自動駕駛：飛機進步的里程碑

飛機的製造歷史，從模仿鳥類的翅膀，到依靠滑翔，然後靠人為操縱。進入現代，利用計算機技術，完成了在允許的條件下，把駕駛員解放出來，由設定好的程序自動駕駛。這是科學的進步，也是飛機改革中重要的里程碑。

飛機為什麼可以自動駕駛

為了使飛行員不會過於疲勞，現代飛機都裝有自動駕駛系統，由機載計算機控制飛機自動飛行。人們早在幾十年前，就發明了自動駕駛儀。那時的自動駕駛儀簡單，由高度表、陀螺儀、加速度計、簡單的電路和檢測飛機狀態信息的設備構成。由於其精度較差，校正飛機的飛行狀態經常需要飛行員去做。現代的設備精密複雜，飛機自動控制飛機準確飛行，只要有一點狀態的改變就可以察覺出來。主要是利用計算機產生精確的信號，飛機航線無需飛行員人工干預，校正由衛星定位系統完成。由於計算機在有些情況下，應變能力不如人類，還需要採用人工操作。

現在的技術雖然可以使飛機自動完成降落，在沒有任何特殊情況下才有保證。為了保證飛行安全，在飛機降落時，不採用計算機進行自動控制，由飛行員來操縱降落。

飛行員可以實現對自動駕駛儀和領航模式的控制

為了適應超聲速飛行，飛機進行了怎樣的「變身」

飛機在飛行中與空氣作用，會導致空氣的振動。空氣振動傳播的速度就是聲速，就像水中的漣漪一樣，一圈圈傳播開去。當飛機的聲速和速度一樣快時，前一圈空氣振動「漣漪」還來不及傳遞開，就被後一圈「漣漪」追上，疊加就會產生「激波」的劇烈振動。激波會使飛機抖動、失控，在產生巨大飛行阻力時，甚至空中解體。

一些速度較快的活塞式戰鬥機在第二次世界大戰後期，加速俯衝速度達到約0.9倍聲速時，就容易發生這樣的情況，有的機毀人亡。當時的飛機以突破聲速，這種現象稱之為「音障」，飛機在接近聲速時，難以逾越，就像撞到牆一樣。

米格-25「狐蝠」

人們發現：飛行的速度並不是機翼上出現激波時的氣流速度，而是機翼前緣垂直方向上的氣流速度。如果採用後掠翼，垂直機翼前緣的氣流速度分量會低于飛行速度。與平直機翼飛機相比，在更高的速度下才會出現激波，從而推遲了激波的產生。

聲速突破後，想再提高飛行速度，碰到另一個障礙，即「熱障」。飛機飛行速度超過2.2倍聲速，由於空氣在機翼、機身的前緣，被劇烈壓縮導致強烈的氣動加熱，產生高達數百攝氏度的高溫，對機體材料產生很大的影響。飛機一般都是用鋁合金做蒙皮，鋁合金的強度尚可維持，小於2.2倍的聲速，達到3倍聲速後，鋁合金就不能滿足要求了。

飛機要採用其他的耐高溫材料，可按熱障速度飛行的。如採用鈦合金作為結構材料，美國的311-71「黑鳥」；採用不鏽鋼的蘇聯的米格-25。普通噴氣發動機的工作效率已不能滿足要求，飛行速度超過3倍聲速時，需要採用其他的發動機。例如，飛行速度達到3倍聲速時的「黑鳥」，以保證高速飛行時的效率，發動機就通過某種機構變化使其變成衝壓發動機。

飛機發動機

飛機的「心臟」為什麼說是發動機

鳥類靠翅膀飛行，產生向前的推力和向上的升力是扇動翅膀。人類的早期就模仿鳥類製造撲翼機飛行實踐，希望用鳥類的辦法飛上天空，類似的嘗試都以失敗了告終。

後來，人們改變了思路，不再使用同一個部件，把產生向前推力和向上升力的部件與動作分開，用一種動作煽動「翅膀」同時完成兩個任務。這個思路採用的結果，推動空氣或利用噴氣的反作用力利用螺旋槳來產生向前的推力，使飛機產生速度。這是個很聰明的辦法，由此產生的氣流流過機翼形成壓力差，產生向上的升力。飛機飛行時所需要的動力大大降低了。

如果人類靠自己的力量飛上天空，用鴿子一樣的方式，有科學家計算過，我們要有一米厚的胸肌。人如果靠人力驅動一個螺旋槳來提供推力，坐在固定機翼的飛行器中，那麼這樣的人力飛機，已經可以飛行超過1000千米。通過把升力和推力的產生機制分開的方式，飛行的效率大大提高了。飛機發動機在一定的速度範圍內，速度越快，動力越強勁，升力也就越大。所以說，發動機不僅是產生升力的源泉，也為飛機提供了速度。發動機與飛機飛行性能的好壞有著直接的關係，飛機具有優良的性能，只有優秀的發動機才能使它實現。這就如人類的心臟，人體的好壞全靠心臟支撐，所以發動機是飛機的「心臟」就成為人類最愛的表達方式。

[責任編輯:白璐]

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