飞向蓝天的历程-飞翔的梦想
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    鸟儿飞过,天空没有留下痕迹,但却在人类的心中种下了梦想。人类可以像猿猴那样在树上攀援、可以像鱼儿那样在水里畅游,却不能像飞鸟那样在空中翱翔。也许正因为自己不能飞行,我们的祖先在神话故事中创造了能够腾云驾雾的神仙,或者骑着扫把的女巫,以寄托对天空的渴望。

    然而人类不仅仅满足于精神上的飞翔,试飞行动一直就没有停止过。古人认为人之所以不能飞,是因为缺少翅膀,因此,只要造出一个合适的翅膀就能像鸟儿一样飞翔了。早在中国西汉,就曾有人用鸟的羽毛制成翅膀,绑在身上从高台上跳下并滑翔了几百步。历史上这样的“飞人”还有很多,他们本想像鸟儿那样拍拍翅膀直冲云霄,结果大都非伤即亡。不过,也有少数的“飞人”比较成功。据说在公元13世纪,旅行家马可·波罗在游历中国的时候,亲眼看到有人乘着风筝在空中飘舞的景象。

    100年前,当莱特兄弟“起飞”的时候,他们可能没料到自己制造的飞行机器竟会如此地影响着整个人类社会。虽然当年的飞行距离只有36米,却将人类带入了飞行的时代。从此,人类不必再去羡慕拥有翅膀的鸟儿,我们飞越海峡,横贯大陆,飞翔在地球的高山和大洋之上。然而这还不够,人类还冲出了大气层,踏上月球,飞向宇宙的深处。

    古人的飞翔梦

    嫦娥奔月

    我们每个人都有一个充满幻想的童年,那时候,都情不自禁地会对空中滑过的飞鸟、花间翩翩起舞的蝴蝶羡慕不已,幻想自己要是能长上翅膀飞起来该是多么惬意。动画片中那些会飞的主人翁,就是孩子们渴望飞行的象征;而每当中秋节,一边吃着月饼、仰望晴朗夜空中皎洁的月亮,一边听老奶奶讲述月亮上面捣药的玉兔、嫦娥在月宫里面翩翩起舞的故事。这让幼小的心灵蠢蠢欲动,恨不得也飞到月亮上面去旅游参观一次。

    可是在古代,人们对鸟儿只能羡慕,对月亮只感到神秘。他们望着神秘辽阔的天空,在心里演绎着美丽的幻想,给我们留下了无数人类飞天的神话和传说。

    传说我们的始祖黄帝就是骑着龙到天上去做神仙的;征服洪水的大禹也曾经驾着龙到天空游玩。传说中的周穆王访问西王母的时候,曾经乘一辆“黄金碧玉之车”,腾云驾雾,以日行万里的速度奔向西方的昆仑山;而作为主人的西王母,乘坐的是一辆更为华丽的“紫云车”。再比如那个脍炙人口的成语“乘龙快婿”就说的是秦穆公的女婿是乘龙的肖史,女儿是跨凤的弄玉。他们都能在空中自由地飞来飞去。战国时期的伟大诗人屈原在他的著名长诗《离骚》里,想象自己坐在飞龙拉着的车里,在空中飞行:云彩像一面面旗帜迎风飘扬,凤凰在他的旁边飞鸣。他飞过高峻的昆仑山,飞过望不见人烟的流沙,最后到达广阔的西海。至于《西游记》里那个大名鼎鼎的孙悟空,更是了不得,“点头八百、扭腰三千,一个筋斗就是十万八千里。”至今保存在甘肃敦煌石窟里的壁画,还给我们留下许多美丽动人的“飞天”的形象。

    我国古代关于嫦娥奔月的传说是最为广泛流传的民间故事:

    嫦娥奔月是远古神话。“嫦娥”亦作“常娥”,据说是古代英雄、神射手后羿的妻子。古书《淮南子·览冥训》里面这样记载:“羿请不死之药于西王母,姮娥窃以奔月,怅然有丧,无以续之。”大意是一位名叫嫦娥的女子,非常漂亮,她感到人间生活的寂寞,向往能腾云驾雾,像鸟儿在天空中自由翱翔。她的丈夫后羿从西王母娘娘那里得到了长生不死药。有一天,嫦娥趁丈夫不在时,偷服了长生不死药。没想到一会儿,她就变得身轻如燕,抱着心爱的小白兔不由自主地飞了起来。最后告别了凡间,一缕烟似的一直飞进月宫,来到月宫过着神仙的生活。

    嫦娥飞到月宫后,时间久了,感到“琼楼玉宇,高处不胜寒”,开始想念人间和丈夫,就像李商隐的诗里面说的,“嫦娥应悔偷灵药,碧海青天夜夜心”,正是她孤寂心情的写照。嫦娥向丈夫倾诉懊悔,又说:“平时我没法下来,明天乃月圆之时,你用面粉作丸,团团如圆月形状,放在屋子的西北方向,然后再连续呼唤我的名字。到三更时分,我就可以回家来了。”第二天晚上,后羿照妻子的吩咐去做,嫦娥果然由月中飞来,夫妻重聚,中秋节做月饼供嫦娥的风俗,也是由此形成。表现这一情节的嫦娥图,当是世人渴望美好团圆,渴望幸福生活的情感流泄。

    还有个传说,有个仙人叫吴刚,因为他犯了过失,被罚到月宫去砍伐一株五百丈高的桂树;结果是刀砍下去以后,桂树就会自动愈合,吴刚只好一直不停地砍树。毛主席在那首著名的《蝶恋花·答李淑一》的词中,也引用了这个故事,说吴刚捧出桂花酒来招待烈士的忠魂,嫦娥也为他们翩翩起舞。

    随着科学技术的发展,我们中华民族的飞天梦想终于实现!

    2007年10月24日,在长征火箭的托举下,我国第一颗探月卫星——嫦娥一号在西昌卫星发射中心发射成功,于11月7日进入200千米的环月工作轨道;经过一年多时间的绕月飞行,2009年3月1日16时13分10秒,嫦娥一号卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下,准确降落于月球东经52.36度、南纬1.50度的预定撞击点,实现了预期目标,成功完成硬着陆。撞击月球地表的一瞬,也是这位中国首个探月使者生命的最后一抹绚烂,为中国探月一期工程画上一个圆满的句号。“嫦娥一号”在空中度过了495天,大大超过其为期一年的设计寿命。嫦娥一号发射成功,使中国成为世界第五个发射月球探测器的国家地区。

    伊卡洛斯飞向天空

    不仅中国古代流传着这些飞天的神话,外国也有很多类似的神话传说。

    古希腊有一则神话:在公元1200年前,有一个心灵手巧的建筑师代达罗斯,他用斧头、锯子、钻和胶来建筑宫殿、帆船。后来,他被诬告犯有叛国罪,从雅典放逐到地中海的克利特岛。在克利特岛上,代达罗斯建造了迷宫,盼望在这个迷宫中能抓到牛首人身的怪兽。这件事触怒了克利特岛的国王,国王把他和他的儿子伊卡洛斯囚禁在他建造的迷宫中。父子两人想离开这个苦难的地方,回到故乡去。但国王阻挠他们回国,没有国王的命令,是不可能得到任何船只的。一天,代达罗斯看到大雁南飞,灵机一动,就想方设法收集了不少海鸟的羽毛,把这些羽毛用藤和蜡固定起来,做成了翅膀。也给他儿子伊卡洛斯做了一副翅膀。他们将翅膀固定在背上,腾空而起,飞出了监狱,翱翔在海洋上空。儿子伊卡洛斯由于年轻、好奇,竟不顾父亲的劝告,越飞越高,一直飞到太阳附近。

    不幸的事情终于发生了:太阳的高温熔化了翅膀上的蜡,羽毛做的翅膀散开了,这个勇敢的年轻人就掉进了海洋里,魂飞魄散。代达罗斯悲痛万分,只好孤身艰难地飞往西西里岛,在那里安度晚年。后来,人们为了纪念这个勇敢的小伙子,就把这个海域叫做伊卡洛斯海。

    会飞的木鸟

    古代向往飞行的神话,美妙动听,典雅隽永,激发了人们制造飞行器、把神话变成现实的兴趣。通过大胆地追求与努力,尝试去叩开通向蓝天的大门。

    那些传说中的人物,都是我国古人幻想中的“飞行家”。那些传说和神话,说明人们没有放弃飞天的幻想,希望总有一天,能够自由自在地在空中飞来飞去,而不甘心永远待在地面上。

    在我国的一部古书《山海经》里,记载着这样一个故事:从前,西方有个奇肱国。那个国家的人会猎取飞禽,还会造飞车。人坐着飞车就可以随着风飞到老远的地方去。汤的时候,有一次刮西风,刮来了奇肱国的人和飞车;隔了十年,有一次刮东风,又把人和飞车刮回去了。

    奇肱飞车的故事,反映了人类关于飞行的幻想和神话,又有了进一步的发展。在这个故事里,人们不仅不再把希望寄托在从来没有见过的会飞的“龙”的身上,而且也不再依赖“灵丹妙药”了。他们想靠自己的双手,制造出一种器械来乘风飞行。这个理想有了现实的意味。随着技术的逐渐进步,这个理想逐渐有可能实现了。

    人最大的特点,是会把自己的幻想付诸实践。有飞行的理想,就必然有飞行的实践。

    公元前5世纪初,正是我国春秋、战国交替的时代。那时候,学术很发达,呈现出“百家争鸣”的繁盛景象。特别是生产技术有了进一步的发展,铁制工具已经开始广泛使用了;机械学、物理学、军事工程学的初步原理,也被一些人掌握了。在这个思想和物质的基础上,出现了墨子制造的会飞的木鸟。

    墨子名翟,约生于公元前468年,约死于公元前376年。他是当时著名的哲学家、政治家,又是多才多艺的科学家。以他为代表的一个学术派别,叫做“墨家”。墨家的学说,后来被汇集成一部书叫做《墨子》。在《墨子》里,主要记述了墨子的思想以及墨子和他的弟子们的言行;此外,还有一部分,讲的是机械制造和战争防御的方法。在这部分材料里,还涉及有关力学、声学、光学、几何学等方面的基本原理。因此,《墨子》这部书,不仅是我国早期的哲学著作,而且是我国早期的科学著作。

    墨子重视实践,曾亲手制作守城的器械,技术很高明。据说,他曾经带领300多个弟子专心研究飞行原理,花了3年的时间,制成一只会飞的木鸟,古书上把它叫做“竹鹊”或者“木鸢”。关于这件事,我国很多古书里都有记载。有的说:“墨子为木鸢,三年而成,蜚(飞)一日而败(坏)。”有的说:“墨子削竹为鹊,飞三日不下。”有的称赞那只木鸟,说它反映了当时制作技术的最高水平。有的讥笑墨子,说他浪费三年时间造出一只飞了一天就坏了的木鸟。

    根据古书上记载的材料,我们可以推测:那是一架用木材或竹材制成的鸟形飞行器,它或者利用高坡下滑的力量,或者凭借风力,可以上升起来,并且在空中飞行一段不短的时间。这种凭借空气的浮力在空中飘飞的飞行方式,叫做滑翔。但是也有人猜测,那只木鸟是模仿飞鸟制作的,因此,可能是振动翅膀来飞行的,不是滑翔。这种振动翅膀的飞行方式,叫做振翼(也叫扑翼)飞行。至于那只木鸟有多么大,古书也没有明确的记载。但是,从300人专心研究试制了3年这一点来看,我们可以推想,那只木鸟的制作规模是比较大的,不会是仅仅像小鸟般大小。

    关于制作“木鸢”的故事,也有人把它算在鲁班的账上。

    鲁班,又名公输班,是我国春秋时代最著名的匠人。民间有许多关于他的传说,把他看作土木工匠的始祖,亲切地称他为“鲁班师傅”。我国现在建筑工程方面的最高奖,就叫“鲁班奖”。他曾经制作过攻城用的“云梯”和水战用的“钩拒”,这在当时是个了不起的发明。由于他的制作技术超过了同时代人的水平,因此人们把他神化了。后世人把许多同他不相干的工程,像北京城的角楼和赵州的石桥,都说成是他创造的。也有人把他看成是“木鸢”的发明者,而且夸大地说他曾经乘着这架木鸟飞到空中,窥探过宋国的都城。

    在2000多年以前,科学技术水平还是很低的,没有条件制作能够乘人的飞行器。因此,上面的说法是否可靠,还没有定论。但是,鲁班和墨子同是著名的工程家,并且基本上是同时代人。墨子能够造一只会飞的木鸟,鲁班也未必造不了。只是从现有的史料来分析,鲁班造木鸟的说法,附会的成分更多一些。不管那只木鸟是墨子造的,还是鲁班造的;不管那只木鸟飞一日也好,飞半日也好,总之,反映了这样一个历史事件:那就是在2300多年以前,我国就出现了人类历史上第一架飞行器。这在我国科学技术发展史上,应该看做是一件了不起的大事情。由于古书的记载太简略了,历代的学者又认为那只会飞的木鸟没有实用价值,所以没有给以应有的重视。那只木鸟的制造方法也没有流传下来,这是很可惜的。

    墨子或者鲁班制作的那只木鸟能够飞上天空,要是人装上两个大翅膀,是不是也能够飞上天空呢?一定有不少古人怀着这种想法和希望,也一定有不少古人曾经做过种种幼稚的飞行试验。

    最早的飞人

    这种例子在古书中有不少记载。

    早在中国汉朝的王莽时代,一位猎人萌发了飞天的愿望。他用鸟翎编成一对大翅膀,绑在身上,模仿鸟的飞行,靠臂力扑动羽翼,进行了第一次飞行尝试。他从高处跃下,据说当众滑翔了数百步之远。

    公元19年,王莽发动攻打匈奴的战争。他下令招募怀有特殊技能的人,想依靠新花招来取得胜利。这道命令下达以后,有很多人前往应征。有的说渡河可以不用船;有的说,他有一种药,吃了可以好久不饿,真是无奇不有。其中有一个人自称会飞,并且夸口说,能够一飞千里。王莽一听很高兴,就叫他当场试验。那位无名的“飞行家”就在当时我国的首都——长安举行了飞行表演。在东汉时期的史学家班固写的《汉书·王莽传》里,关于这次飞行,有这样一段记载:“取大鸟翮为两翼,头与身皆(都)著毛,通引环纽,飞数百步,堕。”

    这是关于人在空中飞行的一次重要记录。可惜,这段文字太简略了,不仅那位“飞行家”的姓名没有给记下来,而且他的飞行方法——“通引环纽”法,是振翼飞行,还是滑翔,或者是振翼和滑翔并用,现在也很难断定了。那位“飞行家”虽然没有做到如他自己所说的“一飞千里”,而且这种“飞行”没有什么实用价值,但是,尽管“飞”了几百步或者只是几十步,这在当时也是一件了不起的创举。

    模仿鸟的飞行的尝试,国外也有很多次。800年前英国有一个叫阿尔理斯查的人,身穿用鸡毛制作的“飞行衣”,轻飘飘地站在建筑物的高处,探索飞天的路。围观的人暗暗为他祷告。结果,这位勇敢者向前扑腾了60多米,摔到地上,当场壮烈牺牲了。

    意大利、土耳其等地方也先后发生了用自制飞翼飞行的事,结果多半是不幸丧生了。

    欧洲文艺复兴时期,意大利的天才画家达·芬奇分析了鸟的飞行原理,画出了许多奇特的飞行器草图。他设计了一种“单人扑翼机”,他的一个仆人用“单人扑翼机”做了飞行尝试,结果摔断了一条腿。

    装有“机关”的飞行器

    从木鸟和风筝再向前发展一步,就出现了装有“机关”的飞行器,以及有关飞行原理的初步探讨。

    东汉时期,有一个杰出的学者名叫张衡(公元78~139年)。他在天文学、历法和机械工程学等方面,对当时和后世都有很大的贡献。他曾经创制过观测天文的浑天仪和测定地震方向的地动仪,制得非常精巧、准确,是世界上最早的精密仪器。据说,就是这位大科学家,经过不断地研究和试验,终于制成了一架装有“机关”的飞行器,叫做“木雕”。那只木雕的最大特点,是在它的腹中安上了“机关”,只要开动机关,它就能够独自飞出好几里远。

    古书上对那只木雕的记载,只有“腹中施(加上)机”和“能飞数里”等几句话。那只木雕的实物和图样也没有保留下来。因此,它的形状怎么样,腹中的机关是些什么,现在已经无法知道了。虽然,在当时的技术条件下,那只木雕“能飞数里”还值得怀疑;但是,张衡首先设计用机械作为飞行的动力,这是一项了不起的试验。

    东晋时候的学者葛洪,对飞行的原理作了一些探讨。他发现:老鹰平伸两个翅膀,不扇不摇,也能够在空中盘旋而上。他根据前人的经验和自己的发现,提出了一个制作“飞车”的设想。他认为:制造“飞车”应该用质地坚韧的枣心木和牛革做材料;内部安上机器;可以不用扑打的翅膀,仿照老鹰那样平伸着翅膀就行。他认为根据这种设计制作的飞车可以升到四十里的高空。他的这种设计,好像没有做过实验;“升四十里”,也是不可能的。但是,这个设想却符合飞行的原理。

    第一,使车子飞起来,一定要用机器。单凭风力和人自己的力量,是不能作持久飞行的。用机械作为飞行的动力,才是飞行的发展方向。

    第二,像老鹰那样平伸翅膀盘旋上升的现象,是一种滑翔现象。葛洪注意到这一点,就为人们指出了这样一种可能:制作飞行器不要老在学鸟儿那样“振翼”上打圈子,可以从固定不动的翅膀上找出路。直到现在,飞机的两翼还是固定不动的,就是因为实现振翼飞行在技术上还有很多难以克服的困难。葛洪的这一见解是很正确的。

    到了唐朝,一个天才的工匠韩志和又制作了一架极为精巧的飞行器。

    韩志和在机械制造方面有很大的成就。有一次,他特地给皇帝制造了一张“龙床”。那龙床装饰得非常华丽,却显不出有什么特点。但是,只要踏着床上的机关,就立刻出现一条矫健的龙,像在云雨里翻腾着。因此,那张床也叫做“见龙床”。可笑的是那位自命为“真龙降世”的皇帝,一看见那条假龙,却吓得心惊肉跳,立刻叫人把床撤除了。从这个故事里,我们可以看出,韩志和的制作技巧确实达到了惊人的地步。

    据说韩志和曾经制作过一架飞行器,外观像鸟儿一样,能够做饮水、吃东西等动作,还能够鸣叫。重要的是只要开动机器,它就能够凌空高飞,升高100尺左右,飞行距离约为400~500尺。

    韩志和生活的唐朝,是我国历史上科学文化非常昌盛的一个时代。据古书记载,当时的其他工匠也有会制木鸡、木鹤的,有的会舞,有的会飞。这些精巧的木制器物,反映了8~9世纪时候我国劳动人民在木工技术方面的高度成就,也反映了当时我国对飞行技术的探讨达到了相当的水平。

    17世纪,我国苏州出了一个能工巧匠——徐正明,他花了近10年时间造出一架带旋翼的“飞车”。人坐在“飞车”的椅子上,脚踩踏板,通过机械传动旋翼,“飞车”居然离地一尺多高,腾空越过一条小河。徐正明为制“飞车”,负债累累,家境日益贫困,没有办法继续改进他的设计。他死后,妻子悲痛欲绝,一气之下把“飞车”付之一炬。可惜呀,世界上最早的载人飞行器就此失传了。

    模仿鸟的扑翼飞行的尝试失败后,人们从风筝飞翔和山鹰的滑翔中得到启发,又开始滑翔道路的探索。

    1850年,英国的“飞机之父”凯利爵士制作了许多风筝式样的滑翔机,他以沙袋载重滑翔成功。1853年,凯利爵士制成第一架可载人的滑翔机。此时凯利年事已高,叫仆人代替上天试验。他用滑翔机把仆人送过山谷后放掉拉绳,仆人在空中滑翔了一段距离,直吓得面如土色,魂飞魄散,却成功地开创了滑翔飞行的道路。

    德国人奥托·李林塔尔和他的弟弟古斯达夫·李林塔尔按照鸟飞翔的原理,1891年制成悬挂式滑翔机,试飞成功。李林塔尔对滑翔机研究了20多年,投入全部精力,一生中进行了2000余次试飞,是举世公认的“滑翔机之父”。他告诉大家,人类虽然不可能像鸟儿一样振动翅膀飞行,但却可以有一副不动的翅膀,利用风的浮力在天空中自由飞行。他还准备在滑翔机上装发动机,实现动力飞行。不幸的是,他在1896年的一次滑翔中遇上狂风,机坠人亡。

    苏格兰的年轻工程师派尔彻吸取了李林塔尔的经验,造出了“甲虫”式、“海鸥”式和“隼”式滑翔机,多次飞行成功。后于1899年驾驶“隼”式滑翔机时,遇到坏天气,滑翔机摔坏,他自己受了重伤,不久死去。

    19世纪最后十年,人们进行滑翔机实验的热情空前高涨。许多有名的科学家都投入这一实验,其中有发明速射机枪的马克沁爵士、发明涡轮蒸汽机的帕森斯、法国的阿德博士、美国的兰利教授等。然而他们的实验,都一个接一个失败了。人们得出的结论是:发明像鸟一样飞行的飞机,就像发明永动机一样,是永远不可能的事。知识点列奥纳多·达·芬奇意大利文艺复兴三杰之一,也是整个欧洲文艺复兴时期最完美的代表。他是一位思想深邃,学识渊博,多才多艺的画家、寓言家、雕塑家、发明家、哲学家、音乐家、医学家、生物学家、地理学家、建筑工程师和军事工程师。他是一位天才,他一面热心于艺术创作和理论研究,研究如何用线条与立体造型去表现形体的各种问题;另一方面他也同时研究自然科学,为了真实感人的艺术形象,他广泛地研究与绘画有关的光学、数学、地质学、生物学等多种学科。他也是最早提出并实践飞行理论的探索者。他的艺术实践和科学探索精神对后代产生了重大而深远的影响。早期的飞行器飞行器的鼻祖——风筝古书里还有关于用风筝载人飞上天空的记载。

    风筝,也叫纸鸢或风鸢。它的制作方法很简单,人人会做,处处能做。制作纸鸢,不像制作木鸟那样,要费去墨子及其弟子的三年时间。人们利用休息时间做个风筝,在阳光明媚的日子里,把它放上天去,把自己对蓝天的向往,对飞鸟的羡慕,也都一起带上天去!

    纸鸢做成后,再削竹为笛,绑在鸢身上。竹笛随着纸鸢升入高空,迎风发出呜呜的像筝一样的鸣声,所以叫风筝。

    风筝的制作越来越大,技巧也越来越高明,于是,在历史上出现了风筝载人的记载。

    事情发生在公元559年。当时,北齐的君主高洋是个非常残暴的统治者,常常拿人命当儿戏。他同姓元的大家族发生矛盾,先后杀了那个家族的成员721人,只剩下一个叫元黄头的人。但是,高洋还不甘心,为了杀害元黄头,他又想出一个新花招。他命令元黄头和许多囚犯一起集中在金凤台上,让他们乘着蓆做的风筝从台顶上往下“飞”。那金凤台据说高67丈,所有的囚犯一个个从台上“飞”下去,全摔死了;唯独那个元黄头却一直随风“飞”到城外,竟然安全地落了下来。后来,元黄头还是被高洋害死了,不过这我们且不去管它。从飞行的角度来看,这件事情值得重视。这是我国风筝载人的一次成功的飞行。可惜,风筝在统治阶级手里,或者当做玩具,或者竟然成为杀人的工具。

    四面体风筝,可以数数看有多少个四面体在战争里,利用风筝传递消息,像后世用鸽子传递消息一样,这在古书的记载里,也有一些例子。下面就是突出的一个。

    781年,唐朝的一个节度使田悦发动武装叛乱。他亲自带兵围攻临洺(今河北永年东北)。临洺城的守将张伾率领士兵坚守了一个多月,城中粮食已经吃完,眼看支持不住了。那时候,唐政府派往救援的军队,已经进到临洺的外围,因为情况不明,一时没有向叛军发动攻击。张伾就写了一封告急的信,系在风筝上,放了出去。那风筝高高地飞过田悦驻军的上空。田悦看见了,命令善射的兵士用箭射击。由于风筝飞得高,目标小,射出去的箭都落空了。结果,前往救援的唐军获得了那只风筝,得到了情报。唐军立刻发动进攻,打败了叛军,解救了危城。那只风筝完成了任务,立下了战功。

    2000多年前中国人发明的风筝,虽然不能真正把人带上太空,但它确实可以称为飞机的鼻祖。

    1899年,俄国乌里杨宇上尉指挥的军用风筝队参加了演习。同一时期,俄军的涅日丹诺夫用风筝从空中拍摄了地形照片。

    气球与热气球

    回顾人们征服天空的历史,就不能忘了气球。气球在人类航空史上,占有非常重要的篇章。因为在飞机真正成为大众化空中运输工具以前,带动力的气球也就是飞艇,是人们唯一可以跨越地理空间的飞行运输工具。

    热气球的发明是很早的,因为使用火是人类进化过程中最重要的大事,人们在使用火时发现,空气被火加热,就会变“轻”而上升,于是几经总结试验,终于发明了热气球。至于是谁、在什么时候发明了热气球,已经无从考查。但是热气球却一直流传了下来。现在,我国很多地方在举办庆祝活动时,仍然会制作一些“孔明灯”,也就是热气球来助兴。

    200年前,人们就实现了热气球第一次载人飞行。热气球由球体、加热器、吊篮等组成。球体是不漏气的布匹制成的一个大气袋,下部为进气口,把鼓入球体中的空气用加热器加热膨胀,成为比空气比重小的热空气,产生浮力上升,带动载人吊篮升空。现在在体育、广告、摄影等方面仍大量使用热气球。在欧洲一些地方,每年举办的盛大热气球比赛,都会吸引很多人来凑热闹,成为当地的一大盛事。

    据史料记载,1901~1902年间,已经有外国人在中国上海的张家花园(味莼里)作了载人气球飞行表演及跳伞表演,观众须买票观看。这是在中国大陆首次出现载人升空飞行。

    如果在密封的气囊里面充着比空气轻的氢气、氦气等气体,气球一样可以飞上天,这就是气球,也有人叫“氢气球”,意思是比空气轻的气体做的气球。

    1896年,在德国出现能在风中稳定飞行的椭圆形气球。这也是气球向飞艇发展过程中的又一过渡构型。

    1901年7月31日,德国气象学家伯桑和苏瑞在乘气球飞行中创造10800米的高度纪录,并保持26年未被打破。

    1901年9月24日,英国一位妇人在乘气球飞行时,提议成立联合王国航空俱乐部,当她着陆后立即着手注册登记。10月29日,该俱乐部正式成立。这是历史上最早的航空俱乐部。

    1887年,中国天津武备堂进口了法军的一只旧气球,并由德籍教师修复后投入使用。这是中国军队首次进口飞行器。

    1887年,天津武备堂教员华蘅芳自制的直径1.66米的氢气球放飞成功。此乃中国人自制的第一个现代氢气球,开创了近代中国人制造航空器之先河。

    1887年8月上旬天津武备堂教习孙筱槎、参军姚某以及天津县知县卢本斋3人,在共同参考了外国气球后,改良制造出小型氢气球一具,在总办杨艺芳督导下试放到“十几丈高”,后因绳断而飞走。该氢气球用绸布做面子,直径数尺。同年9月22日,在天津督署门前又演放过大型氢气球1具,小型氢气球3具,清政府大臣李鸿章亲临视察。其中大球飞上几十丈高,虽有大风却仍回收成功。此四球均为天津武备堂自制。

    现代飞艇

    飞艇同样是一个大气囊,但密封不开口,里面充着比空气轻的氢气、氦气等,所以也是靠空气浮力上升的。气囊下部为机舱,装有发动机、艇舵和螺旋桨,可以依靠自己带的发动机提供动力来飞行。在飞天发展的早期,主要充填氢气,大家都知道氢气是非常容易起火甚至爆炸的,在飞机技术成熟以后,飞艇曾经一度销声匿迹,被人们淡忘。20世纪70年代人们又重新想起这种节能的飞行器,开始制造现代气艇,材料改为高强度钛铝合金和化纤织物,自重减少,载量增加。大型汽艇可乘载数百旅客或成百吨货物,能连续飞行几周,航程可达数千千米。可用于水力发电机组、巨型火箭、原子反应堆的整体直接运输。可用于移动井架,吊装桥梁和大楼……飞艇这一古老的飞行器再创了辉煌。

    现代军用飞艇1872年,世界第一艘使用3.68千瓦内燃机作为动力的飞艇由保罗·海茵莱茵驾驶试飞成功。

    1873年,法国生物学家、医生马雷用定时连续摄影,初步掌握了鸟类飞行中复杂的扑翼动作,使人类早期飞行探索中的扑翼机研制活动暂告结束,飞机研制自此不再考虑扑翼方案。

    1873年10月6日,美国人多纳德逊、朗特和记者福特三人乘坐8500立方米的载人氢气球首次飞越大西洋成功。此前,他们曾于9月19日从美国纽卡南起飞作过第一次尝试,但遭到失败。

    1875年,俄国的门捷列夫设计了带气密座舱的同温层载人气球图纸。

    1877年,美国人为纪念气球在田纳西州纳什维尔携带邮件飞行,发行了世界邮政史上第一套航空纪念邮票。

    1883年,法国人齐桑忌耶兄弟研制的用11千瓦电动机驱动的1060立方米气球飞行成功,平飞速度达4米/秒。这同样属于对飞艇原始形式的一种探索。

    1884年8月9日,法国人试飞了由电动机驱动的“法兰西”号全向操纵型飞艇。列纳尔上尉在当天的试验中,飞行4200米后又成功地返回起飞点,从而结束了人类飞行一直要受风摆布的历史。“法兰西”号飞艇直径8.5米,长51.8米,航速19.3千米/小时,电动机功率6.6千瓦(9马力),它驱动一个直径9米的拉进式螺旋桨。它被认为是最早飞行成功的一艘飞艇。

    1898年11月13日,旅法巴西人杜蒙用汽车内燃机装于飞艇试飞。这是汽油发动机最早用于飞艇。

    1899年,旅澳华侨谢钻泰设计出铝壳结构、电机推进的“中国”号飞艇图纸,这是由中国人首次设计的有动力飞行器。1900年7月2日,德国的齐伯林伯爵经6年努力,在包金斯基附近的工厂里制成他的第一艘充氢硬式飞艇,并在菲特烈港附近试飞成功(可载1名乘员和5名乘客),飞行时间20分钟。该艇型号为LZ-1,直径11.73米,长127米,用防水布组成17个气囊,容积11300立方米,升力13000千克。它是齐伯林在1918年前研制出的113艘飞艇中的第一艘。在20世纪20年代以前,齐伯林飞艇几乎主宰了大半个世界的天空。但是,由于齐伯林飞艇里面是很容易燃烧的氢气,所以飞行安全就成为导致飞艇最终被飞机挤出航空市场主流的因素之一。

    1901年10月19日,旅法巴西人杜蒙的6号橡皮飞艇从巴黎郊区桑克尔山出发,实现了绕巴黎埃菲尔铁塔一周的壮举,因此获奖金15万法郎。他用实际行动向世人证明,飞行器已完全能够按人的意志自由飞行,在航空发展史上留下了精彩的一页!此次飞行距离11千米,飞行时间30分钟。

    1902年,法国人列保吉制成世界上最早的半硬式飞艇,其功率29.4千瓦,时速可达36千米。

    1903年,热心的航空探索者、旅法巴西人杜蒙因驾驶他的9号飞艇成功地降落在友人依莱塞斯的住宅庭院前,并走下来喝咖啡小息,而使这种飞行器真正成为可供私人利用的空中交通工具,它甚至可用于森林上空的散步。这次有趣的飞行经历,充分显示了飞行器已对于人们的日常生活产生了巨大的魅力。知识点飞艇是一种轻于空气的航空器,它与气球最大的区别在于具有推进和控制飞行状态的装置。飞艇由巨大的流线型艇体、位于艇体下面的吊舱、起稳定控制作用的尾面和推进装置组成。艇体的气囊内充以密度比空气小的浮升气体(氢气或氦气)借以产生浮力使飞艇升空。吊舱供人员乘坐和装载货物。尾面用来控制和保持航向、俯仰的稳定。

    飞艇可分为三种类型:硬式飞艇、半硬式飞艇和软式飞艇。硬式飞艇是由其内部骨架(金属或木材等制成)保持形状和刚性的飞艇,外表覆盖着蒙皮,骨架内部则装有许多为飞艇提供升力的充满气体的独立气囊。半硬式飞艇要保持其形状主要是通过气囊中的气体压力,另外部分也要依靠刚性骨架。20世纪20年代,一艘意大利制造的半硬式飞艇从挪威前往阿拉斯加的途中穿过了北极点,这是人类历史上第一架到达北极点的飞行器。飞机诞生人类征服天空的历史,就是不断探索、在失败基础上不断努力的历史。所以,对于年轻人来说,永远保持探索精神,是人类生命意义的象征。直到今天,我们在飞机的发展上已经取得了100多年以前人们幻想都想不到的成就,然而,人类至今也没有停止继续探索飞行奥秘的脚步。

    1874年,法国海军军官克鲁瓦研制的载人飞机,在布雷斯特由一位年轻水手操纵,从山坡上往下助跑起飞,作了最早的短距离“跳跃飞行”(即因升力不足形成的非持续性离地飞行,所以一概不视为成功的飞行)。该机由一台蒸汽机驱动,单层机翼,已经设计有平尾及方向舵等部件。

    1876年,俄国的“飞机之父”、海军军官亚历山大·菲德罗维奇·莫扎伊斯基的飞机模型载着他的那柄佩剑,公开作了稳定飞行表演。1881年,莫扎伊斯基在俄国获得“飞行机”设计专利。1882年夏季,莫扎伊斯基发明的飞机由戈卢别夫驾驶,在彼得堡市郊的练兵场上,沿一个设置在斜坡上的导轨向下滑动助跑,进行了又一次著名的飞机飞行尝试,但只跳跃了几次,并未持续离开地面自由飞行。所以除前苏联之外,不被认为是一次成功的载人动力飞行。该机翼展12.2米,全重943千克,拥有21.1千瓦英国制蒸汽机2台。

    1875年,英国人托马斯·莫伊的一架54.5千克重的以蒸汽机驱动的串翼(前后翼)飞机,在地面环形滑轨上不载人离地0.152米飞过一段距离。该机名为“空中汽船”。1877年,罗什提出用动态系统稳定性分析的著名理论,为飞机的稳定性研究建立了最早的理论基础。

    1886年开始,法国电话工程师阿代尔先后研制过四架不同的蝙蝠形飞机,其中第一架“阿维昂-1号”翼展6米,装有14.7千瓦蒸汽发动机2台,可惜在试飞中撞上了障碍物,造成发动机破损。1889年,“阿维昂-4号”在试飞中只离地跳跃了几下。直到1890年10月9日,他驾驶一架“伊奥利”号蒸汽动力单翼机,才首次在阿尔曼维利耶林苑平地上,依靠自身动力水平起飞成功,并短暂地向前“跃飞”了一段距离(一说50米)。因为仍然不属于水平持续飞行,与发明人类第一架飞机之殊荣失之交臂。但阿代尔依然是航空史上一位著名的先驱人物。

    1891年,美国航空先驱者兰利教授在华盛顿出版了《空气动力学试验》。他在连续试验了80余个飞机模型之后,终于在1896年5月6日试飞了第一架采用0.735千瓦蒸汽发动机作为驱动的串翼布局飞机模型,该机的螺旋桨直径1.2米,转速1200转/分钟,翼展4.3米。经弹射起飞后可飞出1600米远。1898年,他得到政府50000美元的资助,于是投入到载人飞机的研制中去。1891年,德国航空开拓者李林塔尔发表了《鸟类的飞行—航空的基础》一文并正式开始研究滑翔飞行。他每次飞行一般为半分钟,滑翔距离在200~300米。1894年,他用改进后的滑翔机从山坡上跳下,竟然滑翔了350米远,获得巨大的成功。1896年8月9日,李林塔尔在试飞中受伤,于次日去世。在6年中间,他坚持进行滑翔实验达2000余次,先后使用过18架滑翔机,其中12种是单翼机。李林塔尔是人类早期探索飞行史上极具影响力的人物,并为后人发明飞机积累了宝贵的经验。

    1892年,俄国航空学者茹科夫斯基的《论鸟类的飞行》一文发表,分析了鸟与飞机飞行的理论抛物线,并预言了空中翻筋斗飞行的可能性。

    1893年,英国人菲利浦制成由50块弯板组成的独特的“百叶窗型”飞机,名为“威尼斯百叶窗”。飞机翼展5.7(一说6.7)米,翼弦长仅0.038米,全重150千克,装4.1千瓦发动机1台。在用沙袋代替人体试飞时,飞行距离达到4.5~75米,飞行高度0.3~1米,但仍然属于不成熟的“跳跃飞行”。菲利浦为了给飞机选择翼型,用风洞找到9种上凸下凹的翼型方案,是曲面翼型理论的倡导者。

    1893年,澳大利亚人哈格里夫为美国气象局建立了17个风筝气象站,并使用他发明的箱式风筝,直至1933年。这种结构后来广泛用于双翼飞机的机翼设计。

    1894年7月31日,旅英美国人、机关枪发明人马克辛姆研制了一架四座大型飞机,在600米长的铁轨上作了“受升力限制”的(不载人)滑行,测出升力有5000千克。该机翼展31.7米,翼面积511平方米,机长44米,全高10米,采用132千瓦蒸汽机2台,净重2268千克、总重3629千克,采用多张线布局。由于试飞时仅离地跳跃前进,并且掀翻了导轨,所以还没有达到可以载人飞行的程度。

    1896年5月,美国人兰利经5年试验后,他的第五和第六号动力模型飞行成功。两个模型都飞到20米高,而且飞了3圈,距离760多米。11月28日,在又一次试飞中,飞行时间长达1分45秒,距离1800米。这是重于空气的(无人)飞行器首次用自身动力作了持续而稳定的飞行。

    1896年,美国土木工程师、滑翔飞行者查纽特开始试飞自己的滑翔机。第二年,其最大飘飞距离可达120米。他的滑翔机的构型是早期滑翔飞行器中最先进的。查纽特曾于1894年出版了《飞行机器的发展》一书,这是历史上第一部航空史著作。

    1896~1897年,美国人夏尼特自行设计并试飞了滑翔机,试飞次数多达1000次。1898年,其助手赫林加装了压缩空气发动机,改成一架双翼机,但没有飞行成功。

    1897年,俄罗斯航空先驱人物齐奥尔科夫斯基建成俄国第一个风洞。1902年,俄国圣彼得堡大学建成全俄第一个属于官方使用的风洞。1897年,美国人卡帕特森设计出带侧板的气垫飞行器,被认为是现代侧壁式气垫飞行器之父。1897年10月14日,法国航空先驱人物阿代尔的双螺旋桨3号飞机在巴黎郊外跑马场上的滑跑中,曾在300米距离内数次“跃离地面”,作了断断续续地飘飞。由于他的飞机一直没能研制成功,军方撤销了对他的资助。

    1901年,美国的莱特兄弟制成一座风洞,用双缸煤气机进行抽风,以实现吹风实验。其模型实验段的横截面达到103平方厘米,长2.4米,为莱特兄弟后来研制和发明飞机提供了有效的空气动力实验手段。

    1901年,中国最早专门介绍飞机的文章《飞机考》被收编在《皇朝经济文编》中。这是中国人撰写的第一篇研究航空和飞机的文章。

    1901年8月14日清晨,旅美巴西人怀特海德经多年努力,驾驶自制的单翼飞机在美国布里奇波特海滩试飞成功,据称飞行距离达800米,高度16米。该飞机造型呈蝶形,翼展10.7米,长4.9米,有双座封闭机身,采用15.7千瓦乙炔发生器动力2台。韦斯科普夫虽早于莱特兄弟首次飞行二年,但因缺乏见证,未获世界公认。

    1901年10月7日,由美国航空先驱者兰利研制的第一种采用汽油内燃机为动力的“空中旅行者”全尺寸载人飞机开始试飞,但是到12月8日,他的这架飞机还是没有飞上天空,美国政府因此终止了对他的经济援助。

    1902年1月17日,据旅美巴西人怀特海德称:他的“22型”飞机在美国长滩海湾滑行20米后,离地升空飞行3000米后才降落在海面。后一次试飞竟飞过11200米,升高135米。但此项纪录未获见证和国际承认。成为后人有争议的一个历史研究话题。

    1903年,中国开始出现航空题材的科幻小说,如明权社的《空中飞艇》和进行社出版的鲁迅大作《月界旅行》等等。西方世界的飞行探索已经引起中国人的关注。

    1903年3月23日,美国的莱特兄弟向政府申请飞机设计专利,该飞机设计基于他们的第三号滑翔机。不久,由他们建立的美国的第一家飞机工场在俄亥俄州的代顿注册。

    1903年12月17日,莱特兄弟驾驶他们制造的飞机进行首次持续的、有动力的、可操纵的飞行1903年12月17日上午10时35分,德裔美国人、自行车修造匠威尔伯·莱特和奥维尔·莱特兄弟在美国北卡罗来纳州基蒂霍克一处叫做“斩魔山”的小山坡上,以重物下落形成的引牵力,将自制飞机“飞行者”号推离地面,进行了被世人公认的人类首次有动力飞机载人飞行。人类从此有了飞机。当时的首飞驾驶者为奥维尔·莱特。他在12秒的时间内飞出36.58米远,当时的目击者有6人,并拍下照片作证。当日共飞行了4次,最佳飞行成绩为:续航时间59秒,飞行距离260米,飞行高度3.8米,速度48千米/小时。该机采用双层机翼鸭式气动布局,一台8820瓦的内燃机通过2副自行车链条带动2副空气螺旋桨。而飞行员则俯卧在下层机翼上操纵飞机飞行。飞机的翼展为12.29米,自重274千克。莱特兄弟与他们的“飞行者”号飞机就此名垂青史。他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。同年,他们创办了“莱特飞机公司”。这是人类在飞机发展的历史上取得的巨大成功。初期的飞机都使用的是单台发动机,在飞行中,常常会出现发动机突然关车的故障。这对飞行安全始终是个威胁。

    飞机发明权之争

    人类终于进入航空时代,这个时代是莱特兄弟开辟的。

    但是,围绕着莱特兄弟是不是最早发明飞机,还有一段很少被人知道的趣闻。

    1948年前,在美国航空博物馆中心位置,停着一架样子古怪的飞机,它的名字叫“机场”。这架飞机有两副机翼,两副螺旋桨。螺旋桨叶片尖尖的,令人毛骨悚然。飞机上贴着醒目的标签,上面写着:“这是能够载人飞行的世界上第一架飞机。”这架飞机并不是莱特兄弟的“飞行者”号飞机,这架飞机怎么成了世界第一呢?

    原来,这架飞机的主人是美国著名的天文学家兰利制造的。19世纪80年代,兰利对飞行发生了兴趣。他建造了风洞,对鸟翼标本和飞机模型进行了实验分析,编写了《机械飞行的故事》、《空气动力学的试验》等著作。1891年,他把注意力转移到蒸汽驱动的模型飞机上,制作了双翼动力金属模型飞机。

    1896年5月6日出现了航空史上一个激动人心的创举,兰利教授在波托马克河上的一艘游艇上,把一架4千克重的蒸汽动力飞机模型放上了天。模型飞机在天空依靠蒸汽动力飞行了半英里。

    模型飞机试飞成功,轰动了整个美国科技界。而兰利自感年事已高,准备急流勇退,放弃继续进行空中试验。不料,这个消息传到政府高层那里,美国总统决定,如果兰利教授愿意制造一架可用于军事用途的飞机,政府将提供所需资金,并命令陆军总部承办此事。兰利只好答应,美国陆军拿出5万美金作为兰利的研究试验费用。

    1901年,兰利制出了一架小型样机,里面装1台小型发动机。1903年,他又制成了一架载人飞机,翼展14.6米、装1台轻型大马力的汽油发动机。兰利将它命名为“机场”。

    1903年12月8日,在华盛顿附近的波托马克河上,兰利把飞机置于船的平顶上,由他的助手曼雷驾驶。这架飞机刚离开发射台,就一头栽到水里,曼雷差一点被淹死。当时,前来观看飞机试飞的有政府官员、军方代表、各报社记者、科学家和市民。试飞失败,使所有的人大失所望。有的科学家哀叹:应该给机械飞行不可能的结论画上句号。有的为兰利教授惋惜,教授一生有很多贡献,最后栽在航空事业上。不少市民责问政府,资助这种不可能实现的幻想,是在荒唐地浪费纳税人的金钱。在一片反对声中,政府撤回了对兰利教授的支持。兰利对飞机试飞失败十分懊丧。他已年届古稀,韶华流逝,既没有精力来修改飞机的设计,更没有资金来继续飞行试验。他受到人们的嘲笑后,不久便无声无息地去世了。

    兰利当时是国立的斯密森学会的会长,是科学界的代表人物。不久莱特兄弟的飞机试飞成功为世人皆知,人们热烈欢呼他们发明了飞机。这时,许多科学家心里很不服气,说:“荣誉被两个自行车制造者夺走了。”特别是继兰利之后担任斯密森学会会长的查理·沃尔科特更是愤愤不平,上任之后就想方设法为上届会长恢复名誉,为学会挽回面子。

    机会终于出现了。1914年,莱特兄弟的对手、著名飞行家格伦·柯蒂斯向斯密森学会提出要修复兰利飞机的机体,并检验一下是否真的不能起飞。

    柯蒂斯为什么要修复兰利的飞机呢?原来,柯蒂斯是项庄舞剑,意在沛公,他是有阴谋的。

    柯蒂斯1878年生于美国纽约,他和莱特兄弟一样,开设过自行车商店,也是一名出色的自行车设计师。原来制造过摩托车、飞艇和飞机。他驾驶飞机,两次取得“科学的美国人”竞赛的胜利。1909年,在法国兰斯国际飞机竞赛大会上,他驾驶的“金龟子”双翼机飞得最快,时速达76千米。1910年他从美国奥尔巴尼飞到纽约,飞行2小时46分,航程245千米,赢得1万美元的奖金。1911年他驾驶自己制造的水上飞机,分段飞越大西洋成功。这时,柯蒂斯已成为莱特兄弟难以对付的竞争对手。

    柯蒂斯虽是出色飞行员,但与莱特兄弟有直接的利害冲突。1902年,莱特兄弟受到老鹰转弯时翅膀末端上下变化的启示,为滑翔机设计了辅助翼。1903年,他们申请了辅助翼原理的专利,英、法两国于1904年、美国于1906年予以认可。柯蒂斯在飞行实践中,也给自己飞机制作了辅助翼。围绕辅助翼的专利权问题,他同莱特兄弟进行了争夺,并打了官司。法院判柯蒂斯败诉,专利权应归莱特兄弟所有。

    柯蒂斯不服法院的判决,他毫不气馁,将自己辅助翼的设计改头换面后,重新向莱特兄弟提出挑战。同时积极活动,影响法官的看法。他的如意算盘是,如果能证明兰利飞机确实能飞,那么就证明莱特兄弟的功绩和技术并不是空前绝后的。这时审判官也就不会只听莱特兄弟的一面之词了,辅助翼的专利自己就能得到。

    斯密森学会没有料到柯蒂斯这种企图,他们只想为兰利教授恢复荣誉。于是非常乐意地接受了柯蒂斯的请求,并慷慨地支付了2000美元的试验费。

    经验丰富的柯蒂斯很快就找出了兰利飞机没有飞起来的缘故:飞机的起飞方式错误,马达的功率不足,机翼产生的升力不大,螺旋桨的推力太小,飞机在空中操作性能差等。柯蒂斯偷偷地对兰利飞机进行了改造。他换了发动机,加了两个浮筒……。

    1914年5月,在纽约州哈蒙兹港附近的古卡湖进行了一次飞行试验。这架改造过了的飞机终于凭借自身的动力,多次飞离水面,飞离水面的最长时间有5秒钟。

    斯密森学会得到试飞成功的消息,喜出望外。会长沃尔科特更是兴奋不已。在1914年年度报告中,斯密森学会郑重声明:“这个试验证明,兰利飞机是世界上第一架能飞行的飞机!”

    其实,莱特兄弟早在1903年就研究过兰利飞机的外形和结构,那时他们就得出结论,它是绝对飞不起来的。所以,奥维尔·莱特(威尔伯已于1912年去世)对试验的意外成功和斯密森学会的声明十分震惊。他断定,其中一定有诈。

    奥维尔设法弄来了1903年兰利发表的关于机体的数据,把它与1914年斯密森学会发表的数据加以对照。他发现,柯蒂斯“复原”的飞机,除了外形与原来的飞机一模一样,其他部分都与原来的不同。柯蒂斯已对兰利飞机作了大幅度修正,改动的地方竟多达35处。机体加大了,马达的功率增加了,螺旋桨去掉尖头部分,增加了两个浮筒,甚至还令人吃惊地装上了莱特兄弟专利中所包括的辅助翼。这架被柯蒂斯“复原”的飞机,实际上是与兰利飞机截然不同的另一种飞机,它的稳定性、升力和易于操纵性空前提高了,再由柯蒂斯这样的高手来驾驶,飞不起来才怪呢!

    奥维尔十分气愤,他向斯密森学会指出这些数据,强烈要求取消不久前的错误声明。

    然而令人吃惊的是,斯密森学会我行我素,拒不承认错误,坚持说柯蒂斯的试飞没有假,修复的就是原来兰利的飞机。并且辩解说,即便机体有所改动,那也是微不足道的,不会影响试验的结果。

    奥维尔毫不畏惧,继续提出抗议。斯密森学会也寸步不让,从1915年到1918年,每年都在年度报告中重申兰利飞机的功绩,反驳奥维尔·莱特的抗议。

    奥维尔在和斯密森学会的斗争中,一直处于不利地位。斯密森学会是全国性的学术机构,代表着美国科技界。莱特兄弟虽然在欧洲很有影响,在美国也小有名气,但人们还是相信斯密森学会的报告。

    更有甚者,斯密森学会还把飞机改装成1903年时的样子,去掉两个浮筒,把螺旋桨的叶片换成尖端的……然后贴上“世界第一架飞机”的标签,堂而皇之地放进航空博物馆的大厅向人们展出。以告诉人们,是兰利教授最先发明飞机,莱特兄弟随后才发明。

    “卑鄙!无耻!”奥维尔发怒了。“混淆黑白,颠倒历史!”奥维尔猛烈抨击斯密森学会。

    斯密森学会对奥维尔的抗议和抨击置之不理。奥维尔无可奈何,只好拒绝航空博物馆展出“飞行者”号飞机。

    英国伦敦科学博物馆得知莱特飞机没有收入美国航空博物馆中,迫不及待地给奥维尔发了一份电报:尊敬的奥维尔·莱特先生:

    敝馆如能展出你们兄弟俩的飞机,将感到十分荣幸。此时,莱特飞机的机体放在麻省理工学院的仓库里,上面落满了灰尘。奥维尔想尽可能给自己的飞机加上正确的说明在美国展出,因为自己毕竟是美国人,祖国是生他养他的地方。所以,奥维尔没有接受伦敦科学博物馆的要求。但斯密森学会依然顽固地坚持自己的看法,根本听不进奥维尔的意见。

    奥维尔耐心等待斯密森学会改变主意。等了一年又一年,斯密森学会还是没有任何表示。伦敦博物馆来了一封又一封的信,催着要展出莱特飞机。等到1928年,奥维尔终于绝望了:自己心爱的飞机已不可能在本国展出了,与其让它沾满灰尘,不如送到英国去,让世界人民记住人类征服蓝天的历程。

    奥维尔经过一番激烈的思想斗争,终于答应了伦敦科学博物馆的请求,他含着泪把飞机送到了英国。

    英国伦敦科学博物馆,每天都有成千上万的人来到莱特飞机旁,了解人类是怎样开辟航空时代的。当年在欧洲观看过莱特兄弟飞行表演的人,还回忆起莱特兄弟的丰功伟绩。

    前往英国参观的美国人意外地看到本国引为自豪的莱特飞机,都惊呆了。当得知莱特兄弟受到不公正对待和飞机不能在本国展出的原因后,又从惊奇转变为愤怒。

    “这是国耻!运回美国去!”的呼声高涨了起来。有人甚至向国会提出了进行调查,以便确定是莱特飞机早还是兰利飞机早的议案。

    但斯密森学会自恃是国立机构,仍然一意孤行,对群众呼声充耳不闻。这种情况直到沃尔科特卸任才有了改观。

    继沃尔科特担任斯密森学会会长的查理·阿博特是位善采众意的开明的科学家。他想方设法改善同奥维尔·莱特恶化到极点的关系。他上任不久,就重新组织委员会,认真调查1914年的试验真相。

    调查委员会由飞行专家和技术人员组成。不久,调查结果出来了,和奥维尔的说法一样,兰利飞机复原时做了大幅度修改。专家们认为,兰利飞机在未改动之前,不能称为真正的实用飞机,而莱特飞机才是当之无愧的世界上第一架由人驾驶的动力飞机。

    1942年,斯密森学会发表了这次调查结果,撤销了28年前的声明,同时发表声明向莱特兄弟表示道歉。

    奥维尔激动地读着斯密森学会的声明,热泪盈眶。现在终于恢复了名誉,恢复了航空史的本来面目,虽然它来得晚了些,但毕竟是来了。

    奥维尔为斯密森学会的真诚、坦率所感动。他表示谅解,许诺把心爱的飞机运回美国。

    这时,第二次世界大战正打得激烈,运回莱特飞机的事就被耽搁了下来。幸运的是,德国法西斯空军轰炸英伦三岛时,莱特飞机躲过了灾难,完好无损。

    早期飞机的外观年已古稀的奥维尔整天盼望着自己的飞机能早点运回来,盼望着自己的双手能再摸一摸这架把自己送上蓝天——不,是把人类送上蓝天的飞机。他盼望着,盼望着……1948年,历经磨难的莱特飞机终于运回祖国,迎接它的,已不是奥维尔·莱特了,而是成千上万的青年、学生、科学家。奥维尔已不在人世了,他刚刚去世不久。

    如今,莱特飞机在美国航空和宇航博物馆(原名航空博物馆)的大厅里展出。人们要了解蓝天是怎么被征服的,航空时代从什么时候开始,都要到这里来了解莱特兄弟的功绩。莱特兄弟——威尔伯·莱特和奥维尔·莱特如果地下有灵,定会感到欣慰的。

    于是,当莱特兄弟终于把他们制造的机器大鸟送到空中后,新的竞赛开始了……1909年,路易斯·布雷里奥(LouisBleriot)穿越英吉利海峡的飞行让整个欧洲激动不已。人们的热情被极大地激发了出来。戈登·贝纳特杯于是,法国兰斯市以及香槟地区的葡萄酒商们决定举办为期一周的航空展以及竞赛。他们为竞赛设立了大笔的奖金,其中最著名的当属“飞行国际杯”。该项竞赛的奖杯以其赞助商——著名美国出版商詹姆斯·戈登·贝纳特,《纽约先驱论坛》和《巴黎先驱论坛》的发行人——的名字命名为“戈登·贝纳特杯”。

    从8月22日到29日,赛会将整个欧洲的精华吸引到兰斯郊外的Betheny平原上,从皇室和将军到大使和富翁。其规模之巨大,气氛之典雅,让同时期乃至以后的其他航展相形见绌。知识点康斯坦丁·爱德华多维奇·齐奥尔科夫斯基1857.9.5—1935.9.19俄国和苏联科学家,现代航天学和火箭理论的奠基人。1857年9月5日生于俄国伊热夫斯科耶镇(今属梁赞州)。童年因听觉几乎完全丧失辍学,14岁以后主要靠自学,读完中学和大学数理课程。1880年开始在卡卢加省博罗夫斯克县立学校任教并开始研究工作。研究课题有:金属气球(飞艇)、流线型飞机、气垫火车和星际火箭的基本原理等。

    1903年发表了世界上第一部喷气运动理论著作《利用喷气工具研究宇宙空间》,提出了液体推进剂火箭的构思和原理图,并推导出在不考虑空气动力和地球引力的理想情况下,计算火箭在发动机工作期间获得速度增量的公式,为研究火箭和液体火箭发动机奠定了理论基础。冯如——中国飞机先驱冯如,广东恩平人,我国从事飞机研制、设计、制造和飞行的第一人,被美国报纸称为“东方莱特”。他当年驾驶的“冯如一号”是中国人自行设计、研制、生产的第一架飞机,揭开了我国载人动力飞行史的第一页。以冯如试飞载人飞机为标志,我国航空事业至今已走过一百多年的沧桑历程。

    1909年9月21日,旅美华人冯如驾驶着由他设计、制造的“冯如一号”飞机,完成了属于中国人的首次载人动力飞行,中华民族也由此开启了中国航空史的元年。2009年5月25日,中央军委委员、空军司令员许其亮提出,冠名冯如为“中国航空之父”当之无愧。中国是一个正在和平发展的大国,纪念冯如,对振奋民族精神,激发全社会关注空天领域建设发展的热情有着积极的意义。

    1909年9月21日,冯如驾驶着由他设计制造的“冯如一号”飞机,在美国加利福尼亚州的奥克兰市南郊完成了属于中国人的首次载人动力飞行。他的这次飞行,距莱特兄弟开创人类首次载人动力飞行仅仅晚了不到六年。1912年冯如因飞行事故牺牲,享年仅29岁。短暂的生命,却给中国的天空留下闪电般的光亮。他不仅是我国航空史上第一个飞机设计家、第一个飞机制造家、第一个飞行家、第一个飞机制造企业家、第一个革命军飞机长,还是第一个认识飞机有战略价值的人。冯如以其短暂的一生,做出了非凡的伟业,他的精神品格,至今感召、启迪着后人。

    他研制成功的飞机,是第一架无外国人指导而完成的载人动力飞机。据史料记载,他的飞机汲取了当时比较先进的“莱特型”飞机的优点,在机翼、起落架、机体结构等方面,作了许多独特的改进,最终成就了当时世界上独一无二的“冯如型”飞机。他第一次飞行的高度、距离都超过了莱特兄弟的首次飞行,其飞行水平堪称当时世界一流。

    1912年8月25日,在国内作飞行表演时,冯如因飞机操纵系统失灵,失事牺牲。弥留之际,他仍支撑着把失事原因告诉助手,并勉励他们“勿因吾毙而阻其进取心,须知此为必有之阶级”。

    冯如提出了一系列航空强国思想,认为“吾军用利器,莫飞机若”,“倘得千百只飞机分守中国港口,内地可保无虞。”空军专家董文先说:“外国人称冯如为‘东方莱特’,我认为他还是‘东方杜黑’。”冯如虽然比杜黑晚出生几年,但两人同时期对航空发展前景有着近乎相同的敏锐观察和对飞机价值的深刻认识,这样的远见卓识,十分难能可贵。

    中国工程院院士、国内著名航空动力学专家刘大响,从技术的角度分析了冯如当时的创举。他说:“冯如研制飞机比莱特兄弟晚了几年,但他并没有因为起步较晚就完全依赖于简单的仿制,也没有采用相对较成熟的双翼机结构,而是瞄准当时比较先进的单翼机结构。事实证明,这个选择符合飞行器技术发展的趋势,也为冯如后来的成功奠定了坚实的基础。”刘大响院士说,创新精神是“冯如精神”中对当今社会最具现实意义,最应被传承、倡导和发扬的精神之一。

    飞机发展史的几个主要里程碑

    初期的飞机都使用的是单台发动机,在飞行中,常常会出现发动机突然关车的故障。这对飞行安全始终是个威胁。1911年,英国的肖特兄弟申请了多台发动机设计的专利。他们的双发动机系统,能使每一个飞行员都不用担心因发动机停车而使飞机下降。这在航空安全方面是一个重大的进展。人们把按照肖特专利制造的第一架飞机称为“3·2”型飞机。这个名字告诉人们,这种飞机装有3副螺旋桨,2台发动机。这种飞机还装有两套飞行操纵机构,因此,两名驾驶员都能操纵飞机而不必换座位。

    1927年至1932年中,座舱仪表和领航设备的研制取得进展,陀螺技术应用到飞行仪表上。这个装在万向支架上的旋转飞轮能够在空间保持定向,于是成为引导驾驶员能在黑暗中、雨雪天中飞行的各种导航仪表的基础。这时飞机中就出现了人工地平仪,它能向飞行员指示飞机所处的飞行高度;陀螺磁罗盘指示器,在罗盘上刻有度数,可随时显示出航向的变化;地磁感应罗盘,它不受飞机上常常带有的大量铁质东西的影响,也不受振动和地球磁场的影响。这些仪表以灵敏度高、能测出离地30多米的高度表和显示飞机转弯角速度的转弯侧滑仪,此外还有指示空中航线的无线电波束,都是用来引导驾驶员通过模糊不清的大气层时的手段。

    飞行仿真器又称飞行模拟器,它是一种可以在地面模仿飞机飞行状态的器具。1930年,美国人埃德温·林克发明了第一个飞行仿真器,并且以自己名字命名为“林克练习器”,尽管它存在着技术上的缺陷,但它已经体现了不使用真实飞机就能安全、经济地反复进行紧急状态动作训练的优点。如今现在的飞机模拟器已经由计算机、模拟驾驶舱、运动系统、操纵负载系统和视景系统等组成。是现代航空科研、教学、试验等不能缺少的技术设备。

    1910年12月10日,在法国巴黎展览会上,有一架飞机在表演时坠毁。驾驶员被抛出燃烧的机舱。但是,这架飞机却引起人们很大关注。因为它使用的一台新型发动机。设计者就是飞机驾驶员本人,他是罗马尼亚人,名叫亨利·科安达,毕业于法国高等技术学校。他设计的发动机是用一台36750瓦的发动机,使风扇向后推动空气,同时增设一个加力燃烧室,使燃气在尾喷管中充分膨胀,以此来增大反推力。这就是最早的喷气发动机。

    20世纪30年代后期,活塞驱动的螺旋桨飞机的最大平飞时速已达到700千米,俯冲时已接近音速。音障的问题日益突出。苏、英、美、德、意等国大力开展了喷气发动机的研究工作。德国设计师,奥安在新型发动机研制上最早取得成功。1934年奥安获得离心型涡轮喷气发动机专利。1939年8月27日奥安使用他的发动机制成He-178喷气式飞机。

    喷气发动机研制出之后,科学家们就进一步让飞机进行突破音障的飞行,经过10多年之后这项工作终于被美国人完成了。

    1947年10月14日在美国加利福尼亚州的桑格菲尔地区,贝尔公司试飞能冲破音障的飞机。上午10时,一架巨大的B-29轰炸机,在机舱下悬挂着一架造型奇特、好像“带翅膀的子弹”的小飞机起飞了。这架小飞机就是在航空史上最著名的名为X-1的火箭飞机。X-1飞机装有4台火箭发动机,总推力2700千克,使用的燃料是危险的液氢和酒精。当它被B-29轰炸机投放了的时候,X-1的4台火箭发动机相继点火,声如雷鸣。当飞机发动机启动1分28秒后,马赫数达到了人类航空史上的新纪录——1.0,飞机达到了音速。这时,X-1飞机的燃料几乎用尽,速度变得更快,达到马赫数1.06,这时的高度是13000米。尽管试飞成功,但由于X-1飞机不是靠自身的动力起飞升空,这个纪录没有被承认。但是,由此人们实现了跨越音障的梦想,人类航空史从此进入了跨音速时代。知识点单翼机仅有一个主机翼的飞机为现代飞机的主要形式。按是否带有撑杆,单翼机可分为带撑杆的单翼机和不带撑杆的张臂式单翼机。应用最广泛的是张臂式单翼机,张臂式单翼机通常简称为单翼机。按机翼相对于机身上下位置的不同,张臂式单翼机又可分为上单翼飞机、中单翼飞机和下单翼飞机。

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