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从航空看创新

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发表于 2017-10-2 02:19:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

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从航空看创新
        发明,创造,制造新奇的玩意。打孩提时代的我就被大人们埋下了这种思想。做了一名程序员以后,我慢慢知道创新一词的背后隐藏了太多。创新需要什么?创新的前提是什么?解决了这些问题,才能去提创什么新,以及怎么去创新的问题。物有本末,事有终始。本着知所先后则近道矣的态度,我想谈谈自己对于创新的理解。
        创新需要很多。但是最基本的三条不能少。我认为创新的三大基石是——积淀、勇气与耐心。年少时期的我对航空抱有浓厚的兴趣。接着我想从航空界举一些例子来说明创新:
        航空届可以说是流淌着创新的血液。从二十世纪七十年代,美国人布莱恩艾伦驾驶人力飞机横越英吉利海峡,完成了世界航空史上第一次成功的人力飞行。到2005年4月27日世界上最大的客机空客A380首飞成功。从客机到战斗机。从设计到制造。创新几乎是航空的代名词。但是在这层层迭代革命般的创新过程中。航空届内有些东西似乎止步不前。前苏联苏霍伊设计局于1977年完成了Su-27型多用途战斗机的试飞。以后的Su-30、Su-33、Su-34、Su-35、Su-37沿用了Su-27的气动布局设计。Su-33在Su-27的气动布局设计上引入了鸭翼。Su-34在Su-27的基础上加上了鸭翼,然后还将座舱布局由串列式改为并列式。到了Su-35、Su-37则取消了鸭翼。气动布局又回到了Su-27的时代。甚至在苏霍伊的第4代战斗机Su-57上,我们还能看到Su-27的影子。Su-27拥有一个近乎完美的气动布局设计。双垂尾增强了偏航稳定性。全动平尾提高了机动性。边条翼增大了低速时的升力。翼身融合降低了飞行阻力。这些在当时都是相当先进的设计。早在1989年,Su-27便做出了令世人惊叹的“眼镜蛇机动”。到Su-37试飞时的1996年,将近19年的时间内,苏霍伊设计局没有忙着创新,想着“百尺竿头更进一步”。而是选择了沿用与秉承。
        1981年美国空军斥资866亿美元启动ATF竞标计划。洛克希德马丁公司与诺斯罗普公司参与竞标。这次美国空军招标诞生了洛马F-22。波音公司的YF-23原型机落选。YF-23的气动设计相较F-22而言更注重飞机隐身性能。其V型尾翼与主翼的三角翼布局,加上全机身的翼身融合设计大大降低了战斗机的RCS值。发动机尾气排出后经过一段半开函道的冷却降低了飞机的红外可见度。再来看F-22。F-22使用了水平尾翼加上向外倾斜的垂直尾翼。这样做提高了飞机的机动性能。但因常规布局翼面较多却丧失了一部分隐身性能。F-22拥有二元推力矢量喷管。又进一步增加了飞机的俯仰机动性。动力方面,两种战斗机都使用了双发布局。F-22的进气道成S型向内弯曲。YF-23则向上弯曲。都可以有效降低发动机风扇叶面对雷达波的反射。两种型号的战斗机均采用过普拉特惠特妮生产的F-119发动机。F-119是一款性能出众的、推重比达到9的涡轮风扇发动机。YF-23还采用过通用电气F-120涡扇引擎。因为数据不多也就不介绍了。(PS:战斗机生存系数e2=[(10/翼长)*(15/全长)*(5/RCS)]^0.0625. 根据一些来源得知YF-22翼展13.1m、全长19.65m。YF-23翼展13.30m、全长20.60m。可是RCS值是保密数据,没有可靠来源。因此不能比较YF-23与F-22的战场生存能力。只能说明YF-23更注重隐身性能)YF-23的前卫设计并不能使得诺斯罗普拿到军方的合同。竞标结果是YF-23落选。为了隐身性能,YF-23牺牲了机动性能。而美国军方的ATF(Advanced Tactical Fighter 先进战术战斗机)计划需要的是一种空中优势战斗机。而不是一种机动性能较弱的执行对地攻击任务的战斗机。
        ATF竞标过后,美国军方想寻求一种造价更低的第五代战斗机。于是JSF(Joint Strike Fighter 联合攻击战斗机)计划启动。参与竞标的是波音公司的X-32和洛克希德马丁公司的X-35。竞标又以洛克希德马丁的X-35获胜而告终。X-35被正式更名为F-35。其三种机型分别为空军用F-35A、海军用F-35C与可以垂直起降代替AV-8的F-35B。F-35的气动布局与F-22相似。但是ABC三种型号均采用单发动机布局。其中最有特点的是F-35B。垂直起降时,发动机喷管向下偏转。同时驾驶舱后的升力风扇打开。位于翼根处的两个引气口有助于保持平衡。在此之前,投入实战的垂直起降战斗机有英国的AV-8.(前苏联有Yak-36、38、39但是相关资料很少。)
        第一段的例子中,Su-27以及后续机型的研发与服役经历了苏联解体。经过44年的冷战,前苏联的经济被拖垮。没有太多的经济基础可以维持新式气动布局的开发。苏霍伊设计局选择了秉承。从这一点上可以看出创新的基石之一————积淀。“厚积而薄发”是很多事情的道理。如果创新之前不对自己的经济基础,工业技术基础做好深入的调查研究。盲目地创新会导致自己的基础被进一步地抽空。前苏联在这方面吃了大亏。直到2010年,俄罗斯第五代战斗机T-50/Su-57才完成首飞。整整落后F-22十三年。同时,创新还需要极大的勇气支持。创新往往带来失败的代价。垂直起降战斗机的研发、应用过程中。经历了无数次坠机与失败。航空届的创新往往是科学家的汗水与试飞员/飞行员的鲜血换来的。高精端的技术带来了高风险。航空是这样,航天也不例外。1967年1月27日。阿波罗登月计划的地面试验飞船正在进行实验。在纯氧舱内短路的电线引燃了大火。烧死了三名航天员。但是阿波罗计划的参与人员任不畏艰险。1969年7月21日,人类成功登月。创新的过程中缺少勇气往往意味着失败。但是光有勇气创新也不一定能成功。离成功除了智慧,最需要的便是耐心。爱迪生的“天才=99%的汗水+1%的灵感”深刻揭示了做科学探究、创新需要的品质。唯有坚定不移的信念才能支持创新走向成功。
        7年的计算机学习经历让我认识到:不能凭着自己的性子总想着创新,搞出什么自己的原创理论。在创新之前必须有扎实的基础与功底。那就是要研究掌握并且熟练前人已经研究出的东西。一旦有了创新的机会,在创新的过程中必须使自己充满信心与勇气。用耐心时刻迎接挑战。我国有着一段坎坷的历史。1956年中共八大提出了:国内的主要矛盾已从工人阶级与资产阶级的矛盾转变为人民不能满足当时经济文化发展需要的矛盾。还提出了全国人民的主要任务是集中力量发展社会生产力。八大也提出坚持民主集中制,反对个人崇拜。但是后来这些提议没有被坚持执行下去。1958年八大二次会议提出了总路线,开始了大跃进。1961年八届九中全会和1962年的扩大会议上总结了大跃进失败的经验教训。。。。本着历史唯物主义的精神,等等等等这些都使得我改变了对创新的态度。我是不敢创新了吗?绝对不是。有了前车之鉴,在创新之前我会更加认真的思考了。我会考察自己的积淀、勇气与耐心,然后创出对自己负责任的新。

部分参考资料:
《航空飞行器飞行动力学》北京航空航天大学出版社。
《飞机总体设计》西北工业大学出版社。

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In the beginning I was not the best.
And the world was also not the best.
But I still know that I am who I am.
Because I think that it is good.
I have been working hard.
I have been keeping growth with the world.
And it was so.

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发表于 2017-10-2 07:34:57 | 显示全部楼层
有一种创新叫造轮子。不过造轮子不是坏事,轮子都造不出那才是坏事。
重点在于自己想出了自己想弄的东西后,能不能坚持下去。多数情况下科技上的创新不等于商业上的创新,科技上要想制造新东西,一开始就要做好亏本的觉悟。

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发表于 2017-10-13 09:51:26 | 显示全部楼层
写得好,有所感悟~~

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发表于 2017-11-2 19:02:54 | 显示全部楼层
高大上,需要创新

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理解深刻,透彻

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