阶段,贯彻新发展理念,构建新发展格局,要深刻把握职业教育产教融合协同育人内涵,探索构建民航特色职业教育人才培养新格局。以面向国家战略、社会亟需、产业发展,瞄准“真问题”,开展“真研究”,创新校企协同育人新途径,通过建立专业理论定制、产业课程实践、产融协同共管等,引导校企共同研究定制培养方案、联合选题、成果共享,创新构建产教融合人才培养机制。 王建华表示,促进会将一如既往的支持联合体的工作,做好“三个服务”,以党的二十大精神为指引,与在座各位共创共享共赢,祝愿联合体在新一届领导班子的带领下,求真务实、开拓创新,为交通强国民航新篇章建设提供技术技能人才支撑,为推动航空产业高质量发展做出更多贡献。线下参会的部分理事成员合影本文转载通航在线
第六届全国青少年无人机大赛(安阳市赛)暨第五届安阳市青少年航模大赛举行
2022-10-31
第六届全国青少年无人机大赛(安阳市赛)暨第五届安阳市青少年航模大赛举行记者李中华摄10月30日上午,作为第十四届安阳航空运动文化旅游节重要赛事活动之一的第六届全国青少年无人机大赛(安阳市赛)暨第五届安阳市青少年航模大赛在市正一中学举行。本届大赛由中国航空学会、市航办、市教育局、市文化广电体育旅游局联合主办,安阳市航空协会承办,旨在让更多的青少年接触并参与到无人机、航空运动中,共有来自全市29所学校的570多名中小学生参与。