航空、航天技術(shù)的發(fā)展（2）今天不可能的事明天將變?yōu)榭赡堋？怠ぐ！R奧爾可夫斯基1武際可:科技史選講之七（2）4航空與航天力學(xué)的發(fā)展

2武際可:科技史選講之七（2）4．1總的概述歷史告訴我們，對(duì)于航空來(lái)講，空氣動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)與理論發(fā)展大體上總是超前于飛行的實(shí)踐的。飛機(jī)飛行需要解決的空氣動(dòng)力學(xué)主要有三方面的問(wèn)題：早期的飛行關(guān)鍵是解決能不能飛起來(lái)的問(wèn)題，即主要是研究當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)是升力的大小問(wèn)題。對(duì)于氣球與飛艇來(lái)說(shuō)，事情比較簡(jiǎn)單，因?yàn)樗鼈冎慌c流體靜力學(xué)有關(guān)，它的理論基礎(chǔ)是浮力原理，在阿基米德時(shí)代就已經(jīng)建立。3武際可:科技史選講之七（2）對(duì)于比同體積空氣為重的飛行物來(lái)說(shuō)，事情就比較復(fù)雜了，因?yàn)閺呐ｎD開(kāi)始，人們?cè)谘芯靠諝鈱?duì)機(jī)翼的作用時(shí)，把空氣看為由微粒組成的，在物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用動(dòng)量定律，得到的是升力與機(jī)翼迎風(fēng)角的正弦的平方成正比。按照這個(gè)規(guī)律，當(dāng)迎風(fēng)角小時(shí)，升力太小，而當(dāng)迎風(fēng)角大時(shí)，阻力又太大，所以靠動(dòng)力飛行是沒(méi)有希望的，所以著名的空氣動(dòng)力學(xué)家馮·卡門說(shuō)：“牛頓耽誤了飛行的發(fā)展。”牛頓這方面的錯(cuò)誤，由英國(guó)人凱利、美國(guó)人蘭利的實(shí)驗(yàn)研究以及后來(lái)俄國(guó)茹可夫斯基、英國(guó)人蘭徹斯特、德國(guó)人庫(kù)塔等人的理論研究給以糾正。這才有后來(lái)萊特兄弟的飛行成功。4武際可:科技史選講之七（2）當(dāng)飛機(jī)飛起來(lái)之后，遇到的是什么問(wèn)題呢？是同提高速度、改善可操縱性、增加安全性有關(guān)的問(wèn)題。而所有這些問(wèn)題都是嶄新的力學(xué)課題。為了提高速度，必須進(jìn)行兩方面的研究。一方面是對(duì)飛機(jī)阻力的精確研究；另一方面是為了改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)、特別是為了研究與改善噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)所急需的關(guān)于內(nèi)流的研究。為了改善可操縱性，產(chǎn)生了飛行動(dòng)力學(xué)的研究方向。還有一系列有關(guān)航空儀表的研究，如慣性導(dǎo)航的研究、自動(dòng)駕駛儀的研究等。而為了增加安全性，航空結(jié)構(gòu)分析發(fā)展成為專門的研究方向。5武際可:科技史選講之七（2）對(duì)于火箭的飛行與航天事業(yè)來(lái)說(shuō)，它同航空遇到的問(wèn)題大體上相同，所不同的是飛機(jī)靠空氣動(dòng)力飛行，而火箭大部分是在空氣稀薄的空間飛行，它的推進(jìn)主要得借助于噴氣推進(jìn)，其理論根據(jù)是力學(xué)中的動(dòng)量守恒原理。但是火箭也有在空氣中飛行的階段，也需要討論空氣動(dòng)力對(duì)它的飛行的影響。至于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題、自動(dòng)控制問(wèn)題、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃燒問(wèn)題等它同飛機(jī)遇到的問(wèn)題一樣，有時(shí)還更尖銳、更具有挑戰(zhàn)性。6武際可:科技史選講之七（2）4．2空氣動(dòng)力研究中心與若干

著名學(xué)者的研究工作流體力學(xué)與航空有關(guān)的較早研究結(jié)果是丹尼爾·伯努利（DanielBernaulli,1700－1782）1738年給出的現(xiàn)今稱為伯努利定理。7武際可:科技史選講之七（2）8武際可:科技史選講之七（2）丹尼爾·伯努利DanielBernaulli

1700－17829武際可:科技史選講之七（2）10武際可:科技史選講之七（2）隨著航空事業(yè)的發(fā)展，空氣動(dòng)力學(xué)的研究迅速展開(kāi)。它除了要求有理論工作以外，還要求大量的實(shí)驗(yàn)工作，由此要求可觀的投資去建造實(shí)驗(yàn)設(shè)備，還需要有相當(dāng)?shù)娜肆Α＿@就是近年來(lái)人們常說(shuō)科學(xué)越來(lái)越走向大科學(xué)，即投入大量的人力、物力、通過(guò)精確的組織與計(jì)劃達(dá)到一個(gè)目的。從本世紀(jì)初，世界各國(guó)都建立了自己的專門空氣動(dòng)力學(xué)研究機(jī)構(gòu)。11武際可:科技史選講之七（2）1906年6月，德國(guó)的動(dòng)力飛艇研究會(huì)成立，普朗特?fù)?dān)任該會(huì)的技術(shù)委員會(huì)的委員。此后他的研究興趣就轉(zhuǎn)向空氣動(dòng)力學(xué)。1907年，在德國(guó)由力學(xué)家普朗特（LudwigPrandtl,1875－1953）負(fù)責(zé)在哥廷根大學(xué)籌建德國(guó)的第一座風(fēng)洞。該風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段截面積為2×2㎡，最大風(fēng)速為10m/s，功率為30HP，于1908年運(yùn)行。1911年在克萊因的支持下，普朗特向威廉大帝科學(xué)協(xié)會(huì)建議組建專門的空氣動(dòng)力學(xué)與流體力學(xué)研究機(jī)構(gòu)。后來(lái)在哥廷根大學(xué)成立了空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究所（AVA），它是德國(guó)的航空航天研究院在哥廷根的流體力學(xué)研究中心。12武際可:科技史選講之七（2）普朗特在塑性力學(xué)方面提出了增量型的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，還研究過(guò)彈性穩(wěn)定性問(wèn)題，在湍流方面也有貢獻(xiàn)。不過(guò)他最有名的工作是關(guān)于流體流動(dòng)的邊界層方面的工作。1904年，他的論文《論黏性很小的流體的運(yùn)動(dòng)》奠定了邊界層理論的基礎(chǔ)。邊界層理論提供了近似計(jì)算物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的摩擦阻力的方法，后來(lái)的發(fā)展形成了有關(guān)邊界層的一系列的研究方向，如邊界層分離、邊界層傳熱、湍流邊界層等。13武際可:科技史選講之七（2）14武際可:科技史選講之七（2）1918年，蘇聯(lián)成立了中央空氣動(dòng)力學(xué)研究所（ЦАГИ），蘇聯(lián)力學(xué)家茹可夫斯基出任所長(zhǎng)。茹可夫斯基（НиколайЕгоровичЖуковский,1847－1921）是俄國(guó)的力學(xué)家，先在俄國(guó)、后來(lái)到法國(guó)巴黎接受教育。1872年擔(dān)任莫斯科技術(shù)學(xué)院的力學(xué)教授，1876年獲碩士學(xué)位，1882年獲博士學(xué)位，1866年到莫斯科大學(xué)當(dāng)力學(xué)教授。

15武際可:科技史選講之七（2）1902年建成莫斯科大學(xué)的風(fēng)洞，1902－1909年之間他獨(dú)立地建立了升力的理論基礎(chǔ)。這個(gè)理論將機(jī)翼看為無(wú)限長(zhǎng)的柱體，只要討論它的一個(gè)截面便可以了，因之也稱為二元機(jī)翼理論。

由于他的這些工作，被譽(yù)為“俄羅斯航空之父”。茹可夫斯基有許多著作問(wèn)世：《液體動(dòng)力學(xué)》（1876）、《飛鳥(niǎo)降落》（1891）、《機(jī)翼螺旋槳》（1898）、《飛機(jī)穩(wěn)定性基本理論》（1920）、《推進(jìn)螺旋槳渦流理論》等。16武際可:科技史選講之七（2）17武際可:科技史選講之七（2）1921年當(dāng)茹可夫斯基逝世后，由他的學(xué)生恰普雷金（СергейАлксеевичЧаплыгин，1869－1942）繼任。恰普雷金出生于店員家庭，1890年在莫斯科大學(xué)畢業(yè)后留校任教。恰普雷金早期的力學(xué)研究主要在非完整約束動(dòng)力學(xué)與剛體繞固定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)兩個(gè)方面。1902年，恰普雷金向莫斯科大學(xué)提交的博士論文《論氣體射流》，這項(xiàng)成果為解決亞聲速氣流奠定了理論基礎(chǔ)。后來(lái)恰普雷金還著重研究了作用在機(jī)翼上的空氣動(dòng)力與最優(yōu)翼型的理論研究。他最早給出了計(jì)算氣流在阻塞體上壓力的公式，后來(lái)被稱為恰普雷金公式。1914年他又發(fā)表了論文《機(jī)翼葉柵理論》，后來(lái)成為設(shè)計(jì)螺旋槳、汽輪機(jī)與水力機(jī)械的理論基礎(chǔ)。18武際可:科技史選講之七（2）19武際可:科技史選講之七（2）美國(guó)國(guó)家航空航天局（NationalAeronauticsandSpaceAdministration,NASA）是1915年成立的美國(guó)航空咨詢委員會(huì)（NACA）在1958年10月改組而成的。1961年5月25日美國(guó)總統(tǒng)肯尼迪在國(guó)會(huì)上提出“在10年內(nèi)把人送上月球，并使他安全返回”的任務(wù)。在二次世界大戰(zhàn)后曾任國(guó)家預(yù)算局局長(zhǎng)、助理國(guó)務(wù)卿的韋伯（JamesEdwinWebb,1906－）于1961年二月到1968年10月出任美國(guó)國(guó)家航空航天局長(zhǎng)。他為將人送上月球的“阿波羅”計(jì)劃而盡職盡責(zé)，通過(guò)40萬(wàn)份合同動(dòng)員了120所大學(xué)、2萬(wàn)家企業(yè)、400萬(wàn)人參加這項(xiàng)工作，共耗資240億美元。在他1968年12月獲美國(guó)總統(tǒng)的自由勛章退休后，1969年美國(guó)成功地實(shí)現(xiàn)了肯尼迪的計(jì)劃。20武際可:科技史選講之七（2）馮·卡門（TheodorevonKarman,1881－1963）出生在匈牙利的一個(gè)猶太人的家庭。1906年，靠官方的助學(xué)金到德國(guó)師從普朗特為博士研究生。卡門在力學(xué)方面的固體力學(xué)與流體力學(xué)都有突出的貢獻(xiàn)。1910年他給出了板的大撓度方程，至今被稱為卡門方程。1913年，在克萊因的推薦下出任德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)航空學(xué)教授，并負(fù)責(zé)組建空氣動(dòng)力學(xué)研究所。第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，在卡門領(lǐng)導(dǎo)下亞琛空氣動(dòng)力學(xué)研究所辦得很興旺。他最早研究細(xì)長(zhǎng)物體的阻力問(wèn)題，為計(jì)算火箭與導(dǎo)彈的阻力提供了理論根據(jù)。30年代，德國(guó)在希特勒上臺(tái)后排猶，作為猶太血統(tǒng)卡門考慮到在德國(guó)比較困難，于是決定離開(kāi)德國(guó)去美國(guó)。21武際可:科技史選講之七（2）1934年馮·卡門就任美國(guó)加州理工大學(xué)的古根海姆航空實(shí)驗(yàn)室主任，開(kāi)展了高速飛行與噴氣推進(jìn)的研究。后來(lái)他在1939、1940年與他的學(xué)生錢學(xué)森最早給出了球殼受外壓與圓柱殼受軸壓失穩(wěn)的非線性分析。在流體力學(xué)方面他的最重要的工作是討論了在超聲速氣流中細(xì)長(zhǎng)體的阻力（1932年）；1938年他與錢學(xué)森一起討論了可壓縮流體的邊界層理論；1941年與錢學(xué)森一起提出了著名的卡門－錢方法，用于近似計(jì)算超聲速流中機(jī)翼上的壓力變化。他的這些工作對(duì)后來(lái)的超聲速飛行產(chǎn)生了很大的影響。22武際可:科技史選講之七（2）23武際可:科技史選講之七（2）根據(jù)馮·卡門的構(gòu)思設(shè)計(jì)的XS－1火箭飛機(jī)在1947年10月14日超過(guò)了音速。1951年卡門協(xié)助建立北大西洋公約組織航天研究發(fā)展顧問(wèn)團(tuán)，他出任該團(tuán)的主席。1956－1960年任國(guó)際航空科學(xué)委員會(huì)和國(guó)際星際航行學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)。1963年獲肯尼迪總統(tǒng)授予的美國(guó)第一枚國(guó)家科學(xué)勛章。24武際可:科技史選講之七（2）4．2超音速氣體動(dòng)力學(xué)超音速空氣動(dòng)力學(xué)最早的研究者是馬赫。在馬赫時(shí)代，超音速運(yùn)動(dòng)的物體是炮彈。對(duì)于超音速飛行器的研究要晚許多。超音速飛行的導(dǎo)彈出現(xiàn)得比超音速飛機(jī)要早，在二次世界大戰(zhàn)期間的V－2火箭就已經(jīng)超過(guò)了音速。在1939年前后，英國(guó)的惠特爾（FrankWhitle,1907－）與德國(guó)的歐海因（HansvonOhain）分別完成了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)明。德國(guó)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在1939年就已經(jīng)安裝到飛機(jī)上試飛成功，而英國(guó)則到1941年才試飛成功。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)明大大提高了飛機(jī)的飛行速度。25武際可:科技史選講之七（2）在40年代初飛機(jī)的飛行速度已經(jīng)接近音速，達(dá)到0.7馬赫數(shù)以上。在飛機(jī)接近音速飛行時(shí)，阻力有突然增大的趨勢(shì)，而且隨之而來(lái)產(chǎn)生機(jī)翼與機(jī)身的抖動(dòng)。那時(shí)一些專家認(rèn)為音速不可能被飛機(jī)超過(guò)。這就是所謂的“聲障”問(wèn)題。26武際可:科技史選講之七（2）早在1935年之前，哥廷根大學(xué)的布塞曼（A.Bussemann）就已經(jīng)研究了超音速的飛行的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，他根據(jù)計(jì)算與實(shí)驗(yàn)提出：采用尖型機(jī)頭與機(jī)翼的前沿設(shè)計(jì)方案時(shí)可以減小阻力并延遲激波的發(fā)生；采用后掠式機(jī)翼可以使垂直于翼前沿的空氣速度分量低于音速，后掠角越大，對(duì)克服音障越有利。這些理論結(jié)果被哥廷根大學(xué)的貝茨（A.Betz）于1939年的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。后來(lái)美國(guó)有人提出采用小展弦比（翼長(zhǎng)與翼寬之比）可以減小波阻。還提出在跨音速飛行時(shí)在機(jī)翼上添加順流片，可以切斷形成的渦旋，從而增加超音速飛行時(shí)飛機(jī)的穩(wěn)定性。

27武際可:科技史選講之七（2）根據(jù)由空氣動(dòng)力學(xué)得到的這些結(jié)論設(shè)計(jì)的飛機(jī)，后來(lái)確實(shí)突破了音障。1947年美國(guó)的實(shí)驗(yàn)噴氣式飛機(jī)X－1超過(guò)了音速。1953年10月29日美國(guó)的實(shí)戰(zhàn)飛機(jī)F－100“超級(jí)佩刀”式噴氣式飛機(jī)實(shí)現(xiàn)了超音速飛行。到50年代末60年代初，美、英、蘇各國(guó)的戰(zhàn)斗機(jī)都超過(guò)了馬赫數(shù)2。到60年代末蘇、英、法等國(guó)也有噴氣式客機(jī)超過(guò)了音速。28武際可:科技史選講之七（2）4．4氣動(dòng)加熱問(wèn)題當(dāng)飛機(jī)的飛行速度超過(guò)馬赫數(shù)2時(shí)，根據(jù)理論估算，在11000米以上的高空飛行，飛機(jī)頭部的溫度可以高達(dá)118℃。當(dāng)馬赫數(shù)達(dá)到2.5時(shí)，駐點(diǎn)（即飛行器最前面的部分，空氣相對(duì)飛行器的速度為零）溫度可以達(dá)到215℃。而當(dāng)馬赫數(shù)達(dá)到3時(shí)，可以達(dá)到335℃。飛機(jī)的這種高溫是由于在高速飛行時(shí)，飛機(jī)表明附近的空氣受壓縮和強(qiáng)烈的摩擦，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能。對(duì)于航天飛機(jī)來(lái)說(shuō)，當(dāng)它再入大氣層時(shí)，它的駐點(diǎn)可以達(dá)到1430℃。這樣的高溫帶來(lái)一系列問(wèn)題。首先是飛行員能不能耐受高溫的問(wèn)題，其次是飛機(jī)的結(jié)構(gòu)材料在高溫下強(qiáng)度降低的問(wèn)題。這就是所謂的“熱障”問(wèn)題。一般認(rèn)為馬赫數(shù)2.5以上就是進(jìn)入熱障的溫度。在載人火箭與航天飛機(jī)飛出與再入大氣時(shí)，也會(huì)遇到熱障問(wèn)題。29武際可:科技史選講之七（2）世界各國(guó)大約在50年代中期便開(kāi)始研究熱障問(wèn)題。解決熱障問(wèn)題的途徑一般是：合理的飛行器的外形設(shè)計(jì)，以減小空氣動(dòng)力加熱；采用耐高溫的材料；適當(dāng)?shù)母魺岷屠鋮s技術(shù)。在50年代材料的高溫蠕變、高溫強(qiáng)度問(wèn)題，結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力問(wèn)題、熱屈曲問(wèn)題，飛行器的氣動(dòng)加熱與隔熱問(wèn)題，一時(shí)間成為各國(guó)有關(guān)科學(xué)研究單位的重要研究課題。經(jīng)過(guò)不斷研究取得新的結(jié)果、不斷試驗(yàn)與改進(jìn)設(shè)計(jì)，50年代末期實(shí)驗(yàn)飛機(jī)便已突破了熱障。60年代末70年代初，美國(guó)的SR－71，與蘇聯(lián)的米格－25，認(rèn)為是突破熱障后的第一代飛機(jī)，它們的飛行速度都超過(guò)了馬赫數(shù)3。在航天飛機(jī)上解決熱障問(wèn)題還需要應(yīng)用特殊的耐高溫材料，如陶瓷材料與碳纖維材料等。30武際可:科技史選講之七（2）萊脫兄弟1901年風(fēng)洞的草圖31武際可:科技史選講之七（2）Post-WrightBrothersWindTunnels

DateSizeIndividualLocation190116x16in.WrightBros.Dayton,Ohio19016x6ftZahmCatholicUniversity,USA19032ftdiameterStantonNationalPhysicalLaboratory,England19031x1mCroccoRome,Italy19041.2mdiameterRiabouchinskyKoutchino,Moscow,Russia19082x2mPrandtlGottingen,Germany19091.5mdiameterEiffelChampdeMars,France19104x4ftn/aNationalPhysicalLaboratory,England19127x7ftn/aNationalPhysicalLaboratory,England19122mdiameterEiffelAuteuil,France1912JunkersAachen,Germanyn/a19138x8ftZahmWashingtonNavyYard,USA19144x4ftHunsakerMIT,USA19162.2x2.2mPrandtlGottingen,Germany19175.5ftdiameterDurandStanfordUniversity,USA19177ftdiameterCurtissHempstead,NewYork,USA19187x14ftn/aNationalPhysicalLaboratory,England19184.5ftoctagonn/aBureauofStandards,USA19194x4ftOberMIT,USA19197.5ftdiameterDurandStanfordUniversity,USA32武際可:科技史選講之七（2）8×10英尺的亞音速風(fēng)洞33武際可:科技史選講之七（2）12英尺超音速風(fēng)洞外觀34武際可:科技史選講之七（2）飛機(jī)模型在作吹風(fēng)試驗(yàn)35武際可:科技史選講之七（2）4．5慣性導(dǎo)航的發(fā)展高速旋轉(zhuǎn)物體的定向性，是自古以來(lái)人們從陀螺一類的現(xiàn)象中早就熟悉的。最早把這種原理用于制造儀表的，大約是由法國(guó)的科學(xué)家傅科（JeanBernardLéonFoucult,1819－1868）開(kāi)始的。1852年他制成了一架陀螺儀，由基座、支架與轉(zhuǎn)子三部分組成。支架使轉(zhuǎn)子與基座之間有三個(gè)角運(yùn)動(dòng)的自由度。傅科用這架陀螺儀證實(shí)了地球的自轉(zhuǎn)，所以傅科又稱它為“轉(zhuǎn)動(dòng)指示器”。最早使用陀螺儀來(lái)定向的是航海。在19世紀(jì)中葉，以蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的輪船發(fā)明了，同時(shí)鋼鐵也大量作為造船材料。以前在航行中指示方向主要靠磁性羅盤，但是磁性羅盤在鋼鐵邊上，指南性就不可靠了。這就要求人們尋求新的導(dǎo)航手段。36武際可:科技史選講之七（2）傅科

JeanBernardLéon

Foucult

1819－186837武際可:科技史選講之七（2）38武際可:科技史選講之七（2）39武際可:科技史選講之七（2）1908年，德國(guó)人安休茨（HernannAnchütz）制成了第一架可以用于航行的陀螺儀，隨后德國(guó)的海軍在最早的潛水艇上和裝甲軍艦上裝上了這種儀表。大約在1907年美國(guó)人斯派瑞（ElmerAmbroseSperry,1860－1930）在一艘船上裝上了陀螺儀，并且于1911年申報(bào)了專利。后來(lái)他于1921年生產(chǎn)了依靠陀螺儀的自動(dòng)掌握輪船行駛方向的控制裝置，隨后，又利用陀螺的定向性制成了減輕船舶顛簸的穩(wěn)定器。40武際可:科技史選講之七（2）斯派瑞

ElmerAmbroseSperry

1860－1930

41武際可:科技史選講之七（2）在第一次世界大戰(zhàn)期間，德國(guó)與美國(guó)先后把陀螺儀用在飛機(jī)上作為飛機(jī)傾斜與轉(zhuǎn)彎的指示。到了1929年9月，美國(guó)人多里特（J.H.Dolit）應(yīng)用無(wú)線電、陀螺水平儀、航向陀螺儀來(lái)控制飛行。在1931年美國(guó)人鮑格斯（M.S.Boggs）完成飛機(jī)盲目著陸，使在夜間與有云霧的天氣下航行與降落成為可能。二次世界大戰(zhàn)期間，德國(guó)人把陀螺儀安裝到V－2導(dǎo)彈上來(lái)控制導(dǎo)彈的飛行。42武際可:科技史選講之七（2）近年來(lái)陀螺儀的應(yīng)用越來(lái)越廣，除了用于航海、航空、航天、潛水艇與火箭導(dǎo)航外，還大量用于坦克與火炮的穩(wěn)定、攻擊魚(yú)雷與導(dǎo)彈的定向、車輛特別是單軌車輛的穩(wěn)定、工作平臺(tái)與測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定等等方面。43武際可:科技史選講之七（2）陀螺儀從誕生以來(lái)，對(duì)它的加工精度要求越來(lái)越高，設(shè)計(jì)越來(lái)越精密。已經(jīng)成為一項(xiàng)集精密工藝、力學(xué)、電子學(xué)、自動(dòng)控制、冶金學(xué)、等學(xué)科為一體的聯(lián)合高技術(shù)行業(yè)。它的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)，在支架的設(shè)計(jì)上，要求陀螺在單位時(shí)間內(nèi)的漂移率越小越好。現(xiàn)在的飛機(jī)與導(dǎo)彈，要求漂移率每小時(shí)不超過(guò)百分之一度。因之，它的加工帶動(dòng)了機(jī)械加工的精度。一般精度要求在微米級(jí)，光潔度要求達(dá)到▽12～▽14。加工時(shí)還必須在恒溫恒濕和潔凈無(wú)塵的條件下進(jìn)行。44武際可:科技史選講之七（2）為了提高陀螺儀的精度，人們從各個(gè)方面改進(jìn)。首先從設(shè)計(jì)原理上，原來(lái)高速旋轉(zhuǎn)的固體有希望被高速旋轉(zhuǎn)的液體來(lái)代替、可以用運(yùn)動(dòng)的電子或基本粒子來(lái)代替，從而構(gòu)成新型陀螺。其次在支承方式上，有液浮陀螺、氣浮陀螺、用靜電支承的陀螺，還有支承在彈性細(xì)桿端的撓性陀螺。此外，根據(jù)陀螺儀在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中感受到的加速度，經(jīng)過(guò)積分得到運(yùn)動(dòng)的速度與位移，以確定飛行物的位置的儀器。所有這些已經(jīng)形成一門專門的學(xué)問(wèn)：慣性導(dǎo)航學(xué)。

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