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陀飞轮是什么意思?
陀飞轮是一种机械设备,也称陀螺,主要是利用物理学原理保持稳定和平衡。当陀飞轮旋转时,它会保持自身的角动量和角速度,阻止它从一定方向或平衡点偏移。陀飞轮被广泛地应用于航空、航天、导航、汽车、船舶等领域。
在航空航天领域中,陀飞轮被广泛应用于导航系统,能够使飞行器在飞行过程中保持稳定性并精确确定位置。在汽车领域,陀飞轮可以提供额外的动力,减少引擎抖动,增加驾驶稳定性。在船舶领域,陀飞轮则可以减少船体摇晃,提高船体的稳定性,使人们在海上旅行更加舒适和安全。
除了以上的应用领域,陀飞轮还有着广泛的科研和实验用途。通过对陀飞轮的研究和应用,科学家们可以更深入地了解物理学原理和机械运动规律,还可以帮助人们更好地解决实际生活中的问题。
总的来说,陀飞轮虽然看起来简单,但是却有着广泛的应用领域和重要的科研价值,为人类的进步和发展做出了重要的贡献。
1795年瑞士钟表大师路易-亚伯拉罕-宝玑发明陀飞轮。
发明背景是:因为当时还都是怀表,怀表在装配时平放于桌面上,但在实际使用中绝大部分收在口袋里的是垂直于地面的。所以无论怀表的出厂调校如何精确,在实际使用中因为地心引力的作用都变得没有那么精确。
天才的宝玑***想到:如果我做一个小笼子,把机械钟表的心脏——擒纵机构安装在笼子里,再让笼子不停旋转,应该就可以抵消地心引力对钟表的影响。这就是陀飞轮发明的简单过程。
1980年代起,“石英革命”后复兴的传统瑞士机械手表向历史致敬,开始尝试将怀表上的陀飞轮移植到更小巧的手表上,并取得成功。因为手表上的陀飞轮重量仅有0.3克,却需要80多个零件,非常难以加工。所以陀飞轮手表非常昂贵,陀飞***能也成为制表***上的一颗明珠。
1994年香港华人制表***矫大羽制作出华人第一枚陀飞轮手表。
1995年北京手表厂许耀南***制作出中国大陆第一枚陀飞轮手表。由于许***的陀飞轮其框架酷似小燕子,取名“中华灵燕”。这就是北京表陀飞轮的由来。
陀飞轮是旋转起来的擒纵机构,一开始是用在怀表上、以抵消垂直放置时的重力不均,以获得更准确的时间。
这个功能最早是由宝玑发明的,他在1801年的时候拿到了当时法国***颁给他的专利证书。宝玑一生大概做了30多枚陀飞轮怀表。
因为怀表是被表主人垂直放在口袋里,擒纵机构受到来自地球的吸引力,即擒纵机构本真的重力,影响了摆轮的等时性,所以走时精准度会受影响。陀飞轮就是让这个擒纵机构一定周期旋转一周,将重力的影响给360度平分掉,这样走时精准度就没问题了。
从功能上说,腕表随手腕摆动,重力影响已经给均匀化了,并不再需要陀飞轮。后来腕表上陀飞轮得以流行,概因其旋转起来的魅力,其诱惑难以抵挡。
陀飞轮的法文原名叫做Tourbillion,在法文中有漩涡的意思。陀飞轮指的是机械表上的一个修正地心引力对腕表运作造成误差的旋转擒纵调速机构。
陀飞轮最早由阿伯拉罕-路易·宝玑(Abraham-Louis Breguet)所发明的。他发现腕表处于不同的位置时,会导致运行误差。
所以为了解地心引力问题,他设想将整个擒纵装置安装于每分钟旋转一整圈的活动框架内。这样一来,所有误差有规律地重复出现,从而互相抵消。此外,摆轮轴在其宝石轴承中的接触点不断变化,可确保润滑效果更佳。宝玑发明的陀飞轮后来也成为宝玑重要的发明之一,成为人们最喜欢的一种复杂功能。如金陀飞轮也往往和其他的复杂功能一起被运用在腕表上,如此以来让腕表更加复杂而更有价值
顺带介绍一款宝玑搭载陀飞轮的新款腕表 —Marrine 5887。
中国以现代的技术是否可以复刻涡扇6,并攻克关键技术获得技术成果和开阔思路?
涡扇发动机是现在飞机的主要发动机,涡扇发动机的难点在材料和加工上面,推力大小其实就是跟发动机的耐高温和叶片加工的精度上面,美国为什么发动机技术先进,就是因为美国掌握了发动机材料的研制先进程度,在加工技术上面美国可以轻松获得世界上最先进的机床。
航空发动机是一种复杂和精密的热力机械,涡轮喷气式发动机是上个世纪三四十年代的德国和英国,这种发动机的出现改变了人类的飞机发展进程,涡扇发动机是使用在大型飞机上面的发动机,这种发动机不同于涡喷,涡喷运用在战斗机上面,这种发动机要求瞬间爆发的力量,涡扇发动机是长时间的平衡运转。
涡喷的优点是爆发力强,但是缺点是对发动机机械部位的负荷太大,导致发动机容易受损降低寿命,在燃油的燃烧上涡喷是烧油大户,基本上很少有节能一说,在低速远行下也做不到低油耗,所以这种发动机只能运用在小型飞机上,在大型飞机上面的作用不大而且缺点特别明显,涡扇发动机刚好弥补了涡喷的缺点。
世界上能真正生产优秀发动机的目前只有英美法俄,日本和德国有这个潜力,前提是美国松口才可以,日本在获得了美国默认的前提下,利用短短几年的时间就已经研制出来了媲美美军现在主力战斗机上使用的发动机,日本是工业强国,底蕴摆在那里,日本可以那跟日本差不多的德国其实应该也不在话下。
目前世界上最先进发动机生产国只有英美法,其中两家在美国,一家在英国一家在法国,俄罗斯虽然能制造出不错的发动机,但是在综合性能和质量上,俄罗斯的发动机比较粗糙,比不上美英法,我们的发动机技术源自于前苏联,自苏联解体后我们的发动机技术也还是来自前苏联的技术,比如说购买俄罗斯的发动机进行研究,比如说利用从乌克兰手中获得的技术,这些都是前苏联的老本。
发动机的难点在于材料方面和精加工方面,材料方面主要是耐高温材料,比如说叶片的材料,比如说燃烧室的耐高温材料,比如说发动机叶轮轴承材料,这些都是重中之重,在精加工方面叶片的精密程度需要控制在个位数毫米以下接近达到微米的精度,轴承加工就更不用说了,我国的发动机轴承寿命一般在900小时到1500小时左右,世界上最先进的已经达到接近1万小时,中间的差距还是非常明显的,至少存在三十年的差距。
涡扇发动机是弥补涡喷发动机不足的新类型发动机,我国的发动机研制是五十年代开始的,在1965年的时候国家提出研制一种性能要在歼七歼八战斗机之上的飞机,而这种飞机的发动机就取名涡扇6,这种这个型号的发动机因为技术条件的限制,最后在八十年代初停止了研发。
1965年9月开始完成论证和设计工作,1966年开始研制,1968年6月开始进行试运转,1980年涡扇6到达设计性能指标,1982年通过24小时运转测试,最终测试时间长为334小时,由于当时社会环境和国际环境改变,涡扇6的配套飞机项目下马,涡扇6失去了使用对象从而停止了研发。
虽然涡扇6的研发最后停止了,但是涡扇6在将近20年的研制工作中给中国航空工业提供了许多非常宝贵的经验积累,这些经验积累也是后来我们国家发动机技术提高的基石,现在回头想想涡扇6已经没有重新研制的意义,但是涡扇6的技术积累和经验一直都在给国家航空工业提供帮助的,现在我们的发动机技术寿命从过去的两三百小时提高的一千小时以上,这是最大的进步,当然发动机的推力和稳定性以及寿命一直都是我们的短板,想要赶超欧美还要很长的路要走,发动机技术考验的是一个国家的整体工业水平,考验的是工业质量不是数量。
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