航空器

航空器（）或航空载具（）是飞行器的一个大类，指通过机身与空气之间的物理互动（而不是单纯依赖靠喷气发动机产生的反向推力）克服重力进行飞行的任何载具。

任何一种飞行器都必须产生出至少與自身重量相同的垂直向上的力才能离开地面进行飞行。根据这种上推力的产生方式的不同，航空器可分为两类：轻于空气和重于空气，前者也称浮空器（aerostat），主要依靠阿基米德浮体原理用比重较轻的气体排开周围空气获得浮力升空；后者也称重航空器（aerodyne），依靠空气动力学原理，用翼型与空气互动产生升力升空。

由构造特点不同，轻于空气和重于空气的航空器有着不同的特点。轻于空气的航空器主体为一个气囊，内部一般充入密度比空气低的气体，如氢气、氦气或热空气，借着大气中的静浮力使航空器能够滞留于空中。在重于空气的航空器中使用范围最广泛的是飞机和直升机，它由装有提供拉力或推力的动力设备、产生升力的机翼和控制飞行姿态的操纵设备等构成。

历史
人类很早就有像鸟类一样在空中飞行的梦想，甚至包括古人用的石头和矛、到古希腊人阿尔希塔斯所制造的机械鸽、远至澳大利亚的飞去来器等。雖然在美洲土著千多年前的文物，和埃及文物及神廟浮雕中，分別發現飛機及直升機形像，而印度兩大史詩《摩訶婆羅多》及《羅摩衍那》亦有大量的飛行記載，但這一切仍是未解之謎。中国古代也有人在文学著作中描述了飞天梦试图实现这种脱离大地束缚的梦想，中国发明的风筝和孔明灯。在西方，达·芬奇也曾设计过航空器

在18世纪开始的工业革命后，1783年法国的孟格菲兄弟使用热气球，以及杰克斯·查理（Jacques Charles）的氢气球成功升空后，标志着人类巨大的科技进步。重于空气的航空器飞行原理基本是由19世纪初的英国人凯莱爵士发现的。两次世界大战期间，战争不断激励着航空的发展，军用飞机的能力快速提升，使得战争彻底转变为立体纵深化的，而民用航空事业也伴随着发展起来。二战之后，随着喷气式飞机的诞生，使得飞机冲破音障，成为重大突破。而高性能的超音速军用飞机又进一步对现代军事产生重大影响。经济、安全和舒适的喷气式客机也成为航空运输的主力，也改变着现代交通运输行业。新型的材料技术和电子科技发展也使得航空器有了重大的革新。

其主要分为以下几个时期：因此，世人称某些物体呈现流线型即表明它的形状可以使周围的空气很平滑地流过。在流线上流动非常有规则，不会出现四处乱流，则称为层流。在物体的后线也有可能出现涡流，这是空气的脉动现象，研究表明，物体在层流中比在扰流中受到更小的阻力。

在设计航空的飞行器时，须以高升阻比

飞行器飞行原理
力的平衡
一个稳定飞行的航空器，其身上会有各种力的相互抵销，主要由四个，升力、阻力、重力和推力。当飞机飞行时，其动力系统需能产生足够抵消气流阻力的推力，飞机的升力总是也必须与其自身重量相抗衡，否则飞机就会掉下去。按照简单的来看，机身与机尾所产生的升力与机翼的相差甚大，尤其是低音速飞行时更是如此。

稳定性
进行跨音速飞行]]
航空器在飞行时，除了要维持平衡，它们多为在历史上较早出现的航空器，包括：
*气球（balloon）：是指无发动机驱动的浮空器，靠气体浮力或由机载加热器产生的热空气浮力维持飞行滑翔机的发展和试飞成功，都要比1903年的莱特兄弟第一次成功飞行来得早。莱特兄弟从早期滑翔机飞行中得到很多的珍贵经验。20世纪后期出现了航天飞机，其依靠火箭垂直发射并飞出大气层，而后在预定的近地轨道航行。但是在返回时需要借助无动力滑翔才能安全着陆，其是否属于航空器还有争议。它双翼狭窄而翼展较长，且流线型的机身装着有用的仪表，如航速表和高度表等等。而飞行员也坐在机身内。翱翔机可凭借一股上升气流向上提升，到达高空之后有缓缓地翱翔降落，如遇见有一股上升气流才能够在此继续翱翔，理想情况下，翱翔机是可以爬升很高的，也能飞行很长的一段时间。这种飞机主要是以螺旋桨推进，因此飞行速度较低，如速度太快则会让螺旋桨的效率明显降低（如图安-2）。而引擎的扭力会使得飞机机身朝着相反方向旋转，加上较强烈的振动，这些缺点难以克服。

，人类目前最大的民用固定翼航空器]]
*涡轮发动机飞机（如图空客A380），大体上与活塞引擎飞机类似，然而其优点在于能效更好，维修费用更节省，振动也比较轻微。其飞机诞生于二次世界大战尾声，当时就革新了航空界。涡轮喷射引擎的发明很大幅度提升了飞机的动能，使得超过音速能为可能。在外形上，也较多使用了向后斜翼，更薄的且效率更好的翼剖面，这些改动让机身空间增大了。涡轮扇叶引擎属于涡轮喷射引擎的改良版，通过提高进气量来降低燃料使用量。现今涡轮扇叶引擎大量地在商业民用和新型军用飞机上使用。军事飞机还可再装后燃器，其是安装在引擎尾部的圆柱形管道，引燃之后便可使飞机的动力瞬间提升八成以上。但后燃器加大了燃料的消耗，一般只应用在作战上。它通常是挂在另一架大型飞机上，在高空中起飞。由此火箭引擎很难在商业民用和军用飞机上。另有称为喷射辅助升空系统的火箭装置用在重型飞机上，只是帮助起飞。还有另一种构想，在飞机上加装一套火箭引擎，便可使其瞬间产生加速。然而在一架飞机上同时拥有两种不同动能系统会导致很多缺点，这仅仅只是一种概念。但是在重型飞机上，必须利用短而宽的机翼，再配上多节式襟翼，起降的时候还需要平常升力的三倍左右，才能作到短距起降。另外的方法是在襟翼和翼前缘鼓风，而如此一来便要消耗一部分的动能，除非这股气流是独立的引擎提供。二、短距起落飞机必须要在约450米（1500英尺）以内，越过15米（50英尺）高的障碍物。以及其他一些不依据具体起降跑道长度的标准。此外，一些宣称符合STOL的机型，但厂家并不能提供满足任何一项主流定义的证据。

垂直/短距起落技术
这种技术的航空器又称为V/STOL，在正常的重量下可以垂直起落，但在负载较重时又可以转为短距起落。现在使用该技术的机型包括直升机和其他类似的飞机。

直升机
直升机（如图KA-50）与其他的垂直起落飞机有着设计和观念上极大的不同。直升机的构思来源于古中国的一种儿童玩具——竹蜻蜓，达·芬奇也发现过，可当其真正发展为飞机时，却因为飞行稳定性不足而被迫中断了。之后，1923年谢尔瓦（Juan de la Cierva）所制造的旋翼式直升机首次解决了很多技术上的难关。直升机飞行前进依靠的是传统的螺旋桨推进，而回转轴能让空气转动，便能带动其旋转。但一直到了朝鲜战争时，直升机才正式地被使用起来。目前，直升机已经广泛地用在军事上，以便增加作战时的机动性，同样也大量地使用在商业航空上，提供简单方便的穿梭飞行业务。而另一种是概念式倾斜翼飞机，它只需将螺旋桨从水平方向变为垂直方向就可以。在实践中，倾斜翼飞机的性能都不错
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向量喷嘴飞机
失火后的瞬间，1937年5月6日]]
向量喷嘴飞机又是一种新的突破，它装有特殊的涡轮扇叶引擎，具备着可以旋转的排气喷嘴（如图F-35B）。当其正常飞行时，喷嘴朝向水平；而在盘旋飞行时，喷嘴又能垂直状，使飛機能夠垂直起降。实验也证明，这类飞机的确可以在接近静止的和全速之间的所有速度运行。还有另外的概念，称为翼上扇叶，是在喷射机的机翼上加上一些大型涡轮扇叶引擎。当飞机需要盘旋时，机翼的气门便打开，将引擎喷气导向机翼上的扇叶，让其转动。非硬式和半硬式的飞艇时至今日依旧使用，而大型硬式飞艇自从20世纪30年代末就没有出现了。

用途和法律
航空法
管理天空和在天空中发生事情的法律。天空可以理解为从地表到外层空间的区域。因无线电波、发射体和其他物体也很会飞越一个国家或地区的领空，但航空法一般仅涉及民航以及飞机、飞船、气球和其他这类航空器的法律。其承认“每个国家对其领土上空的区域拥有完全的及排他的主权”。芝加哥公约还有规定是飞行在一国领空的航空器以内的人也属于该国法律管辖。航空器还须遵守当地的航空规则和空中交通管制，涵盖出入境、移民、关税、护照、健康以及关于机组人员、乘客和货物的事项等规定。各国都有依据芝加哥公约授予的权利管理外国飞机在其领空内的航空行为。按照类型分为航空模型飞机和直升机以及仿真模型飞机。按照控制方式分为，自由飞行，线操纵圆周飞行，无线电遥控飞行。

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參考文獻
引用
来源
; 书籍
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扩展阅读
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[http://history.nasa.gov/SP-09-511.pdf Celebrating a History of Flight] , NASA Office of Aerospace Technology HQ, United States Air Force
Harry Bruno (1944) Wings over America: The Story of American Aviation, Halcyon House, Garden City, New York.

Includes photos, diagrams and specifications of many c. 1910 aircraft.
Includes photos and specifics of many c. 1908 dirigibles and airplanes.

外部連結

[http://www.world-mysteries.com/sar_7.htm　Ancient Flying Machines]

*[https://web.archive.org/web/20031222001544/http://www.centennialofflight.gov/essay/Prehistory/PH-OV.htm Prehistory of Powered Flight]
*[http://www.doktus.de/dok/39023/the-channel-crossing.html The Channel Crossing]
*[http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-468/contents.htm The Evolution of Modern Aircraft (NASA)]
*[http://invention.psychology.msstate.edu/Tale_of_Airplane/taleplane.html Virtual Museum]
*[http://www.nasm.si.edu/ Smithsonian Air and Space Museum] – Online collection with a particular focus on history of aircraft and spacecraft
*[http://www.newscientist.com/movie/aviation-timeline New Scientist's History of Aviation]
*[https://web.archive.org/web/20091213011847/http://www.life.com/image/first/in-gallery/36582/amazing-early-flying-machines Amazing Early Flying Machines] slideshow by Life magazine
*[http://www.airliners.net/info/ Airliners.net]
*[http://www.aviationdictionary.org/ Aviation Dictionary] Free aviation terms, phrases and jargons
*[http://www.newscientist.com/topic/aviation New Scientist's Aviation page]
*[https://web.archive.org/web/20070718015201/http://www.caac.gov.cn/ 中国民用航空局,Civil Aviation Administration of China,CAAC]
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*[http://www.faa.gov/ 美国联邦航空管理局,Federal Aviation Administration,FAA]
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*[http://www.cad.gov.hk/ 民航处（香港）,Civil Aviation Department，CAD]
*[http://www.aacm.gov.mo/ 民航局 (澳門),Civil Aviation Authority,CAAM]
*[http://www.caas.gov.sg/ 新加坡民航局,Civil Aviation Authority of Singapore,CAAS]
*[http://www.dca.gov.my/ 马来西亚民航局,Department of Civil Aviation Malaysia,DCA]
*[http://www.nasa.gov/ 国家航空航天局（美国）,National Aeronautics and Space Administration,NASA]

参见

飞机、飞艇、热气球、直升机、战斗机、轰炸机
空中救難、航空事故、劫机
航空器註冊編號、机场、航空公司
太空飛行器、航天飞机、航天、人造卫星

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