Flyg och rymd
Aerospace är en term som används för att kollektivt referera till atmosfären och yttre rymden . Flygverksamheten är mycket varierande, med en mängd kommersiella, industriella och militära tillämpningar. Flygteknik består av flygteknik och astronautik . Flyg- och rymdorganisationer forskar, designar, tillverkar, driver eller underhåller både flygplan och rymdfarkoster .
Början av rymden och slutet av luften anses vara 100 km (62 mi) över marken enligt den fysiska förklaringen att lufttrycket är för lågt för att en lyftkropp ska kunna generera en meningsfull lyftkraft utan att överskrida omloppshastigheten.
Översikt
I de flesta industriländer är flygindustrin ett samarbete mellan den offentliga och privata sektorn. Till exempel har flera stater ett civilt rymdprogram finansierat av regeringen , såsom National Aeronautics and Space Administration i USA, European Space Agency i Europa, Canadian Space Agency i Kanada, Indian Space Research Organization i Indien, Japan Aerospace Exploration Agency i Japan, Roscosmos State Corporation för rymdaktiviteter i Ryssland, China National Space Administration i Kina, SUPARCO i Pakistan, Iranian Space Agency i Iran och Korea Aerospace Research Institute i Sydkorea.
Tillsammans med dessa offentliga rymdprogram producerar många företag tekniska verktyg och komponenter som rymdfarkoster och satelliter . Några kända företag som är involverade i rymdprogram inkluderar Boeing , Cobham , Airbus , SpaceX , Lockheed Martin , United Technologies , MDA och Northrop Grumman . Dessa företag är också involverade i andra områden inom flyg- och rymdindustrin, såsom konstruktion av flygplan.
Historia
Det moderna flyget började med ingenjör George Cayley 1799. Cayley föreslog ett flygplan med "fast vinge och en horisontell och vertikal svans", som definierade egenskaperna hos det moderna flygplanet.
På 1800-talet skapades Aeronautical Society of Great Britain (1866), American Rocketry Society och Institute of Aeronautical Sciences , som alla gjorde flygteknik till en mer seriös vetenskaplig disciplin. Flygare som Otto Lilienthal , som introducerade välvda flygplan 1891, använde segelflygplan för att analysera aerodynamiska krafter . Bröderna Wright var intresserade av Lilienthals verk och läste flera av hans publikationer. De hittade också inspiration i Octave Chanute , en flygare och författare till Progress in Flying Machines (1894). Det var det förberedande arbetet av Cayley, Lilienthal, Chanute och andra tidiga flygingenjörer som åstadkom den första motordrivna ihållande flygningen vid Kitty Hawk, North Carolina den 17 december 1903 av bröderna Wright.
Krig och science fiction inspirerade vetenskapsmän och ingenjörer som Konstantin Tsiolkovsky och Wernher von Braun att flyga bortom atmosfären. Andra världskriget inspirerade Wernher von Braun att skapa V1- och V2-raketerna.
Uppskjutningen av Sputnik 1 i oktober 1957 startade rymdåldern , och den 20 juli 1969 uppnådde Apollo 11 den första bemannade månlandningen. I april 1981 rymdfärjan Columbia , början på regelbunden bemannad tillgång till omloppsrymden. En ihållande mänsklig närvaro i omloppsrymden började med " Mir " 1986 och fortsätter av " Internationella rymdstationen ". Rymdkommersialisering och rymdturism är nyare inslag i flyg- och rymdindustrin.
Tillverkning
Flygtillverkning är en högteknologisk industri som producerar "flygplan, styrda missiler, rymdfordon, flygmotorer, framdrivningsenheter och relaterade delar". Större delen av branschen är inriktad på statligt arbete. För varje originalutrustningstillverkare (OEM) har den amerikanska regeringen tilldelat en Commercial and Government Entity (CAGE)-kod . Dessa koder hjälper till att identifiera varje tillverkare, reparationsanläggningar och andra kritiska eftermarknadsleverantörer inom flygindustrin.
I USA är försvarsdepartementet och National Aeronautics and Space Administration (NASA) de två största konsumenterna av flygteknologi och -produkter. Andra inkluderar den mycket stora flygindustrin. Flygindustrin sysselsatte 472 000 lönearbetare 2006. De flesta av dessa jobb var i delstaten Washington och i Kalifornien, med Missouri , New York och Texas som också var viktiga. De ledande flygtillverkarna i USA är Boeing , United Technologies Corporation , SpaceX , Northrop Grumman och Lockheed Martin . När begåvade amerikanska anställda åldras och går i pension möter dessa tillverkare ett växande arbetsbrist. För att förse industrisektorn med färska arbetare, samarbetar lärlingsprogram som Aerospace Joint Apprenticeship Council (AJAC) med community colleges och flygföretag i delstaten Washington.
Viktiga platser för den civila flygindustrin över hela världen inkluderar delstaten Washington ( Boeing ), Kalifornien ( Boeing , Lockheed Martin , etc.); Montreal, Quebec , Kanada ( Bombardier , Pratt & Whitney Kanada) ; Toulouse , Frankrike ( Airbus / EADS ); Hamburg , Tyskland ( Airbus / EADS ); och São José dos Campos , Brasilien ( Embraer ), Querétaro , Mexiko (Bombardier Aerospace, General Electric Aviation) och Mexicali , Mexiko (United Technologies Corporation, Gulfstream Aerospace ).
I Europeiska unionen står flygbolag som EADS , BAE Systems , Thales , Dassault , Saab AB och Leonardo SpA (tidigare Finmeccnica) för en stor del av den globala flygindustrin och forskningsinsatserna, med European Space Agency som en av de största konsumenterna av flygteknik och -produkter.
I Indien är Bangalore ett stort centrum för flygindustrin, där Hindustan Aeronautics Limited , National Aerospace Laboratories och Indian Space Research Organization har sitt huvudkontor. Den indiska rymdforskningsorganisationen (ISRO) lanserade Indiens första månbana, Chandrayaan-1 , i oktober 2008.
I Ryssland är stora flygbolag som Oboronprom och United Aircraft Building Corporation (som omfattar Mikoyan , Sukhoi , Ilyushin , Tupolev , Yakovlev och Irkut som inkluderar Beriev ) bland de stora globala aktörerna i denna industri. Det historiska Sovjetunionen var också hem för en stor flygindustri.
Förenade kungariket försökte tidigare upprätthålla sin egen stora flygindustri och tillverkade sina egna flygplan och stridsflygplan, men det har till stor del överlåtit sin lott till samarbeten med kontinentala företag, och det har också blivit en stor importkund från länder som t.ex. som USA. Men Storbritannien har en mycket aktiv flygsektor, inklusive den näst största försvarsentreprenören i världen, BAE Systems , som levererar färdigmonterade flygplan, flygplanskomponenter, underenheter och delsystem till andra tillverkare, både i Europa och över hela världen. värld.
Kanada har tidigare tillverkat några av sina egna konstruktioner för jet stridsflygplan, etc. (t.ex. CF-100 jaktplan), men under några decennier har man förlitat sig på import från USA och Europa för att tillgodose dessa behov. Men Kanada tillverkar fortfarande vissa militära flygplan även om de i allmänhet inte är stridsförmåga. Ett annat anmärkningsvärt exempel var det sena 1950-talets utveckling av Avro Canada CF-105 Arrow , en supersonic fighter-interceptor vars annullering 1959 ansågs mycket kontroversiell.
Frankrike har fortsatt att tillverka sina egna stridsflygplan för flygvapnet och flottan, och Sverige fortsätter att tillverka egna stridsflygplan för det svenska flygvapnet – särskilt för att stödja dess ställning som ett neutralt land. (Se Saab AB .) Andra europeiska länder går antingen ihop för att tillverka stridsflygplan (som Panavia Tornado och Eurofighter Typhoon ), eller för att importera dem från USA.
Pakistan har en flygteknisk industri under utveckling. National Engineering and Scientific Commission, Khan Research Laboratories och Pakistan Aeronautical Complex är bland de främsta organisationerna som är involverade i forskning och utveckling inom denna sektor. Pakistan har förmågan att designa och tillverka guidade raketer, missiler och rymdfarkoster. Staden Kamra är hem för Pakistan Aeronautical Complex som innehåller flera fabriker. Denna anläggning är ansvarig för tillverkningen av flygplanen MFI-17 , MFI-395 , K-8 och JF-17 Thunder . Pakistan har också förmågan att designa och tillverka både beväpnade och obeväpnade obemannade flygfarkoster .
I Folkrepubliken Kina är Peking , Xi'an , Chengdu , Shanghai , Shenyang och Nanchang stora forsknings- och tillverkningscentra inom flygindustrin. Kina har utvecklat en omfattande förmåga att designa, testa och tillverka militära flygplan, missiler och rymdfarkoster. Trots att den experimentella Shanghai Y-10 ställdes in 1983 , utvecklar Kina fortfarande sin civila flygindustri.
Flygplansdelsindustrin föddes ur försäljningen av begagnade eller begagnade flygplansdelar från flygindustrin. Inom USA finns det en specifik process som reservdelsmäklare eller återförsäljare måste följa. Detta inkluderar att utnyttja en certifierad reparationsstation för att se över och "tagga" en del. Denna certifiering garanterar att en del har reparerats eller översynats för att uppfylla OEM-specifikationerna. När en del väl har setts över bestäms dess värde utifrån utbudet och efterfrågan på flygmarknaden. När ett flygbolag har ett flygplan på marken blir den del som flygbolaget behöver för att få planet tillbaka i trafik ovärderlig. Detta kan driva marknaden för specifika delar. Det finns flera onlinemarknadsplatser som hjälper till med råvaruförsäljning av flygplansdelar.
Inom flyg- och försvarsindustrin har mycket konsolidering skett i slutet av 1900-talet, på väg in i 2000-talet. Mellan 1988 och 2011 har mer än 6 068 sammanslagningar och förvärv med ett totalt känt värde på 678 miljarder USD tillkännagivits över hela världen. De största transaktionerna har varit:
- Förvärvet av Rockwell Collins av United Technologies Corporation för 30,0 miljarder. USD 2018
- United Technologies Corporations förvärv av Goodrich Corporation för 16,2 miljarder. USD 2011
- Sammanslagningen av Allied Signal med Honeywell i en aktieswap värd 15,6 miljarder. USD 1999
- Sammanslagningen av Boeing med McDonnell värderas till 13,4 miljarder. USD 1996
- British Aerospaces förvärv av Marconi Electronic Systems , ett dotterbolag till GEC, för 12,9 miljarder. USD 1999 (nu kallad: BAE Systems )
- Raytheons förvärv av Hughes Aircraft för 9,5 miljarder. USD 1997
Teknologi
Flera tekniker och innovationer används inom flyg- och rymdindustrin, många av dem var pionjärer kring andra världskriget :
- patenterade av Short Brothers , hopfällbara vingar optimerar förvaring av hangarfartyg från en enkel vikning till hela den roterande vingen på V-22 , och 12 fot (3,7 m) vingspetsvecket på Boeing 777X för flygplatskompatibilitet.
- För att förbättra låghastighetsprestanda, modifierades en de Havilland DH4 av Handley Page till ett monoplan med höglyftsanordningar : fullspännande framkantslameller och bakkantsklaffar ; 1924 Fowler-klaffar som sträcker sig bakåt och nedåt i USA och användes på Lockheed Model 10 Electra, medan 1943 uppfanns framåthängande Krueger-klaffar i Tyskland och senare användes på Boeing 707 .
- Den stora propellerforskningstunneln från 1927 vid NACA Langley bekräftade att landningsstället var en stor källa till motstånd, 1930 hade Boeing Monomail en infällbar växel.
- Den släta niten ersatte den kupolformade niten på 1930-talet och pneumatiska nitpistoler fungerar i kombination med en tung reaktionsstång ; inte beroende på plastisk deformation, specialnitar utvecklades för att förbättra utmattningslivslängden eftersom klippade fästelement som Hi-Lok, gängade stift åtdragna tills en krage bryts av med tillräckligt vridmoment.
- Queen Bee flögs första gången 1935 och var en radiostyrd måldrönare som härrörde från Tiger Moth för Flak - träning; Ryan Firebee var en jetdriven måldrönare som utvecklades till långdistansspanings-UAV:er: Ryan Model 147 Fire Fly and Lightning Bug; den israeliska IAI Scout och Tadiran Mastiff lanserade en rad UAV:er på slagfältet inklusive IAI Searcher ; utvecklad från General Atomics Gnat långvariga UAV för CIA, ledde MQ-1 Predator till den beväpnade MQ-9 Reaper .
- I slutet av första världskriget kunde kolvmotoreffekten ökas genom att komprimera insugningsluften med en kompressor, vilket också kompenserade för minskad luftdensitet med höjden, förbättrad med 1930-talets turboladdare för Boeing B-17 och de första trycksatta flygplanen.
- Hindenburg-katastrofen 1937 avslutade eran av passagerarluftskepp men den amerikanska flottan använde luftskepp för anti-ubåtskrigföring och luftburen tidig varning in på 1960-talet, medan små luftskepp fortsätter att användas för flygreklam, sightseeingflyg, övervakning och forskning, och Airlander 10 eller Lockheed Martin LMH-1 fortsätter att utvecklas.
- Eftersom amerikanska flygbolag var intresserade av flygning på hög höjd i mitten av 1930-talet testades Lockheed XC-35 med tryckkabin 1937 och Boeing 307 Stratoliner skulle bli det första trycksatta flygplanet att komma in i kommersiell trafik.
- 1933 introducerades plexiglas , en genomskinlig akrylplast, i Tyskland och kort före andra världskriget användes det först för vindrutor för flygplan eftersom det är lättare än glas, och bubbeltaket förbättrade jaktpiloternas synlighet.
- I januari 1930 ansökte Royal Air Force- piloten och ingenjören Frank Whittle om patent på en gasturbinflygmotor med inlopp, kompressor, brännare, turbin och munstycke, medan en oberoende turbojet utvecklades av forskaren Hans von Ohain i Tyskland; båda motorerna gick inom några veckor i början av 1937 och det Heinkel HeS 3 -drivna experimentflygplanet Heinkel He 178 gjorde sin första flygning den 27 augusti 1939 medan den Whittle W.1 -drivna Gloster E.28/39- prototypen flög den 15 maj 1941 .
- 1935 demonstrerade Storbritannien flygradiodetektering och avståndsavstånd och 1940 introducerade RAF de första luftburna VHF- radarerna på Bristol Blenheims , sedan högupplöst mikrovågsfrekvensradar med en kavitetsmagnetron på Bristol Beaufighters 1941, och 1959 radar-homing Hughes AIM-4 Falcon blev den första amerikanska styrda missilen på Convair F-106 .
- I början av 1940-talet bar brittiska Hurricane- och Spitfire-piloter g-dräkter för att förhindra G-LOC på grund av att blod samlades i underkroppen i hög g- situationer; Mayo Clinic -forskare utvecklade luftfyllda blåsor för att ersätta vattenfyllda blåsor och 1943 började den amerikanska militären använda tryckdräkter från David Clark Company .
- Det moderna utstötssätet utvecklades under andra världskriget, ett säte på räls som kastades ut av raketer innan en fallskärm, som kunde ha förbättrats av USAF i slutet av 1960-talet som ett turbojetdrivet autogyro med 50 nm räckvidd, Kaman KSA -100 SPARA .
- År 1942 utformades bearbetning med numerisk styrning av maskinisten John T. Parsons för att skära komplexa strukturer från solida block av legering, snarare än att montera dem, förbättra kvaliteten, minska vikten och spara tid och kostnader för att producera skott eller vingskinn.
- Under andra världskriget kombinerade den tyska V-2 gyroskop , en accelerometer och en primitiv dator för tröghetsnavigering i realtid som tillåter dödsräkning utan hänvisning till landmärken eller ledstjärnor, vilket leder till paketerade IMU:er för rymdfarkoster och flygplan.
- UK Miles M.52 överljudsflygplan skulle ha en efterbrännare , vilket förstärkte en turbojetkraft genom att bränna ytterligare bränsle i munstycket , men avbröts 1946.
- 1935 föreslog den tyske aerodynamikern Adolf Busemann att använda svepande vingar för att minska motståndet i hög hastighet och Messerschmitt P.1101- jaktprototypen var 80 % färdig vid slutet av andra världskriget; den senare amerikanska nordamerikanska F-86 och Boeing B-47 flög 1947, som den sovjetiska MiG-15 , och den brittiska de Havilland Comet 1949.
- 1951 hade Avro Jetliner ett isskyddssystem från Goodyear genom elektrotermiska motstånd i ving- och bakkanterna; jetflygplan använder varm motoravtappningsluft och lättare flygplan använder pneumatiska avisningsstövlar eller gråter mot isbildning på propellrar, ving- och bakkanter.
- 1954 utvecklade Bell Labs den första transistoriserade luftburna digitala datorn, Tradic för amerikanska Boeing B-52 och på 1960-talet byggde Raytheon den MIT -utvecklade Apollo Guidance Computer ; den digitala avionikbussen MIL -STD-1553 definierades 1973 och användes sedan först i General Dynamics F-16, medan den civila ARINC 429 först användes i Boeing 757 / B767 och Airbus A310 i början av 1980-talet.
- Efter andra världskriget togs den första promotorn av fotovoltaisk kraft för rymdfarkoster, Hans K. Ziegler , till USA under Operation Paperclip längs Wernher von Braun och Vanguard 1 var dess första tillämpning 1958, senare förbättrad i rymdplacerbara strukturer som Internationella rymdstationens solarrayer på 0,33 hektar (0,82 tunnland).
- För att gå ombord på ett flygplan är jetbroar mer tillgängliga , bekväma och effektiva än att klättra i trapporna.
- På 1950-talet, för att förbättra dragkraften och bränsleeffektiviteten, delades jetmotorns luftflöde upp i en kärnström och en bypassström med lägre hastighet för bättre framdrivningseffektivitet: den första var Rolls -Royce Conway med 0,3 BPR på Boeing 707 1960, följt av Pratt & Whitney JT3D med 1,5 BPR och, härledd från J79 , drev General Electric CJ805 Convair 990 med 28 % lägre bränsleförbränning; bypass-förhållandet förbättrades till 9,3 BPR Rolls-Royce Trent XWB , 10:1 BPR GE9X och Pratt & Whitney GTF med kärnor med högt tryckförhållande.
Funktionell säkerhet
Funktionell säkerhet avser en del av den allmänna säkerheten för ett system eller en utrustning. Det innebär att systemet eller utrustningen kan användas korrekt och utan att orsaka fara, risk, skada eller personskada.
Funktionell säkerhet är avgörande inom flygindustrin, som inte tillåter några kompromisser eller slarv. I detta avseende reglerar tillsynsorgan, såsom European Aviation Safety Agency (EASA), flygmarknaden med strikta certifieringsstandarder. Detta är tänkt att nå och säkerställa högsta möjliga säkerhetsnivå. Standarderna AS 9100 i Amerika, EN 9100 på den europeiska marknaden eller JISQ 9100 i Asien riktar sig särskilt till flyg- och flygindustrin. Dessa är standarder som gäller funktionell säkerhet för flygfordon. Vissa företag är därför specialiserade på certifiering, besiktningsverifiering och testning av fordon och reservdelar för att säkerställa och intyga att de tillämpliga bestämmelserna följs.
Avstickare
Spinoffs hänvisar till all teknik som är ett direkt resultat av kodning eller produkter skapade av NASA och omdesignade för ett alternativt syfte. Dessa tekniska framsteg är ett av flygindustrins främsta resultat, med intäkter till ett värde av 5,2 miljarder dollar genererade av spinoff-teknik, inklusive datorer och mobilenheter. Dessa spin-offs har tillämpningar inom en mängd olika områden, inklusive medicin, transport, energi, konsumentvaror, allmän säkerhet och mer. NASA publicerar en årlig rapport som heter "Spinoffs", om många av de specifika produkterna och fördelarna för de ovannämnda områdena i ett försök att lyfta fram några av de sätt som finansieringen används på. Till exempel, i den senaste utgåvan av denna publikation, "Spinoffs 2015", presenteras endoskop som en av de medicinska härledningarna av flygprestationer. Denna enhet möjliggör mer exakt och därefter kostnadseffektiv neurokirurgi genom att minska komplikationer genom ett minimalt invasivt ingrepp som förkortar sjukhusvistelse. "Dessa NASA- tekniker ger inte bara företag och entreprenörer en konkurrensfördel i sina egna branscher, utan hjälper också till att forma spirande industrier, som kommersiella månlandare" , säger Daniel Lockney.
Se även
- Aerodynamik
- Aeronautik
- Flyg-och rymdteknik
- Flygplan
- Astronautik
- NewSpace
- Rymdorganisationer (lista över)
- Utforskning av rymden
- Rymdskepp
- Wiktionary: Termer för flyg, rymd och flyg