航太科技溯源

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Luke-Skywalker  於 2003/10/23 17:55
航太科技溯源

在現代的軍事航空器上,可見到如匿蹤(Stealth)、垂直起降(Vertical Take-off & Landing, VTOL)、幾何可變翼(Swing-Wings)、向量推力控制(Thrust Vector Control, TVC)、遙控飛行載具(PRV, Remotely Piloted Vehicle)與自主飛行載具(UAV, Unmanned Aerial Vehicle)、舉升體(Lifting Body)構型、翼端帆(Winglet)、資料匯流排(Data Bus)、抬頭顯示器(HUD)、超音速巡航等,這些先進的航空科技,其概念是從何而來。

不妨來研討看看,這些概念是怎麼來的,也好釐清一些在航空科技上觀念與認知。


NO:283_1
Luke-Skywalker  於 2003/10/23 18:37
Re:航太科技溯源

就拿線傳飛控(Flying By Wire)系統來說,此系統是將飛行員的操縱信號,經過信號轉換器變成電氣信號,透過電纜直接傳輸到飛行控制電腦,再由電腦將飛行員的意圖以電氣信號傳遞到控制面致動器的一種系統。該系統將傳統式飛機操縱系統中,滿布飛機內部從操縱桿到致動器間的機械傳動裝置與液壓管線,逐一簡化及移除。

首架採用此類飛行操縱系統的西方國家軍機,記得是在1974年通用動力公司(General Dynamics, GD)(已被洛克希德(Lockheed)併購)推出的YF-16原型機。

此外最早使用此類飛行操縱系統的飛行器,我查出來是NASA水星計劃的友誼7號(Friendship 7)太空艙的MA-6任務
http://science.ksc.nasa.gov/history/mercury/ma-6/ma-6.html
詳Mission Highlights這段


NO:283_2
razor  於 2003/10/23 20:04
Re:航太科技溯源

>首架採用此類飛行操縱系統的西方國家軍機,記得是在1974年通用動力公司(General Dynamics, GD)(已被洛克希德(Lockheed)併購)推出的YF-16原型機。

NO, 嚴格說起來 應該是加拿大的Avro CF-105 Aerrow 由於其設計採用high mounted delta wing,如果用傳統的機械控制系統 為解決 yaw axis instability的問題 將導致垂直尾翼過大 Avro的工程師的解決之道 是採用DUAL CHANNEL analog yaw-axis fly-by-wire system
該機于1958年3月28號首次試飛 1959年加拿大政府取消該計畫

70年代初期美國空軍的fly-by-wire experiments都是 analog system 例如改裝的B47(當開始時只有pitch axis)
還有Survivable flight control system project 改裝F-4他是使用analog computers的complete 3-axis control system, YF-16的fly-by-wire system 是用這個計畫的架構

>此外最早使用此類飛行操縱系統的飛行器,我查出來是NASA水星計劃的友誼7號(Friendship 7)太空艙的MA-6任務

No, 如果以active control system以及構成fly- by- wire的 element:sensor, central computer, navigation information, 的觀點來看 應該是二次大戰的V2 V2上面的BEAM rider circuit及
attitude control system 稱之為 Mixed computer

fly-by-wire system 不是把機械的元件換成電纜這麼簡單而已 他還包括ACTIVE CONTROL SYSTEM
relax stability 還有system redundancy ......的概念
詳細概念請參考The Design of Fly-by-Wire flght control systems, by Chris Fielding
(以google 查詢)


NO:283_3
Luke-Skywalker  於 2003/10/23 20:32
Re:航太科技溯源

Razor兄真是位高人
將我和cobrachen兄於今年年初
在尖端科技軍武論壇Skywalker航太知識專欄專版上研討不出的問題
給解出來了 

NO:283_4
Luke-Skywalker  於 2003/10/24 17:51
Re:航太科技溯源

德國先驅者:Bachem公司的“毒蛇”

1944年,德國設計師們準備嘗試一些新的東西。Bachem公司的Ba349 Natter(毒蛇)就是一種尾部豎直,由火箭推進起飛然後提供動力飛機。在攻擊敵方的轟炸機之後,飛行員用降落傘降落,落地後飛行員、機身和發動機都會被降落傘掩蓋住。還有一個更加怪異的想法,就是福克(Focke-Wulf)公司的Triebflugel(動力機翼)。這種飛機同樣是以尾部豎立,在機身上有一個可旋轉的環狀物,像直升機的機軸一樣在環狀物上安裝了三個薄機翼,翼尖安裝了有一定角度的衝壓式噴氣發動機,這樣當發動機開始工作,它就能呈螺旋狀升空了。同直升機不同的是,這個飛行器預計能以1000公里(621英里)的時速進行平飛。

http://www.china.org.cn/images/48212.jpg

資料節錄自:
http://202.130.245.40/chinese/junshi/393524.htm


NO:283_5
安國寺  於 2003/10/24 22:06
Re:航太科技溯源

德國的竹蜻蜓哪裡可以平飛?看過他的外型就知道他根本不能平飛-昇力哪裡來?他最大的問題就在於它無法平飛,所以只能作作緊急攔截機用。

NO:283_6
安國寺  於 2003/10/24 22:12
Re:航太科技溯源

如果他要作水平面上的移動,必須斜著飛,但是高度也會一直增加,此時就要頭向下的斜飛降低高度,沒有辦法真正的水平飛行。

NO:283_7
Luke-Skywalker  於 2003/10/26 13:20
Re:航太科技溯源

↑所以這個怪玩意兒的飛行狀態,並不是完全呈水平的,而是有大幅攻角的樣子

NO:283_8
Luke-Skywalker  於 2003/10/27 12:12
Re:航太科技溯源

飛翼機始祖:Gotha Go229無尾翼噴射戰機

Go229原型機(V1)的研製開始於1942年年底,於1943年初出廠,並於1943年3月1日在轟炸機的拖曳下進行首次無動力試飛。原型2號機(V2)在1號機完成後3個月後出廠。原來2號機設計是搭配BMW 003型發動機,後轉而使用Jumo 004發動機,因此機身需重新修改,以容納直徑較大的Jumo 004發動機。在1944年12月原型2號機終於完工,接下來就是以自身動力的首飛。

1945年2月2月原型2號機進行首飛,並在空中停留了30分鐘,一切測試均相當順利。但在2月18日原型2號機在飛行45分鐘後之後,地勤人員發現飛機飛行的高度越來越低,試飛員幾次試圖拉起,但不久之後就墜毀,試飛員因此殉職,失事原因很可能是發動機故障。

1945年初原型3號機(V3)被交由Gothaer Waggonfabrikg公司製造,在3號機接近完工時,工廠被美軍所佔領,美軍在工廠內還發現其他Go229原型機部分的機身組件,其中還包括雙座機的原型機在內,目前原型3號機保存於美國國家航太博物館(NSAM),仍等待復原中。

在NASM中的GO229
http://www.geocities.com/jg26tw/go/229/07s.jpg


NO:283_9
Luke-Skywalker  於 2003/10/30 11:01
Re:航太科技溯源

一直想不透
抬頭顯示器(HUD)這概念是怎麼產生的............

NO:283_10
雪風  於 2003/10/30 11:07
Re:航太科技溯源

讓飛行員操縱飛機時不須低頭去俯看儀錶板啊

NO:283_11
Luke-Skywalker  於 2003/11/04 23:44
Re:航太科技溯源

直昇機(Helicopter)的始祖

1909年美國的柏里勒父子(Emile & Henry Berliner)研發了兩款直昇機,一款是同軸雙旋翼式直升機,另一款是橫列雙旋翼式直升機,雖在試飛時僅能滯空,但成功解決了直昇機研究者難以突破的扭力問題。因為主旋翼在空中快速旋轉時,相對氣流會給主旋翼一個反作用扭力的力矩,而兩具主旋翼的旋轉方向相反,因此所產生的的反作用扭力力矩便可相互抵消。

1913年柏里勒父子研發一款以一具主旋翼來產生升力,並以小型的垂直旋翼以抵消扭力,這具小型的垂直旋翼就是現在單主旋翼含尾旋翼式直升機的早期構型,柏里勒父子這項發明於1923年獲利專利權。


NO:283_12
Luke-Skywalker  於 2003/11/15 10:23
Re:航太科技溯源

太空梭的早期概念
Sänger Amerika Bomber

http://www.luft46.com/misc/sanger.html
http://www.luft46.com/jhart/jhsang.html


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