力學(xué)對航空航天的作用

時間:2022-11-13 11:18:46

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力學(xué)對航空航天的作用

1力學(xué)航空航天的發(fā)展前景

1.1航空航天事業(yè)的支撐技術(shù)———力學(xué)。力學(xué)是航空航天與材料科學(xué)和能源科學(xué)的三大基礎(chǔ)學(xué)科之一,在航空航天領(lǐng)域具有不可替代的重要地位。航空航天的發(fā)展對力學(xué)的發(fā)展有著十分重要的意義。同樣,力學(xué)的發(fā)展也推動了航空航天事業(yè)的發(fā)展。航空航天的整體規(guī)劃得到了大量的力學(xué)分支的支持,可以從最基礎(chǔ)的部分進(jìn)行分類,包括空氣動力學(xué);結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué);復(fù)合材料力學(xué);材料的疲勞性能;振動力學(xué);損傷力學(xué)和斷裂力學(xué);氣動動力學(xué);非定??諝鈩恿W(xué);氣動彈性力學(xué)以及粘彈性力學(xué),除了進(jìn)行了細(xì)分,還開發(fā)了許多與力學(xué)相關(guān)的技術(shù),如有限元技術(shù)。1.2力學(xué)與航天航空技術(shù)的相互促進(jìn)。力學(xué)發(fā)展的動力是航空航天技術(shù)的跨學(xué)科、多學(xué)科集成。航天工業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)包含了所有已知的工程類別。伴隨著許多學(xué)科融合,力學(xué)的進(jìn)步必然會與更多的學(xué)科交流,這也許會將帶來問題的變得更加復(fù)雜,但同時也將豐富力學(xué)的研究領(lǐng)域。

2電流體力學(xué)對航天航空事業(yè)的影響

MOD技術(shù)在航天航空事業(yè)中的廣泛使用。MHD技術(shù)的用途之一,是有關(guān)等離子體工程學(xué)方面的書中早先說明的MHD加速器。其原理極其簡單,電流i被從管道外強(qiáng)制流入管道內(nèi)的磁場m,利用洛倫茲力來使氣流加速。作為模擬再次進(jìn)入大氣層時的高焓高超聲速流的裝置,一般都采用電弧加熱型或感應(yīng)耦合加熱型等離子體風(fēng)洞。在這些風(fēng)洞中,用氣動噴管加速貯氣槽生成的高溫、高壓等離子體,然后MHD加速器可以利用電磁力再次提高氣流的速度,在沒有變化貯氣槽的熱和壓力的條件下進(jìn)一步使氣流的速度和熱焓上升。由此看來,MHD加速器對于航天事業(yè)未來的飛速提升打下了深厚的基礎(chǔ),為航空技術(shù)的騰飛提供了良好的契機(jī),為航空動力方面的能源消耗和燃料燃燒所帶來的缺陷的解決提供了可能的方案,更為人類涉足神秘莫測的太空,前往更加遙遠(yuǎn)的星球甚至星系提供了新的設(shè)想,我們由此不難看出,MHD加速器在航天領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用可以加速推動人類航天夢的實(shí)現(xiàn),而支持MHD技術(shù)的電磁流體力學(xué)更是對航天技術(shù)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

3空氣動力學(xué)對航天航空事業(yè)的影響

3.1空氣動力學(xué)簡介。我首先說的是空氣,空氣是人類的生命,總是聯(lián)系在一起,沒有空氣,很多人在地球不能生存,而對于空氣動力學(xué)的科學(xué)研究,人們也不太了解??諝鈩恿W(xué)是許多科學(xué)領(lǐng)域的一個分支。這是因?yàn)樗膽?yīng)用才推動了航天器的發(fā)展。二十世紀(jì)初,飛機(jī)研制成功,空氣動力學(xué)逐漸受到重視。許多問題已經(jīng)找到并一一解決了。人們開始研究飛機(jī)周圍的力的狀況和飛機(jī)周圍的氣流,這極大地促進(jìn)了流體力學(xué)的發(fā)展。二十世紀(jì)初,JukovesKi、Punun和Prand等研究人員開創(chuàng)了最早的機(jī)翼理論,解釋了機(jī)翼是如何被提升的,以及飛機(jī)是如何升空的。通過翼型理論,當(dāng)時的人們對無粘流體這一理論有了全新的認(rèn)識,認(rèn)為它對工程設(shè)計(jì)有很大的指導(dǎo)作用。3.2空氣動力學(xué)方面的成就。隨著技術(shù)的進(jìn)步,人類能夠發(fā)展比空氣重的飛行器。從40年代中期到50年代,可壓縮空氣動力學(xué)得到了很大發(fā)展。同時,人們發(fā)現(xiàn)了跨音速區(qū)域定律,最終實(shí)現(xiàn)了“聲屏障”的突破,實(shí)現(xiàn)了超音速飛行。蘇聯(lián)和美國研制的噴氣式飛機(jī),如美國的F86、蘇聯(lián)的MIG-15等。50年代以后,我們研究了超音速問題。第二代更先進(jìn)的飛機(jī)已經(jīng)研制出來,例如美國飛機(jī)F4、蘇聯(lián)的MIG21、法國魅影3等。

4結(jié)論

由此可見,力學(xué)與航空航天工程密切相關(guān)。在航天工程的發(fā)展中,到處都存在機(jī)械陰影。隨著航天工程的發(fā)展,人類社會也越來越發(fā)達(dá),人們可以乘飛機(jī)旅行,大大縮短了旅行的時間,也隨著航天工業(yè)的發(fā)展,人們可以把目光轉(zhuǎn)向遙遠(yuǎn)的空間,探索無邊無際的空間。雖然人類對空間的認(rèn)識是有限的,但科學(xué)家和機(jī)械學(xué)家一直在努力研究它。人類可以對空間有更深刻的理解。正是在力學(xué)的幫助下,新一代的新型戰(zhàn)斗機(jī)才能投入使用,這是我國國防力量的一大進(jìn)步,無疑為創(chuàng)造和平的國內(nèi)環(huán)境做出了巨大的貢獻(xiàn)。可以說力學(xué)對航天航空事業(yè)的發(fā)展做出了巨大的推動作用。

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作者:孫煥杰 單位:河北省唐山市第二中學(xué)