航空科学是参与飞机制造和操作的各种科学的总称。航空 "这个词本身的意思是 "在空中航行"。航空科学来自于航海科学,即关于海船的科学,并且可以与涉及航天器的宇航科学相区别。除了极少数的例外情况,航空飞行器只为在地球大气层中旅行而设计。虽然飞机是最常见的此类飞行器,但航空设备也包括滑翔机、飞艇、热气球甚至风筝。
科学家们研究航空学的原理已经有几个世纪了。达芬奇在15世纪设计了著名的飞行器,但当时对航空科学的理解是如此之少,即使是达芬奇,这些飞行器也是无法飞行的。直到19世纪,英国科学家乔治-凯利爵士才确定了重量、阻力、升力和推力的原理;前两者必须被后两者克服,飞机才能达到高度。卡利在19世纪中期制造并测试了第一批滑翔机,其设计与现代飞机相似。
然而,在更早的时候,航空先驱们就尝试用比空气更轻的装置来实现人类的飞行。这些科学家了解到,某些气体比空气轻,包括空气本身受热后,自然会在大气中上升。如果含有足够多的这种气体,它就能使物体甚至人升空。
法国的Montgolfier兄弟,Joseph-Michel和Jacques-Étienne,用他们著名的1783年热气球飞行证明了这一点。这次飞行比凯利的实验早70年,比奥维尔和威尔伯-莱特兄弟的飞机早一个多世纪。第二年,让-皮埃尔-布兰查德在气球上增加了一个螺旋桨,有效地创造了第一艘飞艇,或飞艇。
在莱特兄弟1903年飞行后的一个世纪里,随着飞机被用于战争、商业、运输和体育,航空科学迅速发展。这些密集的使用要求在安全、导航、工程和材料方面取得进展。航空科学家们很快就必须掌握对各种科学的理解,包括电子学、空气动力学、冶金学和微积分。在现代,即使是简单的飞机的制造也需要专门的设备和受过高级培训的人员。
航空科学是商业飞机行业的基础,这个行业每年产生超过4000亿美元的收入。它的原则也为太空探索的发展提供了依据;这两门科学合起来被称为航空航天工程。航空学的进步经常在日常生活中得到应用,包括像果汁盒和Velcro®鞋扣这样的平凡物品。因此,航空学影响了人类生活的许多方面,从现代的便利设施到对地球和其他地方的探索。
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