巨无霸上天是航空奇迹

　　很多人已习惯于乘坐客机往来于世界各地，安全、舒适及一流的服务吸引着越来越多的人选择这种交通工具。美国莱特兄弟1903年将首架飞机送上天后，人们很难想到，一架半个足球场那么大、载重量达数百吨的钢铁巨无霸，能跨越海洋进行洲际飞行。如果说莱特兄弟的贡献是让少数人实现了飞行梦想，那么现代的大型喷气式客机则让飞行梦想变成了便捷的交通工具。
　　莱特兄弟发明飞机后不久爆发了第一次世界大战，此后在相当长一段时期内，飞机充当的主要角色都是“空中杀手”，日军的“零式”战机，美军的B－29“空中堡垒”都是这一阶段的杰作。从速度灵活的战斗机到载弹量大的轰炸机，飞机性能在二战期间达到了顶峰。可悲的是，人类发明飞机的初衷只是为了使交通更快捷，未想竟然沦为战争工具。此时在空中运输任务方面，飞艇的风头甚至一度盖过飞机。
　　在相当长一段时期内，飞机在民用航空领域无所作为，原因在于飞机载重量低、噪音大、速度慢，不够安全。但这种情况在喷气式客机出现后大为改观。从活塞驱动的螺旋桨飞机到完全靠燃气反冲力推进的喷气式飞机，这可不是一蹴而就的，其中包含各领域技术人员的努力。
　　起初的飞机可以被看作一个大功率的“飞船”，因为其依靠螺旋桨推动的动力系统与轮船差别不大，有耗油量大、澡音大、速度低等诸多缺点。从“飞船”到现代飞机的一个重要事件是突破音障。
　　美国国家流体动力学协会(NFPA)官员卡尔·罗德，在2月21日接受英国《泰晤士报》采访时说，一战时的战机时速只有180～220公里，这和今天的直升机速度差不多。根据空气动力学计算，如果利用燃气喷射的反冲力作为动力，飞机就可轻易突破音速。但当时，人们普遍对人类生理是否能承受超音速飞行心怀畏惧。美国航空航天局(NASA)的资料显示，1947年美国贝尔公司一架由B－29在空中放下的火箭飞机第一次突破音障，驾驶员安然无恙。此后，人们大胆地将涡轮喷气发动机装上了飞机。1949年，人类第一架喷气式民航客机──英国“彗星”号首次飞行。从此，人类航空史进入了喷气机时代。如今的喷气式客机时速一般都能达到900公里，诸如火箭发动机、冲压发动机等效率更高的发动机，正陆续进入航空领域。

　　“钢铁大鹏”为何能悬浮空中

　　“北冥有鱼，其名鲲。鲲之大，不知其几千里也；化而为鸟，其名为鹏。鹏之背，不知其几千里也；怒而飞，其翼若垂天之云。”这是战国时著名思想家庄子在《逍遥游》中对大鹏自由自在飞翔的描述。喜欢穷根问底的人就会想到，鲲鱼是靠水的浮力游动，大鹏靠翅膀扑扇飞行。那么，翅膀固定的“钢铁大鹏”，靠什么浮在空中而不掉下来呢？
　　人类很早就意识到，不可能制造出鸟像灵巧双翅那样的飞行器。正因为如此，在19世纪，很多物理学家都对密度比空气大的飞行器能飞上天持否定态度。1892年，英国物理学家开尔文勋爵断言：“比空气重的飞行器飞上天是不可能的。”开尔文依据的原理是阿基米德浮力原理。但令他意外的是，他断言的依据——浮力并不是飞机悬在空中的原因。
　　在解释之前，我们需要知道流体力学中的一条重要定律——伯努利定律，该定律用简略的文字语言可表述为：流体在一个管道中流动时，流速大的地方压力小，流速小的地方压力大。飞机飞行时，采用了特殊流线型设计的机翼上方空气流速大，压强小；下方空气流速小，压强大。由此产生的压强差就是飞机的升力来源。大型客机对机翼的要求很高，其角度、长度、宽度、厚度等设计参数，都是实验人员在风洞中经过无数次实验才确定下来的，并且要在试飞中接受苛刻的检验。