乔治·凯利

研制了“旋翼”和“桨轮”飞机的空气动力学之父乔治·凯利
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研制了“旋翼”和“桨轮”飞机的空气动力学之父乔治·凯利
出生日期:
1773年12月27日
去世日期:
1857年12月15日
编撰用户:
casper
最近更新:
2013-11-13
人物热度:
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人物介绍

飞机发明人之一的奥维尔·莱特1912年曾说,他们的成功完全要感谢这位英国绅士在100年前写下的重于空气的飞行器的理论。他说,“乔治·凯利爵士所知道的有关航空原理可以说前无古人、后无来者,直到19世纪末叶,他所出版的作品毫无错误,实在是科学史上最伟大的文献。”威尔伯·莱特也说,“我们设计飞机的时候,完全是采用凯利爵士提出的非常精确的计算方法进行设计计算的”。

近况

研制了“旋翼”和“桨轮”飞机

概要

姓名:乔治·凯利
生卒时间:1773年12月27日~1857年12月15 日
国籍:英国
主要时代:近代

  乔治·凯利,1773年12月27日出生于英国一个有地产的绅士家庭,凯利早期受过很好的教育。父母为了满足他的求知欲望,聘请英国当时著名数学家沃克作他的家庭教师。沃克在教学过程中发现凯利聪明过人,勤奋好学,有意识地向他灌输自然科学领域各学科的知识,为他以后在航空科学上做出开创性贡献和在自然科学诸多领域均有建树打下良好的基础。凯利10岁那年,亲眼看见法国第一次载人气球飞行。那雀跃欢腾的热烈场面、惊心动魄的紧张时刻以及凯旋的天之骄子,都使他激动不已。这一切在他那幼小的心灵中播下了飞天的种子。他想,轻于空气的气球能升天,那比空气重的鸟儿为什么会在天上翱翔呢?于是,他开始构思重于空气的航空器。
  1792年,他开始用一种玩具作一连串的试验,这就是从中国传到欧洲的“竹蜻蜓”。1796年,凯利在科学计算的基础上制作出第一个飞行器——相对旋转的模型直升机。1799年,年仅26岁的凯利设计出几乎已具备现代飞机主要部件的飞行器草图。但因当时科学技术发展的局限,这个方案仍旧以扑翼作为动力和产生升力的方式。但凯利的可贵之处在于他不满足对现有知识的掌握,而是通过不断试验来丰富自己的理论水平。1804年凯利研究鸟的推动力,在旋转臂上试验了一架滑翔机模型。不久,他把带翼的抛射体发射到海上。几乎与此同时他还设计了一架复合式飞机,轮车上装有固定翼,在翼尖上有扑翼。1807年,凯利研究热气发动机和另外一种采用火药的发动机。1808年,凯利研制了“旋翼”和“桨轮”飞机,并于同年设计了一架扑翼机。
  1809年,凯利开始研究鱼与我们今天所说的流线型的关系,成功地制造出航空史上第一架全尺寸滑翔机并进行试飞。就在同一年,他的题为《论空中航行》的论文在自然哲学杂志上发表。在该论文中,他提出了十分重要的科学论断:1.为作用在重于空气的飞行器上的四种力——升力、重力、推力和阻力下定义;2.确定升力的机理是与推力机理分开的。至此,凯利已认识到鸟类翅膀不仅具有推进功能,也具备了产生升力的功能。人类飞行器如果用不同装置分别实现上述功能,将会比单纯模仿鸟类的飞行动作进行飞行容易得多。这一重要发现奠定了固定机翼形式的飞机的基本构思和理论基础。他在论文中一再强调,制造固定翼飞机的重要性,详尽地勾勒出现代飞机的轮廓,对空气动力学理论的产生和形成做出了重要贡献。他描绘出固定翼、机尾、机身以及升降舵等操纵面,解释了机翼的作用,并指出适当的安定性要从精心设计翼面使其有一点点角度获得;接着他又提到飞行器必须迎风而起,必须有垂直的和水平的舵面。凯利的论文还阐述了速度对升力的关系,机翼负荷、张力、重力的减轻,甚至内燃发动机的原理以及流线型对飞行器设计的重要性等等。
  在他的学说中,有一段阐述飞行器基本原理的论述,在今天看来依然十分精辟和准确,即:“机械飞行的全部问题是向一块平板提供动力,使它在空气流中产生升力,并支持一定的质量。”他的《论空中航行》的论文被后人视作是航空学说的起跑线。
  在凯利那个时代,许多人认为,升空飞行无异于痴人说梦, “假如上帝要人飞,他创造人的时候就会给人一对翅膀了!”有些人甚至引述古人的这句“至理名言”嘲讽凯利这样的“疯子”。凯利矢志不渝,他深信,只要能找到合适的发动机,他的飞行器一定可以高飞。他痛心地写道:“我的发明无法试验而达到目的的惟一原因,是如何产生一种推进的动力。”
  直到 1848年凯利75岁高龄,轻质量的合适的发动机仍杳无音信,他感到时日无多,惟一可试一试的只有无动力载人飞行,也就是用滑翔机飞行,来证实他的空气动力学理论。于是在1849年,他造了一架三翼滑翔机,让一名10岁的小孩坐在一只吊篮里,从小山上滑下来,一些人用绳子拉着滑翔机,飞机竟迎着微风飘飞了一段距离。这是人类历史上第一次载人滑翔机系留牵引飞行。
  1853年,凯利又造了一架滑翔机,并装上了灵巧的刹车杠杆,进行历史上第一次有人乘坐的重于空气的航空器升空自由飞行。这次他把家中的马车夫放在驾驶室里,究竟飞了多远,没有明确的记录。有趣的是,马车夫从飞机上下来后,竟辞职不干了。他说:乔治爵士,我想请你注意,我是你雇来赶车的,不是来飞行的。
  1858年,凯利84岁,临终前仍在工作间内敲敲打打,希冀制成一台轻质量的发动机,然而终无所成。凯利的研究工作,特别是他的论文《论空中航行》,在航空发展史上占有重要的地位,100多年来,一直被翻印转载,被后人视为航空学说的经典。飞机发明人之一的奥维尔·莱特1912年曾说,他们的成功完全要感谢这位英国绅士在100年前写下的重于空气的飞行器的理论。他说,“乔治·凯利爵士所知道的有关航空原理可以说前无古人、后无来者,直到19世纪末叶,他所出版的作品毫无错误,实在是科学史上最伟大的文献。”威尔伯·莱特也说,“我们设计飞机的时候,完全是采用凯利爵士提出的非常精确的计算方法进行设计计算的”。
  1857年12月15日,凯利在约克郡布鲁姆顿去世。临终前不久,他曾写下这样两句话:“给你,查看笔记的朋友!我已去了,愿你在这些涂鸦中寻找出智慧的火种。”

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