航空之父乔治·凯利

《航空之父乔治·凯利》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、航空之父乔治·凯利乔治·凯利(G.Cayley，1773～1857)是自达·芬奇后第一位真正系统研究飞行问题的先驱者。他使飞机研究走了真正科学的道路。由于他做出的开创性贡献，凯利受到后人的高度评价。1846年，英国的汉森把他尊为“航空之父。”1909年，飞机发明者威尔伯·莱特在一次演讲中说：“在一百年以前，乔治·凯利爵士把航空技术推向了前所未有的高峰。在整个十九世纪，这个高峰没人能够逾越。”1909年，法国航空学会主席贝尔热在其著作中写道：“乔治·凯利爵士是真正的航空之父，他的名字值得用金字书写在航空史册的第一页。”航空大师冯·卡门评价说：“目前所知的关于刚

2、性飞机的飞行原理，可以说是由凯利所首先宣布。”　　乔治·凯利于1773年12月17日生于英国约克郡的斯卡巴勒城。凯利最初在约克郡读书，不久他来到诺丁瀚跟数学家瓦尔克(Walke)学习。19岁时，他又来到南盖特，从师于当时颇有名望的电学家和化学家摩尔根(Morgan)。由于这两位出色的教师的教育和影响，凯利对自然科学特别是数学和电磁学产生了非常浓厚的兴趣。1795年，凯利同他的老师瓦尔克的漂亮独生女莎拉结婚，婚后他们一直生活得很幸福美满。他们一共有10个孩子。　除航空外，凯利研究最多的工程技术问题是铁路机车。他发表了许多关于铁路机车改进的论文，这方面的文章是除

3、航空外最多的。为了保证铁路机车运行时的安全，他设计了一种铁路自动信号装置。由于他的儿子多斯兰因事故失去了一只手，凯利曾潜心设计了一只机械手。这只机械手的零件是可拆卸的，在用餐时便装上特制的餐具。在从事其他工作时，便装上相应的用具。凯利还研究过物理学、天文学以及火药和火枪，发表过关于绝对零度的文章。他在自己的床头安装了一架望远镜，经常观测夜空。凯利知识渊博，被誉为精通各方面知识的活字典。1857年12月15日，乔治·凯利在约克郡家中去世，享年84岁。　　像大多数航空先驱者一样，凯利很小就对飞行发生了浓厚的兴趣，这一方面是由于对鸟的飞行的神往，另一方面是孩提时代

4、热气球载人飞行成功对他产生了很大影响，而后者是促使他进行航空研究的直接动因。他的第一项航空研究是仿制和改进中国古老的玩具竹蜻蜓，时间大约是1796年。有趣的是，他对竹蜻蜓的兴趣一直保持到晚年。1854年他去世前3年，他还将一个改进的竹蜻蜓送给法国朋友杜布－代克。他对竹蜻蜓的兴趣不仅仅因为它的飞行非常迷人，更主要的是从这个简单的玩具中能获得许多有用的航空知识，特别是螺旋桨原理。他在25岁前后曾根据竹蜻蜓设计了一架直升机：直杆两端各有一副用四片羽毛制成的螺旋桨。由弦和弓的伸张力带动其旋转。凯利后来说，这个直升机进行过多次成功的飞行。　　为了进行航空研究，凯利对鸟

5、的飞行作了大量的观察和研究，包括测量鸟翼面积、鸟的重量和飞行速度，并在此基础上估算速度、翼面积和升力之间的关系。通过对鸟的飞行的分析研究，他第一个明确认识到：人造飞行器应当分别实现升举和推进两种功能，而首先应当解决的是升举问题。这是摆脱片面模仿鸟类、实现定翼机的重要思想和基础。此外，他还认识到鸟翼弯曲形状的重要性、鸟翼具有迎角的重要性、重心与升力中心的关系以及对飞行稳定性的影响。根据这些研究成果，凯利于1799年设计了一架滑翔机，它包括带有上反角的机翼、尾翼、机身，颇具有现代意味。　　设计和试验滑翔机单靠对鸟的飞行的定性观察是不够的，必须进行空气升力和阻力的

6、定量研究。凯利意识到这一点，首先开创了航空空气动力学的实验研究。依据罗宾斯使用过的力学研究装置，凯利于1804年12月自己动手设计和制造了一架旋臂机，用于研究平板的升力和阻力。旋臂机实验件是一块0.1平方米的平板，它被安装在旋臂机水平旋转杆的末端，可以偏转成各种角度。旋臂转动的动力来自于石块下落的势能。这个装置简单、粗糙，而且实验时间极短，但仍然能获得初步的定量结果。　　利用这个装置，凯利得出了第一批关于升力和运动速度方面的数据。例如，当运动速度为每秒3.52米时，升力为1.1牛顿。根据这些数据，他半定量地认识到升力关系式。他在1804年12月1日的笔记中总

7、结说：空气的升力“与空气介质密度成正比，与平板面积成正比；与运动速度的平方成正比；与迎角的正弦成正比。”根据这一认识，1805年他又设计了一架滑翔机，它包括了飞机的各主要部分，其中有垂直尾翼，机身前端还有金属配重。　　1805年设计的滑翔机，有一副定翼，又有一副扑翼，扑翼是单独用来产生推进力的。1808年，凯利又设计了一架滑翔机，它的前端安装一只大的框式风筝，形状具有鸟翼一样的弯曲结构。凯利在旋臂机试验过程中，做出了另一个重要发现：流线型物体能够大大降低阻力。他还解剖了一条鳟鱼，画出了截面形状曲线。冯·卡门评论说：“他得到的截面形状几乎可以跟某些现代的低阻力

8、翼型完全相合，这一点是很令人注意的。”　　1809年