力学改变人类生活的三项发明(2)
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改进后的蒸汽机效率大大提高，但仍存在问题——速度不能得到很好的控制。烧煤多时，蒸汽多，机器就转得快;烧煤少时，就转得慢。这种不能均衡转动的蒸汽机是无法派上大用场的。
1782年前后，瓦特在蒸汽机上安装了离心调速器。这种调速器的构造是利用蒸汽机带动一根竖直的轴转动，这根轴的顶端有两根铰接的等长细杆，两根细杆另一端各有一个金属球。当蒸汽机转动过快时，竖轴也加快转动，两个金属小球在离心力作用下，由于转动加快而升高，这时与小球连接的连杆便将蒸汽阀门关小，从而使得蒸汽机的转速同时降低。反之，若蒸汽机的转速过慢，则竖轴转动缓慢，小球的位置便会下降，这时连杆便将阀门开大，从而使蒸汽机转速加快。
离心调速器是一个基于力学原理的发明，是蒸汽机所以能普及应用的关键，也是人类自动调节与自动控制机械的开始。由于人们能够自主控制蒸汽机的运转速度，才使蒸汽机广泛应用于纺织、火车、轮船、机械加工等行业，使得人类大量使用自然原动力成为可能，最终才有了产业革命的第二阶段。
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瓦特所改进的蒸汽机很快便在生产中得到迅速普及。到1790年，老式的纽可曼蒸汽机在市场上已经看不见了;与此同时，大约有500台蒸汽机在英国工作。经过大约不到100年，到了1868年，仅在英国就有7.5万台蒸汽机投入生产中。1800年，英国的特里维希克发明了高压蒸汽机。1801年，美国人埃文思造出了真正合用的高压蒸汽机。1805年，蒸汽机作为驱动力在美国被装上了汽车。1807年，美国的富尔顿发明以蒸汽机为动力的轮船。1825年，斯蒂文森造出可以在轨道上行驶的蒸汽机车。
调速器使用后，初期运行很正常;但当蒸汽机的速度提高后，调速器不能稳定运转，会出现时快时慢的现象。最早研究调速器稳定性问题的是英国物理学家麦克斯韦。1868年，麦克斯韦发表《论调节器》，最早把调速器的运动状态用微分方程来描述，他导出了调节器的微分方程，并在平衡点附近进行线性化处理，指出稳定性取决于特征方程的根是否具有负的实部;麦克斯韦还给出了系统稳定运行的条件。
到了1872年，俄国的维斯聂格拉斯基写出了《论调整器的一般原理》一文，并于1876年在法国科学院报上发表。
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后来，英国的儒斯和俄国的李亚普诺夫分别在1877年和1892年发表对于运动系统普遍稳定性的理论研究论文，才最终从理论上完整而全面地解决了力学系统的稳定性问题。
调速器是一项技术发明，由于它的出现和发展，蒸汽机开始被普遍使用，才有了后来的产业革命。工业控制论的研究也可以说是从调速器的研究起步的，并且由研究调速器的稳定性开始，才使得人们开始深入研究力学系统的稳定性。因此，了解调速器的历史，对于了解蒸汽机的历史，对于理解控制论的历史，对于了解运动稳定性研究的历史都是十分重要的。
飞行力学 让人类圆了飞天梦
1903年12月17日，莱特兄弟第一次实现了人类飞行的梦想。其实，人类对飞行的向往和探索源远流长，航空的产生和发展是人类世代前赴后继奋斗和积累的结果，这其中首先是力学家的研究贡献。在莱特兄弟之前，至少应当提到3位科学家的力学研究。
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大莱特曾说过：“我们设计的飞机，完全按照凯利爵士非常精确的计算方法。”他所提到的这位凯利爵士就是被称为“航空之父”的英国人乔治·凯利。
1804年12月，为了对空气的阻力与升力进行定量研究，乔治·凯利设计和制造了一架悬臂机，用于研究平板的升力和阻力。利用这个装置，凯利得到了最早关于升力和速度方面的数据。他在悬臂机试验中还发现了流线型对减少空气阻力的重要性。经过精心计算，凯利给出了一架飞机的设计参数。他认为，如果这块平板能在动力作用下高效率运动，空中飞行就会实现。
美国科学家兰利是一位自学成才的天文学家，他发展了测辐射热仪，对太阳光谱测量做出了重要贡献。兰利从小便对鸟的飞翔产生了极大兴趣，经常连续数小时观看鸟的飞行。
1887年，兰利移居华盛顿，出任当时美国权威学术机构——史密森学会秘书。他建造了一座高60英尺的悬臂机，该机靠煤气发动机驱动，外周速度可达每小时70海里。利用这座悬臂机，兰利进行了大量的空气动力实验，研究平板与鸟翼在空气中运动时的阻力与升力的规律，由此得到了许多定量数据，并且纠正了不少前人的错误。1891年，兰利的著作《空气动力学实验》出版，该书是最早的比较系统的实验空气动力学著作，对后来的飞机研究者，包括莱特兄弟影响很大。
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除了实验室研究外，兰利还动手做飞行试验。从1891年开始，他试制了橡筋动力模型飞机，设计并制造了轻型蒸汽机，设计了7个型号的飞机模型，并进行了两次不成功的载人飞行试验。后人认为，兰利载人飞行的失败主要是由于结构上的不合理，假如他的发射架采用轮式起落架，试飞的结果很可能完全不同。
美国人罗杰·劳纽斯说：“莱特兄弟教会了世界飞行;但是，是谁教会了莱特兄弟去飞行的呢？从最广泛的意义上说，是一位出生于法国、在芝加哥长大的工程师——恰纳特。”
恰纳特是一位铁路工程师，主持设计过复杂的铁路桥梁，并采用新的材料进行施工。他对飞行一直保持浓厚的兴趣，其关于飞行的力学知识在19世纪80年代一直处于前沿。恰纳特与莱特兄弟一直保持联系并指导他们，恰纳特甚至亲自去过莱特兄弟的飞行试验场地。
1886年8月，恰纳特在美国第一次组织召开了关于航空研究可能性的讨论会，这也是美国科学促进协会 (AAAS)的第一个系列会议。1889年，恰纳特在多伦多又召开了AAAS会议，将航空计划作为其中一个工程问题。1893年，恰纳特在芝加哥组织召开了一次国际航空会议，许多知名的航空爱好者出席了会议，其中有史密森学会秘书兰利、发明家爱迪生等。1894年，他出版了航空业的经典著作《飞行力学进展》。这本书后来变成航空业的一本经典著作。
莱特兄弟进行了世界上最早的飞行之后，飞机得到迅速发展，这期间的每一项改进都是力学研究的突破。人们突破了音障和热障，后来又发明了直升机。到现在，天空中有各种用途、各种性能的飞机在飞行，民用航空业已成为人们远距离旅行的主要交通工具。, 百拇医药(武际可)