論力學對航空航天的發展所起到的作用

孫煥杰

摘 要：力學已經成為航空航天中不可或缺的一部分，對于航空航天領域的發展起到重要的影響，本文就力學在航天航空的發展前景，以及電磁流體力學和空氣動力學對航空航天技術的影響展開論述。

關鍵詞：力學；發展前景；電磁流體力學；空氣動力學

1 力學在航空航天的發展前景

1.1 航空航天事業的支撐技術——力學

力學是航空航天與材料科學和能源科學的三大基礎學科之一，在航空航天領域具有不可替代的重要地位。航空航天的發展對力學的發展有著十分重要的意義。同樣，力學的發展也推動了航空航天事業的發展。

航空航天的整體規劃得到了大量的力學分支的支持，可以從最基礎的部分進行分類，包括空氣動力學；結構力學和材料力學；復合材料力學；材料的疲勞性能；振動力學；損傷力學和斷裂力學；氣動動力學；非定常空氣動力學；氣動彈性力學以及粘彈性力學，除了進行了細分，還開發了許多與力學相關的技術，如有限元技術。

1.2 力學與航天航空技術的相互促進

力學發展的動力是航空航天技術的跨學科、多學科集成。航天工業的研發和生產包含了所有已知的工程類別。伴隨著許多學科融合，力學的進步必然會與更多的學科交流，這也許會將帶來問題的變得更加復雜，但同時也將豐富力學的研究領域。

2 電流體力學對航天航空事業的影響

MOD技術在航天航空事業中的廣泛使用。MHD技術的用途之一，是有關等離子體工程學方面的書中早先說明的 MHD 加速器。其原理極其簡單，電流i被從管道外強制流入管道內的磁場m，利用洛倫茲力來使氣流加速。作為模擬再次進入大氣層時的高焓高超聲速流的裝置，一般都采用電弧加熱型或感應耦合加熱型等離子體風洞。在這些風洞中，用氣動噴管加速貯氣槽生成的高溫、高壓等離子體，然后 MHD加速器可以利用電磁力再次提高氣流的速度，在沒有變化貯氣槽的熱和 壓力的條件下進一步使氣流的速度和熱焓上升。由此看來，MHD加速器對于航天事業未來的飛速提升打下了深厚的基礎，為航空技術的騰飛提供了良好的契機，為航空動力方面的能源消耗和燃料燃燒所帶來的缺陷的解決提供了可能的方案，更為人類涉足神秘莫測的太空，前往更加遙遠的星球甚至星系提供了新的設想，我們由此不難看出，MHD加速器在航天領域的廣泛應用可以加速推動人類航天夢的實現，而支持MHD技術的電磁流體力學更是對航天技術的發展做出了巨大的貢獻。

3 空氣動力學對航天航空事業的影響

3.1 空氣動力學簡介

我首先說的是空氣，空氣是人類的生命，總是聯系在一起，沒有空氣，很多人在地球不能生存，而對于空氣動力學的科學研究，人們也不太了解。空氣動力學是許多科學領域的一個分支。這是因為它的應用才推動了航天器的發展。

二十世紀初，飛機研制成功，空氣動力學逐漸受到重視。許多問題已經找到并一一解決了。人們開始研究飛機周圍的力的狀況和飛機周圍的氣流，這極大地促進了流體力學的發展。二十世紀初，Ju koves Ki、Punun和Prand等研究人員開創了最早的機翼理論，解釋了機翼是如何被提升的，以及飛機是如何升空的。通過翼型理論，當時的人們對無粘流體這一理論有了全新的認識，認為它對工程設計有很大的指導作用。

3.2 空氣動力學方面的成就

隨著技術的進步，人類能夠發展比空氣重的飛行器。從40年代中期到50年代，可壓縮空氣動力學得到了很大發展。同時，人們發現了跨音速區域定律，最終實現了“聲屏障”的突破，實現了超音速飛行。蘇聯和美國研制的噴氣式飛機，如美國的F 86、蘇聯的MIG-15等。50年代以后，我們研究了超音速問題。第二代更先進的飛機已經研制出來，例如美國飛機F4、蘇聯的MIG 21、法國魅影3等。

4 結論

由此可見，力學與航空航天工程密切相關。在航天工程的發展中，到處都存在機械陰影。隨著航天工程的發展，人類社會也越來越發達，人們可以乘飛機旅行，大大縮短了旅行的時間，也隨著航天工業的發展，人們可以把目光轉向遙遠的空間，探索無邊無際的空間。雖然人類對空間的認識是有限的，但科學家和機械學家一直在努力研究它。人類可以對空間有更深刻的理解。正是在力學的幫助下，新一代的新型戰斗機才能投入使用，這是我國國防力量的一大進步，無疑為創造和平的國內環境做出了巨大的貢獻。可以說力學對航天航空事業的發展做出了巨大的推動作用。

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