《什么是什么》丛书,涉及自然、地理、动物、植物、天文、地质、科技、历史、考古、艺术、人文等多个学科领域的知识,是为青少年撰写的一些图文并茂的科普书,迄今已经形成了将近140册的规模。这套大型的科普丛书,如今在德国乃至欧洲已是家喻户晓,是每个家庭必备的少年儿童读物。这套科普知识丛书也伴随着德国几代孩子长大成人,成为他们最美好的童年记忆之一。该丛书系统地、全方位地介绍了各个门类的知识,优美的文字、丰富的图片和书中体现出的德国人严谨的逻辑思维方式,相信对中国少年儿童的健康成长,拓宽他们的知识视野,帮助他们认识大千世界,也将起到积极的作用。
本书为该系列丛书之一,介绍了航天学方面的知识。
谁制造了世界上最大的飞机?一架飞机是怎样产生的?飞行是一件很危险的事情吗?直升飞机是怎么飞起来的?一个飞行员需要具备哪些素质?从第一架具有冒险性的飞行器,到20世纪初引人注目的试验性飞行,再到现代化的超音速飞机,飞机是怎样发展变化的?在本书中,著名航空工程师、科学记者阿基姆-菲根博士讲述了人类激动人心的航空历史和与航空有关的常识。例如,他详细介绍了气球的首航和飞艇时代的结束,并阐释了飞机为什么能够承载着超过300吨的重量飞到空中。年轻的读者不仅可以从本书中获得许多有趣的知识,而且还能了解飞机驾驶舱的内部构造,以及随同我们的作者一起深入到飞机场背后,了解那些鲜为人知的故事。
飞机是不是也有专用通道?
作为交通工具的飞机,都要沿着航空线路飞行。这些空中航线是由安装在地面的无线电信号台确定的。目前普遍使用的设备是VOR(极高频多向导航台),这是一种超短波多向导航台。在起飞之前,飞行员就会在导航电脑中清楚了解飞行线路上的VOR数据。
在飞行途中,飞行员可以从显示屏上观察飞行的路线,从而进入下一信号台的区域。大多数情况下,机组人员根本不必进行控制,而是完全由自动驾驶仪进行控制,按照设定的线路飞行。
现代导航技术使确定飞行航线的系统在数年之内变得多余。采用卫星导航系统,可以使飞行员在任何时候都能够确定自己的位置,而不需要导航台,例如目前的G PS(全球定位系统)。
什么是盲目飞行
“盲目飞行”这一名称容易引起误导。如果飞行员真的闭着眼睛驾驶飞机的话,恐怕是不太可能完成飞行任务的。因为飞行员还必须观察仪表,从仪表上了解飞机的位置、飞行的航线以及飞行中遇到的各种情况等,例如代替真正地平线的人工地平线。所以,准确的说法应该是“仪表飞行”。仪表在飞行中充当了飞行员的“眼睛”。
如果在着陆前天气情况恶劣,仪表着陆系统(ILS)会为飞行员提供支持:有一个位于着陆跑道末端的发射器会发射出两个信号,向机组人员说明高度和路线。飞行员在座舱内,可以从仪表着陆系统(ILS)设备上,读取飞机偏离下滑航道和降落航线的距离,并做出相应的修正。
仪表着陆系统于20世纪50年代开始使用,此后逐渐完善。今天这套系统更加准确,误差更低。在未来,这套系统也将会被卫星导航系统代替。
现在,飞机已经可以做到全自动着陆。在这期间,自动驾驶仪将会按照仪表着陆系统的信号对飞机进行控制。
“自动着陆”的表达非常准确,而“盲目飞行”并不清晰明确。因为在“盲目飞行”时,飞行员需要注意的方面更多。任何时候,自动仪表都可能出现故障,尤其是遇到一些意外情况,从而使飞机无法百分之百地准确降落。
因此,在能见度非常差的情况下,飞行员在最后的时刻可能需要启动手动驾驶系统。这一决定需要机长在极短的时间内完成。因此,飞行员在某些时候所受的压力,比以前“手动”着陆时更大。
飞行员必须具备哪些素质?
孤胆英雄已经不是这个时代所需要的了——飞行探索的时代已经过去。航空公司不再需要通过某项成就来宣传自己,而是希望每天都能够在安全之中完成飞行。另外,虽然飞行员在每个月的飞行计划中都有休息日,但是飞行员必须考虑一些小变化,例如生病或者计划外的变故等等。如果想要有一个规律的生活方式的话,最好放弃飞行员这一职业。
飞行员并不是像我们常说的那样极难胜任。这一工作不要求取得非常高的分数,而是达到平均成绩就可以了。不过,有一点就是要在很多方面同时取得这一成绩。如果一个在体育领域获得极高分数的申请人在心理测试方面不及格,那么想当飞行员也是很有可能办不到的。或者一位数学家能够解决所有三角函数方面的难题,但是一个英语单词都不会,也同样不适合飞行员这一职业。因为一个人无论如何都会遇到无法解决的问题。对于情况的实际预测往往会是: “对不起,这个我无法完成。这根本行不通。”英雄或者超人(包括女性角色)根本不适合这项工作。
此外,根据飞行职业特点和航空实践表明,飞行员的心理品质也有比较特定的要求。这些包括良好的性格特征(一般需要热情、开朗、乐观型的)、情绪的自我自控能力、坚强的意志力和敏捷有效的思维判断能力。
什么是飞行模拟器
早在20世纪30年代,驾驶双发动机或者三发动机的道格拉斯、福克、容克螺旋桨飞机的驾驶员,就已经使用模拟设备进行飞行训练,这就是林克训练舱。
现代的模拟器都来源于这种较为简单的设备。这种用于培训的设备有一个驾驶舱,与飞机的驾驶舱几乎完全一样。在座舱后方是培训机长的座椅和操作装置。在控制台上可以预先设定所有可能出现的故障,例如在起飞最关键的时刻发动机失灵,在着陆放开起落架时液压装置出现故障,驾驶舱着火冒烟,电气装置完全失效等一些紧急状况,这些情况不能在真正的飞行中进行训练,否则太危险了。
机组人员不仅可以在模拟器上训练操作飞机的仪表,飞行学员还需要被绑在座椅上,模拟飞机着陆前的情况,并且还会模拟出现剧烈涡流时的震动和晃动情况,所有这些都可以在模拟器上完成。在着火时飞行员必须迅速带上面罩,因为冒出来的烟是真实的。甚至还会出现噪音,例如全速推动出现的噪音、反推噪音,以及在混凝土路面上着陆时轮胎摩擦路面的声音等。当然,模拟器驾驶舱的玻璃不会出现模拟器所在大厅的样子,而是用显示屏代替,在显示屏上会模拟云层和陆地景色,与飞行中见到的情景类似。
例如,如果在着陆前穿过了云层和伴有强烈涡流的暴风雨,跑道就会在显示屏上出现,与实际情况几乎完全一致,这时候飞行员可以根据情况制动着陆,飞行员就会从肩部安全带上感觉到制动压力。
今天,最新的模拟器已经非常完美,在新一代模拟器上训练的飞行员,需要学习所有的复杂程序,并且获得执照,而不需要在真正的飞机上进行实际飞行。
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今天,乘坐飞机旅行几乎已经和开车旅行一样常见。而这一切,距离莱特兄弟在美国进行的第一次飞行也不过一百年的时间。在飞行刚刚兴起的时代,飞机并不比用木头和亚麻布制成的破箱子好看多少,但是当它们真的从地面飞上天空,并且在飞行了不远的距离后安全着陆时,所有的设计者和飞行员感到无比的兴奋。今天,飞机已经成为一种大众交通工具。一架飞机在数小时之内可以将300名或更多乘客运送到地球的任何一个大城市。任何一种其他的交通工具,对人类相互往来的影响都不能与飞机相比,因为只有飞机才使许多人能够在异域的土地上旅行,飞机能够快速、安全地飞过长长的距离,可以将高山、海洋和沙漠这些障碍轻松地抛在身后。
飞机是科技发展的一个奇迹——大量使用电子设备,并且使用最先进的材料生产。不过,即使今天的大型喷气客机也还要遵守同样的物理定律,而这些在一百多年前,李连塔尔、莱特兄弟和其他飞行先驱们已经做了深入的研究。像以前一样,飞行始终不会失去自己的魅力。乘坐经济舱旅行可能有时会使你怀念巴士,但是透过舷窗,可以看到覆盖着皑皑积雪的阿尔卑斯山脉、格陵兰岛的原始冰原、亚马逊河流域无尽的原始森林,这些美丽的景色便是对你的补偿。