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人类很早就有像鸟类一样在空中飞行的梦想，甚至包括古人用的石头和矛等。到古希腊人阿尔库塔斯所制造的机械鸽，远至澳大利亚的飞去来器等。另外人类还通过神话传说来表达自己对如同鸟类一样在天空中自由飞行的渴望 随着社会的发展，人类掌握了一定的手工技术。古代中国人相继发明了风筝 天灯等可以飞入空中的人造物。进入文艺复兴时期后，欧洲的学者们开始以科学的方法探讨并尝试进行载人航空器的设计。到了18世纪末期，工业革命给自然科学技术的发展注入了强大动力，人类的航空技术也因此开始迅速发展，热气球 飞艇 滑翔机和飞机等众多现代航空器在一个多世纪的时间里相继被发明并发展成熟。两次世界大战更是进一步刺激了飞机制造业的进步，到了20世纪中叶以后，人类踏入了航天领域。现在航空业已经成为人类最前沿、最具影响力的科技和产业领域。 人类对于飞行的研究最早可以追溯到，公元前400年左右古希腊人阿尔库塔斯所制造的机械鸽，远至澳大利亚的回力镖等。另外人类还通过神话传说来表达自己对如同鸟类一样在天空中自由飞行的渴望。 自古以来人类只要看到在天空中飞翔的鸟儿，就会萌发在天空中自由翱翔的愿望。但在上古时期，人类囿于当时有限的科学技术水平根本无法实现这个愿望，于是只好把这个愿望寄托在神话传说中，神话的讲述者们也似乎感觉到凡人飞行绝非易事，因此在大多数古代文明的传说中飞行都是神的专利，而讲述凡人飞行的故事则少之又少，在为数不多的凡人飞行的神话中，古希腊神话中的伊卡洛斯的悲剧则是其中最广为人知的一个  伊卡洛斯的坠落 中国在公元前400年左右的战国时期，一种叫做竹蜻蜓的玩具已经相当普遍，竹蜻蜓的原理和现代直升机 旋翼机相同，其文字记载最早见于东晋时期葛洪所著的抱朴子，记述如下：”或用枣心木为飞车，以牛革结环剑，以引其机，或存念作五蛇六龙三牛 ，交罡而乘之，上升四十里，名为太清，太清之中，其气甚罡，能胜人也”。其中的“飞车”被一些人认为是关于竹蜻蜓的最早记载，并认为该玩具通过贸易传入欧洲，在欧洲一幅1463年的圣母圣子像中出现了竹蜻蜓的形象。现代航空先驱乔治·凯利最早也利用过竹蜻蜓来进行航空器的试验  竹蜻蜓 风筝 ，古称纸鸢，大概在2000多年前由中国人发明，它是人类最早的重于空气的航空器之一。相传在春秋时期墨子和鲁班曾造过木鸢，但以当时的技术水平实现的可能性不大，而纸质的风筝最早见于楚汉相争时期，其故事有两个不同的版本。唐代的传说是韩信率军将项羽困于垓下时，下令造了一个很大的纸鸢，让身轻如燕的张良坐在上面飞到楚军上空高唱楚歌，以瓦解楚军军心，宋代的传说则是韩信为了掘地道攻入未央宫而利用风筝来测算距离，虽然以韩信生活的时代技术水平未必真的能实现载人飞行，但比空气重的风筝能克服自身的重量在空中持续飞行则是不争的事实。风筝传到西方后其利用空气动力学，获得升力的原理成为最有价值的飞行机理之一  风筝 天灯 ，又名孔明灯，是一种利用低密度的热空气升空的航空器，被视作今天热气球的雏形。传说天灯在三国时代由诸葛亮发明，用于军事用途，而在五代时期天灯已经非常普遍，不但用在军事上，而且还被用于节日放飞烘托喜庆气氛，或许看着手中放飞的天灯升入夜空，人们会想象自己也飞到天上与繁星为伍  孔明灯 而在欧洲方面，人类对于飞行的研究最早可以追溯到古希腊阿尔希塔斯所制造的机械鸽，根据今人的研究机械鸽为蒸汽动力，试飞时飞了有200米左右的距离，然而年代久远记述不清，以当时的科学技术是否真的能实现存在争论。进入中世纪后，欧洲宗教当道百业俱废，航空事业也远远落后于当时的其它地区，但这并不意味着欧洲人停止了追寻飞行的梦想，当时甚至还有人模仿神话中的伊卡洛斯用羽毛做成翅膀企图飞行，这种模仿鸟类的飞行尝试一直持续到17世纪，到了文艺复兴时期人们开始理性地探求飞行的方式。意大利艺术家和科学家达·芬奇科学地研究了飞行问题，并把他对鸟类飞行的长期研究写成了《论鸟的飞行》一书，后人根据此书和他的一些其他手稿将他看作航空科学的先知，17世纪时意大利的另一位科学家博雷利深入探讨了人类肌肉 骨骼和飞行的关系，指出人类没有鸟类那样轻质的骨架 发达的胸肌和光滑的流线型身体，一个体重60公斤的人，至少得具备1.8米宽的胸腔才能支持扇动翅膀所需要的肌肉，他因此得出结论，认为人类的肌肉力量不足以像鸟类那样，振动翅膀克服自身重力做长时间飞行，他的结论宣告了人类欲模仿鸟类那样进行自力扑翼飞行努力的失败。但人类在模仿鸟类飞行的活动中积累了许多宝贵的知识和经验，为日后真正实现飞行带来了一丝曙光  达·芬奇的扑翼机设计图 18世纪的工业革命推动了科学技术的发展，为人类实现真正的飞行奠定了基础。18世纪中期纺织工业的发展带来了更轻巧更结实的布料，欧洲开始有人尝试制作大型的热气球。1783年6月4日，法国的孟格菲兄弟设计的以麻布为材料的热气球，进行了第一次成功的公开升空表演。他们在热气球的底部燃烧干草和羊毛，燃烧产生的热空气被导入气球内部，由于热空气的密度小于冷空气，气球被充满后便因为空气的静浮力而升空，热气球的原理和中国的天灯相同，是轻于空气的航空器，但重要的是这时欧洲人已经掌握了其中有关空气密度和浮力之间的关系。1783年11月21日，两位法国人乘坐孟格菲热气球升到1000米的高空飞行了12公里，完成了人类首次载人航空的壮举，标志着近代航空史的开端。热气球试飞后不久，氢气球也被发明了，氢气的密度比热空气更低，而且不会像热气球一样在短时间内就冷却下降，它的浮空和操作性能更好。1783年12月1日，两名法国人乘坐氢气球在巴黎首次进行了自由飞行。1887年8月22日，天津武备学堂教师华蘅芳制造的中国第一个氢气球在天津成功升空。  孟格菲兄弟的1783年热气球和其技术数据，绘制于1786年 热气球的发明并没有带来很大变革，因为它没有安装操纵装置，只能够随风漂流，否则就需要地面用绳索进行引导，缺乏实用价值。为了解决这个问题，法国人让-皮埃尔·布兰查德在1784年将一个手动螺旋桨安装到了气球上，发明了可以操纵的无动力飞艇。1852年亨利·吉法尔将一台功率为2237瓦的蒸汽机，安装到了气球上以驱动一个三叶螺旋桨，制造了首架由动力驱动的飞艇。同年9月24日，他驾驶这艘飞艇从巴黎飞抵特拉普斯，航程28公里 完成了飞艇的首次载人飞行。1899年德国人斐迪南·冯·齐柏林设计制造了第一艘硬式飞艇，采用汽油为燃料的内燃机为动力，大大提高了飞艇的飞行速度，它圆柱形的艇身内充氢气，长128米直径11.58米，艇下装有两个吊舱可乘5人。1900年7月2日第一艘齐柏林飞艇试飞成功，在300米的高度飞行了15公里，由于它的载客量和高性能，齐柏林飞艇成为在民用和军用领域均具实用价值的航空器，大型硬式飞艇在其全盛时期成为了当时高载客量及载货量的空中交通工具，它能够载乘客及货物进行长途飞行，其中最著名的便是德国的齐柏林公司，齐柏林公司最成功的飞艇是齐柏林伯爵号，它总共飞行超过一百万英里，包括1929年8月的环球飞行。1899年华侨谢缵泰在香港设计完成了中国号电动飞艇，带有详细图纸和资料，是中国最早的飞艇设计。  齐柏林公司为美国海军制造的阿克伦号飞艇，翱翔在旧纽约的上空 气球和飞艇这些轻于空气的航空器的发展，为重于空气的航空器的发展积累了经验。在飞艇占领了近代的天空时，它们体积巨大维护费用高昂，航速缓慢和安全性不好的缺点也开始为人诟病。一些航空先驱开始将目光转向固定翼飞机的研究，但要使重于空气的航空器升空并能受控持续飞行，就必须解决升力动力和稳定操纵的难题，他们的研究大多由设计和试飞滑翔机和风筝开始。19世纪初英国人乔治·凯利首先提出利用固定机翼产生升力，利用不同的翼面控制推进飞机的设计概念，为了验证自己理论的有效性，1849年他建造了第一架滑翔机并进行了试飞。关于飞机的动力和稳定操纵难题，当时航空界存在两种观点，其中以美国科学家塞缪尔·兰利为代表的一方，认为飞机的动力问题是重中之重，因为当时蒸汽机效率不高，体积和重量对于飞机来说也不堪重负，因此很难实现飞机的动力飞行。而以德国人奥托·李林达尔为代表的一方则认为，应首先通过试飞无动力的滑翔机，解决飞机设计的问题和培养飞行员的操纵技术，在效率较高体积小而相对轻巧的内燃机出现以后，兰利曾在他的飞机场号上安装了大马力发动机尝试载人飞行，但由于飞机的机翼设计和操纵系统不成熟，两次尝试均告失败。而李林达尔则在1891年和弟弟一起制作了一架滑翔机，成功飞过30米的距离，却在5年后的一次飞行试验中不幸失事身亡。关于世界上最早的固定翼机到底是由谁发明各国尚存在争议，但较为普遍的观点是由美国人莱特兄弟发明，莱特兄弟赞同李林达尔的观点。先通过风筝和滑翔机来检验机翼的升力设计和航空操纵系统，并在加装动力之前进行了大量滑翔机训练来培养作为飞行员的素养，在发现前人的研究数据可能有误后，他们打造了风洞进行了大量的实验，为200多种不同的翼型进行了上千次的测试，通过上述的技术积累两兄弟发现了增加升力的原理，设计出控制飞机平衡俯仰和转弯的航空操纵方式，并找到了保持横侧稳定的方法，从而基本解决了飞机的操纵性和稳定性的问题，为飞机飞行原理奠定了理论基础。1903年12月17日，他们在美国西海岸小鹰镇成功试飞了自行研制的飞行者一号，这次飞行作为“第一次重于空气的航空器进行的受控的持续动力飞行”被国际航空联合会所认可  莱特兄弟驾驶自行研制的飞行者一号 1909年9月21日，中国航空先驱冯如在旧金山奥克兰驾驶冯如1号成功试飞，开创了中国的航空事业，两年后他返华为中国的航空事业奔走，却不幸在1912年8月25日的广州燕塘试飞中失事，经抢救无效去世。 莱特兄弟发明飞机后，世界各国的航空事业也在迅速发展。1909年7月25日，法国人路易·布莱里奥驾驶自行设计的单翼飞机飞越了英吉利海峡，1910年3月28日法国人亨利·法布尔又成功试飞了首架水上飞机。1913年8月2日，俄罗斯人伊戈尔·伊万诺维奇·西科尔斯基成功试飞了四发动机的大型飞机。短短几年间飞机的性能得到了很大提高，飞行速度达到200公里每小时，续航时间超过13小时飞行高度达到6500米。飞机经过11年的改良之后，第一次世界大战爆发，使飞机的用途改变了，主要负责侦察轰炸甚至进行地面攻击，而这个时期的飞机变得更大更可靠，有些更用来商业载客  1910年伦敦到曼彻斯特飞行比赛时堡汉的法尔曼－III双翼飞机 1920至30年代是航空史上的一大进步，例如1927年查尔斯·林德伯格成功横渡大西洋，而当时最成功的飞机便是道格拉斯公司的DC-3，它的高载客量令航空公司有利可图，为航空史写下新一页。而在第二次世界大战期间，不少城市都兴建了机场，战争令航空科技进步，而世界上首枚火箭和喷射机也是在战争时期开发的。战后航空界出现了巨大转变，不少飞机用作商业或私人用途，大量退役战机机师和军机投入民航服务，这情况在北美洲最为明显，飞机制造商如塞斯纳等都扩大其生产规模生产更多中小型飞机。在50年代，德·哈维兰公司所制造的彗星飞机成为了首架民航喷射机，而波音707则成为首款被广泛使用的民航喷射机。而螺旋桨飞机的角色能转为服务一些低客量的航线。 1961年4月12日，尤里·加加林成为首个能够飞上太空的人，而在1969年7月21日，尼尔·阿姆斯特朗则成为首个登陆月球的人。 而在60年代开始，人们发现用复合材料制造的飞机比传统的更宁静，更具燃油效益和更适合，但更富进步性的是飞机仪器及飞控技术的改良，出现了GPS晶体管通信卫星电脑和LED显示器，这些科技使驾驶舱里的仪器得以减少，节省空间对较小型的飞机有极大帮助，飞行员除了能够准确地驾驶飞机，还能够准确地观察地形和飞机周围的环境。在1969年首款大量投入服务的超音速协和式客机首航，它的飞行速度高达2马赫，比一般民航机快一倍，成为当时最快的空中交通具之一。2004年6月21日，太空船1号成为首架能飞上太空的私人飞机，为航空业界开拓一个新的市场，同时飞机燃料亦可由其它新能源取代，如电 乙醇 甚至太阳能，这些新燃料将会被广泛采用在小型飞机上。 |
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