人力驅(qū)動飛機

1、依靠人的體力驅(qū)動的飛機。早期人們模仿鳥類飛行，試圖制造靠人力驅(qū)動的撲翼機，可望最先用于體育競技活動。都沒有成功。主要原因是人的體力有限，平均時速12.7公里。健壯的人在10分鐘內(nèi)只能連續(xù)發(fā)出0.26千瓦（0.35馬力）的功率，按每公斤體重所能發(fā)出的功率計算，遠不如鳥類。其次，使單位機翼面積上的載荷減少到與一般鳥類相同的水平。在當時的科學技術水平下，再加上大的<a href= target=_blank>機翼</a>面積，還不可能制造出重量很輕、飛行效率高的撲翼機。人力飛機的空機重量可降低到僅30公斤左右?；铏C的出現(xiàn)和發(fā)展又重新推動人力飛機的研制活動。20世紀30年代，

2、有人在輕型滑翔機上安裝空氣螺旋槳和類似自行車的腳踏傳動裝置，依靠人的雙腳蹬踏帶動螺旋槳來產(chǎn)生飛行的動力，曾實現(xiàn)了短距離的平飛。20世紀30年代，60年代以后大量新型材料（碳纖維和芳綸纖維復合材料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚酯薄膜等）的問世為制造極輕的飛機機體創(chuàng)造了條件，人力飛機的空機重量可降低到僅30公斤左右。再加上大的機翼面積，使單位機翼面積上的載荷減少到與一般鳥類相同的水平。較低的飛行速度使人力飛機飛行所需的功率減小到人力能勝任的程度，為實現(xiàn)較長距離的飛行創(chuàng)造了條件。按每公斤體重所能發(fā)出的功率計算，1979年美國的“蟬翼信天翁”號人力飛機(見彩圖)首次完成了橫越英吉利海峽的飛行，平均時速12.7

3、公里。人力飛機尚處于發(fā)展的初期，都沒有成功?？赏钕扔糜隗w育競技活動。 直升機升力與阻力計算公式升力和阻力公式根據(jù)升力、阻力與上述諸因素的關系,升力、阻力公式如下:升力:Y=Cy 1/2 v2s阻力:X=Cx 1/2 v2s式中:Y升力;X阻力;空氣密度;s機翼面積;Cy升力系數(shù);Cx阻力系數(shù);v氣流速度Cy、Cx是翼型、迎角、機翼形狀、飛機表面光滑和流線性對升力、阻力大小的影響。其數(shù)值通過實驗測得。飛行中,機翼翼型、面積和形狀及飛機狀況等一般是不變的。在同一高度飛行時,空氣密度也可看成相對不變。那么,升力和阻力的大小就取決于速度和迎角。在飛行中,是用改變速度、改變迎角來改變升力和阻力。更多資

4、料：升力公式升力公式 原圖片取自：NASA Glenn Research Center, Learning Technology Project 升力取決於空氣的密度，速度的平方，空氣的黏性以及空氣的可壓縮性，空氣流經(jīng)物體的表面積，物體的形狀，以及物體與氣流的夾角。一般來說，升力與物體外形，氣流夾角，空氣的黏性，以及空氣的可壓縮性這幾項的關聯(lián)是非常複雜的。其中一種討論這些複雜的關聯(lián)性的方法是用一個單一的變數(shù)來決定這些關聯(lián)。在升力這方面，這個變數(shù)稱為升力係數(shù)，記為"Cl"。這讓我們能夠?qū)⑺袩o論是簡單或複雜的變因都整合進一個單一的公式。升力公式描述的是升力L等於升力係數(shù)Cl乘

5、以密度r乘以速度V的平方乘以翼面積A再除以二。L = Cl * A * .5 * r * V2 對於已知的空氣條件，物體外形，以及物體與空氣的夾角，我們必須決定出Cl的值來得知升力的大小。對於一些單純的氣流狀況，物體外形，以及小範圍的夾角時，空氣動力學專家可以算出Cl的值。但是，通常都是經(jīng)由實驗來求出升力係數(shù)。藉由上面給予的公式，密度由字母"r"來表示。我們不使用"d"來表示密度，因為"d"通常用來表示距離。在許多空氣動力學的課本裡頭，密度通常用希臘字母"rho"希臘字的"r"，也就是"

6、;"來表示。其中”密度乘以速度的平方除以二（1/2 * r * v2 ）”這一組參數(shù)稱為動壓，在白努利方程式中也可以看到。簡單說來， 一個升力，一個重力； 一個發(fā)動機推力，一個空氣阻力。 飛機在最簡單情況下，水平勻速飛行，這時候牛頓他老人家就管用了 豎直方向上升力和重力平衡 水平方向上發(fā)動機推力和空氣阻力平衡 于是飛機保持勻速直線運動 升力的大小由下式?jīng)Q定： L=0.5*Rou*V2*CL*S Rou為空氣密度，V為飛行速度，CL為升力系數(shù)，S為機翼面積 只是CL并非常數(shù)，確定這個CL可有很多學問赫赫 重力大小怎么確定我就不說了 發(fā)動機推力大小怎么確定也不說，解決這個問題需要一個專業(yè)

7、 空氣阻力 D=0.5*Rou*V2*CD*S CD為阻力系數(shù)，確定這個系數(shù)也有很多學問赫赫補充樓上的：當飛機側(cè)滑，氣流會對飛機產(chǎn)生一定的側(cè)力，計算公式是將升力公式中Cl給為Cz.當然還有3個方向的力矩平衡，計算氣動力矩時采用不能用參考面積，要用參考長度，一般選用平均氣動弦，而力矩系數(shù)通常由數(shù)值計算或風洞試驗或試飛數(shù)據(jù)確定。兩小時蹬著飛機越海峽1979年4月，艾倫為飛越英吉利海峽做準備大獎出難題18年無人破解“禿鷹”忽展翅幾分鐘力拔頭籌1979年6月13日，26歲的自行車運動員艾倫踏動一架“蟬翼信天翁”飛行器，以離海面約2至2.5米的平均高度飛越英吉利海峽，做到了首次用人力推進飛行器飛越海峽。

8、一項大獎刺激人力飛行發(fā)展1959年，英國皇家學會設置了一項人力飛行獎，以英國實業(yè)家克雷墨的名字命名。它要求人力飛機在相距800米的標桿之間繞彎飛出一個“8”字形才能獲獎。這一大獎推動了人力飛機的蓬勃發(fā)展。1961年，英國桑普頓大學的學生們首先實現(xiàn)了完全依靠人力的飛行。他們研制的飛機機翼長24.4米，重58公斤，飛行距離45.7米，高度1.52米，最遠飛了600米的距離。1972年，英國空軍一個小組制成一架“木星”號人力飛機，創(chuàng)造了直線飛行1070米的好成績，留空時間1分47秒。它最遠曾飛到過1200米。1977年，日本大學生又超過了英國人，飛行了2094米，人力飛機有了相當大的進步。但繞標桿飛

9、“8”字航線難度很大。因為人力飛機飛行的高度只有兩三米，飛機本身翼展很長，一拐彎，機翼就觸地了。“蟬翼禿鷹”拿下5萬英鎊大獎1977年8月，工程師麥克里迪制成了一架奇特的人力飛機。麥克里迪早年參加過世界滑翔錦標賽，后來年紀大了，開始研制人力飛機。他注意到老鷹和禿鷲的飛行技巧。老鷹和禿鷲能在空中停留幾個小時，而從不扇動翅膀。于是，他造了一架沒有尾翼的飛機，起名“蟬翼禿鷹”號。這架飛機轉(zhuǎn)彎和俯仰都靠機身前面的鴨式小翼來操縱，重量只有32千克，機翼很長，達30米，只蒙著一層薄薄的塑料膜。駕駛員需半仰臥地坐在機翼下的座位上，用腳蹬鏈條帶動機身后面的螺旋槳。麥克里迪請來艾倫當駕駛員。布萊恩·艾

10、倫1953年出生，身高1.82米，體重62公斤，戴一副寬邊眼鏡。他參加過自行車比賽，也練習過滑翔。艾倫在用腳踏測力器進行的耐力測試中，證明自己能連續(xù)7分鐘發(fā)出0.33千瓦的功率。1977年8月23日早晨，他們終于實現(xiàn)了18年來沒有攻破的難關“8”字飛行。這架人力飛機總共飛行了7分28秒，高度超過3米，平均速度18千米/小時。由于18年來無人實現(xiàn)“8”字飛行，克雷墨獎獎金數(shù)額不斷增加，最后達到5萬英鎊。艾倫和麥克里迪共同贏得了這項航空史上獎金額最高的獎。“蟬翼信天翁”越海峽又拿10萬英鎊麥克里迪接著要研制一架能飛越英吉利海峽的人力飛機，新飛機取名“蟬翼信天翁”。它沒有發(fā)動機，只有一套用塑料鏈條傳動的腳踏機構(gòu)，帶動機翼后面的塑料螺旋槳。飛機內(nèi)部的骨架座艙艙底一前一后安裝了兩個小塑料輪子?！白摗逼鋵嵅贿^是自行車的座子，外面罩著一層很結(jié)實的塑料薄膜。1979年6月13日清晨，艾倫穿著一條運動短褲，上身赤膊，套一件橘紅色的救生背心，依舊戴著那副寬邊眼鏡，鉆進座艙。艾倫用力踏動起來，這架只有25千克的怪物載著體重63.5千克的艾倫騰空而起。英吉利海峽最窄的地方只有35千米?！跋s翼信天翁”沿著最近的航線飛行。按原計劃，艾倫可以在2小時之內(nèi)飛完全程。但在途中，海浪變得洶涌起來，天空氣流攪動加劇。頂風前進，由于悶熱和脫水，艾倫飛行了兩個半小時左右