人类的实际飞行实践源于鸟状飞行。换句话说,给自己戴上翅膀,学习一只鸟的拍打翅膀,但是长期的练习证明了鸟状飞行的失败。 1809年,英国科学家凯利(Kelly)发表了一篇著名的论文,名为《空中航行》 [1],提出了一种观点,即人工飞机应单独考虑推进表面和升力表面,而人类则放弃了简单鸟类的机翼而进入了固定的机翼。飞行的年龄。
早期类人飞行的失败应归因于缺乏对空气动力学的基本了解,并且在固定翼飞行积极发展的时代,人类逐渐建立了空气动力学理论体系。在理论的指导下,人类研究鸟类飞行受到了许多设计的启发,并为改善飞机性能做出了重要贡献。
初始机翼
公元前850年,英布拉德(Brad Brad)带着翅膀跳下圣殿,试图在伦敦市中心飞来飞去,但倒在地上死了。这是实现祖先飞行梦想的早期尝试。
公元前468年至公元前376年,鲁班制造了木制鸟类,并在春季和秋季以及战争期间进行了为期三年的试飞(图1)。据说“连续三飞”是与中国古代试飞机有关的最快记录模型。
1970年代,意大利跨国科学家达芬奇(Leonardo da Vinci)是第一位使用科学推理研究鸟类飞行原理的科学家,飞行员亲自设计了飞机(图2),并称其为“鸟类,蝙蝠和蝙蝠”。在“飞行翼平面”中有几个膜状的翼模仿恐龙翼龙,达芬奇认为只有拍打的翼才能同时具有推力和升力。我开始模仿设计和制造,但结果,我无法避免失败的命运,但理想情况下,我可以上下跳跃几次,最糟糕的结果被分解成碎片。
从1606年到1679年,意大利博物学家Bolieri研究了鸟类的飞行,并意识到人类的适应能力无法飞向天空,这一结论有助于结束不必要的冒险实验。
在早期,人们梦想飞行人类超过2000年,一味地模仿鸟翅膀的几何形状和扑动,而对相关的空气动力学原理却一无所知。
鸟类飞行空气动力学对固定翼飞机设计的启示
当前,人造飞机在飞行速度,飞机重量,飞行距离,飞行性能等方面远远超过藻类技术,但是在空气动力学技术的发展中,许多技术创新与鸟类飞行空气动力学研究密不可分。低速机翼和机翼设计,低阻力的纤薄机身形状,低速机翼尖端技术以及成功的技术应用(图5)都可以通过模仿潮流来实现。早期人类盲目地模仿鸟类的飞行,在一定程度上阻碍了蓝天中人类的飞行速度。
然而,自20世纪以来,人类已经系统地进行了空气动力学研究,并成功地将鸟类飞行的空气动力学知识应用到固定翼飞机的设计中,从而大大提高了飞行性能。例如,当今最先进的A380客机非常靠近展开翅膀的大鸟。自21世纪初以来,人类在发现扑翼生物雷诺数的机翼飞行的高升气动机制方面取得了长足的进步,并且对仿生机翼飞行的研究也如火如荼。小型机翼概念飞机已经成为飞机家族的重要成员。同时,随着空气动力学和飞机相关领域的发展,各种类型的飞机,上升和漂浮的综合飞机,航空飞机,跨媒体飞机,超音速飞机等将进一步改变人类的旅行和生活方式,促进社会文明和进步。