25超輕型飛機
超輕型飛機屬於輕小型飛行器中的一種。這種飛機除了體積比大飛機小,重量比大飛機輕外,其它結構同大飛機類似。
超輕型飛機中的各型號飛機都具有重量輕、機翼麵積大、空中滑翔性能好、飛行平穩、飛行速度低的特點。超輕型飛機在低空飛行較安全、可靠,可以保持距地麵5米的高度飛行。超輕型飛機的起落對機場要求不高,它的起落滑跑距離隻需幾十米到二百米,隻要有一塊較平的地麵就可以起降。
超輕型飛機的用途很廣,可以用於航空體育、航空攝影、探礦、護林、播種、噴灑農藥、資源調查、商業活動、城鎮規劃等活動。
26微波飛機
眾所周知,電磁波是傳遞能量的一種方式,我們熟悉的微波也是一種電磁波,因此也能傳遞能量。微波飛機就是科學家們根據微波能傳送能量的道理,製作出的。
微波飛機是怎樣工作的呢?
科學家們首先在地麵上建立了一個微波站,通過微波站可將攜有高能量的微波發送到很遠很遠的空中,然後在微波飛機上安裝一個接收儀器,這個儀器能接收微波能量,並將微波能量轉化成電能,給飛機上的發動機提供動力。隻要地麵微波站連續不斷地發送能量,微波飛機就可以連續地在空中飛行。
1987年10月,加拿大多倫多宇航技術研究院,研製成功一架靠微波提供能量的飛機樣機,這是世界上第一架微波飛機,並當眾進行了飛行試驗。樣機在天空持續飛行了20分鍾,引起了世界上飛機愛好者的關注。
27太陽能飛機
太陽能是一種新興的無汙染的能源,它越來越引起人們的重視,太陽能已被應用在航天領域裏。早在70年代末,太陽能飛機就問世了,因而人們對它並不陌生。起初的太陽能飛機隻能在白天天氣晴朗的時候飛行,一到陰雨天或夜間它就無隻能“望天興歎”了,而現代的太陽能飛機能克服這一弱點,基本上隨時都能飛行。
太陽能飛機的機翼很大,渾身上下貼滿了太陽能電池,太陽能電池將太陽的光能轉換成電能,驅動飛機發動機工作,從而保證飛機在空中飛行。
一般現代太陽能飛機都不載人,因為:第一,它在空中停留的時間比較長;第二,太陽能飛機要選用輕質的新型複合材料製作,因為它的動力源有限,一般的太陽能飛機有一二百公斤重。
人們利用太陽能飛機調查地麵上的情況,太陽能飛機拍攝出來的照片比衛星拍攝出來的要清晰得多,它能夠對特殊的地域做環繞飛行,而衛星卻不能做到這一點。
28氫燃料飛機
在環境日益惡化的今天,人們希望能尋找到一種方便、清潔的燃料,於是人們便想到了用氫氣做為燃料,當然航天專家也想到了這點,氫燃料飛機就是在這種背景下問世的。氫燃料飛機是以氫為燃料,既節能、又無大氣汙染的一種新型燃料飛機。
氫燃料飛機的研製並不是現在才提出。早在1956年,美國就曾用一架改型的B-57“堪培拉”轟炸機進行過這方麵的試驗,隻是結果令人不滿意。1988年,前蘇聯把一架三台發動機的客機進行改裝,把三台發動機中的一台更換為燒液氫的NK-88發動機,另兩台仍燒航空煤油,飛機的其他部分也做了相應改動(如增添了液氫燃料箱等)。1988年4月14日,該機進行了首次試飛,獲得成功。可惜的是,因液氫燃料價格太高,試驗未能堅持下去。鑒於天然氣燃料在當時使用已很普遍,前蘇聯的研究人員又把NK-88發動機進行了一番改裝,使它又成為世界上第一架能使用天然氣燃料的飛機,並於1989年1月18日進行了首次試飛。在以後的5年中,又進行了80多次飛行,並多次出現在世界航展上,均引起觀眾和各國航空界人士的關注。
29飛機的機翼
飛機的機翼是用來產生升力的,機翼越大,升力就越大。在飛行速度比較低的時候,為產生足夠的升力,就要把機翼做得長一些,甚至一個機翼不夠用,兩個、三個。隨著航空發動機的逐步改進,飛機速度有了很大的提高,因此不需要很大的機翼麵積就能產生足夠的升力,反而要考慮如何減少或減小機翼來減輕飛機的重量和阻力,以保證飛行的速度。所以現代的飛機差不多都已經改成了單翼飛機,而且飛行速度越高,機翼越短。
30水上機場
水上飛機可以平穩自如地在海上起飛降落,但這並不意味著任何水域都可以作為水上機場,因為水上機場有其特殊的要求。
水上機場必須有一條理想的水麵跑道供飛機起飛和降落。由於水上飛機滑跑距離比陸上飛機要長,受海浪和側風影響較大,所以這條柔軟跑道的長度和寬度也相對加大,至少有幾千米長,幾百米寬。同時,為了保證機體在水中滑行的安全,不僅要避開暗礁和淺灘,而且也要考慮到海水漲落對水深的影響,以及風速、浪高對飛機的影響。機場通常選擇在風平浪靜、水較深、沒有暗礁、海水漲落不大的海灣。此外,還要在選定的水域設置各種浮標,用以表示飛行水區的軸線、邊界和端界等。飛行員通過這些標誌的指示,就可以完成飛機的起降。當然,僅有水上跑道還是不夠的,為了便於水上飛機製調度和上岸,機場還要配備許多牽引艇和一條專門用於飛機上、下岸的水滑道,以及指揮塔等設施。
31水翼船
水翼船是一種船底部裝有浸在水中的水翼,航行時靠水翼受到的升力使船體全部或部分升離水麵的高速船。它的航速可以達到每小時70~130千米,速度是同噸位普通船舶的幾倍,而且適航性也很好。
水翼船用高速柴油機做為動力裝置,一般用水下螺旋槳或噴水推進裝置推進。水翼用不鏽鋼和鈦合金製造,船體一般用鋁合金和鋼材製造。
水翼船的工作原理與飛機一樣。它水翼的斷麵也與機翼斷麵的形狀一樣。當船在推進裝置的作用下快速航行時,浸在水中的水翼就因其斷麵的特殊形狀而造成它的上、下表麵所受水的壓力不同,下表麵的壓力大於上表麵的壓力,從而形成升力,逐漸把船體抬起。這樣就使船所受的水中阻力減小,使船速容易提高。當航速增加到一定值時,升力即大到可以將船體完全抬出水麵,使船在水麵上掠行。這樣,當船高速行駛時,就可大大降低水動阻力,並可減少波浪對船體的衝擊。當水翼船停泊或以低速航行時,水翼不產生升力,這時水翼船就同普通的排水型船一樣,其船體靠浮力支持。
32破冰船
製造破冰船的鋼板要比普通船厚得多,船身又短,使得進退和變換方向都特別靈活;船頭斜度大,便於爬到冰麵上;船頭、船尾和船身兩側都有很大的水艙。具備了這些特點,破冰船就能夠破冰了。它先把船頭翹起,爬到冰麵上,靠船頭1000多噸的重量把冰壓碎。如果冰層較厚,破冰船就後退一段距離,開足馬力向前衝,一次不行就二次、三次……,直到把冰層衝破。如果衝不開怎麼辦呢?別急,它還有另一套本領呢。它把船尾的水艙灌滿水,使船頭高高翹起爬到冰麵,然後把船尾的水艙排空,再把船頭的水艙灌滿水。這樣,本來就很重的船頭,再加上這幾百噸的水,就能壓碎很厚的冰層。
破冰船也有擱淺的時候。當它爬上冰麵壓冰,可是冰沒有破碎,隻是向下塌陷,兩邊的冰又緊緊卡住船身,即使破冰船開足馬力,也一步都動不了。這時,破冰船就分別向船身兩側的水艙裏灌水,使船左右搖擺,來擺脫困境。
33衝翼艇
衝翼艇是利用航行時貼近水麵的艇翼的表麵效應所產生的空氣升力,使艇體離開水麵,在接近水麵的空氣中飛行的一種特殊的高速船舶,它的外形與飛機非常相似。
利用地麵效應航行的飛行器,統稱地效飛行器,衝翼艇是地效飛行器中的一種。
衝翼艇一般采用空氣螺旋槳推進,用空氣舵控製飛行,飛行速度最高可達每小時370~430千米。(當然,它也可以像傳統的排水型船那樣,以低於每小時90千米的航速在水中行駛。)
衝翼艇與其說是“船”,不如說是“飛機”。但是由於它不具備在空中自由飛行的能力,必須貼近水麵飛行,因此仍把它作為一種特殊的船來看待。另一種說法是,它是介於船舶與飛機之間的交通工具。
一些國家也相當重視衝翼艇在軍事方麵的應用。例如,早在1964年,美國就研製成反潛衝翼艇和大型兩棲登陸衝翼艇。
34氣墊船
船是在水裏行駛的,可是氣墊船既能在水裏走,又能在陸地上跑,這是怎麼回事呢?
原來氣墊船和一般的船不一樣,氣墊船的船底四周有一圈用橡膠做成的圍裙,開動的時候,用壓氣機把空氣從船底噴出,由於周圍有橡膠圍裙阻擋,於是,噴出的空氣在船的下麵形成了一個空氣墊,使船懸起來。所以,無論是在水裏還是在陸地上,它都能行駛。即使在沼澤地區,它也會暢通無阻。
在氣墊船上還裝有好幾個螺旋槳,氣墊船懸起來後,借助高速旋轉的螺旋槳產生的推力,就能飛快地前進了。
氣墊船的速度可達每小時幾十千米,最快可達200千米。
35潛水艇
一般的船隻行進在江海中,都害怕遇到風浪,隻有潛水艇是個例外。
波浪的產生常常是風力作用的結果。海麵上風力越大,波浪擁有的能量就越大;而且,波浪沿水平方向傳播時,常常會形成後浪趕前浪的現象,使波浪傳得很遠。兩個相鄰波峰之間的距離即波長,波長可以拉得很長(可達600米)。波浪擁有的能量也很大,一個浪頭撲來,可以使每平方米麵積上受到幾噸甚至幾十噸力量的衝擊。所以,一般的船舶都害怕遭到風浪的衝擊。
波浪在向下傳播時,隨著深度的增加而急速地減弱下來。所以,即使海麵上風急浪高,潛水艇隻要潛到幾十米以下,就能往來自如,一點也不會受到波浪的影響。