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飞机 插翅难飞 |
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载人风筝 在北齐的历史文献里，我们看到了关于载人风筝的最早的确切记载。北齐只存在了27年（550～577），历史短暂而不引人注目。下面将叙述到的事件发生在我国历史上结束分裂实行第三次统一的时候，也是被史家认为黄金时代的开始之际。而在同一时期，欧洲还处在黑暗时代的痛苦之中。 载人风筝的史料讲述了一个耸人听闻的事件：北齐的第一个皇帝高洋（在位时间是公元550年至公元559年）有计划地杀害了拓跋和元氏两个家族的全部成员。这两个家族是南北朝时魏国的统治者。高洋在位的最后一年里，这两个家族至少有721人惨死在他的圣旨下，而高洋杀人的方法是别出心裁的。 高洋信仰佛教，他经常去首都邺西北的金凤台参加庆祝佛教圣职的授任仪式，邺在现在黄河北岸的临漳县附近。在古代，表示虔诚的做法之一是“放生”，例如将鱼或鸟捉到后把它们放掉。佛教认为只有这样做了，那么人才积了功德。在高洋参加的庆祝佛教圣职授任的仪式上，他创造了一种称之为 “放活物”的做法，这无疑是中国一位最坏的皇帝采取的最邪恶或者说最疯狂的做法的一个典型的事例，他所谓的“放生”的含义也是与众不同的。 他“放生”的“活物”就是他的政敌，即拓跋和元氏两个家族的人。他的做法是让他们从30米高的塔上跳下去。正史是这样记载的： “他召来许多死囚，将他们绑在作为翅膀的大竹席上，然后令他们由塔顶飞到地上，称 ‘放生’。所有这些囚犯都死了。可是这位皇帝却哈哈大笑，视为乐事。” 以后，他继续实施空中飞行的方案，进行了更令人震惊的试验。公元559年，即他在位的最后一年，他不断地让判死刑的囚犯从金凤台上跳下去，把他们当做载人的风筝的实验飞行员。一位魏国的王子，元氏家族的一位著名人物，随同风筝在空中飞翔达13公里远。反映这一时期的历史名著《资治通鉴》里叙述了这件事： “高洋使元黄头与其他囚犯从金凤台各乘纸风筝（纸猫头鹰）向下飞。只有元黄头一人飞得远至紫陌，他在那里降落到地上。但后来他被交给御史中丞毕义云，毕义云让元黄头饿死了。” 葛洪是一位具有多方面才能的科学家，他探索自然界的各种现象，特别醉心于天文学和地质学。他喜欢标新立异，多次强调有关自然界的传统观点是不恰当的。公元303年，当他年轻时，他镇压了那时的起义者，从而使他初露头角，名扬四海。多年以后，正是因为他年轻时的这些功绩而被授与爵位。但是他对官场上高升不屑一顾，断然拒绝了对他的封赠。他不遗余力在科学上进行探索，并和当时最有名望的学者相处甚好。 下面是一段有关公元4世纪载人风筝的文字，文中把葛洪称为大师： “有人问这位大师关于登到高处冒着危险远行的道理时，这位大师说：……有人用枣心木为飞车，用牛皮带结在环剑上，以发动机器。还有人有这样的想法：制作五蛇、六龙和三牛，以对付 ‘强风’而乘之，一直上升到20公里的高度。这个区域称为 ‘太清’。太清中的气（由空中发出，也许是风）极其强劲，因此它能胜过人的力量。老师（我们不知道葛洪在这里是指谁，可能是指道家哲人庄子）说： ‘此风筝（鸟）螺旋式向上飞，越飞越高，然后只需伸展两翅，不再拍打空气，就可以自行前进，这是因为它依靠 ‘强风’滑行。以龙为例吧。龙开始腾空时是靠云为阶梯，当它们达到20公里高度时，它们就可以不费力地向前冲去——滑行。’此话出自仙人之口，流传于百姓之中，而凡人是不知道的。” 多少世纪以来，道家总是居住在云雾飘渺的深山道观里。在那里，道长们把各种传说口头传给徒弟，但许多深奥的学问无法用文字记录下来。载人风筝这一思想不仅对这些居住在山高风大的深山上的早期飞行专家很合口味，而且很可能是他们的一种极为重要的追求，一种在秘密中实施的追求。古代圣人不会愿意告诉路人，他们是如何在山洞里提炼长生不老药以及如何炼金的，更不会愿意透露给别人他是如何模仿鸟勇敢地飞上天空的。正是因为这些，道家现在被认为是我国最早的原始科学家。 公元18世纪，载人风筝在我国已经广为流行。在马可·波罗的《马可·波罗游记》里，我们读到了下面极富戏剧性的场面： “我们来告诉你，当一只船决定开船前，是如何来预测生意好不好的。船主用柳条制作一只筛筐，筛筐的四边及四角系上绳子，一共八条，它们的另一端系上一条长绳子。接着是找来一个傻瓜或醉鬼，把他们绑在柳条筛筐里，由于他们不是精神错乱，就是被弄得不知所措，所以他们不会意识到自己所面临的危险。这件事只有等到有大风的时候才能干。到时候劲风会把载人的柳条筛筐送上天空，而地上的人就握住长绳。假如空中的筛子偏离了风向，下面的人把绳子拉一下，这样筛筐就飞得高一些。当出现倾斜时，下面的人又拉一下绳子，筛筐又平稳了，接着又升高，最后又放绳子。总而言之，就是以这样的方法使筛筐愈飞愈高。如果手里的绳子够长的话，筛筐一直可以飞到看不见。这种占卜术可理解为：如果柳条筛筐直飞天空的话，那说明占卜者的船会碰上好运气的。……但是，如果万一筛筐飞不起来的话，那没有一个商人会愿意上这条船的。” 这肯定是历史上最稀奇古怪的财运占卜术！ 在现代，人们也进行载人风筝的飞行。自从公元1895年波科克进行多次尝试后，在欧洲许多人也做了试验。公元1894年，B·F·S·巴登·鲍威尔成为进行载人风筝飞行并且取得完全成功的第一个欧洲人。从历史文献的角度来说，如果说公元559年中国元氏家族成员成功的飞行是世界上首次载人飞行的话，那么在我国和欧洲首次飞行之间竟相隔了1335年之久！ 今天，普通人进行滑翔飞行已十分流行，这就使人们对我国早期的载人风筝飞行更加信服。熟练的滑翔员十分清楚葛洪提到的气流的特征，知道如何利用热气上升到大约610米的高度，简单地说就是如何盘旋上升。就像葛洪所说，把云层当作阶梯，盘旋着愈飞愈高。当然，他所说的飞到大约20000米无疑是夸大之辞。看来，我国早期的道教徒远在葛洪以前，也可能在2000年以前，已经取得了载人飞行的成功，至少飞到了约610米的高度。即使我们把葛洪的前一世纪看做是我国首次飞行的年代，我们仍必须承认至迟在公元250年，或者说早在1700年以前，我国就已经有了载人风筝的飞行。 火龙出水和飞空砂筒 二级火箭和往返式火箭是火箭技术史上的两大发明，二者均产生于 14世纪、15世纪时的明代。当时使用的“火龙出水”即是最早的二级火箭，“飞空砂筒”即是最早的往返式二级火箭，开了现代多级火箭和回收式火箭技术之先河。 火龙出水的制作方法是：用长5尺（约1.6米，明代一尺相当于32厘米）的毛竹，去掉竹节，使毛竹上下贯通成竹筒，再用铁刀把筒刮薄；前端接一个用木头雕成的龙头，后端雕成龙尾状；龙口张开向上，腹内装神机火箭数枚，龙头上留一个眼，将火箭上药线俱总在一处；龙头下两边各装火箭筒一个，火箭筒重一斤半 （约885克，明代一斤约相当于590克），火门下垂，底向上，用麻皮、鱼胶缚定；龙腹内火箭药线由龙头留眼处引出，分开两处，用油纸包裹好，装钉于龙头上，并与龙头下的火箭筒底通连；龙尾下两边亦用火箭筒2个，与龙头下的火箭筒一样装缚；把4个火箭筒的药线总汇一处，捻在一起，即成。水战时，可离水面1米多高处点燃火箭筒，如火龙出于水面，可飞行1000～1500米远。火箭筒内装火药将燃尽时，又点燃龙腹内的神机火箭，火箭射出，敌方“人船俱焚”。亦可于陆战时使用。 飞空砂筒分为往返装置和发射筒两个部分。往返装置以薄竹片为身，制成圆筒，长2.24米，筒径4.8厘米；上装火箭筒两个，筒口颠倒相向，前筒口向后，后筒口向前；前筒头上装置大爆竹一个，爆竹长22.4厘米，径2.24厘米，爆竹的药线与前火箭筒内通连，外用夹纸三五层把爆竹与前火箭筒圈包在一处；爆竹的外圈装有毒砂，毒砂用细砂或石粉与毒药炒制而成；毒砂与爆竹封糊严密，若水战用则在顶上装倒须枪，若陆战用就不必安装倒须枪；后火箭筒药线与爆竹相连。发射筒用大毛竹制成，旧称之为“溜子”。使用时，先点燃前火箭筒，往返装置射出，倒须枪刺入敌船帆，并钩住，敌方必齐往救，而爆竹爆炸，毒砂溅洒，伤敌眼睛，其后火箭筒发动，飞回本营，使敌方莫知所以，造成恐慌。飞空砂筒的设计思想确实是巧妙高明，令人赞叹叫绝。 巨型“飞鱼” 1784年7月6日，法国巴黎的近郊，人们三三两两神情紧张地聚在一起，时而仰望天上，时而又蒙起眼睛。忽然，有人大声叫了起来：“那飞鱼掉下来了！”于是，便有好些胆大的人向一片旷地奔去…… 他们在干什么？ 他们在看天上出现的一个奇异景象：一条约有16米长、10米直径的大 “飞鱼”，正在空中浮沉。原来，这天，法国人罗伯特兄弟正在作世界上的第一次飞艇试验。 在此之前，他们的同胞蒙哥费尔兄弟已成功地进行过载人的气球飞行。可气球并不能控制飞行方向，作为一种游戏或表演，是挺精彩的，要想利用它来进行空中的交通运输，就不行了。罗伯特兄弟萌生了这样的念头：在气球上配备推进器材，使它定向飞行。 罗伯特兄弟认为，气球在大气中沉浮和鱼儿在水中游弋的原理是一样的。他们便把自己的气球做成水滴形的，长有16米，直径10米，气囊容积940立方米，充满氢气后可以带着数百公斤的重物升上天去。 7月6日，第一次试飞开始了。气囊里充进氢气之后。这鱼形气球便顺利上升了。吊篮里的7个人用力划着木框上蒙着绸布做成的大桨，控制着气球的航行，这条巨型“飞鱼”居然能笨拙地在空中转向了。然而，还未等他们发出欢呼，罗伯特兄弟发现，事情有点不大妙了——气球一直在缓缓上升，那气囊逐渐胀大起来，马上就要爆炸了！ 原来，气球愈向上升，大气压强愈低，外边大气压一小，氢气球体积就要膨胀。一旦气球胀破，这些试飞者的命运是可想而知的。情急之下，罗伯特抓起一把匕首，冒着极大的危险，攀上吊绳用力刺破气囊。随着长长的“卟—”声，氢气泄了出来，气球终于安全地降落下来。 两个月后，罗伯特兄弟驾着装有放气阀门的气球升上了天空。这次，他们连续飞行了7小时，按照计划着陆了。罗伯特兄弟的这种可以操纵方向的气球便是飞艇，而且，他们设计的飞艇外形很合理，符合空气动力学的原则，以后人们制造的飞艇，基本上都取这种外形。 到19世纪时，由于新的动力机械的发明，飞艇的制造跃上了一个台阶。 1852年，在巴黎郊区，有一艘44米长的飞艇起飞了。它上面安装了一台蒸汽机，能以每分钟110转的速度带动一个直径3米多的三叶螺旋桨，推动飞艇以每小时9.4公里的速度航行。只是这艘飞艇的导向装置不大理想，所以在结束飞行时，居然不听人的指挥了，不肯飞回起飞地点去，结果落到了一个牧场里，压死了8头奶牛。 1884年，仍在巴黎，一艘51米长的“法国号”飞艇上天了。它装有一只电动机，带动直径有5米的大螺旋桨，最大航速可达每小时24公里。它顺利地在巴黎上空进行了25分钟的飞行，并且准确地飞回了起飞点。 在飞机问世以后，由于飞艇具有结构简单、操纵方便、载重量大的优点，因此继续得到发展。1917年，德国曾用飞艇向非洲运送药品，往返 13 000多公里。它的这种远航和载重本领真是令人啧啧称奇。 在第一次世界大战期间，飞艇还被用来完成侦察、通讯和扫雷、轰炸等多方面的任务。它怎样进行轰炸呢？说来也挺逗人的，就是在飞艇吊篮里放上一些炸弹，等飞到敌方阵地上空时，就由人拿起来一枚一枚往下丢。由于担心受到地面枪支的射击，飞艇不敢飞得很低，所以这种轰炸的准确性很差。只是炸弹从天而降，“砰砰砰”地炸得人心惊肉跳，在心理上很有些威慑作用。 本世纪30年代，飞艇达到了它的最盛时期。1936年，德国制造了堪称当时奇迹的“兴登堡号”飞艇。它长242米，下面的吊厢可载旅客72名，有单人和双人仓室，仓室里附有可供应冷热水的浴室，有一个大餐厅和一个小客厅。在吊厢两侧还有走廊，旅客们可以像在海船的甲板上那样散步，隔着玻璃窗观看天上人间的美景。 “兴登堡号”共飞行了63次，其中有37次是横渡大西洋，它能以每小时130公里持续飞行14000多公里，这真叫海面上的轮船看见了就觉得惭愧。可它在大上只神气了一年多，1937年5月6日，“兴登堡号”停留在美国新泽西州莱克赫斯特上空时，尾部突然起火，几秒钟之内，“兴登堡号”就变成了一团火球慢慢落地。 这次失事，不仅有36人死亡，也宣告了“飞艇时代”的结束。因为那时的飞艇充的都是氢气，氢气易燃易爆，有时在高空中遇到雷电风暴也会起火爆炸。“兴登堡号”失事之前，飞艇已发生了类似的事故多起，此后，便没有人再敢问津飞艇了。 80年代以来，飞艇在天空中“东山再起”。由于高强度材料的出现，以及用安全的氦气代替氢气来充入飞艇，使飞艇有了新的生命力。由于飞艇是依靠气囊的浮力来升空的，艇上装的发动机只提供向前飞行的动力，所以在与飞机载重量相同的情况下，飞艇所用的动力仅为飞机的二十分之一。而且，飞艇可以连续飞行数天乃至数十天，这更是飞机望尘莫及的。 现代飞艇可以在许多领域里大显身手，随着生产的发展，近来出现了许多重数百吨的大型机器设备，运输这些个子大、份量重的设备是个难题。就是能找到大型车辆，也很难找到承受得住这么重的道路。于是人们就请飞艇来帮忙，它可以毫不费力地将这些重物运到目的地，既不必修路也不用架桥。 眼下，有人还在设想建造核动力超级飞艇。这样的飞艇，戴重量可达2000吨以上哩！ 微型热气球 在公元前2世纪，我国古代劳动人民就利用蛋壳制作了微型热气球。在那个时期写的《淮南万毕术》一书里提到：“用一个鸡蛋，敲开一个小洞，把里面的汁液倒出来，然后把点着的艾蒿放到蛋壳中，待大风来时，举到空中，它就会随风高飞而去。” 艾蒿是一种十分普通的野草，干草秆可以当柴烧，也可碾成粉末后作为香的燃烧剂。 在我国的著作里很少提到应用热气球的原理。也许大家已经习以为常而不再去注意。但在中世纪，热气球实际上在国际上已得到了应用。在欧洲的编年史里多次提到龙状的热气球，它们或者作为一种信号，或者作为蒙古军队在公元1241年里格尼兹（普鲁土城市）之战中使用的军旗，其制作原理完全可能来自我国。 一位于公元 1939年至公元 1949年侨居中国云南省丽江地区的名叫彼得·古拉特的外国人，目睹了放纸扎灯笼状热气球的情景，他写道： “在雨季到来之前的关键的7月，有许多节目。稻子已经种下去了，人们没有多少事可干。年轻人在晚上不是跳舞，就是放 ‘孔明灯’（一种点亮的灯笼）。在白天，到处可以看到年轻人在一起用粗糙的油纸扎着气球。扎好后放在阳光下晒干，到晚上就可以用了。人们成群结队地赶来观看。一小捆点燃的松明 （松树枝）系在气球的下面，气球徐徐上升。气球飞得越高，就证明放气球的人运气越好。有些气球的确飞得很高，像红星那样在夜空中漂浮达好几分钟之久。最后，整个气球被点燃，掉了下来。有时差不多有20来只气球在夜空中飘动。这种活动一般约持续两个星期，这是非常有趣的。” 风筝妙用 风筝最早诞生在中国，已经有2000多年的历史了。 当时的风筝，主要被用作作战工具。例如有人用风筝来测量敌方营寨的距离，还有人用风筝作为军事联络信号等。 在欧洲，风筝的出现大约在1326年前后。当时，欧洲人也是将风筝作为武器而设计的。据资料记载，有人用风筝向敌方投放燃烧物，打得敌军狼狈逃窜，溃不成军。 还有用风筝载人的故事。据说，英国有一个名叫乔治·波科克的教师，制造了一个很大很大的风筝，然后，让他女儿坐在风筝上，由一辆马车拖着，很快，风筝飞上了天空。人们看到这一情景，欢呼雀跃。 苏伦斯·哈格雷夫是澳大利亚人，他可称得上是一个风筝专家，他一生中做过许多种风筝，还常常出奇制胜，发明各种新型的风筝呢！1893年，他制作了一种箱式风筝，这种风筝看似简单，但是升空力和稳定性却比传统风筝都要强。以后，欧洲早期的许多飞机和滑翔机都采用了哈雷夫设计的这种箱式风筝作为机翼，用以产生升力。 就是飞机出现以后，人们偶然也还使用风筝。例如，第二次世界大战中，有一次，法国人的潜水艇为了侦察敌方舰船的动向，光靠潜水艇上的潜望镜是无能为力的，将潜水艇浮出水面也无济于事，怎么办呢？他们急中生智，用载人风筝升上茫茫海面，终于找到了目标。 此外，风筝还被气象学家作为一种廉价而有效的运载工具，把气象仪器送上高空，探风测雨。当然，风筝只能在有风的时候大显身手，否则它出是一筹莫展的。 热气球升空 你听说过“孔明灯”吗？据说这玩意是由诸葛亮发明的，在中国占代曾被用作军事信号而广为流传。“孔明灯”是用竹子扎成骨架，外面用纸糊成一个灯形，在它的下方用松脂点火，所以又称为“松脂灯”，随着热烟在纸灯内聚集，灯就飞向空中，升得很高很高，夜间从很远的地方也能清楚地看到它。从原理上来说，“孔明灯”可以说是热气球的雏形。 直到1782年，这种现象才引起了法国的一个造纸工人约瑟夫·蒙特哥菲尔的兴趣。 有一天，蒙特哥菲尔又对着壁炉陷入了沉思。 “咦，为什么炉中的烟和火星从烟筒中散出去？这种事情每天都发生，我怎么一直没有注意到它呢？我能不能利用这些热的气体将其他什么东西升上去呢？”一连串的问题引起了蒙特哥菲尔极大的兴趣，他想立刻动手试一试。 于是，他动手用绸布做了一个口袋，一只手拿着口袋，另一只手在口袋下面点了一把火，热空气慢慢地进入了口袋，口袋鼓了起来，他试着将手松开，“嗨，口袋升上去啦！” 果然，那只口袋在屋子里晃晃悠悠地升了上去，一直升到天花板，一会儿才慢慢飘落下来。 蒙特哥菲尔好像发现了新大陆一样，他兴奋地把这一发现告诉了弟弟约瑟夫·埃蒂尼。 “我们再做一个大一点的，到外面去试一试，好吗？”埃蒂尼急不可待地对哥哥说。 他们将新做的口袋拿到室外又进行了一次试验，这次这个口袋上升到了大约20米高。 “应该做一次公开的表演，让大家都知道我们的发明。”弟弟埃蒂尼又一次提出了自己的意见。 这一次，他们做了一只直径大约有30米的巨大气囊，用的材料是亚麻布和纸。 1783年6月4日，他们将这个大气囊拿到了一块空地上，前来看热闹的人很多，他们都想看看他们哥俩的表演。 他们点燃了火堆，并使热空气将瘪瘪的气囊慢慢鼓了起来。当气球充满热气时，8条大汉才勉强把它拉住。 “一、二、三，松手！”随着埃蒂尼一声口令，8条大汉一齐松了手，气球升上了天，上升到1800米的高度，并且飘移了1500米的距离才降落到地。 约瑟夫兄弟成功以后，立刻向法国巴黎科学院报告了他们的成就，巴黎科学院邀请他们到首都巴黎去表演，让更多的人看到热气球升空的奇观。 经过一段时间的精心准备，他们哥俩制作了一只高达22.8米的气球，而且气球上画了许多装饰图案，因为他们知道，国王路易十六和王后也将亲临观赏。 1783年9月19日，秋高气爽，阳光灿烂。在巴黎的凡尔赛宫前，围观者人山人海，约瑟夫哥俩做好了一切准备，只要国王和王后一到，马上就可进行。 这次他们在气球下吊了一只笼子，准备在笼子里放一头绵羊、一只公鸡和一只鸭子。 一切准备就绪，国王和王后来了，围观的人群顿时发出了欢呼声。 约瑟夫哥俩把3只家畜放入笼子，随即点燃了火堆。 气球在人们的欢呼声中徐徐升空，在空中飞行了8分钟，最后在2500米以外的地方降落下来，经过检查，3只家畜只受了一点轻伤。 “成功啦！好样的，约瑟夫！”人们大声叫道。 路易十六国王将圣米歇尔勋章授予了约瑟夫兄弟：“你们为法国做了一件十分有意义的事，我感谢你们。” 动物试飞以后，他俩又积极准备进行载人飞行。按照国王的意图，他们需要制作一只更大的新气球，能够载两人升空。那么，让哪两个人进行这种冒险的试验呢？这可是一件具有生命危险的差使。国王想让两名被判处死刑的罪犯乘气球飞行，如果飞行成功，便赦免他们。但是，国王的意见却遭到了一个名叫德·路泽尔的人的反对，他是一名气球飞行的积极支持者。 “这怎么行呢？”路泽尔大声辩论道，“我们怎么能把第一个升空飞行的荣誉给一个罪犯呢？这不是亵渎吗？如果没有人敢试，我上！” 终于，国王接受了路泽尔的意见，同意先让他一个人升空试一下。 1783年10月15日，路泽尔乘坐在气球上，升到了26米的高度，在空中逗留了大约四五分钟。载人热气球终于成功了！ 路泽尔的行为，鼓舞了人们飞向天空的勇气，一时间，气球热从法国传到了英国，又传到了美国，人们纷纷将这项活动视作一种时髦。 在气球的发源地法国，当蒙特哥菲尔兄弟在故乡公开试验热气球的消息传到巴黎，法国科学院便立刻拨款委托年轻的物理学教授夏尔帮助他们尽快成功。夏尔教授错误地认为热气球不可能上天，只能利用比空气还轻的氢气充填在气球内，气球才可以浮升起来。 于是，夏尔教授参考热气球的设计，自己开始制造氢气球。1783年8月26日，第一只不载人的氢气球升上了天空，这次飞行以后，夏尔又对氢气球作了一些改进。 1783年12月1日午后1时45分，夏尔和制作氢气球的罗伯特兄弟之一乘氢气球从巴黎升空，翱翔了2小时，行程43千米，降落在巴黎郊区的田野里。然后，夏尔一人再次起飞，气球一直升到2750米的高度，飞行持续了35分钟以后安全着陆。这是人类历史上氢气球第一次载人飞行。 以后，有人开始在气球上对云层进行气象观察记录；又有人开始把气体从气球中放出来使之下沉，或将气球下吊的篮子里的沙袋抛掉使它上升，进行大胆的气球操纵。这些有趣的实验，甚至吸引了贵妇人和小姐们，她们也希望能乘坐气球上天消遣一番。 但是，氢气易爆燃，易散逸，它逐渐地被氦气所取代了。 1935年，美国制造了“探险者2号”同温层气球，其中充填的就是氦气，它的容积达15万立方米，直径为28米，可以上升到2.2万米的高空，对宇宙射线、太阳光谱、对流层边界和地球凸度等进行考察。 今天，气球仍是科学家们进行科学研究的一种有用工具。例如，气象学家定期发放气象气球，利用它上面的探测仪器进行气象观测；甚至宇航员也将气球作为探测行星的重要工具呢！科学家可以从绕金星飞行的探测器上释放出气球，气球下吊装着探测仪器，它们在金星大气中飘浮，探测仪器将各种信息数据和拍摄到的照片传送到绕金星飞行的探测器，探测器再将这些信息数据和照片发回地球。 气球真是一种有用的飞行器啊！ 飞艇的发明 气球在天空飞行，只能随风飘动。为了改变这种状况，人们开始了新的探索：能不能在气球上装一个动力装置？ 于是，人们设法在气球吊篮上装一台发动机，并且带有螺旋桨，由此推动气球向前飞行。当时人们称这种飞艇为“可操纵的气球”。 这种飞艇从19世纪初起，首先在英国和法国兴起。1816年，有两个瑞士人在英国设计了一艘飞艇，它的外形犹如一条鱼，但是没能飞上天。后来，一位名叫蒙克·梅森的英国人制造一个模型飞艇，它是用发条装置来驱动螺旋桨作为动力推动的。经过试验，这只模型真的飞了起来，速度每小时仅 8千米。虽然梅森的飞艇模型不能载人，没有什么实用价值，但它却是飞艇发展史上的一个转折点。 1851年，法国人亨利·吉法德设计制造了成了第一艘可操纵的飞艇，它的外形像一枝雪茄烟，飞艇长44米，直径12米，上面装有一台蒸汽发动机，用以驱动一个有3个螺旋叶的螺旋桨。 1852年9月24日，他将庞大的飞艇运到了巴黎马戏场，准备在那里起飞。 一切准备就绪。 “预备，点火！” 刹时间，发动机隆隆响起，飞艇徐徐上升。 “祝你成功！祝你一帆风顺！”人们大声地祝贺道。 这一次，吉法德的飞艇以每小时8千米的速度飞到了28千米以外的特拉普斯。 以后，由于内燃机的发明，更使飞艇如虎添翼，对飞艇发展提供了动力保证。1872年，奥地利人保罗·海因莱因操纵一艘使用内燃机推动的飞艇进行了飞行，它的发动机是用煤气作为燃料的。 在飞艇的早期历史上，最成功的飞艇是由法国人于 1884年设计的“法国”号，这艘飞艇长51.8米，速度达到了每小时19.3千米，而且可以全向操纵。 “法国”号的问世标志着法国在飞艇研究方面已处于领先地位，但是不久，由于一名飞艇天才的出现，才使领先地位让给了德国。这位飞艇天才就叫费迪南德·冯·齐伯林。 齐伯林于1838年7月8日出生于德国的一个伯爵家里。1857年，19岁的齐伯林参了军，在军队里工作了30年，当上了中将。以后他被解了职，回到了家里。人们以为他会从此隐姓埋名，不再干抛头露面的事。孰料，恰恰相反，齐伯林非但没有这样做，而是将自己的全部精力都投入到了飞行事业方面去了。 齐伯林开始设计一种新式飞艇，他相信这种飞艇的性能一定会优于以往的任何飞艇。 一晃两年时间过去了，齐伯林终于完成了设计工作。他想把自己两年的结晶献给他曾效力过的军事当局，谁料却遭到了拒绝，这可真伤了他的心。 于是，齐伯林决心自己建立一个公司，制造自己的飞艇。 齐伯林在康斯坦茨湖上建造了一个浮动工棚，开始制造“齐伯林式飞艇”。经过努力，第一艘庞大的飞艇终于造好了。 这艘飞艇是世界上第一艘硬式飞艇，它是用轻盈而坚固的铝制作骨架，外面包一层涂胶蒙皮，而以往的软式飞艇主要是依靠气囊内气体的压力来保持外形的。“齐伯林式飞艇”的客舱和气囊连接成一个整体，并且将大气囊分隔成许多小气囊，使其总面积达到11300立方米，总升力达到13吨，比当时流行的软式飞艇大五六倍！它的长度为128米，直径11.73米，由2台发动机提供动力。 1890年7月2日，这是齐伯林终生难忘的日子，因为这一天他将试飞自己制造的飞艇。 一切准备妥当，齐伯林和其他4个人登上了飞艇，由齐伯林亲自驾驶，开动了发动机，顿时，轰轰轰的声音在飞艇周围响成一片…… 飞艇徐徐上升，平缓地向前方驶去。第一艘“齐伯林式飞艇”试飞终于成功了，它在空中飞行了约20分钟。 第一艘飞艇试飞成功以后，齐伯林又在浮动工棚内对它进行了改进。3个月后的10月17日，齐伯林又进行了第二次飞行。当时，围观者更多，其中还有一名年轻的新闻记者，名叫休戈·埃克内，他当时做梦也没有想到，日后他会成为齐伯林式飞艇的最成功的一名艇长。 5年之后，第二艘齐伯林式飞艇问世了，它和第一艘非常相似，然而遗憾的是，它的第一次试飞失败了，而且差一点酿成一场灾难。1906年1月，它又进行了第二次试飞，这次它飞行得相当出色，操纵灵便，高度达到457米，速度为每小时53千米。只是后来在空中有一台发动机发生了故障，才不得不进行迫降，在迫降过程中，飞艇受到了损坏。 在这以后，那位名叫埃克内的新闻记者在齐伯林的动员和鼓励下，也加入了飞行行列。几个月后，当第三艘飞艇建成以后，他当上了艇长，并进行了第一次成功的飞行，时间是在1906年10月9日。这次飞行可以说是非常成功的，在2个小时内飞行了97千米。 一次次的成功，使德国政府被这种飞艇深深地吸引住了，他们将“齐伯林式飞艇”用于军事、民航等方面，使之在第一次世界大战中立下了汗马功劳。 当时德国军队拥有一支称雄于世的飞艇部队，一位陆军少校向当局递交了一份从空中进攻英国的计划，建议用飞艇轰炸包括伦敦在内的英国东南沿海城市和工业中心。 1915年1月19日，德国陆军上尉林纳茨首次率领齐伯林飞艇，从1500米高度飞抵英国东部地区进行空袭，但收效甚微。他从空中向英国投下一份 “战书”：“英国佬听着，我们来过了，而且还要再来！你们不投降，就自取灭亡。” 英国人并不把它当回事，防空力量依然很薄弱。 当年5月30日夜晚，林纳茨上尉再次率队用飞艇轰炸伦敦。英国人探照灯不亮，高射炮不准，结果被德国飞艇炸死7人，炸伤31人，一些房屋被破坏，使得人们纷纷逃离市区，交通一片混乱。 英国人吸取了教训，加强了防空力量，还在伦敦东面设置了“阻塞气球”，就是将许多气球升到一定高度，用绳固定在地面，气球之间用铁索横向连结，再从铁索上垂下铁丝网，从而成为一道道空中屏障，用来阻止德国人的飞艇。 1937年5月6日，当时世界上最大的“兴登堡”号飞艇在跨洋飞行到达目的地时，由于一气囊漏气，氢气点燃，发生大爆炸，人们对飞艇从此心惊胆颤；再加上更加先进的航空飞行器的问世，飞艇被淘汰了。 随着飞机时代的来临，人们逐渐地忘记了又大又慢的飞艇。 然而，由于现代新型轻质高强不透气材料的诞生，微电子技术的发展，以及对飞机节能省油的要求越来越高，古老的飞艇又重新受到了人们的青睐，世界各国都在重新研制新的飞艇。 美国正在试制的飞艇，长达68米，是用三种新型的化学纤维材料做的，它的气动控制系统、自动排气和稳定系统以及方向推进系统都采用了先进的微电子技术。这艘飞艇试制成功以后，美国计划进一步建造一艘更大的飞艇，长130米，高46米，能吊起一个三层的舱，其中有12名操作人员，配备2台柴油发动机和1台涡轮推动机。这艘飞艇当然是为军事目的而设计的，它是星球大战计划的一部分，将在3048米的高空处，悬吊起一个平台，安装一架巨大的雷达，作为对来犯的洲际导弹的远程警戒。 除了大型飞艇，人们还热衷于小型飞艇，它可以装载警察以便在空中监视地面交通，可以吊装商业广告，可用于电视转播体育比赛……。因为飞艇不需要用飞行维持升力，可以全天候飞行，而且不会被雷达发现。 目前，人们还在研制太阳能飞艇，它的全身部都覆盖着太阳能电池，由它提供电力来驱动；人们还要研制核动飞艇，携带几千克核燃料，就可以在空中滞留几个月甚至几年时间。 今日的飞艇和昔日的飞艇确实不可同日而语了。 滑翔机的诞生 早在古代，人们就盼望着能在空中自由飞翔。在国外，15世纪意大利大发明家达·芬奇就曾设想过，人能不能像鸟一样在空中飞翔。为此，他还写出了题目为“鸟的飞行方法”的论文。 达·芬奇是一位富有想象力的科学家和艺术家，他先研究了鸟类振翅飞翔的情况，后来又研究了像蝙蝠那样的不拍打翅膀的滑翔方式，而且模仿蝙蝠设计了滑翔机，画出了图纸。 虽然达·芬奇在滑翔机研究方面已开了先河，然而后来研究空中飞行机械的人们，却把注意力集中在振翅机上，而研究滑翔机的人却较少。这样，滑翔机的研究进展缓慢。 18世纪末，日本有位名叫幸吉的裱糊匠，捉到一只鸽子，他测量了鸽子的体重和翅膀大小的关系，并依此计算出人要在空中飞行时需要多大的翅膀才行。然后用竹和纸制成大翅膀，绑在身上飞行。这时，他的这一举动正好被前来观赏樱花的人们看见，以为来了腾云驾雾的妖怪，异常惊慌，纷纷逃散。当地官吏以扰乱社会治安的罪名，将他逮捕起来。 然而，正式开始研究滑翔机的是德国人奥托·利林塔尔。 利林塔尔出生在德国的一个商人家庭，从幼年起就梦想能像鸟儿一样在空中飞翔。但他认为，人在空中飞行，像鸟儿一样拍打着翅膀肯定是不行的；如果像鸟儿在空中停止拍打翅膀时静静滑翔，也许是可行的。 于是，他就开始研究滑翔机。起初，他制作了许多小模型进行研究。 1871年，在他23岁时，为了给自己制作飞行的翅膀，利林塔尔进行了计算和实验，投入紧张的研究工作。随后，他就开始制作滑翔机实物。这种滑翔机的两只翅膀长达7米，用竹和藤作骨架，在骨架上缝着布。人的头部和双肩可以从两翅之间进入。另外，还装有尾翼。整个滑翔机重约20千克。 滑翔机的翅膀很像蝙蝠展开的双翼。利林塔尔把自己吊在滑翔机的翅膀上，从15米高的山冈上跳起。这时滑翔机随风轻轻飘在空中，像鸟儿展翅飞翔一样。接着，在300米外安全降落地面。这就是1891年滑翔机在世界上首次飞行的情况。 此后，利林塔尔更加热心研究滑翔机，在5年中先后进行了2000次以上的飞行试验。通过反复试验，他对滑翔机进行了多次改进。这些改进主要有这样几个方面：一是为了滑翔在飞行中保持机身平稳不摇，他利用所学的力学知识，对机身和翅膀的结构和尺寸进行了改进，获得了良好的效果；二是为了保证在没有迎面风的情况下，也能使滑翔机在空中飞行，他给滑翔机安装了2.5马力的发动机，作为无风飞行时的动力；三是在滑翔机上安装舵，以改变和控制飞行方向。 在没有给滑翔机装上发动机以前，科林塔尔先进行了带舵的滑翔机试验，以检查舵用来控制飞行方向的效能。 1896年8月试验的那一天，风特别大，比以往任何一次试验时的风都大，滑翔机被风吹到30米的上空。这时，利林塔尔顺利地乘风使舵，控制着飞行的方向。突然一阵狂风从侧面吹来，转眼之间，滑翔机的巨大翅膀被折断了。紧接着，连人带机摔了下来，他受了重伤。第二天，利林塔尔留下了“如果没有牺牲，任何事情都不会成功”的遗言，离开了人间。当时，利林塔尔年纪已有48岁。 利林塔尔牺牲后，他的弟子、英国人皮尔彻继承了老师的事业。不久，皮尔彻乘滑翔机成功地飞越山谷，滑翔了250米的距离。在这架滑翔机上安装了降落用的车轮，使它飞行降落更安全。 为了完成利林塔尔生前未竟的事业，皮尔彻经过刻苦钻研，终于制成了带发动机的滑翔机。然而不幸的是，皮尔彻在试验这架滑翔机时发生事故，于1899年去世。 利林塔尔的另一位弟子赫林，也一直在研究试验滑翔机。后来，他应美国滑翔机研究家夏纽特的邀请，到美国进行合作制成了滑翔机，并在美国密执安湖畔进行了飞行试验。这架滑翔机和利林塔尔的滑翔机形式相同。后来经过改进，制成了带上下复翼的滑翔机，同时还增添了水平尾翼和垂直尾翼。这种形式的滑翔机，就成了后来飞机的原型。 就在夏纽特和赫林制成滑翔机的同时，飞机的发明者美国莱特兄弟也研究制成了翼长5.5米的复翼滑翔机。 1900年，莱特兄弟在基蒂霍克海岸试验了这架滑翔机。试验中，为保持机身水平，曾费了一番周折。1901年，他们又给滑翔机安装了发动机和螺旋桨。这实际上为他们在1903年发明飞机创造了有利条件。 当时，在美国还有一位热心研究滑翔机的专家，名叫蒙哥马利。他和夏纽特、赫林一样，也制成了带水平尾翼和垂直的滑翔机，但主翼不是上下安装的复翼，而是一前一后排列的双翼。 1905年，蒙哥马利将这架滑翔机用气球带到高空，然后从1000米的高空滑翔，结果成功地安全降落。由于他连续进行这种危险的试验，终于在1911年的一次坠机事故中，献出了生命。 虽然滑翔机的发明家们在为事业的奋斗中相继献身而去，然而他们奋不顾身的研究工作却取得了辉煌的成就，为飞机的出世吹响了前奏曲。 扑翼机之梦 飞机是本世纪最伟大的发明之一。当 1903年美国莱特兄弟驾驶一架飞机，成功地飞上天空之后，人们才正式宣告：飞行之路终于畅通了。 但是，人们追寻这条路却花费了几千年的时间。这是一条艰难而曲折的路。你知道吗？人们当初刚刚迈开飞行的第一步，就走错了方向，真是出师不利。 开始人们想像鸟那样扑翼飞行，结果没有飞成。但人们从这种失败中吸取了教训，终于拨正了寻求飞行之路的航向。 大自然是人类最早启蒙老师，人类学习飞行的最早的老师就是大自然的昆虫和飞鸟。 昆虫是地球上第一批“飞行家”，它们的飞行史有3亿多年。据统计，自然界有30多种会飞的昆虫，它们尽管个体小，但飞得却极为出色，那高频扑动的翅膀，简直令肉眼难以追寻。 鸟类的出现，大约在4000万年前，现存的鸟类约有8600种，其中绝大多数都是出色的“飞行家”。扑翼飞行是鸟类最基本的飞行方式。有的鸟单位时间内翅膀扑动次数少，在空中悠闲自在地舞动着大翅；有的鸟翅膀扑动的频率十分高，有高超的本领搏击长空。 人们在想：要是自己也能长出双翅，不就可以像昆虫和飞鸟那样扑翼而飞吗？是的，人类世世代代都在寻找着这种模仿鸟儿飞行的方法。 早在2400多年前我国的春秋时代，能工巧匠鲁班，就用木头制造过鸟的模型，这就是传说中最早的人造鸟。史书上有的说它“飞了一天就坏了”，有的说它“飞了三天”。现今的航空史专家认为，这种模型充其量只是鸟的外形，说它能扑翼而飞是不可信的，因为至今人类也未曾制造出一种会不断扑翼而飞的木鸟。 木鸟只不过是一种初级的飞鸟“模特儿”，人类盼望的是自身能展翅而飞。于是，就有了“羽人”的幻想。 早在三四千年前，亚洲西部的古赫梯国就有人雕出了一种带翼的人面狮身怪兽，它反映了古人就有长翼的愿望。3000年前的叙利亚腓尼基人，也曾在铅盘上刻画出了长有翅膀的“羽人”。 在我国两千多年前的一本古地理书《山海经》中，曾描述了一个“羽民国”，那里的人长有像鸟一样的翅膀，能飞。这当然只是古人的幻想。我国山东省嘉祥县发掘出了一座距今2000年的东汉古墓，墓壁上画着许多长羽的人，他们有的长双翼，有的在地上干活，有的在天上飞。在这里，古人的幻想更形象化了。 喜爱幻想是人类极可贵的品质。有了这种品质，就会促使人类由幻想进入到科学的设计和实验，并随后亲自去实践自己的理想。 早在公元前1000年左右的古希腊神话中就有展翅而飞的传说。其中最著名的是伊卡尔和他父亲捷达尔飞行的故事。 捷达尔是希腊首都雅典一位有名的工匠，他为米诺斯国王在地中海的克里特岛上造了一座迷宫。国王为了保守迷宫的秘密，企图杀害他。他为了带儿子一起逃出海岛，便用蜡和鸟的羽毛做了两副翅膀，粘在两人的手上，然后扑动翅膀飞向天空。后来他的儿子由于飞得太高，阳光把翅膀上的蜡晒化了，掉人了地中海里，而他自己却飞到了意大利的西西里岛。这当然只是一种神话，但却反映了人类想用翅膀飞行的愿望。 我国东汉史学家班固写的一本古书《前汉书·王莽传》中，曾记载了一位飞人的真实故事。 故事中说，两千年前的西汉，在王莽当政时，他为了巩固自己的统治地位，宣布招募天下有奇异功能的人士。其中有一个人，声称自己能日飞千里，在空中窥视匈奴的情况。王莽就叫他当场试验。他于是把一对大鸟的翅膀绑在手上，然后在头上、身上都着上羽毛，从高楼扑翼而下。书中说他飞行了数百步，最后坠落到地面。这当然不是真正的扑翼飞行，连王莽也明知这种飞行没有用途，但他为了保持自己的面子，便留用了这个“飞人”。 在世界历史上，这样的飞行事例很多，但都以失败而告终。如公元875年，一个阿拉伯人全身着羽毛，从高台飞下，结果摔伤了。公元1100年，古罗马帝国首都君士坦丁堡有一个伊斯兰教徒，他用长袍的大袖子作翅膀，从一个高塔上飞下，结果摔死了。 尽管在学鸟扑翼而飞的道路上，留下了血的教训，但是人们追求扑翼飞行的壮志并没有消失，其中还有不少知名的科学家。 最著名的是15世纪意大利的天才艺术家和设计家达·芬奇。达·芬奇设计的扑翼机比他的前辈们做的要复杂得多，它的外形像一只燕子，有一双宽大的翅膀和一具三角形的尾羽。整个机械用一个丁字形的支架支撑着，人趴在支架上用手拉动双翅。可惜的是，这一设计图夹在他的书本里，当时并不为人们所知，当然更谈不上实用。直到几百年以后，有人才从他的书中发现了这个设计图，因此它只能作为一件文物而流传于世。 真正试验过扑翼机械的，恐怕要算法国的一位叫贝尼埃的锁匠。那是在公元1670年的时候，他制造了一种叫“飞行十字架”的扑翼机。这种机械是在一个十字形的支架上，各装一片可以扑的翼片，翼片用绳子和脚相连。飞行时，把十字架扛在肩上，然后用脚驱动翼片，扑翼而飞。据说，贝尼埃曾用这种“飞行十字架”飞过一条小河。但现今的飞行家认为，这种飞行机械是难以飞成的。它的扑翼功能，也远远落后于达·芬奇的设计。说他飞过小河，那最多是条小溪，而且他决不会是靠扑翼的方式飞过河，很大的可能是利用了脚的冲力，冲过了小溪流。 后来，有许多人也尝试过各种扑翼飞行方式，但都纷纷以失败告终了。扑翼机失败的教训是沉痛的，但它同时也启发人们从其他途径寻求飞行之路。 扑翼机的失败促使飞行家去思考，到底是人造的扑翼机技术不到家，还是先天不足？经过长期的观察和研究，人们终于明白：扑翼飞行是鸟和飞虫得天独厚的“专利”，人造的机械望尘莫及。 鸟儿和昆虫在长期的进化过程中，整个生理构造都适应了扑翼飞行。 鸟儿和昆虫的翅膀扑动时频率是相当高的。而且自身重量越小的，翅膀扑动的频率越高，飞得就越好。小小的摇蚊在一秒钟里翅膀可以振动900次，密蜂的双翅每秒钟也可以振动260次。世界上最小的鸟——蜂鸟，它每秒钟翅膀扑动的次数约50次，而它的体重却只有两三克，因此在鸟类中它飞得最好，不仅飞得快，而且可以在空中悬停。鸽子飞得也不错，它的翅膀每秒钟扑动5次左右。体重较大的海鸥飞得较差，它每秒钟双翅扑动约3次。鹤的体重更大，扑动频率只有每秒一次，飞得就较笨了。 比起这些昆虫和鸟儿，人和机械的重量要远远大于前者，他们飞行的本领当然连鸵鸟也不如了。 扑动是一种很费劲的往复运动，需要足够的“原动力”，也就是要有强大的肌肉力量。鸟的胸肌发达，是效率极高的“天然发动机”。一只鸽只有340克左右重，但却能发出0.0256马力的功率，折合每公斤体重可以发出55瓦的功率。这对人来说，是远远达不到的，因为即使是一个优秀的运动员，在0.3秒钟内，只可以发出1103瓦的功率。但如果他的体重为65公斤的话，那么他每公斤体重只能发出10瓦左右的功率。相比之下，人的能耐不仅小得可怜，而且只能持续极短的时间。飞行机械的重量比人更大，因此，即使能造出好的发动机，也难以使它达到鸟那样扑翼飞行的效果。 鸟类的生理结构还有一个特点：骨头特别轻。它的骨头不但空心，而且实心的骨架也是像泡沫塑料那样，呈多孔状。同样体积的一段腿骨、鸟的比兽和人的要轻1/3。而且鸟的胸骨特别发达，胸肌占全身重量的1/5，这就为它的“发动机”提供了更多的燃料，更高的频率。人骨的重量不可能人为地减轻，飞行机械的构架蒙受尽管也可以采用空心或泡沫塑料式的构造，但分量还是非常重的。此外，它不仅要装备发动机和各种设备，还要装货和载人。 鸟类还拥有一个非常适合飞行的外型，从而使它飞行时阻力最小。鸟的整个身子像个梭子，是流线型的。飞行时，它的两脚会缩到腹部羽毛之内，保持外型平滑。这样的外形，是适合飞行的理想外形。人类没有这样的体形，当然飞行时的阻力就大。不过飞行机械倒可以仿照鸟的外形去设计。从这点看，人类学鸟那样扑翼飞行尽管是失败了，但是从鸟的外形来看，它倒是人类学习飞行的一个理想“模特儿”，它启示人们，未来的飞行机械的外形必定是鸟形的。 人类扑翼而飞虽然是走不通的，但从学鸟的外形作起，人类却闯出了一条可行的路子。 人力飞机 意大利的达·芬奇在400多年以前设计制造的“扑翼机”试验失败以后，许多人认为，要靠人力飞L蓝天，真的比登天还要难，几乎是不可能实现的。可是，也有一部分人并不死心，他们百折不挠，屡败屡战，前赴后继，终于取得了成功，创造了人类航空史上的奇迹，造出了不依靠动力而只使用简单器械实现飞行的“飞人”——人力飞机。 远的且不说，这里仅说说最近半个世纪以来发生的几桩关于人力飞机的事情。 1936年，有位叫海斯勒·维林吉尔的德国人，制造了一架“自行车式”的人力飞机，试飞时飞到了5米高，飞行了450米远，在空中飞行的时间达到20秒。 1959年，一位名叫亨利·克瑞默的英国实业家为了奖励人们进行“人力飞行”，特设了一项数额为5000英镑的奖金。其具体要求是：在离地面3.05米的空中，绕两根标杆（彼此相距805米）做一个“8”字形路线的飞行。两年以后，即1961年11月，英国南安普敦大学萨姆派克小组的海特菲尔德创制了“海鸭号”人力飞机；第二年即1962年，“海鸭号”创造了飞行距离达853米的飞行纪录，但还未达到克瑞默规定的“8”字形飞行路线的要求。 过了几年，亨利·克瑞默又把奖金的数额先后提高到10000英镑和15000英镑，并且宣告：世界各国的人都有机会获得这一奖金，而不局限于英国人。 1972年，英国皇家空军飞行上尉约翰·波特驾驶的“丘比特号”人力飞机，创造了飞行距离达1071米的纪录。 四年以后，即1976年6月，日本的木村秀政博士与东京大学的学生们一道，共同造出了一种“鹳式”人力飞机。这种人力飞机在试飞中完成了 180°的大转弯飞行，从而在完成克瑞默规定的飞行方面从技术上有所突破，不过也还没有达到“8”字形飞行路线的要求。1977年1月，“鹳式”人力飞机在试飞中创造了平飞2093.3米的新纪录。这种人力飞机的着陆轮是一个直径27英寸的自行车轮子，它通过一条链子可将脚踏的能量传送到2.5米高处的螺旋桨推进器上，螺旋桨的转速可达每分钟210转，其飞行时速可达30.9千米。 就在这一年，即1977年8月23日，美国加利福尼亚州帕萨迪内市空间科学家保罗·麦克雷迪创制的“蛛丝神鹰号”人力飞机，由青年自行车运动员布赖恩·爱伦驾驶，只用了7分27.5秒的时间，飞完了21738米的距离，并胜利地完成了“8”字形航线的飞行，从而荣获克瑞默奖金。这种人力飞机的构架是由铝管制成的，用一根较长的传动链条将脚踏力矩传送到3.66米高处的螺旋推进器上。着陆轮一前一后，其直径只有127毫米。还设有一个控制盘，通过转动平衡器来控制偏航。此外还借助于离合杠杆弯曲机翼来实现转向。 麦克雷迪并没有就此而终止他的研制和试验工作，他决心要实现用人力飞机飞越35千米宽的英吉利海峡这一宿愿。他对自己的“蛛丝神鹰号”人力飞机从结构上做了一系列的改进。首先是尽可能减轻飞机的重量，用石墨纤维管取代轻质合金管，使机重从32千克降低到25千克左右，同时还使飞机的结构强度得到了提高。其次是减小机翼面积，使机翼的几何形状由宽变长，同时降低了螺旋桨的转速，这样一来就使飞机在前进中所遇到的空气阻力减少了一半。第三是合理使用脚踏力——飞机上设有两套脚踏系统：其中一套通过塑料链条直接带动螺旋桨的齿轮；另一套塑料链条通往“力矩平衡器”，使飞行时速从18千米提高到22千米。改进后的人力飞机起名叫“轻灵信天翁”。 驾驶飞机的自行车运动员布赖恩·爱伦身高1.82米，他在通过长期的刻苦磨炼之后，有着惊人的体力和毅力。在1979年6月12日那天，爱伦在起飞前表现得非常的镇静和顽强。他驾驶着“轻灵信天翁”人力飞机，经过两小时49分的搏斗，于上午8点40分安全到达法国的格里斯内角海滩。1979年6月12日在世界航空史上竖起了一块新的里程碑，它被人们誉为航空史上的奇迹而载入史册。 莱特兄弟与飞机 莱特兄弟是美国俄亥俄州代顿市人。哥哥韦伯·莱特生于1867年，弟弟奥佛·莱特比他小4岁。年幼时，父亲曾送给他俩一架用飞行陀螺制作的、用橡皮筋做动力的直升飞机玩具，兄弟俩爱不释手，依照着做了好几架。 由于家境贫困，兄弟俩都没有受到高等教育，只能靠修理自行车维持生计。原来，莱特的祖先200年前来到美国，而后创办了莱特股份有限公司，设计并生产了“开路牌”自行车。但是随着家境的日趋衰弱，到莱特兄弟俩这一代，早已今非昔比了。 后来，弟弟买了一台印刷机，开始了自己10多年平静的生活，哥哥没有超过弟弟，只能跟着弟弟忙于每周一期的报纸。第二年，弟弟同另外3个同事创办了日报。 1896年，利林塔尔从滑翔机上摔死的时候，哥哥29岁，弟弟25岁，他们是从自己的报上得到这意外消息的，感到很难过。原来平时兄弟俩也十分热心飞行研究，经常阅读讨论有关飞行的报道和文献，关注着飞机研究的进程。虽然他们文化不高，但却勤于学习，善于钻研。 就在这时，一连串的飞行失败消息传了过来：1899年，英国的皮尔彻因试飞失事丧命；此后，英国飞行专家马克沁试飞摔伤；接着，法国技师亚德制作的飞机在飞行中破碎……，但这一切都动摇不了兄弟俩的决心。 哥哥从利林塔尔处学习了成功的经验，着手对鸟的飞翔进行研究。他从家里的书架上取下了一本马耶博士写的书——《动物的结构》，这本书第一次描述了海鸥翅膀的运动情况，它激起了莱特兄弟的思考：如果鸟的身体能由翅膀来支撑，为什么人的身体就不能呢？ 在3年的时间里，他们研究了能得到的所有的资料，然后又来到华盛顿。在那里，他们发现了另一个研究飞行的伙伴兰利，当时兰利已经制成了一架蒸汽动力模型飞机，并且飞行了5.6千米远。 兄弟俩认为，在空中如果要较好地控制飞机，首先必须弄清楚升力和重力的问题，因此他们和利林塔尔一样，开始对鹳进行研究。他们晚上学习德文、读书，白天则集中精力观察鹳的飞行。利林塔尔在书中写道：“每一只鸟都是一名奇技表演师，谁要飞行，谁就得模仿鸟。” 为了真正从鸟的飞行中得到启发，他们不顾一切地跑上荒山，仰卧在岩石上，一连几个小时一动不动地观察鸟的飞翔动作：它们怎样起飞？怎样盘旋？怎样滑翔？每当他们从山上回来，就又急切地投入学习，他们学习数学、空气动力学，而且还全面总结前人失败的经验教训。 1900年，莱特兄弟制成了他们的滑翔机。当时的滑翔机，最初的飞行都像放风筝似的，先用绳子在风中把滑翔机放起来，然后才能进入滑翔。如果想使滑翔机产生足够的升力，必须得有特别强劲的逆风。他们在美国的魏尔赫巴瑞尔取得进展之后，又选择了一个新的地点，是处于基蒂霍克比邻的海岸，从北卡罗莱纳大陆延伸到阿特兰蒂先一个古老半岛上的渔村。莱特第一次旅行到这里考察了一个星期。在这个试飞场，他们先是对滑翔机进行了无人试飞，试飞情况良好；于是，兄弟俩先后坐进他们的滑翔机，进行乘人试飞，结果仍然良好。 试飞的成功，大大鼓起了莱特兄弟的信心，他俩开始了连续的试飞试验。他们认为，虽然利林塔尔滑翔了2000多次，但从时间上算，在空中总共才5个多小时，应该说在空中的时间太少了。 而他俩从1900年到1902年之间，先后进行了1000多次滑翔飞行试验，获得了大量的宝贵数据，并且冒着生命危险揭示了空中急转、倾斜滑行、拐弯等一个个飞行奥秘。在这同时，他们还仔细观察了鸟类的飞行动作，注意到鸟类每当转弯时，往往会将翼尖和翼边转动和扭动，以保持身体的平衡。根据这些新发现，1902年莱特兄弟又制成了翼端卷曲并装有活动方向舵的先进滑翔机。 1903年，莱特兄弟在取得了大量滑翔飞行经验之后，计划往滑翔机上安装当时最先进的汽油活塞发动机。但是，安放多大的才合适呢？他们不清楚。于是，他们就一次次地往滑翔机上装砂袋进行实验，最后弄清了滑翔机的最大运载能力只有90千克，这就是说，安在滑翔机上的发动机不能超过90千克，可当时人们生产出来的最小的发动机也有140千克，怎么办？ 兄弟俩在一位名叫狄拉的机械工人的帮助下，造出了一部重量为70千克的发动机。接着又试制了螺旋桨，这种螺旋桨细而长，和船上的完全不一样。 就这样，一架用轻质木料为骨架，帆布为基本材料的双翼飞机制造成功了，他们将它命名为“飞行者”号。这架飞机的双层机翼能提供升力，活动方向舵可以操纵升降和左右盘旋，发动机推动螺旋桨，驾驶者俯卧在下层主翼正中操纵飞机。 一直到这一年的12月15日，各种工作才准备完毕，当发动机开动时，飞机在长长的跑道上跑了起来，升起了5米多高，但不知何故，飞机的鼻轮落了下来。修理以后，于12月17日重新试飞。 没见过这次飞行的人们，仍然不相信莱特兄弟的飞机上天这个消息是真的，当记者把这一成功的消息发布给21家报馆后，只有3家报纸发表了这个消息。 莱特兄弟并没有气馁，他们回家又设计了第2架“飞行者”号，换用了性能较好的内燃发动机，这架飞机于1904年5月制造完成，并在他们的出生地代顿市以东大约13千米的赫夫曼大草原上进行试飞。他们一共进行了105次飞行，最长的持续飞行时间超过了5分钟，飞行距离达4.4千米。但是，他们碰到的一个严重问题是，在急转弯过程中，“飞行者”号操纵不灵，容易造成失速，并且失去控制。 当年冬天，兄弟俩制造了第3架“飞行者”号，在赫夫曼大草原上又进行了50次飞行。为了解决转弯失速的问题，他们把用于操纵机翼和方向舵的钢索分隔开来，以便灵活操纵机翼和方向舵。经过这次改进，“飞行者”3号便完全能进行机动飞行了——它能倾斜，能转弯，能轻松地绕圆圈，能按 “8”字形飞行。1905年10月5日，哥哥韦伯驾驶着这架飞机竟持续飞行了38分钟，航程39千米。 莱特兄弟确信“飞行器的时代终于来到了”，他们的“飞行者”3号已经是一架可供实用的飞机了。他们深信飞机在军事侦察上很有用，便向美国陆军提供了他们的设计，但当局的反应却十分冷淡；他们又找英国政府谈判，同样令人失望，莱特兄弟这样要求英国政府：如果飞行器能按你们提出的条件飞行，英国政府必须购买；如果不能，政府可以不买。但英国当局却回答说：即使飞行器是成功的，政府也不负购买的责任！ 由于美国和英国政府都不支持，莱特兄弟感到大失所望，他们决定停止所有的飞行，以防他人对自己的发明进行剽窃和模仿。 直到1908年2月，美国陆军作战部终于同意去观看莱特兄弟的一次正式试飞，3月便达成了在美国制造莱特飞机的协议。 1908年8月8日，哥哥韦伯到法国进行了第一次公开表演，这次飞行以及以后的几次飞行成了世界各国的头条新闻，受到了全世界的瞩目。“飞行者”号不仅打破了当时所有飞行器各项记录，而且还表明它是一种能爬高、倾斜、转弯，以及进行平稳转圆圈和“8”字飞行的飞机。 与此同时，弟弟奥佛在美国陆军举办的对比试飞中同样取得了成功，美国陆军向不同的设计者订购了3架飞机，只有莱特兄弟的“飞行者”号被陆军当局选中。但不幸的是，1908年9月17日，弟弟驾驶的飞机载着一名陆军中尉升空，在飞行中发生事故坠毁，中尉摔死，弟弟受了重伤，这是世界上第一次飞机失事的空难事故。 莱特兄弟飞行表演所产生的影响是难以估量的，他们的成功，使人类终于有了飞机。 当有人请莱特兄弟发表感想时，他们意味深长地说：“我们知道只有一种鸟——鹦鹉能说会道，但它却不能高飞。” |
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