空间科学以空间技术为基础,研究自然现象及其规律,如物理、天文、化学、生命等。发生在从地面到空中,行星际空间和整个宇宙。这里有一些由边肖精心编辑的关于航天科技的文章。希望他们能帮到你!
航天科技知识
莱特兄弟的首次飞行试验是成功的。
1903年12月17日,莱特兄弟制造的第一架飞机“飞行者1号”在美国北卡罗来纳州试飞成功。
他们成功地驾驶了自己设计制造的重于空气的飞机。人们对此持怀疑态度。今年年初,受人尊敬的美国科学家Simoniu Kang表达了他的观点,即依靠移动电源飞行是不可能的。7年前,德国著名的航空先驱奥托利利恩塔尔(Otto Liliental)驾驶自己的飞机坠毁身亡。然而,莱特兄弟称,他们当天在北卡罗来纳州的小鹰湾上空飞行了4次。最长的一次持续了大约一分钟,飞行距离为850英尺。另外五个人在场见证了他们的飞行。
莱特兄弟表示,他们在代顿的自行车修理厂解决了阻止重于空气的飞机飞行的问题。他们说,他们的重要发明之一是使用可移动的翼尖来控制飞机,这是一个其他人都没有解决的问题。他们还制造了一台25马力的轻型发动机,比以前的任何一台都轻,但提供的动力比以前都大。两兄弟随后在风洞中测试了一系列自行设计制造的缩尺模型。他们说这项工作耗时7年多,耗资1000多美元。他们说,无论如何,只有在获得专利权后,他们才能公布他们飞机的详细描述。
佛莱特和韦伯莱特两兄弟,原本是做自行车的,对机械制造技术非常在行。他们是当时众多飞行爱好者中的一员。他们于1896年开始研究飞行,并决心制造一架发动机驱动的飞机。与其他飞行设计爱好者不同,他们非常重视理论,阅读过空气动力学的相关文献。为了读李特尔的作品,他们还固执地学习德语。
经过多年的反复试验,莱特兄弟终于造出了第一架飞机“飞行者1号”。
1903年12月17日凌晨30时,奥利弗在北卡罗来纳州的小鹰滩成功驾驶飞机,飞行距离36m,在空中停留12秒;然后,我的兄弟韦伯又进行了一次飞行,结果在59秒内飞行了3200米,第一架飞机就这样诞生了。
莱特兄弟继续改进飞机,分别于1904年和1905年建造了“飞行者2号”和“飞行者3号”。1905年10月5日,韦伯驾驶的“飞行者3号”飞行了38分钟,航程39公里。换句话说,《飞行者3》其实已经有了实际效果。
莱特兄弟确信飞行器的时代已经到来。在接下来的几年里,他们在改进飞机性能的同时,在世界各地进行飞行表演,向人们展示人类飞行的梦想已经实现。
航空小贴士:为什么直升机场也需要跑道?
很多飞行爱好者在购买直升机的同时,也在建设自己的基地机场。在做规划的时候,他们经常会问一个问题:既然直升机可以垂直起降,而且经常在荒野中起降,为什么有些专门为直升机建造的机场会有跑道?那么直升机场需要跑道吗?
答:许多直升机场确实有跑道。这是因为当直升机起飞、降落或飞行时,它们在某些情况下确实需要跑道。
1.直升机在有安全余量的机场起飞和降落。
如果直升机在接近机场时遇到问题,它可以通过旋转安全着陆,前提是它有一定的高度和相对空速“指示空速”。起飞时也是如此。为了使直升机有最大的安全裕度,起飞时需要保持离地一米,逐渐加速。有60-70节空速时,爬升起飞。
2.直升机在机场起飞时动力不足。
当轮式直升机过载,或者起飞机场高度很高时,如果动力几乎不足以保持悬停,可以使用跑道滑行起飞。因为直升机悬停所需的动力大于平飞所需的动力。
3.直升机降落时动力不足。
当直升机降落时,如果动力不足以支撑最后的悬停接地,就需要使用“低进近”使直升机在空中对准跑道,降落后再继续在跑道上“滑行”一段距离。
4.直升机执行训练任务。
进行直升机训练飞行时,需要在有跑道的机场进行,以便让受训者规范操作,获得标准的飞行技能,养成最大安全裕度的飞行习惯。此外,跑道还能为尾旋着陆等训练科目提供所需空间,保障飞行安全。
如何降低直升机噪音的影响?
虽然对于直升机使用者来说,听到直升机旋翼转动的声音,说明直升机处于安全飞行状态,也许是在拯救生命,或者是在商业运营中,但对于普通人来说,这种声音只是一种非常不受欢迎的噪音。
直升机有规律的敲击声或跳动声让人恶心,而涡轴直升机的噪音主要来自旋翼和尾桨系统。
直升机噪声及其特性
直升机旋翼气动叶片拍击空气产生的噪声很难消除。桨叶拍动空气噪声主要发生在直升机下降过程中。转子叶片和叶尖涡流之间的相互作用产生了复杂的非定常压力场,该压力场在转子下方向下传播,并带有高脉冲噪声。高速脉冲噪声(HSI)是由跨音速气流在旋翼前叶片上产生的激波,它首先从叶尖附近开始,传播到直升机的前部。直升机尾桨的噪音频率比旋翼高,又恰好在人类听觉最敏感的频谱上,所以更烦人。
响度是直升机噪声特性中一个非常重要的因素。用直升机噪声的有效感知水平,即有效感知噪声分贝(EPNdB)来衡量。这种测量和识别方法可以突出人耳能听到的正常噪声,而忽略人耳不能感知的噪声。例如,根据FAR36附录H中的测试方法,贝尔412HP直升机在低空的可感噪声达到93.4dB,相当于波音777-200客机起飞时的噪声。
美国规划协会(APS)认为,必须考虑频率以及噪音强度。直升机噪声频谱分析表明,大部分直升机是低频噪声,比高频噪声更容易被人耳接受,更容易产生语音干扰,是主动噪声管理的参考因素之一。
基思海伍德是皇家航空学会的研究主任。他受伦敦当局的委托,就直升机噪音问题提供专家意见。海伍德说,在决定公众对直升机活动的接受程度时,噪音的一些非声学特征,如噪音的频率和实际飞行操作的目的,将比实际噪音更重要。与商业区或工业园区附近的直升机活动相比,住宅区附近的直升机活动会产生更多的噪音问题。海伍德还认为,目前的环境噪音水平会影响人们的感受,更安静的环境会突出人们对直升机空中噪音的反应,尤其是来自空中的噪音。这对于规划直升机机场和直升机起降的飞行路线是非常重要的。
直升机的夜间飞行是城市环境面临的另一个具体问题。晚上,地面交通远没有白天那么繁忙。没有白天道路交通噪音的“掩护”,直升机的噪音会更明显,更烦人。此外,环境温度的下降也使得噪声更多地向地面传播,环境温度的下降在深夜和凌晨前几个小时最为明显,因此直升机噪声在这段时间对人的影响最为严重。
虽然限制直升机夜间飞行可以明显减少对噪音的投诉,但普通公众很难区分商用直升机、警用直升机、医疗救援直升机或军用直升机,尤其是在夜间。因此,商业直升机运营商经常抱怨,大众抱怨的直升机噪音不是他们造成的。
如何降低直升机噪声的影响
2013年5月,美国联邦航空管理局(FAA)提出增加直升机飞行高度,并在直升机经过城镇附近时改变飞行路线,以降低噪音影响。此外,FAA正与当地政府合作,在太平洋海岸高速公路和克伦肖公路上空测试一些公众建议的飞行路线,以将直升机噪音“淹没”在道路交通的噪音中。芝加哥直升机快递公司也提出了类似的策略,沿着高速公路和铁路设计直升机观光路线,将直升机的飞行高度设置在600m以上,进一步降低噪音的影响。
2004年,FAA发布了《非军用直升机城市噪声研究》报告,引用大量研究,得出结论:可以通过提高飞行高度来降低噪声对地面的影响。这是飞行员管理的政策,借鉴了伦敦直升机机场的经验。该政策要求直升机飞行高度超过300米,并在河流上飞行。
根据美国直升机协会(HAI)《友好飞行指南》公布的数据,当直升机飞行高度或直线距离增加一倍时,噪音会降低6~7dB。为满足直升机飞越噪声敏感区的实际噪声不高于65dB的标准,要求轻/小型直升机的飞行高度不低于300m,中型直升机的飞行高度不低于600mm,在安静的卧室内,噪声应低于40dB,在嘈杂区域。
虽然提高直升机的飞行高度可以明显降低地面噪声,但也带来了飞行安全的问题。例如,洛杉矶盆地有138个直升机场。如果要求在那里飞行的所有直升机都提高飞行高度,那么在已经繁忙的空域中,不可避免地会与固定翼飞机的航线发生冲突。
公众对直升机噪音的态度
对于不同用途的直升机噪音,公众的反应也是不同的。根据FAA对城市中非军用直升机噪音的研究,提供公共服务(如执法、医疗和消防)的直升机的噪音比搭载游客或商业高管的直升机更容易被公众理解。前者被认为是为了赶时间,为了公益,可以原谅的噪音;相比之下,载着华尔街精英的直升机在沙滩上或电视台记者拍摄新闻视频时产生的噪音,当地居民是无法接受的。
尤其是当媒体采用直升机采集交通事故、火灾、警察追捕等电子新闻(ENG)时,已经成为一种标准模式,新闻直升机也确实成为了一部分噪声源。
对于这种情况,FAA在2013年洛杉矶地区直升机使用报告中建议,新闻直升机应该采取一些措施来降低噪音的影响,包括限制直升机的悬停时间,增加悬停直升机与地面的距离,增加飞行高度,合并视频覆盖等。职业直升机驾驶员协会(PHPA)敦促南加州的广播电视新闻协会考虑集中报道资源,减少直升机出动次数。采取这些措施后,公众对直升机噪音的投诉减少了。此外,可以使用性能更好的摄影/视频设备从远距离获得良好的图像,这样新闻直升机就不必拥挤在新闻现场附近。
还有其他潜在的噪音缓解策略。直升机旋翼在机动时会增加脉冲噪声,因此飞行员应避免直升机突然机动,也应避免直升机快速上升或下降,尤其是在使用频率高的地区,如直升机机场。在海的《友好飞行指南》报告中,详细讨论了直升机机动飞行引起的附加噪声。
直升机在地面主要道路上空飞行可以避免影响居民区,这种做法也可以为飞行员提供导航信息。毕竟在人口密集的城市环境中,主要交通道路更容易让按VFR飞行的飞行员识别地面特征。在洛杉矶盆地,直升机被允许沿高速公路低空飞行,这些航线密集分布在南加州复杂的空域。
当然,这种方法有其局限性。比如好莱坞圆形剧场距离好莱坞的高速公路只有260m,每年都有数百场音乐活动在这里举行。所以洛杉矶的FAA分部最后建议在演出季划定禁飞区。显然,在制定直升机避开噪声敏感区的最佳飞行航线计划时,需要对每个特定区域进行综合评估,包括空中交通管理指定的航线。