交通运输导论教案

《交通运输导轮》教案/r/n制作人：交通运输工程学院石英/r/n一、教学对象和教学目的/r/n课程名称：交通运输导轮/r/n课程英文名称：/r/n总学时：32（课内）+8（课外）；/r/n讲课学时：26；/r/n自学学时：8（课外，含自学、作业、project）；/r/n学生报告与交流：4（课内，必要时另用课外2学时）；/r/n实践学时：2（课内）/r/n学分：2/r/n开课单位：交通运输工程学院/r/n二、教学内容（见下）/r/n三、其他教学环节安排/r/n实践教学：学时：2，详见教学大纲/r/n学生报告与交流：课内4学时，必要时另用课外2学时。时间在最后一周，学生自愿报名，统一安排。预先准备报告（ppt文件等），每组报告与讨论共计20分钟左右。/r/n四、作业与考试安排/r/n作业 10%/r/n平时 20%/r/n期末考试（闭卷） 70%/r/n五、主讲教员/r/n主讲教师：石英讲师/r/nshiying@.c/r/nn/r/n课程组成员：运输专业同学本科负责课程设计，实践课安全，学术报告及讨论/r/n

/r/n参考资料/r/n参考教材：/r/n谢如鹤.交通运输导论.北京：中国铁道出版社，1998/r/n学习资料/r/n宏观经济研究院综合运输研究所./r/n“/r/n十一五/r/n”/r/n时期综合交通运输发展规划思路研究.宏观经济研究,2005年3期/r/n《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,2005/r/n《中长期铁路网规划》,2004/r/n人类交通的历史与现状/r/n/r/n/Resource/Book/Edu/KPTS/TS001095/0001_ts001095.htm/r/n国家精品课程导航/r/n/r/n/cn/jpkc/index_lei.html/r/n交通运输概论网络课程/r/n/r/n/zskj/4028/Default.htm/r/n交通运输设备网络课程/r/nHYPERLINK/r/n"/course/xnjp/ysxy/jtyssb/index.htm"/r/n/course/xnjp/ysxy/jtyssb/index.htm/r/n运输经济学/course/xnjp/jgxy/ysjjx/JXKeJian/index.htm/r/n交通规划/r/n/course/xnjp/ysxy/jtgh/index_top.htm/r/n航空航天博物馆/r/n/museums/aviation/home.html/r/n/science.html/r/n/2004jpk/hkhtgl/lessonindex/lessonindex.htm/r/n空客A380/r/n/r/n/gb/jfxww/shanglv/node1461/userobject1ai1506513.html/r/n桥梁/jxgz/tmgcgl/Myweb/T4-1.htm/r/n陈航，交通运输地理/r/n//r/nRESOURCE/CZ/CZDL/DLBL/DLTS0129/15797_SR.HTM/r/n国家测绘局,网络版《中华人民共和国地图》和《世界地图》/r/n

/r/nTOC\o"1-1"\h\z/r/n/r/n/r/n/r/n第一章/r/n/r/n绪论/r/n /r/n/r/n2/r/n/r/n/r/n/r/n第二章/r/n/r/n交通运输历史与发展/r/n /r/n/r/n5/r/n/r/n/r/n/r/n第三章/r/n/r/n交通运输设备/r/n /r/n/r/n2/r/n4/r/n/r/n/r/n/r/n第四章/r/n/r/n中国交通运输布局/r/n /r/n/r/n36/r/n/r/n/r/n/r/n第五章/r/n/r/n综合运输系统及其评价/r/n /r/n/r/n44/r/n/r/n/r/n/r/n第六章/r/n/r/n交通运输与环境/r/n /r/n/r/n56/r/n/r/nHYPERLINK/r/n\l"_Toc213503992"/r/n/r/n第七章/r/n/r/n交通工程理论/r/n /r/n/r/n65/r/n第一章绪论/r/n重点：/r/n1、了解交通运输的战略地位/r/n2、掌握主要的交通运输方式技术经济特点及适用范围/r/n3、我国交通运输的发展战略/r/n交通运输对于国家的意义主要表现在：经济功能，社会公益功能，宏观调控功能，国防功能，其它功能。/r/n一、交通运输业的生产特点/r/n运输生产是在流通过程中完成的；/r/n运输不改变劳动对象的属性和形态，只是改变其空间位置；/r/n劳动对象十分庞大，且所有权不属于交通运输部门；/r/n交通运输业的产品不能储存，不能调拨；/r/n交通运输业的生产分布在一个相互联系的广阔空间里，是一个巨大的露天工厂。/r/n二、交通运输的技术经济的评价指标体系/r/n送达速度、/r/n投资方面、/r/n运输成本、/r/n能源消耗、/r/n运输能力、/r/n运输的经常性和机动性、/r/n占用土地、/r/n安全性、/r/n对环境的影响程度/r/n三、各种运输方式的技术经济特点与适用范围/r/n同学们，你们喜欢旅游吗，如果你们是某一旅游公司的策划人员，现在要设计一条关于/r/n“/r/n十一/r/n”/r/n黄金周的旅游线路，从广州/r/n—/r/n成都/r/n—/r/n重庆/r/n—/r/n武汉/r/n—/r/n广州，重头戏是游三峡，总的交通费用控制在1500左右，作为策划人员，景点之间将会选择怎样的交通运输方式（投影各景点间的交通方式、时间以及价格供学生选择）/r/n广州/r/n————/r/n成都/r/n—————/r/n重庆/r/n——————/r/n广州/r/n————/r/n成都/r/n—————/r/n重庆/r/n——————/r/n武汉/r/n——/r/n广州/r/nA/r/n、飞机/r/n4/r/n小时/r/n810/r/n元/r/nB/r/n、火车/r/n2/r/n天/r/n250/r/n元/r/nC/r/n、汽车/r/n3/r/n天/r/n400/r/n元/r/nA/r/n、坐船/r/n2/r/n天/r/n80/r/n元/r/nB/r/n、飞机/r/n1/r/n小时/r/n480/r/n元/r/nC/r/n、汽车/r/n8/r/n小时/r/n120/r/n元/r/nA/r/n、汽车/r/n2/r/n天/r/n300/r/n元/r/nB/r/n、坐船/r/n4/r/n天/r/n400/r/n元/r/nA/r/n、汽车/r/n2/r/n天/r/n300/r/n元/r/nB/r/n、飞机/r/n2/r/n小时/r/n800/r/n元/r/nC/r/n、火车/r/n1/r/n天/r/n180/r/n元/r/nC/r/n、飞机/r/n3/r/n小时/r/n700/r/n元/r/n1、铁路运输/r/n铁路运输的技术经济特点：/r/n适应性强。依靠现代科学技术，铁路几乎可以在任何需要的地方修建，可以全年全天候不停业的运营，受地理和气候条件的限制很少，具有较高的连续性，而且适合于长短途旅客和各类不同重量和体积货物的双向运输。/r/n运输能力大。铁路是大宗、通用的运输方式，能够负担大量的运输任务。/r/n安全性高。随着先进技术的发展和采用，特别是近二十多年来，铁路广泛采用了计算机和自动控制等高新技术，铁路运输的安全程度越来越高。/r/n运送速度较高。常规铁路的列车运行速度一般已接近或高于/r/n100km/h/r/n，高速铁路允许多旅客列车时速可达/r/n200km/h/r/n以上。/r/n能耗小。由于铁路运输轮轨间摩擦阻力小，铁路单位运量的能耗比汽车运输小得多。/r/n环境污染程度小。铁路对环境和生态平衡的影响程度比航空、汽车小，特别是电气化铁路。/r/n运输成本较低。铁路的单位运输成本比公路运输和航空运输低得多，有的比内河运输也低。/r/n铁路运输的适用范围：/r/n在国土幅员辽阔的大陆国家，铁路运输是陆地交通运输的主力；/r/n在铁路建设比较发达到国家，全国铁路线路连接成网，四通八达，再加上主要矿、厂、港、林都有专用线或专用铁道相通，可以方便地实现门到门运输，有较大的吸引力；/r/n适合于经常、稳定的大宗货物运输，不仅是中长途距离运输，也包括短距离运输；/r/n中长距离的一般货物运输也比较适用于铁路运输；/r/n适合于中长距离合短途的城际旅客运输；/r/n现代快速市郊旅客列车适合于大城市周围通勤、通学和日常交通道。/r/n2、公路运输/r/n公路运输的技术经济特点：/r/n经济技术指标好；/r/n机动灵活，可实现门到门运输；/r/n货损货差少，安全性、舒适性不断提高；/r/n送达速度快；/r/n原始投资少，资金周转快，回收期短；/r/n与其它运输方式相比，技术改造容易；/r/n单位运输成本较高；/r/n运行持续性较差；/r/n污染环境。/r/n公路运输的适用范围：/r/n从世界范围来看，各国公路运输的适用范围与各国技术经济发展水平、经济结构、自然条件及居民消费水平有着密切都关系。/r/n公路运输在中短途运输中的效果很突出；/r/n公路运输的主要功能之一是补充和衔接其它运输方式；/r/n适合于运输高档货物和零担货物；/r/n适合于紧急运输任务；/r/n适合于换装费用较高的运输；/r/n适合于有门到门要求的运输服务。/r/n3、水路运输/r/n水路运输按航行的区域，大体可分为远洋运输、沿海运输、内河运输三种类型。/r/n我国内河交通网基本上由/r/n“/r/n三江两河/r/n”/r/n所组成，/r/n“/r/n三江两河/r/n”/r/n是指长江、珠江、黑龙江、淮河和京杭运河。/r/n内河运输：在江、河、湖泊及人工水道上从事的运输。/r/n我国北方港口数量少，大型港口多。/r/n五种交通运输方式的比较：/r/n方式/r/n优点/r/n缺点/r/n航空运输/r/n

/r/n速度快、运输效率高/r/n运量小、能耗大、运费高、投资大、技术要求高/r/n公路运输/r/n

/r/n机动灵活、速度快、装卸方便、对自然适应性强/r/n

/r/n运量小、耗能多、成本高、运费较高/r/n水路运输/r/n

/r/n运量大、投资少、成本低、运费低/r/n

/r/n速度慢、灵活性差、受自然条件影响大/r/n铁路运输/r/n

/r/n运量大、速度快、运费较低、受自然因素影响小/r/n

/r/n造价高、耗材多、占地面积大、短途运输成本高/r/n管道运输/r/n

/r/n运具和线路合而为一、运量大、损耗小、安全、连续性强/r/n

/r/n投资大灵活性差/r/n根据五种运输方式的优缺点及运输对象的要求选择正确的运输方式：/r/n /r/n人或物的位移/r/n /r/n要求/r/n铁路/r/n公路/r/n航海/r/n河运/r/n航空/r/n从哈尔滨到广州参加贸易洽谈会/r/n次日必须报到/r/n√/r/n从重庆到武汉/r/n沿途观赏三峡风光/r/n√/r/n从大同运/r/n200/r/n吨煤炭到武汉/r/n走近路，较低运费/r/n√/r/n从天津到上海运一万吨海盐/r/n选择最经济的办法/r/n√/r/n从番禺运/r/n1/r/n千斤活鱼到增城/r/n保鲜/r/n√/r/n四、交通运输发展战略/r/n关于交通运输的发展战略，普遍认为有三种备选方案。/r/n一是滞后型发展战略，即交通运输的发展跟不上经济发展的步伐，运输能力十分紧张，运输需求没有弹性。长期以来我国自觉不自觉的采用了这种战略，实践证明这是一种失败的战略；/r/n二是超前型发展战略，将运输业的发展放在超前于经济发展的位置上，运输能力有一定的过剩。英美德法等发达国家普遍地采用了这一战略，事实证明这是一种比较成功的战略；/r/n三是适应型战略，即基本保持交通运输与经济的同步发展，运输能力基本适应经济发展的需求，运输供给予运输需求都有一定的弹性。日本采用的是这种战略。显然，这也是一种比较成功的战略。/r/n我国发展战略的基本思路：/r/n在基本适应型发展战略中采用跟进型为优，在交通运输业严重滞后于经济发展的情况下，实施跟进型发展战略的主要任务是消除各种各样的运输薄弱环节。/r/n从理论与实践两个方面来看，我国的交通运输业绝对不能再采用已经证明失败了大滞后型发展战略，但我国也不宜采取超前型发展战略。目前，我国需要投资的地方很多，资金紧张。如果实施超前型发展战略，相当一部分资金的边际利用效果将较差，因而是不可取的。而且，我国交通运输业正处于运输方式的/r/n“/r/n渐变期/r/n”/r/n，远不到向运输方式的/r/n“/r/n剧变期/r/n”/r/n过渡的时期，很难起到大规模刺激经济发展的作用。此外，我国不存在象美国当年西部那样有待大规模开发的土地，交通运输业的先导作用不会那样明显。/r/n其基本思路是：/r/n在运输能力配置上，优先建设主枢纽及沟通这些主枢纽的主通道；/r/n在各种运输方式的综合发展上，加强港口、铁路这两种/r/n“/r/n龙头/r/n”/r/n运输方式的建设；/r/n在某种运输方式的发展上，重点做好各运输环节、运输设备之间的能力匹配工作；/r/n在运输技术的研制与开发上，着重改进现有运输方式的技术经济性能；/r/n各地交通运输发展战略应区别对待。/r/n第二章交通运输历史与发展/r/n一、交通简史/r/n世界上最早的道路管理机构出现在中国。/r/n1804年，英国的特里维西制造成功了牵引着货车在铁轨上行驶的机车。1825年，英国的乔治.斯蒂芬森在斯克顿和达林顿之间铺设了世界上第一条客货两用的公共铁路。/r/n到19世纪后半期，铁路成了陆路交通道主要工具。/r/n1879年，德国西门子公司第一次用电作动力开动了电车。/r/n1807年，美国人罗伯特.富尔顿提出了用蒸气机作船舶动力的方案，起名轮船。/r/n二、铁路的历史（自学）/r/n参考资料：/r/n中华铁路网，铁路百年，网址：/r/n/r/n/railway100/100year1.htm/r/n课外读物：/r/n世界各国高速铁路发展概况/r/n在国外高速铁路的发展过程中，由于各国原有铁路的技术装备和线路状态的不同，各国所采用的方式和技术措施也不尽相同。如有的国家，由于线路不多只改车不改线，是属于单一改车型。从高速线形成过程来看，有的修建新线，有的改造旧线，还有的既改造旧线又修建新线。在高速线的利用上，有的客货混跑，有的只运行高速客运列车。从牵引模式上看，大都采用电力牵引，但发展的最初阶段采用过内燃牵引。在牵引动力上，根据线路状态和停站多少，有的采用动力分散式，有的采用动力集中式。/r/n日本/r/n1964年10月日本先于其他国家开通了世界第一条高速铁路——东海道新干线（东京——新大阪的高速客运专线），采用0系电动车组，最高试验速度为/r/n256km/h/r/n，最高运行速度为/r/n210km/h/r/n。日本加速修建这条标准较高的客用专线是由于日本工业生产迅速增长且绝大部分工业集中在东海岸地区。五十年代末已有34%的工业集中在东海岸地区，可见，高速铁路首先在日本出现决非偶然。

1973年将新干线铁路从新大阪延长到冈山，1975年由冈山延长到博多，形成山阳新干线（新大阪至博多）。1982年6月和1982年11月又分别开通了东北新干线（东京--盛冈）和上越新干线（东京--新泻）。80年代运行于东京--博多线路上的列车由0系换成100系电动车组。100系电动车组由12辆动车和4辆拖车（其中双层客车两辆））组成，拖车加装了旋转式涡流制动机。头车形状也有所改变。100系电动车组的最高速度为/r/n230km/h/r/n，100系车组（双层）最高速度为/r/n270km/h/r/n.。在东北和上越新干线上使用的200系电动车组由12辆动车组成。

300系电动车组，其构造速度为/r/n300km/h/r/n（运行速度为250~/r/n270km/h/r/n），采用交——直——交牵引装置（三相交流传动装置），车辆高度从/r/n4000mm/r/n降低到/r/n3800mm/r/n，采用铝合金制密封式车体，头车形状有所改进，采用了再生制动。

1992年开始开发超高速电动车组，取名为STAR21型电动车组，创意为21世纪用的时速/r/n350km/r/n高级豪华列车。

由于日本铁路的既有线路弯道较多，且轨距大都为/r/n1067mm/r/n，所以铁路高速化的途径是新建准轨客运专线，而不利用既有线路进行改造/r/n法国/r/n法国高速线上采用的电动车组在牵引动力上的布置与日本不同。日本是动力分散式，即列车中动车较多（或全为动车）。而法国是动力集中式，只在列车两端的头车（或与头车相临的客车的一端）装有牵引动力装置。

法国是创造铁路列车试验速度最高的国家。法国第一条铁路线（巴黎东南新干线）于1972年动工，1983年投入运用。运用TGV－PSE电动车组，最高运行速度为/r/n270km/h/r/n.

法国在修建专用线之前就在既有线上推行高速计划。60年代中期旅客列车的最高运行速度普遍提高到/r/n160km/h/r/n。1975年特快列车的最高速度达/r/n200km/h/r/n。1969年11月其燃气轮动车组试验速度达/r/n248km/h/r/n，70年代末又创/r/n318km/h/r/n记录，1983年9月巴黎东南新干线使用的TGV-A试验列车试验速度达到/r/n515.3km/h/r/n，创造了轮轨粘着式交通工具速度的最高记录。

在巴黎东南新干线通车后，法国继续扩大高速铁路线，1990年大西洋新干线（巴黎－－勒芒、图尔）正式通车，采用TGV－A电动车组，最高运行速度为/r/n300km/h/r/n。为了扩大高速铁路网和开通国际联运高速线，法国又修建第三条新干线－－北方新干线，以便使高速列车与比利时和通过英吉利海峡隧道与英国实现联运业务。

法国还为北方新干线研制了双层高速列车，最高运行速度可达300～/r/n350km/h/r/n。

法国实现铁路高速化时，不利用既有线路，采用建造新专用线的方法，与日本同属一个类型。

/r/n德国/r/n德国发展高速铁路未采用修新线的方式，仅对原技术状态较好的线路进行改造和加固，必要时才修几段新线，使其形成几条高速运行线。其中最长的两条是：汉诺威——维尔茨堡和曼海姆——斯图加特。与日本、法国两国新修专用线的做法具有明显不同，属于改造旧线实现高速的模式。

德国是铁路客运速度提高较快的国家之一。1962年德国研制的“莱茵金子”号客车的构造速度已达/r/n160km/h/r/n，1974年ET403型电动车组的最高运行速度为/r/n160km/h/r/n，1977年提高到/r/n200km/h/r/n。1985年制造出ICE型高速列车，1988年试验速度达/r/n406.9km/h/r/n。

由5辆车组成的ICE列车于1985年交付试验。头车和尾车为动车，各长/r/n20.8m/r/n，自重78.2t，采用三相交流牵引装置，每辆动车的功率为4200kW(持续功率为3640kW)，电网供电为交流15kV，16.67Hz。中间3辆拖车的长度均为/r/n24.34m/r/n。

1989年开始正式制造ICE高速列车，并于1990年投入运用。ICE列车由16辆车组成，属动力集中式电动车组，两端为动车，中间为14辆拖车（根据需要可编几辆拖车）。

/r/n英国/r/n英国铁路目前采用改造既有线路的方法来提高列车运行速度，与德国同属一个模式。

英国铁路几乎与法国同时开始规划铁路高速化，但走了弯路，现落在法国后面。英国打算利用旧线开行高速列车。为解决列车过弯道产生的离心力作用，在车辆上加装车体倾斜装置。把带有这种装置的客车组成的列车称为APT列车。由于这套装置技术复杂，且耗资过大，80年代初决定放弃APT列车的研制。

在研制APT列车的同时，英国开行了准高速列车（HST列车），运行速度160～180km/h。在伦敦周围的几条线路上，以及西海岸线上，用内燃机车牵引的客车通过半径为/r/n1800m/r/n以上的曲线。

英国于1984年在放弃APT列车计划后，进行了东海岸干线的改造，实现了电气化和改造小半径曲线。为这条线路研制了由电力机车牵引的IC225型列车，构造速度为/r/n225km/h/r/n，试验速度曾达到/r/n260km/h/r/n。IC列车于1989年10月正式投入运用。

英国铁路目前正在进行西海岸电气化改造，计划使用电动车组的牵引方式，采用IC250型列车，最高运行速度/r/n250km/h/r/n。

/r/n美国/r/n美国客运量主要集中在航空和公路运输方面，1975年铁路客运量仅为航空的十七分之一。美国铁路开展高速运行起步稍晚。从1974年以来，美国“东北走廊”线路客流有显著增长。为了节约能源，美国政府于1976年批准改造这条线路（全长/r/n735km/r/n）。“东北走廊”是美国人口最稠密区，全国近20%的人口居住在“走廊”沿线的大中小城市。

80年代开始陆续在“东北走廊”线上开行时速为/r/n200km/r/n的列车，行驶在巴尔的摩至乌依顿和纽约至华盛顿的线路上。

/r/n俄国/r/n俄国铁路高速化过程的特点是，先改造一条线作为高速试验线，在列车速度逐步提高并取得经验后再建新线。

俄国采用在既有线上逐步提高旅客列车速度，使线路的改造和机车车辆的更新同步进行的方法。从莫斯科到圣彼得堡之间的/r/n650km/r/n铁路基本上都是直线，是一条客货混跑线，客货运量均较大，以它作为高速列车试验线。60年代开始客运列车运行速度由/r/n160km/h/r/n提高到/r/n180km/h/r/n，1975年非运营的试验速度已达/r/n200km/h/r/n。1984年3月高速列车正式投入运用。

高速列车有两种方案：一种是由电力机车牵引的高速列车（PT200型），另一种为高速电动车组（ЭP200型）。试验过程中，发现PT200型列车制动时前后冲动较大，正式运营时选择了电动车组。3P200型电动车组由10辆车组成，2辆无动力的头车和8辆动车（其中4辆带受电弓）。车体由铝合金制成，头车自重48.6t，动车自重57t，车长/r/n26m/r/n。

列车在莫斯科——列宁格勒的平均运行速度为/r/n140km/h/r/n，有两个区间速度达/r/n200km/h/r/n。全程运行时间4.6h。计划减少限速区间和停站，延长运行速度为/r/n200km/h/r/n的区段，使列车编组扩大到14辆，并使全程运行时间缩短到4h以内。

计划修建的高速客运专线是中央——南方高速干线。方案是：白天为座车，行车6～8h（莫斯科——克里米亚地区），夜间为卧车，行车10～12h（莫斯科——高加索地区）。高速车辆带有封闭车体和风挡，设空调装置和封闭型厕所。/r/n意大利/r/n意大利是采用了先改车（不改线）、后建新线的方式来实现铁路高速化的。

意大利在70年代中期投入运用了带摆式车体的ERT401型的客车，最高运行速度为160～180km/h，80年代最高速度达到/r/n200km/h/r/n。1988～1989年开始在米兰——罗马、威尼斯——罗马之间采用ETR450型摆式列车，最高运行速度/r/n250km/h/r/n。车体采用可控倾斜装置（强迫倾摆装置），由一套传感器、控制器和液压装置组成的自控系统，使车体过弯道时自动倾摆，最大倾摆角为10°。ETR450列车为动力分散式电动车组，由11辆车组成。每台转向架装一套牵引电动机。

新建米兰——那不勒斯高速线（全长/r/n820km/r/n）,最高运行速度为275～300km/h。采用ETR500高速电动车组。该列车由14辆车组成，采用交流异步电动机牵引。未采用可倾摆车体。两头车辆为动车，每辆动车的功率为4250kW,长度为/r/n20m/r/n，自重为72t；拖车长度为/r/n26m/r/n，自重为40t。

/r/n西班牙/r/n西班牙发展高速铁路时采用多种手段。采用先用摆式列车，后建新线的方法，建新线后仍不放弃摆式列车，这是两种轨距并存条件下采用的方针。

西班牙既有线路的轨距为/r/n1676mm/r/n，如参与国际高速联运，必须在车辆上设自动变距装置，或另修准轨新线。西班牙铁路客车结构从1945年末开始运用世界稍有名气的TALGO列车。这种客车车体短（/r/n13.14m/r/n）、重量轻（车体由铝合金制造），位于列车中的两客车之间只装一根车轴，实际上一辆车只分担一根轴，这样的“小车”比较灵活，利于高速运行，利于加装倾摆机构。西班牙铁路长期以来不放弃TALGO列车的方案。1964年设计的TALGOII型客车，在采用ML-3000型内燃机车牵引时试验速度达到了/r/n232km/h/r/n。为了过境运输（如通往法国），装了自由轮对的自动换轨距装置，改进了弹簧悬挂装置，最高运行速度可达/r/n230km/h/r/n。

研制的TALGO-Pendular(即摆式TALGO)列车，于1988年10～11月在德国铁路上进行了试验，试验速度达/r/n291km/h/r/n。90年代初投入运用。这种自然倾摆式摆式列车，车体支承点高于车体重心（这在TALGO型车上容易实现），过弯道时不象普通客车那样是“上晃”，而是“下摆”（如同钟表摆那样）车体可自然倾摆6°～9°。这种结构比强迫倾摆式列车简单得多。车体结构的重量只有3.25t。

与此同时还修了两条轨距为/r/n1435mm/r/n的高速新线。一条由马德里到塞维利亚间/r/n471km/r/n，另一条是马德里到巴塞罗那。西班牙还为新线购置了全新的（非摆式的）高速列车。1989年3月西班牙国营铁路与法国阿尔斯通公司签定了供货合同，从法国购买24列高速列车。该高速列车是以法国大西洋新干线运用的TGV-A列车为基础，并考虑到在西班牙线路运用的特殊要求，局部进行修改设计制成的。从法国引进的用于西班牙铁路的高速列车定名为AVE列车。该列车由10辆车组成，2辆动车编挂在列车两端，轨距与西班牙既有线路不同，采用了/r/n1435mm/r/n标准轨距。所以这种列车必须在新建的线路上运行。列车设计最高运行速度为/r/n300km/h/r/n。/r/n三、公路的历史/r/n1886年卡尔/r/n·/r/n奔驰制造出世界上第一辆以汽油为动力的三轮汽车,并于同年1月29日为发明专利立案,因此/r/n1月29日/r/n被认为是世界汽车诞生日,1886年为世界汽车诞生年/r/n19世纪80年代是现代内燃机汽车诞生的年代。/r/n福特汽车公司1913年开发的首条流动生产线，为轿车能真正成为大众代步交通工具作出了决定性的贡献。/r/n1932年，希特勒修建世界上最早的高速公路/r/n到20世纪60年代，世界汽车生产形成明确的三足鼎立的局面：北美、欧洲共同体和日本。/r/n中国汽车技术水平和工业生产是解放后在前苏联的指导和帮助下发展起来的。1958年左右，中国汽车工业进入了自力更生的时期。/r/n讨论（辩论）：/r/n我国应该大力发展私人小汽车么？/r/n四、水运的历史（自学）/r/n课外读物：/r/n“/r/n郑和下西洋/r/n”/r/n录像。/r/n来源：校园网的研究生创新园网，/r/n网址：/r/n/film/ysjcview.asp?ID=1083/r/n五、航空的历史（自学）/r/n课外读物/r/n来源：航空航天博物馆/r/nhttp://www.sci/r//museums/aviation/home.html/r/n航空运输历史/r/n——/r/n我愿生两翅，捕逐出八荒（韩愈）/r/n大鹏展翅于九霄，雄鹰搏击于长空。去追随它们是人类自古以来最美的梦想。起初人们盼望着能胁下生双翼，飞到天尽头。最早幻想飞行的人曾试图借助于自制的羽翼翱翔天宇，然而当他们以无比的勇气与信心从高处跳下并扇动/r/n“/r/n翅膀/r/n”/r/n时，不管这些人工的翅膀是多么的精美，最终也没能将探索者们送上蓝天。/r/n时至今日，人类到底没能长出如鸟儿般灵巧的双翼，然而我们已经可以比鸟儿飞得更高飞得更远。我们可以坐在舒适的客机里一觉醒来已跨越了半球；我们可以登上五彩斑斓的热气球从高空鸟瞰大自然的壮丽；我们可以背着滑翔伞去感受劲风扑面、身轻如燕的感觉；我们甚至可以挣脱地球的束缚，去看看月亮上是否真有玉兔在桂花树下嬉戏/r/n……/r/n从莱特兄弟驾驶第一架重于空气的、有动力装置的飞机完成最初的、摇摇晃晃的、近乎可操纵的飞行以来，迄今不过一百年，人类在这一百年中实现了千年以来的梦想。飞行是二十世纪最伟大的成就之一，无数先驱者的心血、汗水和宝贵的生命凝聚于其中，让我们铭记着他们的丰功伟绩，共同走进精彩的航空航天世界，去探索飞天的奥秘。/r/n（一）航空史话/r/n飞天之梦/r/n鸟儿已经飞过，天空没有留下痕迹，但却在人类的心中种下了梦想。人类可以像猿猴那样在树上攀援、可以像鱼儿那样在水里畅游，却不能像飞鸟那样在空中翱翔。也许正因为人自己不能飞行，我们的祖先把飞行视为超凡的能力，在各种传说中，关于飞行有着许多天才的想象。这些引人入胜的传说和神话是几千年人类文明的结晶，包含了人类对飞行最初的构思，我们今天在航空航天上的伟大成就正是在这些美好梦想的激励和启迪下取得的。/r/n(一)我愿胁下生双翼、随花飞到天尽头/r/n鸟儿有一对灵巧的翅膀，可以扑腾上天。最初幻想飞行的人们最直接的希望就是能有一双类似的羽翼。因此传说中的飞行大都是借助了翅膀的。/r/n代表形象便是那个赤裸着身子，蒙着眼睛，手执弓箭的小男孩丘比特，他身后的一对肉翅使他能成天飞来飞去，用金箭射穿世俗的心。同样的，西方神话中的天使们都有这么一双翅膀。中国神话里也有类似的形象，唤做/r/n“/r/n翼民/r/n”/r/n，他们身长五尺，头长也是五尺，一张鸟嘴，两个红眼，一头白发，背生双翼，浑身碧绿。显然翼民不及小爱神可爱，而且他们飞的不高，顶多也就离地二丈而已。/r/n如果不能长出翅膀，借助人工翅膀便是另一条出路。古希腊最著名的一个神话中关于有蜜蜡粘成的翅膀的传说。传说克里特王弥诺斯的王后帕西维与一头白毛公牛产下了人身牛头的怪物弥诺陶诺斯，克里特王命令巧匠代达罗斯建造了一座迷宫将怪物囚禁其中。迷宫完工后，代达罗斯和他的儿子伊卡洛斯被监禁起来，代达罗斯于是使用蜜蜡和羽毛制成了两副翅膀，和儿子一起逃出了监牢。然而当他们飞越爱琴海时，年轻气盛的伊卡洛斯不听父亲的劝告执意飞近太阳，最终蜡融翅断，伊卡洛斯坠海而亡。如果真有此事，这便应是最早的空难了。/r/n更精巧的人工翅膀便是翼衣。斯堪的纳维亚神话中的能工巧匠韦兰铁匠便曾打造过一副金属翼衣，并穿上它飞行。古代英国国王布拉德也曾给自己造过翼衣，并试图飞越伦敦，不幸的是他也坠毙了。/r/n(二)嫦娥应悔偷灵药，碧海青天夜夜心/r/n嫦娥奔月是家喻户晓的神话，美丽的广寒仙子便是偷吃了丈夫后羿从西王母处求来的长生不老药才飞上月亮的。服下一颗药丸便能飞天是最完美的一种方式，神女、仙子们俱是举止翩跹，姿容妙曼，如果背上长了一双肉嘟嘟或是毛茸茸的翅膀，显然会大煞风景。对这种灵丹妙药的想往使得术士们热衷于炼丹制药，幻想能炼成金丹，服食一颗便能/r/n“/r/n轻身飞举，得道成仙。/r/n”/r/n《封神演义》中的雷震子吃下师傅给他的红杏后胁下长出肉翅，从此他就可以上下翻腾，飞翔自若。这红杏也算是/r/n“/r/n金丹/r/n”/r/n一系列了。另有一种药效略次的便是《镜花缘》中记录的/r/n“/r/n蹑空草/r/n”/r/n。取其籽放入掌心，一吹长一尺，再吹又长一尺，至三尺为止，人吃了可以立于空中不落。虽然不能飞，但也算升空了。/r/n(三)驾龙舟兮安雷，载云旗兮委蛇/r/n古代的人们还从航船、马车中得到启示，希望能造出某种奇特的装置，可带人飞行，这可能是关于飞行器的最早设想了。/r/n/r/n最简易的是女巫的条帚。手指细长，鼻子尖直，发如枯草，头戴尖顶小帽，骑在扫帚上从一家屋顶飞到另一家屋顶是中世纪女巫的经典形象。比扫帚高级一些的是飞毯，古代阿拉伯神话里不止一次提到这块编织精美、可飞可落的毛毯。神话中的主人公往往用它救出了邪恶魔法师控制下的公主。/r/n比较具有现实意义的是利用动物来实现飞行。传说波斯国王卡考斯曾把几只雄鹰套在他的御座上，让雄鹰带着威风凛凛地飞行。波兰的黑衣魔术师，瓦尔多夫斯基伯爵则没有他那么气派，只是骑在雄鸡背上飞上了月亮。另有一个小男孩尼尔斯/r/n·/r/n豪格尔森是骑在一只大白鹅背上完成了环游瑞典的旅行。与这些凡人相比，天神比较喜好骑马。斯拉夫传说中的宇宙神便总是骑着带翼的骏马驰骋于天空；希腊太阳神赫里俄斯的火焰战车也由体强力壮、背生双翼的骏马拉动。更高级的动物就是龙了，轩辕黄帝便是骑龙上天，唐僧的坐骑原也是一条小白龙。/r/n此外还有关于飞鞋的传说，希腊的赫尔墨斯神便总被描绘成头戴翼帽、脚穿飞鞋的样子。不过，最精彩的当属孙行者的筋斗云，一个筋斗十万八千里，如此速度连当代飞行器也自愧弗如。/r/n不懈的探索/r/n出于对自由飞翔的渴望，人类从未放弃对飞行的探索。然而在1783年蒙特哥菲尔兄弟的热气球载人升空之前，飞行对人类来说只是一个梦想。但几千年来，许多先行者为飞行做出了种种努力，他们不懈的探索为后人的成功奠定了基石。让我们一起来回顾一下这些勇敢者们的壮举，铭记他们所作出的贡献和牺牲。/r/n(/r/n1/r/n)飞人悲歌/r/n古代人认为人之所以不能飞，是因为缺少翅膀，因此，只要造出一个合适的翅膀就能像鸟儿一样飞翔了。早在中国西汉，就曾有人用鸟的羽毛制成翅膀，绑在身上从高台上跳下并滑翔了几百步。历史上还曾出现过不少类似的“飞人”。/r/n这些“飞人”大都绑上自制的飞翼或翅膀，然后从高处跳下滑翔，他们本想象鸟儿那样拍拍翅膀直冲云霄，然而结果大都不伤即亡。1507年约翰．达米安从苏格兰的斯特林城堡跳下，结果摔断了大腿骨；六百年前一个被称作“君士坦丁堡的撒拉逊人”，穿上一件宽大的带硬性支撑的斗蓬从高处跳下，结果一根框架中途折断，斗蓬立即垮下来，他当场坠地身亡。而意大利的GB丹蒂，他1503年试图用自制的翼飞行，摔了下来，幸运的是他仍然活着。不过“飞人”中也有较为成功者，例如历史上曾有两位“飞行僧人”：一个是英国牧师奥里佛，一个是布拉泽．西普里安，后者据称在1780年从一座山的山顶下滑翔了下来。比较可靠的记录是在17世纪，一个土耳其人赫扎芬．塞莱比从博斯普鲁斯海岸的一座塔跳下，飞行好几公里，最后安全降落在附近的一个集市上。不过总的来说，“飞人”都没能如其所愿地飞上天空。/r/n也许在今天的人们看来，“飞人”的举动荒唐可笑，然而正是由于他们不计牺牲勇敢的实践，才迈出了人类飞行的第一步。/r/n(/r/n2/r/n)扑腾翅膀的飞机/r/n17世纪之后，“飞人”日渐减少，一种叫“扑翼机”的机器出现了。扑翼机处于古代飞人向滑翔机和飞机过渡的阶段，是航空史上一大进步。/r/n在谈到扑翼机之前，我们先来认识一下两位伟大的设计家：罗杰．培根和列奥纳多．达．芬奇。/r/n罗杰．培根是13世纪的芳济各会修道士，他所设想的东西非常近似于20世纪的飞机。在1250年左右，他在《工艺和自然的奥秘》一文中描述：“供飞行用的机器，上面坐一个人，靠驱动一台器械，靠人造翅膀上下扇动扑打空气，尽可能地模仿鸟的动作飞行。”培根还曾设想当飞船在大气中漂浮时，通过“液体燃烧”使之保持飞行。/r/n在15世纪，达．芬奇不仅是伟大的画家，也是航空史上的伟人。他精通解剖学，曾深入的研究过人类如何模仿鸟类飞行。他实际上是降落伞和直升机的发明人，并设计出了许多机器，有的很类似于今天有动力装置的航空器。/r/n培根和达．芬奇都曾设想靠上下拍打的人工翅膀飞行的机器，这便是扑翼机。/r/n1678年，一个名叫贝尼埃的法国锁匠巧妙地模仿鸟类扑翼的特点，制造出了一个肩上放两根杆子，杆子各放一对长方形的活动翼，用绳索相连，手脚同时用力使杆头向上摆时活动翼收合，向下摆动时展开，看上去跟真鸟一样灵活的“飞行十字架”，贝尼埃因此声名远播。据说波兰瓦迪斯瓦夫四世时的一个意大利人，蒂图尼·布拉蒂尼也设计出可飞离地面几英尺高的扑翼机。/r/n扑翼机的研究者中最著名的是耶稣会的一位牧师：劳伦索．德．古斯芒。据说他制造出了一架有些夸张的扑翼机，被称为“鸟式气球”，似乎还成功地飞了起来。然而关于古斯芒更有意义的是/r/n1709年8月8日/r/n，他在葡萄牙国王面前做了热气球升空表演。/r/n(/r/n3/r/n)用热气升上天空/r/n/r/n1709年8月8日/r/n，葡萄牙王宫的使臣接待大厅内贵人济济，国王陛下也亲临现场。古斯芒将在此进行热气球升空表演。他的装置是一个盆型小船，上面蒙有粗帆布。古斯芒将各种酒精和燃料放在船下面点燃，小船摇摇晃晃，趔趔趄趄，终于离开了地面。大厅内一片惊叹之声。然而小船飞到不高的高度就偏离了上升方向，一头撞在墙上，接着便燃烧起来，在下落的过程中还烧着了来自东方的华丽的垂幔和它撞上的其它东西。古斯芒的尴尬可想而知，他的试飞表演竟使王宫着了火！好在国王陛下还很宽容，没有怪罪于他。/r/n就这样，古斯芒以王宫火灾为代价，证明了飞行是可以实现的。七十四年之后，蒙特哥菲尔兄弟的热气球便升上了天空，人类终于飞上天了。/r/n第一次升空/r/n1782年11月寒冷的一天，在法国的阿维尼翁，一位名叫约瑟夫．蒙特哥菲尔的造纸工人正坐在自家的壁炉前打盹儿。壁炉里火苗“呼呼”直窜，驱走了室内的寒气。然而火似乎太旺了，不时有一股热气夹杂着小火星扑到约瑟夫的脸上，巧的是有一颗火星恰好在约瑟夫的眼皮上发出了“啪”的一声轻响。约瑟夫惊醒了，不由得跺跺已有些发麻的脚，把手伸近炉火去烤一烤。/r/n又一股热气扑面而来，红红的小火星顽皮地在他面前舞来舞去。这种现象在烤火的时候常常见到，而约瑟夫此刻却对着飞舞的火星沉思起来：既然热气可以把烟、火星等飘起来，那么可不可以利用这些气体把一个类似气球的东西升起来呢？为了解答这个问题，约瑟夫找来一块上等的丝绸做了一个口袋，在下面点燃了一小把火，使他高兴的是，口袋一点点鼓了起来，然后飞上了天花板。/r/n牛刀小试的约瑟夫兴奋极了，他马上与弟弟艾蒂安联系，准备进行更进一步的试验。蒙特哥菲尔兄弟都是心灵手巧的工匠，在他们俩秘密试验了一个又一个丝绸或亚麻布的“浮空器”（兄弟二人对他们的气球的称呼）之后，/r/n1783年6月4日/r/n，在昂诺内的一次公开表演上，一个直径大于/r/n100英尺/r/n（/r/n30.5米/r/n）的气囊升上了/r/n6000英尺/r/n（/r/n1830米/r/n）的高度，飘飞了大约/r/n一公里/r/n后降落下来。兄弟俩向巴黎科学院报告了他们的成就，很快接到邀请，请他们去巴黎进行一次公开表演。/r/n/r/n1783年9月19日/r/n，晴朗的秋空挂着几缕白云。华丽的凡尔赛宫前人山人海，法王路易十六和他那著名的王后玛丽．安托瓦内特亲临观看蒙特哥菲尔兄弟的热气球升空表演。出现在众人面前的是一个全新制作的，上面挂有许多装饰物，高达75英尺（/r/n22.8米/r/n）的气球。为了使这次升空更有意义，兄弟俩在气球下面挂了一个笼子，里面载着有史以来第一批空中旅客——一只羊、一只鸡和一只鸭。蒙特哥菲尔兄弟往热灶里添加羊毛和干草，灶中喷出了一股股热气和浓烟，把这个色彩美丽而奇特的大球鼓了起来，一会儿气球充满了热气，徐徐升空。人群爆发出阵阵欢呼，欢声中三位“乘客”升到了/r/n450米/r/n的高空。8分钟后，三位“乘客”在1.5英里以外的一片森林里着陆了。山羊迫不及待地跳出吊篮大嚼青草，鸭子昂首阔步精神奕奕，只有鸡遭受了一点儿小小的不幸：气球着陆时它的胸膛受了点儿轻伤。/r/n表演完全成功！路易十六给蒙特哥菲尔兄弟颁发了圣米歇尔勋章。/r/n动物已经升上了天空，那么人呢？人能否乘坐热气球实现升空的梦想？蒙特哥菲尔兄弟俩又制作了一只更大的气球，能够载两个人升空，而且可以在空中加燃料燃烧，使气球得以持续充气。于是，一切都准备就绪了。/r/n最初，路易十六考虑到飞行的危险性，打算让几名已判处死刑的罪犯乘气球试验，答应如果成功的话就恢复他们的自由。这时，年轻的化学家让一弗朗索瓦．皮拉特尔．德.罗齐尔挺身而出，坚决反对，他说：“不行，不能这样！难道说让第一次升空的伟大荣誉归于罪犯名下？”路易十六为他的勇气所打动，同意由他和另一位勇敢者德尔朗达进行第一次空中载人飞行试验。/r/n/r/n1783年11月21日/r/n，约瑟夫制作第一个“丝绸小口袋”整一年后的一个风和日丽的日子，在巴黎的米也特堡，蒙特哥菲尔兄弟异常忙碌，他们新设计的大气球被系在两根高高矗立的木柱上，兄弟俩正亲自往热灶里添燃料。罗齐尔和德尔朗达，这两位无畏的航空先驱者，面色从容地跨进了吊篮。几分钟后，充满烟气的气球挣脱了系留索，载着不停向人群挥手示意的罗齐尔二人飘向了一碧如洗的天空。气球上升到了/r/n900米/r/n的高度，最后平安降落在/r/n9公里/r/n以外的巴黎另一侧，共飞行了25分钟。/r/n人类终于升上了天空！/r/n飞机的诞生/r/n“成功的花，人们只羡慕她现时的明艳，然而当初她的芽儿，浸透了奋斗的泪泉，洒遍了牺牲的血雨。”/r/n用冰心的这首诗来形容飞机的诞生是再恰当不过的了。/r/n自从蒙特哥菲尔兄弟的热气球成功升空以后，氢气球和飞/r/n艇也都陆续升上了天空。一时间各种各样的气球和飞艇成了人们谈论的焦点和宠儿，其间最辉煌的成就莫过于一架名为“挪威号”的飞艇于1925年5月成功开辟了北极航线。然而，随着人们研究的深入和不断发生的飞行事故，航空先驱者们清楚地意识到：这些轻于空气的航空器无论是在安全性、操纵性还是发展前途上都存在着很大的局限性，它们的飞行速度低，不易操纵和控制，而且对载人来说也不安全。因此，人们的注意力逐渐转向了重于空气的航空器(飞机和滑翔机）的研究上。/r/n说到飞机和滑翔机就不得不提到两个天才的设计家：意大利的列奥纳多．达．芬奇和英国的/r/n/r/n乔治．凯利/r/n。达．芬奇出生于1452年，他是第一个运用科学知识对飞行问题进行研究的人，并曾设计出了降落伞和直升机的雏形。而乔治．凯利从男爵（1773--1857）则被公认为飞机的创始人，被后人誉为“航空之父”。他为重于空气的航空器创立了必要的飞行原理，而在这之前，航空是“一门在公众眼中接近于荒谬可笑的科学”。在乔治．凯利23岁的时候，制造了一个直升机模型，大约在1801年，乔治．凯利研究了鸟的推动力，并于1804年在旋转臂上试验了一架滑翔机模型。在随后的时间里，这位伟大的先驱者曾多次制造了改进型的滑翔机原型机。在/r/n/r/n乔治．凯利/r/n的众多追随者中，最为著名的是英国工程师威廉．塞缪尔．亨森，他于1843年提出的飞机设计方案“空中蒸汽车”几乎具备了成功的载人动力飞行所需要的一切要素，他设计的飞机草图非常简单而且合理，令人觉得建造飞行器这一幻想离现实只有一步之遥。然而由于在当时/r/n缺乏必要的理论和技术基础知识，亨森也只有停下他的探索工作。/r/n在滑翔机研究方面最重要的先驱者是德国的工程师/r/n/r/n奥托．李林塔尔/r/n（1848--1896），他于1889年出版了一部航空经典著作——《作为航空基础的鸟类飞行》，仔细地分析了鸟翼的形状和结构，从中得出了许多重要的数据，并应用于人的飞行。更为可贵的是，李林塔尔在1891至1896年的六年时间里，亲自进行了2000多次滑翔飞行试验，积累了大量的经验和飞行数据。/r/n1896年8月9日/r/n，这位伟大的先驱所驾驶的滑翔机不幸从空中坠落下来，他的临终遗言是：“要想学会飞行，就要做出牺牲。”/r/n经过无数先驱者的不懈努力，自由飞行的梦想和我们越来越接近了。/r/n/r/n威尔伯．莱特（1867--1912）和奥维尔．莱特（1871--1948）/r/n兄弟俩是美国俄亥俄州一名牧师的儿子，他们从少年时代起就对飞行十分感兴趣。1895年他们开了一间自行车修理和制造作坊，并开始研究和制造飞机。莱特兄弟没有受过高等教育，但他们虚心好学，十分重视理论和实践，阅读了大量的空气动力学方面的文献，为了读李林塔尔的著作，他们自学了德文。1899年，哥哥威尔伯．莱特向史密森学会索取了大量的有关航空的书籍和文章，进行了系统的研究，兄弟俩在总结前人的经验和教训的基础上，开始了他们的滑翔飞行试验。/r/n从1900年至1902年，/r/n/r/n莱特兄弟/r/n先后制造了三架滑翔机，进行了上千次的飞行试验，每次都详细地记录了不同情况下的升力、阻力、速度等数据，并对操纵进行了反复的改进。1901年9月，莱特兄弟自己设计了一个小型风洞，用来精确测量气流吹到薄板上所产生的升力，并自己设计制造出了测量升力和阻力的仪器。/r/n兄弟俩于1902年设计出了他们的第一架飞机，但在当时却没有哪一个公司愿意冒险制造航空发动机和螺旋桨，于是莱特兄弟又只有自己动手了。他们首先设计出图纸，然后在自行车技师泰勒的帮助下，花了六个星期的时间制造出了一台12马力的活塞式发动机。这台发动机有四个汽缸，采用水冷方式，其总重（包括附件、水和燃料）约为/r/n91公斤/r/n。至于螺旋桨，当时根本没有什么数据资料或是计算公式可以供莱特兄弟参考，他们只得从头开始，研究理论。经过艰苦的努力，终于制造出了一种效率比较高的螺旋桨。/r/n经过几年的努力，莱特兄弟的第一架飞机——“飞鸟”（flyer）一号终于出现在人们的面前。/r/n1903年12月17日/r/n，在北卡罗莱纳州的基蒂霍克海滩上，“飞鸟”一号象一只白色的巨鸟昂然挺立，显得十分轻盈。它的机身骨架和机翼都是用又轻又牢的枞木和桉木制成的，螺旋桨也是枞木的，弯曲的机翼上蒙着薄薄的但十分结实的棉布。飞机的长度为/r/n6.5米/r/n，翼展/r/n12.3米/r/n，整架飞机的重量为/r/n280公斤/r/n，飞机完全靠螺旋桨的推动力起飞。这天“飞鸟”一号总共进行了四次飞行，第一次试飞是由弟弟奥维尔．莱特驾驶的，飞机摇摇晃晃在空中飞行了12秒钟，在/r/n36米/r/n远的地方降落下来。而后来得到世界公认的第一次自由飞行则是由哥哥威尔伯·莱特驾驶的第四次飞行，飞机在空中用59秒的时间飞行了/r/n260米/r/n。/r/n莱特兄弟在第一架飞机成功以后，迎接他们的不是鲜花和掌声，而是怀疑与挑剔。保守的学究们不相信“自行车工人”能造出飞机，在很长时间里，“第一架飞机的制造者”的荣誉被不公平的安在斯密森学会的主席兰利的头上。然而莱特兄弟仍然不断地探索和进取，并多次到世界各地作飞行表演，散播航空的种子，他们将自己的一生都献给了航空事业，终身没有结婚，后来被人们誉为航空奠基者。/r/n飞艇时代/r/n战火中的飞机/r/n喷气机时代/r/n/r/n从1903年/r/n/r/n莱特兄弟/r/n的第一架飞机升空到第二次世界大战末期的40年时间里，飞机得到了迅猛的发展，人们是更以极大的热情投入到飞机速度的提高上。要提高飞行速度，除了改变飞机的气动外形，减少飞机在空气中飞行时所受到的阻力外，最重要的方法是提高飞机发动机的效率，使飞机在飞行中获得更大的推力。/r/n二战以前的航空器是活塞式飞机一统天下的局面。活塞式发动机结构相对简单，技术要求不高，而且耗油率低，能很好满足当时低速飞行的要求。但随着飞机速度的不断提高，活塞式发动机暴露出了它致命的弱点——功率太低，无法为飞机在高速飞行时提供足够的推力。到1945年，空气动力学家和飞机设计师们清楚地认识到，要靠活塞式发动机进一步提高飞行速度已经没有指望了。他们的注意力转向了一种全新的航空发动机——喷气发动机上，从而揭开了航空史上重要的一页——超音速飞行时代。/r/n提到喷气式飞机，就不能忘记德国的恩斯特．亨克尔，正是他设计制造出了世界上第一架升空的喷气式飞机，从而开创了喷气式飞机的新纪元。/r/n恩斯特．亨克尔，1998年1月出生于德南部一个叫格龙巴赫的小村庄，父亲是当地一个管子工。亨克尔大学毕业后开始从事飞机设计，曾先后在“信天翁”飞机公司和汉莎．勃兰登堡公司担任总设计师。/r/n1922年12月1日/r/n，他创建了以自己名字命名的“恩斯特．亨克尔航空有限公司”。从1936年起，亨克尔开始与当时正在研究飞机燃气涡轮发动机的帕布斯特．冯．奥海恩合作。经过不断的试验与失败，终于第一台涡轮喷气发动机于1937年9月首次运转成功。几乎与此同时，英国的/r/n/r/n弗兰克．惠特尔/r/n爵士也独立研制出了“U型”喷气发动机。/r/n/r/n1939年8月27日/r/n，一个炎热的夏日。飞行员弗吕格卡皮坦．埃里希．瓦西茨象往常一样来到了停机坪上，场中停着一架亨克尔公司新制造的飞机。与往常飞机不同的是，这架名为He178的飞机装有一台由冯．奥海恩研制的推力为/r/n838磅/r/n（/r/n380公斤/r/n）的HeS3B涡轮喷气发动。瓦西茨登上飞机，发动了飞机油门，伴随着发动机的巨大轰鸣声，世界上第一架喷气式飞机冲上了蓝天，那震耳欲聋的声音向人们宣告了喷气时代的来临。/r/n战争促进了科技的发展，二战以后，喷气发动机技术越来越成熟，喷气式飞机迅速取代了活塞式飞机的地位。如今，几倍于音速的飞行对于人类来说也是很容易做到的事了。/r/n突破音障/r/n第二次世界大战后期，飞行速度达到了650－/r/n750公里/r/n/小时的战升机，已经接近活塞式飞机飞行速度的极限。例如美国的P-5lD“野马”式战斗机，最大速度/r/n每小时/r/n765公里/r/n，大概是用螺旋桨推进的活塞式战升机中，飞得最快的了。若要进一步提高飞行速度，必须增加发动机推力但是活塞式发动机已经无能为力。航空科学家们认识到，要向音速冲击，必须使用全新的航空发动机，也就是喷气式发动机。/r/n二战末期，德国研制成功Me-163和Me-262新型战斗机，投入了苏德前线作战。这两种都是当时一般人从未见过的喷气式战斗机，具有后掠形机翼。前者装有1台液体燃料火箭发动机，速度为933公里/小时；后者装2台涡轮喷气发动机，最大速度870公里/小时，是世界上第一种实战喷气式战斗机。它们的速度虽然显著超过对手的活塞式战斗机，但是由于数量稀少，又不够灵活，它们的参战，对挽救法西斯德国失败的命运，实际上没有起什么作/r/n用。/r/n德国喷气式飞机的出现，促使前反法西斯各国加快了研制本国喷气式战斗机的步伐。英国的“流星”式战斗机很快也飞上蓝天，苏联的著名飞机设计局，例如米高扬、拉沃奇金、苏霍伊和雅科夫列夫等飞机设计局，都相继着手研制能与德国新式战斗机相匹敌的飞机。/r/n米高扬设计局研制出了伊-250试验型高速战斗机，它采用复合动力装置，由一台活塞式发动机和一台冲压喷气发动机组成。在高度/r/n7000米/r/n时，这种发动机产生的总功率为2800马力，可使飞行速度达到/r/n825公里/r/n/小时。/r/n1945年3月3日/r/n，试飞员杰耶夫驾驶伊-250完成了首飞。伊250在苏联战斗机中，是飞行速度率先达到/r/n825公里/r/n/小时的第一种飞机。它进行了小批量生产。/r/n/r/n/r/n苏霍伊设计局/r/n研制出苏-5试验型截击机，也采用了复合动力装置。1945年4月，苏-5速度达到/r/n800公里/r/n/小时。另一种型号苏-7，除活塞式发动机外，还加装了液体火箭加速器（推力/r/n300公斤/r/n），可短时间提高飞行速度。拉沃奇金和雅科夫列夫设计的战斗机，也安装了液体火箭加速器。但是，用液体火箭加速器来提高飞行速度的办法并不可靠，其燃料和氧化剂仅够使用几分钟；而且具有腐蚀性的硝酸氧化剂，使用起来也十分麻烦，甚至会发生发动机爆炸事故。试飞员/r/n拉斯托尔古耶夫，就在一次火箭助推加速器爆炸事故中以身殉职。在这种情况下，苏联航空界中止了液体火箭加速器在飞机上的使用，全力发展涡轮喷气发动机。/r/n涡轮喷气发动机的研制成功，冲破了活塞式发动机和螺旋浆给飞机速度带来的限制。不过，尽管有了新型的动力装置，在向音速迈进的道路上，/r/n也是障碍重重。当时，人们在实践中发现，在飞行速度达到音速的十分之九，即马赫数MO.9空中时速约/r/n950公里/r/n时，出现的局部激波会使阻力迅速增大。要进一步提高速度，就需要发动机有更大的推力。更严重的是，激波能使流经机翼和机身表面的气流，变得非常紊乱，从而使飞机剧烈抖动，操纵十分困难。同时，机翼会下沉、机头往下栽；如果这时飞机正在爬升，机身会突然自动上仰。这些讨厌的症状，都可能导致飞机坠毁。/r/n空气动力学家和飞机设计师们密切合作。进行了一系列飞行试验，结果表明：/r/n要进一步提高飞行速度，飞机必须采用新的空气动力外形，例如后掠形机翼要设法减薄。前苏联中央茹科夫斯基流体动力研究所的专家们，曾对后掠翼和后掠翼飞机的配置型式，进行了大量的理论研究和风洞试验。由奥斯托斯拉夫斯基领导进行的试验中，曾用飞机在高空投放装有固体火箭加速器的模型小飞机。模型从飞机上投下后，在滑翔下落过程中，火箭加速器点火，使模型飞机的速度超过音速。专家们据此探索超音速飞行的规律性。苏联飞行研究所还进行了一系列研究，了解在空气可压缩性和气动弹性作用增大下，高速飞机所具有的空气动力特性。这些基础研究，对超音速飞机的诞生，都起到了重要作用。/r/n美国对超音速飞机的研究，主要集中在贝尔X-1型“空中火箭”式超音速火箭动力研究机上。研制X-l最初的意图，是想制造出一架飞行速度略微超过音速的飞机。X-l飞机的翼型很薄，没有后掠角。它采用/r/n/r/n液体火箭发动机/r/n做动力。由于飞机上所能携带的火箭燃料数量有限，火箭发动机工作的时间很短，因此不能用X-1自己的动力从跑道上起飞，而需要把它挂在一架B-29型“超级堡垒”重型轰炸机的机身下，升入天空。/r/n飞行员在升空之前．已经在X-l的座舱内坐好。轰炸机飞到高空后，象投炸弹那样，把X-l投放开去。X-l离开轰炸机后，在滑翔飞行中，再开动自己的火箭发动机加速飞行。X-1进行第一次空中投放试验，是在/r/n1946年1月19日/r/n；而首次在空中开动其火箭动力试飞，则要等到当年12月9日才进行，使用的是X-l的2号原型机。/r/n又过了大约一年，X-l的首次超音速飞行才获得成功。完成人类航空史上这项创举的，是美国空军的试飞员/r/n/r/n查尔斯．耶格尔上尉/r/n。他是在/r/n1947年10月14日/r/n完成的。24岁的查尔斯·耶格尔从此成为世界上第一个飞得比声音更快的人，使他的名字载入航空史册。那是一次很艰难的飞行。耶格尔驾驶/r/nX-l在/r/n12800米/r/n的高空，使飞行速度达到/r/n1078公里/r/n/小时，相当于M1.015。/r/n在人类首次突破“音障”之后，研制超音速飞机的进展就加快了。美国空军和海军在竞创速度记录方面展开了竞争。/r/n1951年8月7日/r/n，美国海军的道格拉斯D.558-II型“空中火箭”式研究机的速度，达到/r/nM1.88。有趣的是，X-l型和D.558-II型，都被称为“空中火箭”。D.558-II也是以火箭发动机/r/n为动力，由试飞员威廉·布里奇曼驾驶。8天之后，布里奇曼驾驶这架研究机，飞达/r/n22721米/r/n的高度，使他成为当时不但飞得最快，而且飞得最高的人。接着，在1953年，“空中火箭”的飞行速度，又超过了M2.0，约合2172/r/n公里/小时。/r/n人们通过理论研究和一系列研究机的飞行实践，包括付出了血的代价，终于掌握了超音速飞行的规律。高速飞行研究的成果，首先被用于军事上，各国竞相研制超音速战斗机。1954年，前苏联的米格-19和美国的F-100“超佩刀”问世，这是两架最先服役的仅依靠本身喷气发动机即可在平飞中超过音速的战斗机；很快，1958年F-104和米格-21又将这一记录提高到了M2.0。尽管这些数据都是在飞机高空中加力全开的短时间才能达到，但人们对追求这一瞬间的辉煌还是乐此不疲。将“高空高速”这一情结发挥到极致的是两种“双三”飞机，米格-25和SR-71，它们的升限高达/r/n30000米/r/n，最大速度则达到了惊人的M3.0，已经接近了喷气式发动机的极限。随着近年来实战得到的经验，“高空高速”并不适用，这股热潮才逐渐冷却。/r/n超音速飞机的机体结构，同亚音速飞机相当不同：机翼必须薄得多；关键因素是宽高比，即机翼厚度与翼弦的比率。以亚音速的活塞式飞机来说，轰炸机的宽高比为17％，歼击机是14％；但对超音速飞机来说，厚弦比就很难超过5％，即机翼厚度只有翼弦的二十分之一或更小，机翼的最大厚度可能只有十几个厘米。超音速飞机的翼展（即机翼两端的使离）不能太大，而是趋向于较宽较短，翼弦增大。设计师们想出的办法之一，是将机翼做成三角形，前缘的后掠角较大，翼根很长，从机头到机尾同机身相接（如幻影-2000）。另一个办法，把超音速机翼做得又薄又短，可以不用后掠角（如F-104）。/r/n由上可以知道，/r/n根据一架飞机的外形，我们就基本上可以判断出它是超音速还是亚音速的飞机了/r/n。/r/n空天飞机/r/n航空与航天两大技术存在不可分离的联系和很强的互补性。因为无论什么航天器进出太空，都必须穿越大气层与空气打交道，后者显然属于航空技术范畴。航空与航天紧密联系的必然结果，就导致了人们对一种既能在大气层内飞行，又能在大气层外航行、水平起飞、水平降落的新型飞行器的构想，这就是“航空航天飞机”，简称“空天飞机”。/r/n60年代初，就有人对空天飞机作过一些探索性试验，当时它被称为“跨大气层飞行器”。由于当时的技术、经济条件相差太远，且应用需求不明确，因而中途夭折；80年代中期，在美国的“阿尔法”号永久性空间站计划的刺激下，一些国家对发展载人航天事业的热情普遍高涨，积极参加“阿尔法”号空间站的建造。据估计，空间站建成后，为了开发和利用太空资源。向空间站运送人员、物资和器材等任务每年将达到数千次之多。这些任务如果用一次性运载火箭、载人飞船或航天飞机来完成，那么一年的运输费用将达到上百亿美元。为了寻求一种经济的天地往返运或系统，美、英、德、法、日等国纷纷推出了可重复使用的天地往返运输系统方案。/r/n1986年，美国提出研制代号为X-30的完全重复使用的单级水平起阵的“国家航空航天飞机”，其特点是采用组合式超音速燃烧冲压喷气发动机。英国提出了一种名叫“霍托尔”单级水平起降空天飞机，其特点是采用一种全新的空气液化循环发动机。90年代，他们又提出了一个技术风险小，开发费用低的新方案。德国则提出两级水平起降空天飞机“桑格尔”，第一级实际上相当于一架超音速运输机，第二级是以火箭发动机为动力的有翼飞行器。两级都能分别水平着陆。法国和日本也提出过自己的空天飞机设想。/r/n80年代末，这股空天飞机热达到高潮。也激起了中国航空航天专家的很大兴趣。/r/n发展空天飞机的主要目的是想降低空天之间的运输费用。其途径归纳起来主要有三条：一是充分利用大气层中的氧，以减少飞行器携带的氧化剂，从面减轻起飞重量；二是整个飞行器全部重复使用，除消耗推进剂外不抛弃任何部件；/r/n三是水平起飞，水平降落，简化起飞（发射）和降落（返回）所需的场地设施和操作程序，减少维修费用。/r/n但是，经过几年的研究分析，科学家们发规，过去的估计过于乐观。实际上。上述三条途径知易而行难。需要解决的关键技术难度决非短时间内能突破，这些关键技术有：/r/n1．新构思的吸气式发动机/r/n因为，空天飞机的飞行范围为从大气层内到大气层外，速度从0到M=25，如此大的跨度和工作环境变化是目前现有的所有单一类型的发动机都不可能胜任的，从而也就使为空天飞机研制全新的发动机成为整个项目的关键。/r/n众所周知，喷气式发动机需要在大气层中吸入空气，无需携带氧化剂，但无法在大气层外工作，且实用速度较小；而火箭发动机自带氧化剂，可以工作在大气层内外，使用速度范围较广，但携带的氧化剂较笨重，比冲小。目前设想的空天飞机的动力一般为采用超音速燃烧冲压发动机+火箭发动机或涡轮喷气+冲压喷气+火箭发动机的组合动力方式。但超燃冲压发动机的研制上存在相当多的技术问题，而多种发动机的组合方式又使结构变得过于复杂和不可靠。/r/n2．计算空气动力学分析/r/n航天飞机返回再入大气层的空气动力学问题，曾经耗费了科学家们多年的心血，作了约10万小时的风洞试验。空天飞机的空气动力学问题比航天飞机复杂得多。因为飞机速度变化大，马赫数从0变化到25；飞行高度变化大，从地面到几百公里高的外层空间；返回再入大气层时下行时间长，航天飞机只有十几分钟，空天飞机则为l～2小时。/r/n解决空气动力学问题的基本手段是风洞。目前，就连美国也不具备马赫数可以跨越这样大范围的试验风洞。即使有了风洞还需要作上百万小时的试验，那意味着就是昼夜不停地试验，也需要花费100多年的时间。于是，只能求助于计算机，用计算方法来解决，而对那维尔斯托克斯方程的求解目前尚存在，许多理论上和计算速度上的问题。/r/n3．发动机和机身一体化设计/r/n当空天飞机以6倍于音速以上的速度在大气层中飞行时，空气阻力将急剧上升，所以其外形必须高度流线化。亚音速飞机常采用的翼吊式发动机已不能使用．需要将发动机与机身合并，以构成高度流线化的整体外