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浮力發展歷史

發布時間:2021-02-14 11:37:25

Ⅰ 水動力學的發展簡史

人類早期由於治理洪水和開鑿運河,總結了水的流動規律。例如墨翟(約公元前478~前392)及其弟子所作的《墨經》中就有這方面的論述。古希臘的阿基米德關於浮力的計算是力學的重要成就。15~17世紀,達·芬奇、伽利略、E.托里拆利、B.帕斯卡、I.牛頓等用實驗方法研究了水的靜壓力、大氣壓力、水的剪應力和孔口出流等問題。18世紀後,液體動力學得到較快的發展。在L.歐拉導出水體運動方程後,對水流運動規律的研究可大致分為兩類。一類是用數學方法進行比較嚴格的推導,獲得一些對實際問題有指導意義的結果;另一類是對簡化後的一維方程進行數學分析或對實地觀測和實驗結果進行總結和分析,其結果可直接用來解決工程技術問題。從事前一類研究作出貢獻的主要有:C.-L.-M.-H.納維、A.J.C.B.de聖維南、G.G.斯托克斯、O.雷諾對運動方程的研究;J.-L.拉格朗日建立速度勢和流函數並和A.-L.柯西、F.J.von格斯特納、 G.R.艾里對波浪理論的研究;H.von亥姆霍茲對渦旋運動的研究; 亥姆霍茲和G.R.基爾霍夫對自由流線運動的研究;L.K.開爾文和瑞利關於波浪和流體運動穩定性的研究;Н.Е.儒科夫斯基關於翼型的舉力和水擊分析的研究等。H.蘭姆的《水動力學》(Hydrodynamics)一書總結了這些成果。從事後一類研究作出貢獻的主要有:H.皮托和G.B.文丘里分別設計出測量流速和流量的皮託管和文丘里管;J.斯米頓進行水車和風車試驗;C.波絮埃和J.le R.達朗伯建立拖曳水池進行潛水物體的阻力實驗;F.雷什通過觀測波浪運動和船模試驗,提出重力作用下的相似准則,W.弗勞德給出計算船舶摩擦阻力的方法;J.-L.-M.泊肅葉論述了血液的流動並給出毛細管對流動的阻力和流速分布規律的計算公式;H.-P.-G.達西進行滲流實驗並得出液體通過多孔介質的運動規律;A.de謝才等人研究河道和管道的阻力,根據邊界的粗糙度確定一個系數,再由系數和經驗公式求出流速和流量;J.馬索提出用特徵線圖解法求解不定常渠道水流的雙曲型方程組。上述結果常被編入「水力學」(hydraulics)方面的書中。L.普朗特把上面兩類研究方法結合起來,於1904年提出邊界層理論,這一理論已為數學分析和實驗結果所證實。因此,不考慮粘性作用的數學分析結果可適用於邊界層以外,這對解決實際問題起著重要作用。隨著電子技術和計算技術的發展,如今已能用現場觀測、模型實驗、理論分析和數值計算四類方法相輔相成地解決具有復雜形狀邊界的流動問題。用這些方法所得的研究成果常被編入「流體力學」 (fluid mechanics)方面的書中。在發展過程中,與本學科有關的名稱有水力學、水動力學、流體力學等。因著者不同,同一名稱的著作,其內容重點也不盡相同。

Ⅱ 飛艇有哪些發展歷史

發展歷史

在1783年發明了氣球之後,人們馬上就想方設法推進和駕駛氣球。

1784年,法國羅伯特兄弟製造了一艘人力飛艇,長15.6米,最大直徑9.6米,充氫氣後可產生1000多公斤的升力。羅伯特兄弟認為,飛艇在空中飛行和魚在水中游動差不多,因此,把它製成魚形,艇上裝上了槳,這槳是用綢子綳在直徑2米的框子上製成的。

7月6日進行試飛,當氣囊充滿氫氣後,飛艇冉冉上升,隨著高度的增加,大氣壓逐漸降低,囊內氫氣膨脹,氣囊越脹越大,眼看就要脹破,這可把羅伯特兄弟嚇壞了,他們趕緊用小刀把氣囊刺了一個小孔,才使飛艇安全降到了地面。

這次試驗啟示人們,應當在氣囊上留一個放氣閥門。2個月後,兄弟倆又對飛艇進行了改裝,做了第二次飛行。這次飛行由7個人劃槳作動力,飛行了7個小時,但只飛了幾公里。雖然飛行速度很慢,但它畢竟是人類第一艘有動力的飛艇。

1872年,法國人特·羅姆製成了一艘用螺旋槳代替劃槳的人力飛艇。飛艇長36米,最大直徑15米。加上吊艙,高達29米,可載8人。螺旋槳直徑9米,幾個人輪流轉動螺旋槳,使其產生拉力,牽引飛艇前進,速度達每小時10公里,比劃槳的飛艇好多了。

不久之後,另一個法國人卡奴·米亞從自行車受到啟發,設計了一種腳踏式螺旋槳飛艇。這種單人飛艇在無風時可以短時間飛行,速度可達每小時16公里,比起手轉螺旋槳飛艇又快了許多。

但這時飛艇飛行中有一個難題還沒解決,就是飛艇一升高,就要通過閥門放氣,以防止氣囊膨脹爆裂。但氣放掉之後,就再也無法升高了。

為解決這一問題,法國的查理教授和羅伯特兄弟於1874年製成了一種裝有空氣房的氣球。它的形狀像紡錘,與現代飛艇很相似。這種氣球,外面是一個大的絲質膠囊,裡面有一個小氣囊,小氣囊上面有一個氣體閥門。外囊充氫氣,使氣球產生浮力升到空中,內囊用來充空氣。這個小氣囊就叫「空氣房」。

氣球在升空之前,先將「空氣房」充進空氣。當氣球升到一定高度後,就將「空氣房」打開,放出一部分空氣。這樣,外囊膨脹後,「空氣房」就因受擠壓而縮小,使外囊膨脹的壓力有所減小,以保證氣囊不致脹破。這一發明,解決了氣球升空的一大難題,是飛艇發展史上的又一重大突破。此後,「空氣房」很快便在所有飛艇上使用了,並一直使用至今。

18世紀60年代,蒸汽機、內燃機、電動機相繼發明,為飛艇動力的改進創造了條件。1851年,一台重160公斤,功率為2.2千瓦的蒸汽機製造成功,並很快被應用於飛艇上。1852年,法國的齊菲爾德創造了一艘橢圓形的飛艇,長44米,最大直徑13米,總升力2噸多。飛艇上安裝了螺旋槳,並用這台蒸汽機作動力。

9月24日,這艘以蒸汽機作動力的飛艇在巴黎郊區試飛。那天,天氣晴朗,風和日麗。飛艇升空後,蒸汽機以每分鍾110轉的速度,帶動直徑3米多的三葉螺旋槳放置前進速度達到每小時9.4公里。但由於沒有考慮操縱問題。因此飛艇起飛後不能返回起飛地點著陸。

1884年,法國的軍官路納德和克裡布又製造了一艘「法蘭西」號飛艇,長51米,前部最大直徑8.4米,用蓄電池供電的電動機作動力。

8月9日凌晨4點,在法國科學院觀察員的陪同下解纜試航。飛艇先向南飛行,然後向凡爾賽宮飛去在離開出發點4公里處返航。在高度300米處打開放氣閥門排氫降落,在降落中多次前後轉動,以對准著陸點。

飛艇到達80米高度時,丟下纜繩由地面拉降固定。試飛歷時25分鍾,飛行速度最高達每小時24公里。這是人類第一艘能操縱的飛艇。

駕駛氣球

Ⅲ 空艇的歷史發展

在生產生產上明了氣球之後,人們馬上就想方設法推進和駕駛氣球。 1784年,法國羅伯特兄弟製造了一艘人力飛艇,長15.6米,最大直徑9. 6米,充氫氣後可產生1000多公斤的升力。羅伯特兄弟認為,飛艇在空中飛行和魚在水中游動差不多,因此,把它製成魚形,艇上裝上了槳,這槳是用綢子綳在直徑2米的框子上製成的。 7月6日進行試飛,當氣囊充滿氫氣後,飛艇冉冉上升,隨著高度的增加,大氣壓逐漸降低,囊內氫氣膨脹,氣囊越脹越大,眼看就要脹破,這可把羅伯特兄弟嚇壞了,他們趕緊用小刀把氣囊刺了一個小孔,才使飛艇安全降到了地面。 這次試驗啟示人們,應當在氣囊上留一個放氣閥門。2個月後,兄弟倆又對飛艇進行了改裝,做了第二次飛行。這次飛行由7個人劃槳作動力,飛行了7個小時,但只飛了幾公里。雖然飛行速度很慢,但它畢竟是人類第一艘有動力的飛艇。 1872年,法國人特·羅姆製成了一艘用螺旋槳代替劃槳的人力飛艇。飛艇長36米,最大直徑15米。加上吊艙,高達29米,可載8人。螺旋槳直徑9米,幾個人輪流轉動螺旋槳,使其產生拉力,牽引飛艇前進,速度達每小時10公里,比劃槳的飛艇好多了。 不久之後,另一個法國人卡奴·米亞從自行車受到啟發,設計了一種腳踏式螺旋槳飛艇。這種單人飛艇在無風時可以短時間飛行,速度可達每小時16公里,比起手轉螺旋槳飛艇又快了許多。 但這時飛艇飛行中有一個難題還沒解決,就是飛艇一升高,就要通過閥門放氣,以防止氣囊膨脹爆裂。但氣放掉之後,就再也無法升高了。 為解決這一問題,法國的查理教授和羅伯特兄弟於1874年製成了一種裝有空氣房的氣球。它的形狀像紡錘,與現代飛艇很相似。這種氣球,外面是一個大的絲質膠囊,裡面有一個小氣囊,小氣囊上面有一個氣體閥門。外囊充氫氣,使氣球產生浮力升到空中,內囊用來充空氣。這個小氣囊就叫「空氣房」 美國hha高空飛艇
。 氣球在升空之前,先將「空氣房」充進空氣。當氣球升到一定高度後,就將「空氣房」打開,放出一部分空氣。這樣,外囊膨脹後,「空氣房」就因受擠壓而縮小,使外囊膨脹的壓力有所減小,以保證氣囊不致脹破。這一發明,解決了氣球升空的一大難題,是飛艇發展史上的又一重大突破。此後,「空氣房」很快便在所有飛艇上使用了,並一直使用至今。 18世紀60年代,蒸汽機、內燃機、電動機相繼發明,為飛艇動力的改進創造了條件。1851年,一台重160公斤,功率為2.2千瓦的蒸汽機製造成功,並很快被應用於飛艇上。1852年,法國的齊菲爾德創造了一艘橢圓形的飛艇,長44米,最大直徑13米,總升力2噸多。飛艇上安裝了螺旋槳,並用這台蒸汽機作動力。 9月24日,這艘以蒸汽機作動力的飛艇在巴黎郊區試飛。那天,天氣晴朗,風和日麗。飛艇升空後,蒸汽機以每分鍾110轉的速度,帶動直徑3米多的三葉螺旋槳放置前進速度達到每小時9.4公里。但由於沒有考慮操縱問題。因此飛艇起飛後不能返回起飛地點著陸。 1884年,法國的軍官路納德和克裡布又製造了一艘「法蘭西」號飛艇,長51米,前部最大直徑8.4米,用蓄電池供電的電動機作動力。8月9日凌晨4點,在法國科學院觀察員的陪同下解纜試航。飛艇先向南飛行,然後向凡爾賽宮飛去在離開出發點4公里處返航。在高度300米處打開放氣閥門排氫降落,在降落中多次前後轉動,以對准著陸點。飛艇到達80米高度時,丟下纜繩由地面拉降固定。試飛歷時25分鍾,飛行速度最高達每小時24公里。這是人類第一艘能操縱的飛艇。 在飛艇發展史上,德國的退役將軍菲迪南德·格拉夫·齊柏林是一個重要人物,他是硬式飛艇的發明者,被後人稱為「飛艇之父」。 1900年,齊柏林製造了第一架硬式飛艇。它的最大特點是有一個硬的骨架,骨架是由一根腹部縱向大梁和24根長杵及16個框架構成,並使用了大量縱向和橫向拉線,以增強結構強度。艇體構架外面蒙上防水布製成的蒙皮。艇體內有17個氣囊,總容積達到1.2萬立方米,總浮力達13噸。比當時軟式飛艇大5至6倍。由於多氣囊還能起到類似船上隔水艙的作用,所以大大提高了飛行的安全度。 1908年,齊柏林又用自己的全部財產設計製造了當時世界上最大的一艘飛艇——「Lz-4」號。齊柏林對這艘飛艇的性能非常滿意,他曾親自駕駛這艘飛艇作了一次遠航試驗。飛艇從德國起飛,飛過阿爾卑斯山,到達瑞士後返航。這一成就引起了德國政府的重視,他們宣布,如果飛艇續航時間能超過24小時,政府就購買它,並願意支付發展硬式飛艇所用的全部研製費用。 這年8月4日,是「Lz-4」號飛艇正式接受檢驗的日子。政府官員和許多觀眾都來到了現場。齊柏林親自駕駛飛艇升空。開始一切都很順利,可是幾小時後,發動機就出了毛病,飛艇只好迫降地面,進行維修,准備再次升空。誰知禍不單行,偏偏在這個時候又起了一陣狂風,將飛艇的錨繩吹斷。飛艇朝一片樹叢撞擊,當場毀壞了。 正當齊柏林走投無路時,一位法蘭克福時代報的記者富果·艾肯納博士幫助了他,艾肯納將飛艇的現場客觀地作了報導,又把齊柏林為發展飛艇而奮斗的事跡作了一番宣揚。全德國的報紙都轉載了艾肯納的文章。齊柏林的事跡深深打動了人們的心,德國人民發動了一場捐款活動,在很短時間內就籌集了600萬馬克,足夠齊柏林再造一艘新飛艇。 齊柏林總結了過去失敗的教訓,重新設計製造了「Lz--5」號、「Lz--6」號飛艇,經過試飛都獲得了成功,在空中停留的時間都超過了24小時。後來他又製造了三架飛艇,性能都不錯,完全可以進行運輸。這樣,齊柏林與艾肯納決定成立航空公司,起名叫德拉格公司。這是世界上第一家航空公司。 1910年6月22日,第一艘飛艇正式從德國法蘭克福飛往杜賽爾,建立了第一條定期空中航線,擔任首航運輸任務的就是「Lz--7」號飛艇,它一次可載24名旅客,有12名乘務員,飛行速度為每小時69--77公里。 齊柏林逝世後,他的繼承人艾肯納博士提出了一個大膽的計劃:建造一艘環球飛艇,開辟洲際長途客運。艾肯納設計的環球飛艇確實很大,這艘飛艇和茂密237米,最大直徑30.5米,可充10.47萬立方米的氫氣,本身重量為118噸,載重53噸,用5台柴油發動機作動力,最大速度每小時193公里,於1927年7月建成。為紀念齊柏林,特地將這艘飛艇命名為「格拉夫·齊柏林」號,由他的女兒主持了建成典禮。 1929年8月8日,「格拉夫·齊柏林」號飛艇開始了一次偉大的環球飛行,從美國的新澤西州出發,經過德國、蘇聯、中國、日本,於8月26日回到洛杉磯市。整個航程歷時21天7小時34分。 齊柏林號飛艇環球飛行的成功大大促進了飛艇的發展。據統計,在20世紀20至30年代,美國建造了86艘,英國建造了72艘,德國建造了188艘,法國建造了100艘,義大利建造了38艘,蘇聯建造了24艘,日本也建造了12艘。這是飛艇的鼎盛時期,所以人們把這期間稱作飛艇的「黃金時代」。 第一次世界大戰前後是飛艇發展較快的時期,英國和法國使用小型軟式飛艇執行反潛巡邏任務。德國則建立了齊析林飛艇隊,用於海上巡邏、遠程轟炸和空運等軍事活動。飛艇體積大、速度低、不靈活、易受攻擊,同時由於飛機性能的不斷提高,因而軍用飛艇逐漸被飛機所取代。但飛艇的商業飛行仍有發展。1929年德國製成的大型飛艇 興登堡號,長245米,直徑超過41米,總重206噸,曾10次往返飛行於美國和德國之間,運送旅客1000多人。英國和法國也先後參照齊伯林式飛艇製造了本國的大型飛艇R─100號和阿克隆號。這時的飛艇大都使用氫氣作為浮升氣體,易燃易爆,很不安全。1937年, 「興登堡」號在著陸時因靜電火花引起氫氣爆炸,35人遇難。英、美也有多艘大型飛艇大都相繼失事,此後飛艇的發展陷於停滯狀態。 70年代以來,由於科學技術的進步,飛艇改用安全的氦氣,其發展又呈活躍。採用多種新技術的新型飛艇被 用於空中攝影攝像、巡邏等方面,洛杉磯、漢城和巴塞羅那奧運會和北京亞運會都可在會場上空看見它的身影。 在戰爭時期,作為新技術之一的飛艇不可避免地被應用於軍事用途,它主要用於軍事偵察,炮火定位,海岸巡視等方面,發揮了重要的作用。戰後,相對於飛機性能的飛速發展,飛艇卻進步不大,缺點也越來越突出,逐漸被擠出了空中舞台。 然而近些年,隨著航空技術的進步,飛艇又開始得到人們的重視。盡管同飛機相比,飛艇顯得大而笨,操縱不便,速度也較慢,易受風力影響;但飛艇也有其突出的優點,如垂直起降,留空時間長,可長時間懸停或緩慢行進,且不因此消耗燃料,噪音小,污染小,經濟性好,而且隨著飛艇廣泛使用了氦氣填充,安全性也大大改善。根據計算,用飛艇運送一噸貨物的費用,要比飛機少68%,比直升機少94%,比火車少一半。因此,世界各國紛紛又重新開始研製飛艇,集中了90年代先進技術的現代飛艇新型號不斷涌現,如英國的「哨兵」系列,德國的LZ-07,俄羅斯的「科學靜力」系列以及中國的「中華號」,「上海達天CA-80型系列軟式載人飛艇」等等。現代飛艇在現代空中勘測、攝影、廣告、救生以及航空運動中得到了廣泛的應用。

Ⅳ 船舶的發展歷史

船舶從史前刳木為舟起,經歷了獨木舟和木板船時代,1879年世界上第一艘鋼船問世後,又開始了以鋼船為主的時代。船舶的推進也由19世紀的依靠人力、畜力和風力(即撐篙、劃槳、搖櫓、拉纖和風帆)發展到使用機器驅動。

1807年,美國的富爾頓建成第一艘採用明輪推進的蒸汽機船「克萊蒙脫」號,時速約為 8公里/小時;1839年,第一艘裝有螺旋槳推進器的蒸汽機船「阿基米德」號問世,主機功率為58.8千瓦。這種推進器充分顯示出它的優越性,因而被迅速推廣。

1868年,中國第一艘載重600噸、功率為288千瓦的蒸汽機兵船「惠吉」號建造成功。1894年,英國的帕森斯用他發明的反動式汽輪機作為主機,安裝在快艇「透平尼亞」號上,在泰晤士河上試航成功,航速超過了60公里。

早期汽輪機船的汽輪機與螺旋槳是同轉速的。後約在1910年,出現了齒輪減速、電力傳動減速和液力傳動減速裝置。在這以後,船舶汽輪機都開始採用了減速傳動方式。

1902~1903年在法國建造了一艘柴油機海峽小船;1903年,俄國建造的柴油機船「萬達爾」號下水。20世紀中葉,柴油機動力裝置遂成為運輸船舶的主要動力裝置。

英國在1947年,首先將航空用的燃氣輪機改型,然後安裝在海岸快艇「加特利克」號上,以代替原來的汽油機,其主機功率為1837千瓦,轉速為3600轉/分,經齒輪減速箱和軸系驅動螺旋槳。這種裝置的單位重量僅為2.08千克/千瓦,遠比其他裝置輕巧。60年代先後,又出現了用燃氣輪機和蒸汽輪機聯合動力裝置的大、中型水面軍艦。

當代海軍力量較強的國家,在大、中型船艦中,除功率很大的採用汽輪機動力裝置外,幾乎都採用燃氣輪機動力裝置。在民用船舶中,燃氣輪機因效率比柴油機低,用得很少。

原子能的發現和利用又為船舶動力開辟了一個新的途徑。1954年,美國建造的核潛艇「鸚鵡螺」號下水,功率為11025千瓦,航速33公里;1959年,前蘇聯建成了核動力破冰船「列寧」號,功率為32340千瓦;同年,美國核動力商船「薩瓦納」號下水,功率為14700千瓦。

現有的核動力裝置都是採用壓水型核反應堆汽輪機,主要用在潛艇和航空母艦上,而在民用船舶中,由於經濟上的原因沒有得到發展。70~80年代,為了節約能源,有些國家吸收機帆船的優點,研製一種以機為主、以帆助航的船舶。用電子計算機進行聯合控制,日本建造的「新愛德丸」號便是這種節能船的代表。

古代中國是當時造船和航海的先驅。春秋戰國時期就有了造船工場,能夠製造戰船;漢代已能製造帶舵的樓船;唐、宋時期,河船和海船都有突出的發展,發明了水密隔壁;明朝的鄭和七次下西洋的寶船,在尺度、性能和遠航范圍方面,都居世界領先地位。

近代中國造船業發展遲緩。1865~1866年,清政府相繼創辦江南製造總局和福州船政局,建造了「保民」「建威」「平海」等軍艦和「江新」「江華」等長江客貨船。

新中國成立後,船舶工業有了很大發展,50年代建成一批沿海客貨船、貨船和油船。60年代以後,中國的造船能力提高得很快,陸續建成多型海洋運輸船舶、長江運輸船舶、海洋石油開發船舶、海洋調查船舶和軍用艦艇,大型海洋船舶的噸位已達30萬以上載重噸。除少數特殊船舶外,中國已能設計製造各種軍用艦艇和民用船舶。

Ⅳ 古人是怎樣利用浮力的中國勞動人民利用浮力方面有什麼輝煌歷史近代人類在這方面達到什麼水平

古代
1.用來測金屬是否純(從阿基米德的故事可知)
2測比較重的東西(從曹沖稱內象故事可知)
中國勞動人民用容浮力拉深水裡的東西。
漂浮於流體表面或浸沒於流體之中的物體,受到各方向流體靜壓力的向上合力。其大小等於被物體排開流體的重力。例如石塊的重力大於其同體積水的重量,則下沉到水底。浮木或船體的重力等於其浸入水中部分所排開的水重,所以浮於水面。氣球的重量比它同體積空氣的重力小,即浮力大於重力,所以會上升。這種浸在水中或空氣中,受到水或空氣將物體向上托的力叫「浮力」。例如,從井裡提一桶水,在未離開水面之前比離開水面之後要輕些,這是因為桶受到水的浮力。不僅是水,例如酒精、煤油或水銀等所有的液體,對浸在它裡面的物體都有浮力。輪船、潛水艇、氣球和飛艇運動也需浮力。
總之,利用原理就行。

Ⅵ 潛水艇的發展歷史

潛艇是一種能潛入水下活動和作戰的艦艇,也稱潛水艇,是海軍的主要艦種之一.
潛艇發展歷史
18世紀70年代,美國人D.布希內爾建成1艘單人操縱的木殼艇「海龜」號,通過腳踏閥門向水艙注水,可使艇潛至水下6米,能在水下停留約30分鍾。艇上裝有兩個手搖曲柄螺旋槳,使艇獲得3節左右的速度和操縱艇的升降。艇內有手操壓力水泵,排出水艙內的水,使艇上浮。艇外攜一個能用定時引信引爆的炸葯包,可在艇內操縱系放於敵艦底部。1776年9月,「海龜」號潛艇偷襲停泊在紐約港的英國軍艦「鷹」號,雖未獲成功,但開創了潛艇首次襲擊軍艦的嘗試。
潛艇發展至此,一直是由人力推進的,因此限制了潛艇的發展。而此時,蒸汽機已經發明並被應用到了鐵路運輸和水面艦船上。蒸汽機在潛艇上的應用,推動了潛艇動力裝置的發展,再加上潛艇設計者的不斷努力,終於出現了以機械為動力的現代潛艇。
18世紀末到19世紀末是潛艇研製的重要時期。1801年,美國人R.富爾頓建造的「鸚鵡螺」號潛艇,艇體為鐵架銅殼,艇長7米,攜帶兩枚水雷,由4人操縱。水上採用折疊桅桿,以風帆為動力。水下採用手搖螺旋槳推進器推進。19世紀 60年代,美國南北戰爭中,南軍建造的「亨利」號潛艇長約12米,呈雪茄形,用8人搖動螺旋槳前進,航速4節,使用水雷攻擊敵方艦船。1864年2月17 日夜,「亨利」號用水雷炸沉北軍戰艦「豪薩托尼克」號,首創潛艇擊沉軍艦的戰例。1880年9月,中國在天津建成第一艘潛艇,艇體形如橄欖,水下行駛,十分靈捷,可於水下暗送水雷,置於敵船之下。
早期的潛艇都是使用人力推進的,航速很慢。1863年,法國建造了「潛水員」號潛艇,使用功率58.8千瓦(80馬力)的壓縮空氣發動機作動力,速度為2.4節,能在水下潛航3小時,下潛深度為12米。1886年,英國建造了「鸚鵡螺」號潛艇,使用蓄電池動力推進,航速6節,續航力約80海里。1897年,美國建造了「霍蘭」Ⅵ號潛艇,水面使用33千瓦(45馬力)的汽油機動力裝置,航速7節,續航力達到1000海里;水下使用電動機為動力,航速5節,續航力50海里,這是潛艇雙推進系統的開端。
早期潛艇使用的武器,主要是艇體上掛帶的定時引爆炸葯包或水雷。1866年,英國人R.懷特黑德製成第一枚魚雷。1881年,T.諾德費爾特和G.加里特建造的「諾德費爾特」 號潛艇,首次裝備魚雷發射管;同年,美國建造的「霍蘭」Ⅱ號潛艇安裝有能在水下發射魚雷的魚雷發射管,這是潛艇發展史上的一項重要發展。
早在19世紀50年代,法國海軍的一名工程師就提出了改裝機械動力潛艇的建議,許多人也進行了這方面的嘗試。
1863年,法國建成了一艘「潛水員」號潛艇。艇體模仿海豚的外形設計,長42.67米,排水量420噸。使用一部功率為59千瓦(80馬力)的蒸汽機作動力,速度為2.4節,能在水下潛航3小時,下潛深度為12米。由於「潛水員」號採用了蒸汽機作動力,尺寸超過了當時所有的潛艇,成為了20世紀之前最大的一艘潛艇。雖然「潛水員」號潛艇的動力裝置有了質的飛躍,但它卻受當時設計水平的限制,當增加壓載使其浮力等於零時,潛艇下潛就失去了控制,水下航行的穩定性很差。另外,潛艇在水下航行時需要大量的空氣,而這在當時幾乎是無法解決的問題。於是,「潛水員」號最終以失敗而告終。
蒸汽機作為潛艇的動力失敗後,潛艇設計師們不得不另闢蹊徑,為潛艇尋找更好的動力裝置。1886年,英國建造了一艘使用蓄電池動力推進的潛艇(也被命名為「鸚鵡螺」號)成功地進行了水下航行,航速為6節,續航力約80海里。從此,電動推進裝置為潛艇的水下航行展現了廣闊前景。
但對現代潛艇的發展作出過最大貢獻的,當屬美國潛艇設計師――約翰·霍蘭。
約翰·霍蘭1841年出生在愛爾蘭利斯凱納鎮,父親是英國海岸警衛隊的一名雇員。父親的職業使霍蘭從小就對海洋及戰艦充滿了好奇。中學尚未畢業時,父親不幸病故,年輕的霍蘭被迫結束學業,到一所學校擔任理科教員,以挑起家庭生活的重擔。在此期間,霍蘭一邊工作,一邊設計潛艇。1873年,霍蘭辭去了教師工作,帶著他的潛艇設計圖紙到了美國。在美國,他一邊在一個都教會學校教書,一邊完善著他的潛艇設計圖。
1875年,霍蘭將建造新型潛艇的計劃送交美國海軍部。但是,美國海軍對3年前支付5萬美金建造的一艘名為「智慧之鯨」的小型手操潛艇的沉沒仍然記憶猶新,因此斷然拒絕霍蘭的計劃。遭到拒絕的霍蘭卻沒有因此而卻步,他很快就得到了流亡美國的由愛爾蘭一些革命者組成的「芬尼亞社」的大力資助。在「芬尼亞社」的支持下,經過3年時間的努力,霍蘭終於在1878年將自己的第一艘潛艇送下了水。
該潛艇被命名為「霍蘭-Ⅰ」號,是一艘單人駕駛潛艇。艇長5米,裝有1台汽油內燃機,能以每小時3.5海里的速度航行。但由於潛艇水下航行時內燃機所需空氣的問題沒有解決,故潛艇一潛入水下發動機就停止了工作。雖然這是一艘不成功的潛艇,但霍蘭卻在它的身上積累了經驗,為下一步建造新的潛艇打下了基礎。
這時,「芬尼亞社」對霍蘭的潛艇研製提出了要求:所建造的潛艇,大到足以能有效地進行作戰,小到使其能夠塞進特製的商船船艙。這種商船要求可以裝成民船的模樣橫渡大西洋。當遇到敵艦後,特殊商船將潛艇放出以攻擊敵人。按照這一特殊要求,1881年,霍蘭建造成功他的第二艘潛艇,命名為「霍蘭-Ⅱ」號(也稱「芬尼亞公羊」號)。該艇長約10米,排水量19噸,裝有一台11千瓦的內燃機。為解決縱向穩定性問題,霍蘭為潛艇安裝了升降舵。同時,他還在艇上安裝了一門加農炮,使得「芬尼亞公羊」號潛艇既能在水下發射魚雷,又能在水面進行炮戰。「芬尼亞公羊」號的建成給公眾以極大的鼓舞,在潛艇發展史上也被認為是一個重要的里程碑。
19世紀80年代末期,潛艇的發展引起了更多國家的興趣。1893年,長約45.7米、排水量為266噸的「古斯塔夫·齊德」號潛艇在法國下水了。它以電動機帶動螺旋槳推動。在當時各國所出現的潛艇中,它是最先進的一艘。
「古斯塔夫·齊德」號潛艇的成功促使霍蘭更加努力了。但就在霍蘭全力以赴投入他的第三艘潛艇製造之中時,「芬尼亞社」的一些成員對霍蘭無終止的試驗喪失信心,並在一天黑夜將「芬尼亞公羊」號以及建造中的第三艘潛艇偷偷地運走了。從此,霍蘭與「芬尼亞社」分道揚鑣。
失去了「芬尼亞社」的資助,霍蘭只得暫時停下潛艇的研究而到一家汽槍公司擔任了描圖員的工作。但是不屈的科學家永遠不會為困難所嚇倒。在朋友們的大力支持下,他興辦了「肛魚潛艇公司」。這時他與炮兵上尉扎林斯基合作,又建造了他的第四艘潛艇「扎林斯基」號。1886年,當「扎林斯基」號建成下水時,因滑道倒塌而全艇被毀。「扎林斯基」的失敗,反而使霍蘭有了暫時的喘息餘地。
幾乎就在霍蘭失敗的同時,西班牙卻有一個名叫艾薩克伯爾的海軍上尉於1889年設計了一艘由時機推進的潛艇。不幸的是,因為艾薩克伯爾與上司不和,其上司竟然不顧國家利益而否定了他的計劃。
美國政府得知這一消息後,為了在與西班牙的競爭中取勝,由海軍部於1893年舉辦了一次潛艇設計大賽。霍蘭大這次大賽中技壓群芳,榮登榜首。大賽的勝利使霍蘭於1895年接到了製造一艘潛艇的定貨單,並從美國海軍部得到了15萬美元的經費。於是霍蘭又開始了他的第五艘潛艇的設計。
為了建造一艘像樣的潛艇,霍蘭從一開始就注意解決那些潛艇史上阻礙潛艇發展的問題。為此,他反復研究並數易方案,終於建成了他的第五艘潛艇――「潛水者」號。該艇長26米,擁有水面航行的推進裝置——蒸汽機動力裝置和水下潛航的推進裝置——電動機。 「潛水者」號由此成為了潛艇雙推進系統的鼻祖。但是,美國海軍部出於戰爭的需要,在「潛水者」號建造期間,就要求霍蘭能夠使「潛水者」號用於水面作戰。但霍蘭卻認為,按照這種要求是不會製造出滿意的潛艇的。於是,霍蘭放棄了「潛水者」號的建造工作,歸還了海軍部的經費,開始用自己的錢來設計建造一艘新潛艇。
1897年5月17日,時年56歲的霍蘭終於成功地製造出了「霍蘭-Ⅵ」號潛艇。該艇長15米,裝有33.1千瓦(45馬力)汽油發動機和以蓄電池為能源的電動機,是一艘採用雙推進的最新潛艇。在水面航行時,以汽油發動機為動力,航速可達每小時7海里,續航力為1000海里。在水下潛航時,則以電動機為動力,航速可達每小時5海里,續航力50海里。該艇共有5名艇員,武器為一具艇首魚雷發射管(有3枚魚雷)和2門火炮(向前、向後各1門),火炮瞄準靠操縱潛艇艇體對准目標。該艇能在水下發射魚雷,水上航行平衡,下潛迅速,機動靈活。這是霍蘭一生中設計和建造出的最後一艘潛艇。為了紀念這位偉大的先驅者,人們將其稱為「霍蘭」號。雙推進系統在該艇上的運用,使這艘潛艇取得了潛艇發展史上前所未有的成功,從而奠定了霍蘭作為「現代潛艇之父」的地位。
但是霍蘭的成就並沒有給他本人帶來任何好處。由於美國海軍部一些官員的偏見和挑剔,這艘潛艇不僅未被海軍部採用,反而使這位大發明家受到了惡毒的嘲諷。無情的打擊使時年63歲的霍蘭憤然辭職。從此,一代潛艇巨匠被迫停止了其心愛的事業,並最終因肺炎病逝,終年73歲。
盡管「霍蘭」號潛艇取得了輝煌的成就,但在19世紀末20世紀初,法國在潛艇這一領域也同處領先地位。1899年,由法國科學家勞貝夫於設計的「納維爾」號潛艇在法國下水。
「納維爾」號與其他潛艇不同處在於,該艇在其內殼之外又包上了一層外殼。這使得「納維爾」號既有一個酷似魚雷艇似的外殼,又有一個按照潛艇要求設計的內殼,艇員及所有裝備都裝在耐壓的內殼之中。內外殼之間的空間被充作壓載水櫃,並以此控制潛艇下潛和上浮。當該艇排除壓載水櫃中的水之後,即可像魚雷艇一樣具有良好的適航性,使得其水面航行的速度達每小時11海里,續航力為500海里;當壓載水櫃中注滿水之後,「納維爾」又將與早先潛艇一樣,它的水下短距離航速可達每小時8海里,即使在水下航行數小時,其水下航速也可達每小時5海里。
不過,也有一種意見認為,雙層殼體結構並非起源於「納維爾」潛艇,而是由美國青年西蒙·萊克首創。19世紀90年代,西蒙·萊克由於受了法國著名科普作家儒勒·凡爾納的科幻小說《海底兩萬里》的影響,單槍匹馬地投入到潛艇的研究之中。
萊克從親戚那裡借來一筆錢,經過努力,於1893年建成了他的第一艘潛艇——「小亞古爾爸爸」號。「小亞古爾爸爸」號也許是潛艇史上自「海龜」艇以來最不像樣的潛艇。它看上去像一個特大的木櫃子,長4.2米,高1.5米。艇體以松木板內襯帆布墊建造而成。艇體上方有個小艙蓋,艇底安有三個木頭輪子(前面一個,後面兩個)。輪於是由手搖曲柄帶動行走的,「小亞古爾爸爸」艇與其他潛艇相比獨具匠心。它沒有用於注排水的羊皮口袋或水泵、水箱等,而是採用裝載足夠重的壓載物使之沉到海底,接著在海底用輪子滾動推進,如果要上升到海面,只要把壓載物拋掉,艇體即可上浮。
不過,萊克最初建造潛艇並非為了軍事目的,而完全是被迷人的海底生物所吸引。他從建造「小亞古爾爸爸」一開始,就想到能從潛艇中走出來,以便採集海底生物。所以他在潛艇中安裝了空氣壓縮設備,並設置了一個空氣閘艙。萊克使壓縮空氣設備所產生的空氣壓力與艇外海水壓力相等,這樣打開空氣閘艙的艙門,人們便可以穿著潛水服從艇中走出來,而海水卻不會涌進閘艙。人們將這種使海水不能涌進艇內而人能從艇的艙口自由進出的閘艙門叫做氣門或水門。在氣門的幫助下,萊克和他的夥伴,在迷人的紐約灣海底,採集了大量的海洋生物,度過了許多愉快的時光。
之後,萊克開始對「小亞古爾爸爸」號不斷地進行改裝,並於1897年完工。改裝後的潛艇命名為「亞古爾」號。該艇無論在水上或水下航行,都由一台22千瓦(30馬力)的汽油發動機來推動前進。由於汽油發動機工作時需要空氣,所以萊克在艇上裝有可伸出水面的吸氣管和排煙管,同時取消了固體壓載物,而用壓載水箱來帶動潛艇的沉浮。為了改善潛艇的適航性,萊克又在吸氣管和排煙管外包上一層外殼,使「亞古爾」號外形類似於現代潛艇上層建築(即潛艇的指揮台)的第二層艇殼。經過改裝後的「亞古爾」號潛艇的上浮與下潛都是較為穩定的,並能在一個適當的深度上將內燃機水下工作時所用的通氣管伸出水面,從而延長了潛艇水下滯留時間。
1898年,「亞古爾」號潛艇僅靠自身的動力,從諾福克航行到了紐約,成了第一艘在公海遠航的潛艇。萊克的第二艘潛艇「保護者」號也於1901年下水。他很想將潛艇奉獻給自己祖國,用於對敵作戰。萊克潛艇的最大特點就是艇員可以在水下自由出入潛艇,因此完全可派人進行水下作戰、掃雷和佈雷。但美國海軍部卻拒絕了萊克的好意。萊克只好到國外去尋求他自己的位置,從而埋沒了一代潛艇發明家的才華。
19世紀的最後10年中,潛艇已成為至少是具有潛在威懾力量的武器了。但是由於當時的英國、美國等海軍大國對潛艇仍持懷疑態度,總認為潛艇只不過是弱小國家用於偷襲的武器,為此阻礙了潛艇的發展。但是,當1898年法國的「古斯塔夫·齊德」號潛艇用魚雷擊沉了英國戰列艦「馬琴他」之後,英國人終於醒悟了,強烈要求英國政府趕快行動,以抗衡法國人正以驚人速度建造潛艇的海上新威脅。同樣德國和俄國也在無意之中領悟到潛艇可能將成為一種實用性武器而投入到建造潛艇的熱浪中。在第一次世界大戰前幾年的時間里,潛艇終於愈造愈大,愈造愈好,並且以前所未有的速度增加著。但是由於潛艇發展到此時,仍然開不快、行不遠,魚雷帶得又很少,更因為不能在水下長期潛航,所以,它所擔負的只能是保護本國海岸、在基地附近的巡邏的任務。
20世紀初,潛艇裝備逐步完善,性能逐漸提高,出現具備一定實戰能力的潛艇。這些潛艇採用雙層殼體,具有良好的適航性,排水量為數百噸,使用柴油機-電動機雙推進系統,水面航速約10~15節,水下航速6~8節,續航力有明顯提高;武器主要有火炮、水雷和魚雷。第一次世界大戰前,各主要海軍國家共擁有潛艇260餘艘,成為海軍重要作戰兵力之一。
第一次世界大戰一開始,潛艇就被用於戰斗。1914年9月22日,德國U-9號潛艇在一個多小時內,接連擊沉3艘英國巡洋艦,充分顯示了潛艇的作戰威力。在戰爭期間,各國潛艇共擊沉192艘戰斗艦艇。使用潛艇攻擊海洋交通線上的運輸商船,取得了更為顯著的戰果,各國潛艇共擊沉商船約5000餘艘,達1400萬噸。其中被德國潛艇擊沉的商船約1300餘萬噸。同時,反潛戰開始受到重視,戰爭期間潛艇被擊沉265艘,其中德國就損失200餘艘。
第一次世界大戰後,各主要海軍國家更加重視建造和發展潛艇。潛艇的數量不斷增加,種類增多,到第二次世界大戰前夕,共有潛艇600餘艘。第二次世界大戰期間,潛艇戰術技術性能有很大改進。排水量增加到2000餘噸,下潛深度100~200米,水下最大航速7~10 節,水面航速16~20節,續航力達1萬余海里,自給力1~2個月,裝有6~10個魚雷發射管,可攜帶20餘枚魚雷,並安裝1~2門火炮。戰爭後期,潛艇裝備雷達、雷達偵察儀和自導魚雷,德國潛艇還安裝用於柴油機水下工作的通氣管。潛艇戰斗活動幾乎遍及各大洋,擔負攻擊運輸艦船、水面戰斗艦艇和偵察、運輸、反潛 、布雷和運送偵察、爆破人員登陸等任務。共擊沉運輸船5000多艘(2000多萬噸),大、中型水面艦艇300餘艘。戰爭中反潛兵力和兵器也得到很大加強和發展,被擊沉的潛艇達到1100多艘。
第二次世界大戰後,世界各國海軍十分重視新型潛艇的研製。核動力和戰略導彈的運用,使潛艇發展進入一個新階段。1955年,美國建成的世界上第一艘核動力潛艇「鸚鵡螺」 號正式服役,水下航速增大1倍多,而且能長時間在水下航行,1958年,首次成功地在冰層下穿越北極。1959年前後,蘇聯建成核動力潛艇。1960年,美國又建成了「北極星」戰略導彈潛艇「喬治·華盛頓」 號,並在水下成功地發射 「北極星」彈道導彈,射程達2000餘千米。彈道導彈核潛艇的出現,使潛艇的作用發生了根本性變化,它已成為活動於水下的戰略核打擊力量。此後,英國、法國和中國也相繼建成核動力戰略導彈潛艇和核動力攻擊潛艇。20世紀80年代,核動力潛艇排水量已增大到2.6萬余噸,裝備有彈道導彈、巡航導彈、魚雷等武器,水下航速20~42節,下潛深度300~900米,續航力、隱蔽性、機動性和突擊威力大為提高。1982年,英國和阿根廷在馬爾維納斯(福克蘭)群島海戰中,英國海軍核動力攻擊潛艇「征服者」號,於5月2日用魚雷擊沉阿根廷海軍巡洋艦「貝爾格拉諾將軍」號,是核動力潛艇擊沉水面戰斗艦艇的首次戰例。至 80年代末,世界上近40個國家和地區,共擁有各種類型潛艇900餘艘。
優缺點:
潛艇之所以能夠發展到今天,是因為它具有以下特點:能利用水層掩護進行隱蔽活動和對敵方實施突然襲擊;有較大的自給力、續航力和作戰半徑,可遠離基地,在較長時間和較大海洋區域以至深入敵方海區獨立作戰,有較強的突擊威力;能在水下發射導彈、魚雷和布設水雷,攻擊海上和陸上目標。
但其自衛能力差,缺少有效的對空防禦武器;水下通信聯絡較困難,不易實現雙向、及時、遠距離的通信;探測設備作用距離較近,觀察范圍受限,掌握敵方情況比較困難;常規動力潛艇水下航速較低,充電時須處於通氣管航行狀態,易於暴露。

Ⅶ 飛艇的歷史

在生產發明了氣球之後,人們馬上就想方設法推進和駕駛氣球。
1784年,法國羅伯特兄弟製造了一艘人力飛艇,長15.6米,最大直徑9. 6米,充氫氣後可產生1000多公斤的升力。羅伯特兄弟認為,飛艇在空中飛行和魚在水中游動差不多,因此,把它製成魚形,艇上裝上了槳,這槳是用綢子綳在直徑2米的框子上製成的。
1784年7月6日進行試飛,當氣囊充滿氫氣後,飛艇冉冉上升,隨著高度的增加,大氣壓逐漸降低,囊內氫氣膨脹,氣囊越脹越大,眼看就要脹破,這可把羅伯特兄弟嚇壞了,他們趕緊用小刀把氣囊刺了一個小孔,才使飛艇安全降到了地面。
這次試驗啟示人們,應當在氣囊上留一個放氣閥門。2個月後,兄弟倆又對飛艇進行了改裝,做了第二次飛行。這次飛行由7個人劃槳作動力,飛行了7個小時,但只飛了幾公里。雖然飛行速度很慢,但它畢竟是人類第一艘有動力的飛艇。
1872年,法國人特·羅姆製成了一艘用螺旋槳代替劃槳的人力飛艇。飛艇長36米,最大直徑15米。加上吊艙,高達29米,可載8人。螺旋槳直徑9米,幾個人輪流轉動螺旋槳,使其產生拉力,牽引飛艇前進,速度達每小時10公里,比劃槳的飛艇好多了。
不久之後,另一個法國人卡奴·米亞從自行車受到啟發,設計了一種腳踏式螺旋槳飛艇。這種單人飛艇在無風時可以短時間飛行,速度可達每小時16公里,比起手轉螺旋槳飛艇又快了許多。
但這時飛艇飛行中有一個難題還沒解決,就是飛艇一升高,就要通過閥門放氣,以防止氣囊膨脹爆裂。但氣放掉之後,就再也無法升高了。
為解決這一問題,法國的查理教授和羅伯特兄弟於1874年製成了一種裝有空氣房的氣球。它的形狀像紡錘,與現代飛艇很相似。這種氣球,外面是一個大的絲質膠囊,裡面有一個小氣囊,小氣囊上面有一個氣體閥門。外囊充氫氣,使氣球產生浮力升到空中,內囊用來充空氣。這個小氣囊就叫「空氣房」。
氣球在升空之前,先將「空氣房」充進空氣。當氣球升到一定高度後,就將「空氣房」打開,放出一部分空氣。這樣,外囊膨脹後,「空氣房」就因受擠壓而縮小,使外囊膨脹的壓力有所減小,以保證氣囊不致脹破。這一發明,解決了氣球升空的一大難題,是飛艇發展史上的又一重大突破。此後,「空氣房」很快便在所有飛艇上使用了,並一直使用至今。
19世紀60年代,蒸汽機、內燃機、電動機相繼發明,為飛艇動力的改進創造了條件。1851年,一台重160公斤,功率為2.2千瓦的蒸汽機製造成功,並很快被應用於飛艇上。1852年,法國的齊菲爾德創造了一艘橢圓形的飛艇,長44米,最大直徑13米,總升力2噸多。飛艇上安裝了螺旋槳,並用這台蒸汽機作動力。
9月24日,這艘以蒸汽機作動力的飛艇在巴黎郊區試飛。那天,天氣晴朗,風和日麗。飛艇升空後,蒸汽機以每分鍾110轉的速度,帶動直徑3米多的三葉螺旋槳放置前進速度達到每小時9.4公里。但由於沒有考慮操縱問題。因此飛艇起飛後不能返回起飛地點著陸。
1884年,法國的軍官路納德和克裡布又製造了一艘「法蘭西」號飛艇,長51米,前部最大直徑8.4米,用蓄電池供電的電動機作動力。8月9日凌晨4點,在法國科學院觀察員的陪同下解纜試航。飛艇先向南飛行,然後向凡爾賽宮飛去在離開出發點4公里處返航。在高度300米處打開放氣閥門排氫降落,在降落中多次前後轉動,以對准著陸點。飛艇到達80米高度時,丟下纜繩由地面拉降固定。試飛歷時25分鍾,飛行速度最高達每小時24公里。這是人類第一艘能操縱的飛艇。
在飛艇發展史上,德國的退役將軍菲迪南德·格拉夫·齊柏林是一個重要人物,他是硬式飛艇的發明者,被後人稱為「飛艇之父」。
1900年,齊柏林製造了第一架硬式飛艇。它的最大特點是有一個硬的骨架,骨架是由一根腹部縱向大梁和24根長杵及16個框架構成,並使用了大量縱向和橫向拉線,以增強結構強度。艇體構架外面蒙上防水布製成的蒙皮。艇體內有17個氣囊,總容積達到1.2萬立方米,總浮力達13噸。比當時軟式飛艇大5至6倍。由於多氣囊還能起到類似船上隔水艙的作用,所以大大提高了飛行的安全度。
1908年,齊柏林又用自己的全部財產設計製造了當時世界上最大的一艘飛艇——「Lz-4」號。齊柏林對這艘飛艇的性能非常滿意,他曾親自駕駛這艘飛艇作了一次遠航試驗。飛艇從德國起飛,飛過阿爾卑斯山,到達瑞士後返航。這一成就引起了德國政府的重視,他們宣布,如果飛艇續航時間能超過24小時,政府就購買它,並願意支付發展硬式飛艇所用的全部研製費用。
這年8月4日,是「Lz-4」號飛艇正式接受檢驗的日子。政府官員和許多觀眾都來到了現場。齊柏林親自駕駛飛艇升空。開始一切都很順利,可是幾小時後,發動機就出了毛病,飛艇只好迫降地面,進行維修,准備再次升空。誰知禍不單行,偏偏在這個時候又起了一陣狂風,將飛艇的錨繩吹斷。飛艇朝一片樹叢撞擊,當場毀壞了。
正當齊柏林走投無路時,一位法蘭克福時代報的記者富果·艾肯納博士幫助了他,艾肯納將飛艇的現場客觀地作了報導,又把齊柏林為發展飛艇而奮斗的事跡作了一番宣揚。全德國的報紙都轉載了艾肯納的文章。齊柏林的事跡深深打動了人們的心,德國人民發動了一場捐款活動,在很短時間內就籌集了600萬馬克,足夠齊柏林再造一艘新飛艇。
齊柏林總結了過去失敗的教訓,重新設計製造了「Lz--5」號、「Lz--6」號飛艇,經過試飛都獲得了成功,在空中停留的時間都超過了24小時。後來他又製造了三架飛艇,性能都不錯,完全可以進行運輸。這樣,齊柏林與艾肯納決定成立航空公司,起名叫德拉格公司。這是世界上第一家航空公司。
1910年6月22日,第一艘飛艇正式從德國法蘭克福飛往杜賽爾多夫,建立了第一條定期空中航線,擔任首航運輸任務的就是「Lz--7」號飛艇,它一次可載24名旅客,有12名乘務員,飛行速度為每小時69--77公里。
齊柏林逝世後,他的繼承人艾肯納博士提出了一個大膽的計劃:建造一艘環球飛艇,開辟洲際長途客運。艾肯納設計的環球飛艇確實很大,這艘飛艇和茂密237米,最大直徑30.5米,可充10.47萬立方米的氫氣,本身重量為118噸,載重53噸,用5台柴油發動機作動力,最大速度每小時193公里,於1927年7月建成。為紀念齊柏林,特地將這艘飛艇命名為「格拉夫·齊柏林」號,由他的女兒主持了建成典禮。
1929年8月8日,「格拉夫·齊柏林」號飛艇開始了一次偉大的環球飛行,從美國的新澤西州出發,經過德國、蘇聯、中國、日本,於8月26日回到洛杉磯市。整個航程歷時21天7小時34分。
齊柏林號飛艇環球飛行的成功大大促進了飛艇的發展。據統計,在20世紀20至30年代,美國建造了86艘,英國建造了72艘,德國建造了188艘,法國建造了100艘,義大利建造了38艘,蘇聯建造了24艘,日本也建造了12艘。這是飛艇的鼎盛時期,所以人們把這期間稱作飛艇的「黃金時代」。
第一次世界大戰前後是飛艇發展較快的時期,英國和法國使用小型軟式飛艇執行反潛巡邏任務。德國則建立了齊析林飛艇隊,用於海上巡邏、遠程轟炸和空運等軍事活動。飛艇體積大、速度低、不靈活、易受攻擊,同時由於飛機性能的不斷提高,因而軍用飛艇逐漸被飛機所取代。但飛艇的商業飛行仍有發展。1929年德國製成的大型飛艇興登堡號,長245米,直徑超過41米,總重206噸,曾10次往返飛行於美國和德國之間,運送旅客1000多人。英國和法國也先後參照齊伯林式飛艇製造了本國的大型飛艇R─100號和阿克隆號。這時的飛艇大都使用氫氣作為浮升氣體,易燃易爆,很不安全。1937年, 「興登堡」號在著陸時因靜電火花引起氫氣爆炸,35人遇難。英、美也有多艘大型飛艇大都相繼失事,此後飛艇的發展陷於停滯狀態。
70年代以來,由於科學技術的進步,飛艇改用安全的氦氣,其發展又呈活躍。採用多種新技術的新型飛艇被 用於空中攝影攝像、巡邏等方面,洛杉磯、漢城和巴塞羅那奧運會和北京亞運會都可在會場上空看見它的身影。
在戰爭時期,作為新技術之一的飛艇不可避免地被應用於軍事用途,它主要用於軍事偵察,炮火定位,海岸巡視等方面,發揮了重要的作用。戰後,相對於飛機性能的飛速發展,飛艇卻進步不大,缺點也越來越突出,逐漸被擠出了空中舞台。
然而近些年,隨著航空技術的進步,飛艇又開始得到人們的重視。盡管同飛機相比,飛艇顯得大而笨,操縱不便,速度也較慢,易受風力影響;但飛艇也有其突出的優點,如垂直起降,留空時間長,可長時間懸停或緩慢行進,且不因此消耗燃料,噪音小,污染小,經濟性好,而且隨著飛艇廣泛使用了氦氣填充,安全性也大大改善。根據計算,用飛艇運送一噸貨物的費用,要比飛機少68%,比直升機少94%,比火車少一半。因此,世界各國紛紛又重新開始研製飛艇,集中了90年代先進技術的現代飛艇新型號不斷涌現,如英國的「哨兵」系列,德國的LZ-07,俄羅斯的「科學靜力」系列以及中國的「中華號」,「上海達天CA-80型系列軟式載人飛艇」等等。現代飛艇在現代空中勘測、攝影、廣告、救生以及航空運動中得到了廣泛的應用。
2012年8月8日星期二,美國陸軍新一代長航時多情報載具(LEMV)成功完成 了首飛,美國陸軍空間與導彈防禦司令部/陸軍戰略司令部在阿拉巴馬州亨茨維爾的紅石兵工廠表示,有一個足球場大的飛艇在新澤西州進行的首次飛行測試中實現 了所有預定目標,本次飛行時間超過一個半小時。

Ⅷ 自由潛水的發展歷史

自由潛水的最早起源,還要追述到古代,人們為了生存,憋氣下潛到海中摸螺,抓螃蟹,用自製魚叉插魚,古代時期由於沒有供氧設備的支持,技術落後,特別是常年居住在島上的漁民為了生計,憋氣下海捕撈食物為最早,後被一些熱愛這項運動的人們慢慢系統化專業化,創造自由潛水這項極限運動,現在很多國家至今還保留著古老的憋氣下潛捕撈海鮮的傳統風俗,比如日本,韓國(海女),還有很多很小的熱帶島國。
無限制潛水紀錄的記載最早始於1919年,當時雷蒙德·布切爾創造了下潛30米的世界紀錄。
1953年,義大利人阿爾貝托·諾維利和恩尼奧·法爾科創造了43米的世界紀錄。
1965年,恩佐·馬奧卡於創下54米的世界紀錄。
1970年,馬猶創下76米的紀錄,並於1976年達到人類無限制潛水深度越過100米的驚人成就。
1983年,當馬猶以56歲的高齡創下105米的第十個世界紀錄後,宣布從潛水比賽中退役。
2002年10月,有著「潛水皇後」之稱的奧德麗·米斯特里在多米尼加海域進行非恆重潛水的破紀錄嘗試時,因為浮力袋沒有徹底膨脹,減緩了上浮速度,奧德麗在130米深處開始昏厥,最終導致死亡。
2009年4月3日,英國倫敦,英國女潛水員薩拉-坎貝爾刷新了自由潛水的一項世界紀錄,她屏住呼吸長達三分三十六秒,一口氣潛到大西洋海面以下96米處,比任何一位女性參賽者潛入的都要深,並且獨自返回水面,沒有依靠安全氣袋的幫助。
2014年7月18日,英國38歲女潛水員科爾斯日前在曼徹斯特一個泳池閉氣足足兩分半鍾,游完587英尺(約179米),打破英國自由潛水紀錄。

Ⅸ 跪求。。。力的發展史。。。

力學知識最早起源於對自然現象的觀察和在生產勞動中的經驗。人們在建築、灌溉等勞動中使用杠桿、斜面、汲水等器具,逐漸積累起對平衡物體受力情況的認識。古希臘的阿基米德對杠桿平衡、物體重心位置、物體在水中受到的浮力等作了系統研究,確定它們的基本規律,初步奠定了靜力學即平衡理論的基礎。
古代人還從對日、月運行的觀察和弓箭、車輪等的使用中,了解一些簡單的運動規律,如勻速的移動和轉動。但是對力和運動之間的關系,只是在歐洲文藝復興時期以後才逐漸有了正確的認識。
伽利略在實驗研究和理論分析的基礎上,最早闡明自由落體運動的規律,提出加速度的概念。牛頓繼承和發展前人的研究成果(特別是開普勒的行星運動三定律),提出物體運動三定律。伽利略、牛頓奠定了動力學的基礎。牛頓運動定律的建立標志著力學開始成為一門科學。
此後,力學的研究對象由單個的自由質點,轉向受約束的質點和受約束的質點系。這方面的標志是達朗貝爾提出的達朗貝爾原理,和拉格朗日建立的分析力學。其後,歐拉又進一步把牛頓運動定律用於剛體和理想流體的運動方程,這看作是連續介質力學的開端。
運動定律和物性定律這兩者的結合,促使彈性固體力學基本理論和粘性流體力學基本理論孿生於世,在這方面作出貢獻的是納維、柯西、泊松、斯托克斯等人。彈性力學和流體力學基本方程的建立,使得力學逐漸脫離物理學而成為獨立學科。力學
從牛頓到漢密爾頓的理論體系組成了物理學中的經典力學。在彈性和流體基本方程建立後,所給出的方程一時難於求解,工程技術中許多應用力學問題還須依靠經驗或半經驗的方法解決。這使得19世紀後半葉,在材料力學、結構力學同彈性力學之間,水力學和水動力學之間一直存在著風格上的顯著差別。
20世紀初,隨著新的數學理論和方法的出現,力學研究又蓬勃發展起來,創立了許多新的理論,同時也解決了工程技術中大量的關鍵性問題,如航空工程中的聲障問題和航天工程中的熱障問題等。
這時的先導者是普朗特和卡門,他們在力學研究工作中善於從復雜的現象中洞察事物本質,又能尋找合適的解決問題的數學途徑,逐漸形成一套特有的方法。從20世紀60年代起,計算機的應用日益廣泛,力學無論在應用上或理論上都有了新的進展。
力學在中國的發展經歷了一個特殊的過程。與古希臘幾乎同時,中國古代對平衡和簡單的運動形式就已具備相當水平的力學知識,所不同的是未建立起像阿基米德那樣的理論系統。到明末清初,中國科學技術已顯著落後於歐洲。
http://ke..com/view/34946.htm#1

Ⅹ 飛艇的發展歷史

在生產生產上明了氣球之後,人們馬上就想方設法推進和駕駛氣球。
1784年,法國羅伯特兄弟製造了一艘人力飛艇,長15.6米,最大直徑9. 6米,充氫氣後可產生1000多公斤的升力。羅伯特兄弟認為,飛艇在空中飛行和魚在水中游動差不多,因此,把它製成魚形,艇上裝上了槳,這槳是用綢子綳在直徑2米的框子上製成的。
7月6日進行試飛,當氣囊充滿氫氣後,飛艇冉冉上升,隨著高度的增加,大氣壓逐漸降低,囊內氫氣膨脹,氣囊越脹越大,眼看就要脹破,這可把羅伯特兄弟嚇壞了,他們趕緊用小刀把氣囊刺了一個小孔,才使飛艇安全降到了地面。
這次試驗啟示人們,應當在氣囊上留一個放氣閥門。2個月後,兄弟倆又對飛艇進行了改裝,做了第二次飛行。這次飛行由7個人劃槳作動力,飛行了7個小時,但只飛了幾公里。雖然飛行速度很慢,但它畢竟是人類第一艘有動力的飛艇。
1872年,法國人特·羅姆製成了一艘用螺旋槳代替劃槳的人力飛艇。飛艇長36米,最大直徑15米。加上吊艙,高達29米,可載8人。螺旋槳直徑9米,幾個人輪流轉動螺旋槳,使其產生拉力,牽引飛艇前進,速度達每小時10公里,比劃槳的飛艇好多了。
不久之後,另一個法國人卡奴·米亞從自行車受到啟發,設計了一種腳踏式螺旋槳飛艇。這種單人飛艇在無風時可以短時間飛行,速度可達每小時16公里,比起手轉螺旋槳飛艇又快了許多。
但這時飛艇飛行中有一個難題還沒解決,就是飛艇一升高,就要通過閥門放氣,以防止氣囊膨脹爆裂。但氣放掉之後,就再也無法升高了。
為解決這一問題,法國的查理教授和羅伯特兄弟於1874年製成了一種裝有空氣房的氣球。它的形狀像紡錘,與現代飛艇很相似。這種氣球,外面是一個大的絲質膠囊,裡面有一個小氣囊,小氣囊上面有一個氣體閥門。外囊充氫氣,使氣球產生浮力升到空中,內囊用來充空氣。這個小氣囊就叫「空氣房」 美國hha高空飛艇。
氣球在升空之前,先將「空氣房」充進空氣。當氣球升到一定高度後,就將「空氣房」打開,放出一部分空氣。這樣,外囊膨脹後,「空氣房」就因受擠壓而縮小,使外囊膨脹的壓力有所減小,以保證氣囊不致脹破。這一發明,解決了氣球升空的一大難題,是飛艇發展史上的又一重大突破。此後,「空氣房」很快便在所有飛艇上使用了,並一直使用至今。
18世紀60年代,蒸汽機、內燃機、電動機相繼發明,為飛艇動力的改進創造了條件。1851年,一台重160公斤,功率為2.2千瓦的蒸汽機製造成功,並很快被應用於飛艇上。1852年,法國的齊菲爾德創造了一艘橢圓形的飛艇,長44米,最大直徑13米,總升力2噸多。飛艇上安裝了螺旋槳,並用這台蒸汽機作動力。
9月24日,這艘以蒸汽機作動力的飛艇在巴黎郊區試飛。那天,天氣晴朗,風和日麗。飛艇升空後,蒸汽機以每分鍾110轉的速度,帶動直徑3米多的三葉螺旋槳放置前進速度達到每小時9.4公里。但由於沒有考慮操縱問題。因此飛艇起飛後不能返回起飛地點著陸。
1884年,法國的軍官路納德和克裡布又製造了一艘「法蘭西」號飛艇,長51米,前部最大直徑8.4米,用蓄電池供電的電動機作動力。8月9日凌晨4點,在法國科學院觀察員的陪同下解纜試航。飛艇先向南飛行,然後向凡爾賽宮飛去在離開出發點4公里處返航。在高度300米處打開放氣閥門排氫降落,在降落中多次前後轉動,以對准著陸點。飛艇到達80米高度時,丟下纜繩由地面拉降固定。試飛歷時25分鍾,飛行速度最高達每小時24公里。這是人類第一艘能操縱的飛艇。
在飛艇發展史上,德國的退役將軍菲迪南德·格拉夫·齊柏林是一個重要人物,他是硬式飛艇的發明者,被後人稱為「飛艇之父」。
1900年,齊柏林製造了第一架硬式飛艇。它的最大特點是有一個硬的骨架,骨架是由一根腹部縱向大梁和24根長杵及16個框架構成,並使用了大量縱向和橫向拉線,以增強結構強度。艇體構架外面蒙上防水布製成的蒙皮。艇體內有17個氣囊,總容積達到1.2萬立方米,總浮力達13噸。比當時軟式飛艇大5至6倍。由於多氣囊還能起到類似船上隔水艙的作用,所以大大提高了飛行的安全度。
1908年,齊柏林又用自己的全部財產設計製造了當時世界上最大的一艘飛艇——「Lz-4」號。齊柏林對這艘飛艇的性能非常滿意,他曾親自駕駛這艘飛艇作了一次遠航試驗。飛艇從德國起飛,飛過阿爾卑斯山,到達瑞士後返航。這一成就引起了德國政府的重視,他們宣布,如果飛艇續航時間能超過24小時,政府就購買它,並願意支付發展硬式飛艇所用的全部研製費用。
這年8月4日,是「Lz-4」號飛艇正式接受檢驗的日子。政府官員和許多觀眾都來到了現場。齊柏林親自駕駛飛艇升空。開始一切都很順利,可是幾小時後,發動機就出了毛病,飛艇只好迫降地面,進行維修,准備再次升空。誰知禍不單行,偏偏在這個時候又起了一陣狂風,將飛艇的錨繩吹斷。飛艇朝一片樹叢撞擊,當場毀壞了。
正當齊柏林走投無路時,一位法蘭克福時代報的記者富果·艾肯納博士幫助了他,艾肯納將飛艇的現場客觀地作了報導,又把齊柏林為發展飛艇而奮斗的事跡作了一番宣揚。全德國的報紙都轉載了艾肯納的文章。齊柏林的事跡深深打動了人們的心,德國人民發動了一場捐款活動,在很短時間內就籌集了600萬馬克,足夠齊柏林再造一艘新飛艇。
齊柏林總結了過去失敗的教訓,重新設計製造了「Lz--5」號、「Lz--6」號飛艇,經過試飛都獲得了成功,在空中停留的時間都超過了24小時。後來他又製造了三架飛艇,性能都不錯,完全可以進行運輸。這樣,齊柏林與艾肯納決定成立航空公司,起名叫德拉格公司。這是世界上第一家航空公司。
1910年6月22日,第一艘飛艇正式從德國法蘭克福飛往杜賽爾多夫,建立了第一條定期空中航線,擔任首航運輸任務的就是「Lz--7」號飛艇,它一次可載24名旅客,有12名乘務員,飛行速度為每小時69--77公里。
齊柏林逝世後,他的繼承人艾肯納博士提出了一個大膽的計劃:建造一艘環球飛艇,開辟洲際長途客運。艾肯納設計的環球飛艇確實很大,這艘飛艇和茂密237米,最大直徑30.5米,可充10.47萬立方米的氫氣,本身重量為118噸,載重53噸,用5台柴油發動機作動力,最大速度每小時193公里,於1927年7月建成。為紀念齊柏林,特地將這艘飛艇命名為「格拉夫·齊柏林」號,由他的女兒主持了建成典禮。
1929年8月8日,「格拉夫·齊柏林」號飛艇開始了一次偉大的環球飛行,從美國的新澤西州出發,經過德國、蘇聯、中國、日本,於8月26日回到洛杉磯市。整個航程歷時21天7小時34分。
齊柏林號飛艇環球飛行的成功大大促進了飛艇的發展。據統計,在20世紀20至30年代,美國建造了86艘,英國建造了72艘,德國建造了188艘,法國建造了100艘,義大利建造了38艘,蘇聯建造了24艘,日本也建造了12艘。這是飛艇的鼎盛時期,所以人們把這期間稱作飛艇的「黃金時代」。
第一次世界大戰前後是飛艇發展較快的時期,英國和法國使用小型軟式飛艇執行反潛巡邏任務。德國則建立了齊析林飛艇隊,用於海上巡邏、遠程轟炸和空運等軍事活動。飛艇體積大、速度低、不靈活、易受攻擊,同時由於飛機性能的不斷提高,因而軍用飛艇逐漸被飛機所取代。但飛艇的商業飛行仍有發展。1929年德國製成的大型飛艇 興登堡號,長245米,直徑超過41米,總重206噸,曾10次往返飛行於美國和德國之間,運送旅客1000多人。英國和法國也先後參照齊伯林式飛艇製造了本國的大型飛艇R─100號和阿克隆號。這時的飛艇大都使用氫氣作為浮升氣體,易燃易爆,很不安全。1937年, 「興登堡」號在著陸時因靜電火花引起氫氣爆炸,35人遇難。英、美也有多艘大型飛艇大都相繼失事,此後飛艇的發展陷於停滯狀態。
70年代以來,由於科學技術的進步,飛艇改用安全的氦氣,其發展又呈活躍。採用多種新技術的新型飛艇被 用於空中攝影攝像、巡邏等方面,洛杉磯、漢城和巴塞羅那奧運會和北京亞運會都可在會場上空看見它的身影。
在戰爭時期,作為新技術之一的飛艇不可避免地被應用於軍事用途,它主要用於軍事偵察,炮火定位,海岸巡視等方面,發揮了重要的作用。戰後,相對於飛機性能的飛速發展,飛艇卻進步不大,缺點也越來越突出,逐漸被擠出了空中舞台。
然而近些年,隨著航空技術的進步,飛艇又開始得到人們的重視。盡管同飛機相比,飛艇顯得大而笨,操縱不便,速度也較慢,易受風力影響;但飛艇也有其突出的優點,如垂直起降,留空時間長,可長時間懸停或緩慢行進,且不因此消耗燃料,噪音小,污染小,經濟性好,而且隨著飛艇廣泛使用了氦氣填充,安全性也大大改善。根據計算,用飛艇運送一噸貨物的費用,要比飛機少68%,比直升機少94%,比火車少一半。因此,世界各國紛紛又重新開始研製飛艇,集中了90年代先進技術的現代飛艇新型號不斷涌現,如英國的「哨兵」系列,德國的LZ-07,俄羅斯的「科學靜力」系列以及中國的「中華號」,「上海達天CA-80型系列軟式載人飛艇」等等。現代飛艇在現代空中勘測、攝影、廣告、救生以及航空運動中得到了廣泛的應用。
2012年8月8日星期二,美國陸軍新一代長航時多情報載具(LEMV)成功完成 了首飛,美國陸軍空間與導彈防禦司令部/陸軍戰略司令部在阿拉巴馬州亨茨維爾的紅石兵工廠表示,有一個足球場大的飛艇在新澤西州進行的首次飛行測試中實現 了所有預定目標,本次飛行時間超過一個半小時。

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