世界科技全景百卷书（60）飞天之翼

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1、更多好书请点击 www.uus8.org 飞天之翼 更多好书请点击 www.uus8.org 人类插翅上蓝天 遥远幻想 古代人类在艰苦的生活和生产中，在与自然作斗争中产生了飞行的渴 望。翱翔的鹰、扑翼飞行的鸟和昆虫，甚至天空飘浮的白云，都足以引起人 们对飞行的幻想。但在科学技术不发达的岁月里，这一愿望是无法实现的， 因而产生了许多关于飞行的神话传说。这些传说不仅丰富了古代人类的社会 文化，也孕育了后来航空技术的萌芽。 在众多的古代飞行神话传说中，以中国、古希腊、埃及、印度和阿拉伯 地区最为著名，而且流传最广。有的流传于口头，有的记载于典籍，有的还 反映在文学艺术作品中。 “嫦娥奔月”是中国妇孺

2、皆知、流传甚广的神话故事。相传远古时代一 位聪颖美丽的姑娘叫嫦娥，她嫁给了射日英雄后羿为妻。一天，因后羿射日 有功，王母娘娘奖给他一葫芦仙丹妙药，说是两人分吃可长生不老，一人独 吃可升天漫游。嫦娥按捺不住邀游天庭的好奇之情，偷吞了全部仙丹妙药。 结果，药性发作，身体变轻，不由自主飘飘悠悠进了月宫。从此，她成为广 寒宫里的仙女，从远古一直“活”到今天。 古希腊的神话中，也有代达罗斯父子飞向太阳的故事。建筑师代达罗斯 和他的儿子伊卡洛斯为逃脱诺斯国王的囚禁，返回自己的故乡雅典，用蜡和 羽毛为自己制造了翅膀，飞逃了出来，他们升空翱翔越飞越远。后来，儿子 不听父亲的忠告，靠近了炽热的太阳，结果粘住羽毛

3、的蜡熔化，羽翅燃烧， 伊卡洛斯失去了翅膀，坠入大海，而代达罗斯却扇动翅膀成功地飞越爱琴海 到达了目的地。 古人向往飞行，认为长了翅膀的东西就能飞行。人要是想飞，就应该学 鸟的样子，也长出两个翅膀来。山东嘉祥出土的东汉武氏石室的石刻图画中， 有长着两翼和四翼会飞的人；甘肃敦煌石窟里有隋朝的壁画，画着羽人的像。 古代欧洲有身生双翅的飞人石雕。埃及神话中，也有类似的图像。在古亚述 神话和希腊神话中还可看到会飞的牛和马。 2 3 0 0多年以前，战国伟大诗人屈原把飞天的神话和传说写到他的著作 里。比如，他在离骚中写道：“为余驾飞龙兮，杂瑶象以为车”，意思 是我坐上飞龙拉的玉和象牙制成的车子。在远游中，

4、他写道：在云中漫 游，前面有风神给我开路。 这些动人的飞天梦幻，朴素地反映了古人对探索天空奥秘、揭示未来的 神往。但是，在科学技术十分落后的时代，人们无所凭借，只能以神话来表 达意原。不论梦幻多么动人，多么美妙，它终究是一个空想，一场虚无。 插翅难飞 在美国国家航空航天博馆的“飞行器”室里，有一块醒目的字牌：“世 界最早的飞行器是中国的风筝和火箭。” 风筝发明于中国，至今已有近 2 0 0 0 年的历史。传说风筝的发明人是刘邦 的大将韩信。他把楚国军队困在垓下时，制造风筝，叫身材轻巧的张良坐着 风筝，飞上天空，高唱楚歌，使歌声顺风传送到远处的楚营里，是为“四面 更多好书请点击 www.uus8

5、.org 楚歌”。风筝最初是为了军事需要而发明的。自汉朝以后一直到唐朝，风筝 还是军用品。尔后才从军用逐渐转到游戏、娱乐。风筝在本质上是一种重于 空气的飞行器，它是利用空气动力升空的原始飞行器，其飞行原理和现代飞 机相似。它大约在 1 4 世纪传入欧洲，对飞机的发明有重要影响，可以说风筝 是现代飞机的祖先。 人类飞行最早是受到动物，特别是鸟类飞行的启发。当时的人，以为只 要插上带羽毛的翅膀，就可以像鸟儿一样自由飞翔。我国西汉末年的王莽时 代，就有人做了尝试。据汉书王莽传中说：汉朝为了攻打匈奴，玉莽 广泛征募有特殊技能的人。一天，来了一位打猎的青年，说自己会飞，可以 从空中侦察匈奴。王莽说：好，

6、那就请你飞起来让我看看吧。这位自称会飞 的青年用大鸟的羽毛做了一副大翅膀，用绳子绑在两臂上，他的头和身上都 披戴羽毛，把翅膀、羽毛用环和带子系住，只见他把两翼左右平伸，像老鹰 一样，从高空滑翔下来，飞了几百步远。可惜，由于无法控制速度，他在落 地时摔成重伤。这是我国史书上记载的最早的人力飞行试验，这位勇敢的青 年可以算是近代滑翔机的创始者了。 大约过了一千年，到 1 0 1 0年，又有一个叫艾莫的英国人也做了飞人试 验。他在四肢上捆上羽毛做的两对翅膀，从教学的塔楼上飞身而下，他在空 中滑翔了大约 2 0 0 米，在快落地时，一阵狂风吹来，吹折了他腿上的翅膀， 结果他的飞行也以摔断双腿而告终。

7、以后，还有很多次类似的试验，可是他们无不以失败告终，直到 1 7 世纪 8 0 年代，科学家指出人类不可能用翅膀飞行的严峻事实后，这种冒险活动才 逐渐销声匿迹。1 6 8 0 年，意大利人乔瓦尼博雷利在运动的动物一文中 阐明了人类生理上的局限性，指出人离开机器的帮助永远不可能在空中支持 自己的体重。之后，一些人开始对飞行问题进行认真的研究。他们研究的问 题首先是：空气是什么？人类怎样才能在空气中飞行？古希腊哲学家亚里士 多德提出了空气有重量的概念，而阿基米德则发现了浮力的计算方法，奠定 了轻于空气的飞行器的基本原理。我国东晋时代的道家葛洪在所著 抱朴子 一书中也指出，老鹰直伸两翅，并不扇动，反

8、而能盘旋飞行，愈飞愈高，是 由于上升气流的缘故。后来，到了 1 3 世纪，伽利略、罗杰培根和帕斯卡等 一批科学家经过研究证明：空气是一种气体，有弹性；高度越高，空气压力 越小；而且冷空气具有下沉、热空气具有上升的性质。这时，关于空气的奥 秘才变得明朗化了。 意大利画家达芬奇是第一个对飞行进行科学研究的人。1 4 9 0 年他发明 了“空气螺旋桨”。他在粗陋的螺旋桨状物体上扎上羽毛，做成一个能飞的 小直升机模型。他正确推论出是空气流过鸟的翅膀才产生了升力，而且气流 流过的速度越快，升力越大。但是，达芬奇仍然受到他的前辈的影响，错 误地坚持认为人只有模仿鸟儿才能飞行，从而把研究重点放在扑翼机上，企

9、 图通过扑打机翼来获得升力。直到晚年，达芬奇才明白了这个目的是达不 到的。 气球升天 当专家、学者和航空爱好者们忙于寻找如何解决扑翼飞行的办法时，人 类征服天空的壮举在十分意外的情况下出现了。这是一个相当简单的装置， 更多好书请点击 www.uus8.org 比起一项项优秀的扑翼机构来，完全不算一回事这种装置就是“气球”。 这项光辉而鼓舞人心的工作是法国的两兄弟约瑟夫一米歇尔蒙哥尔费 和雅克艾蒂安蒙哥尔费进行的。他们在靠近里昂的阿诺奈有自己的造纸 厂。他们偶然发现放置在炉火附近的纸箱似乎要向上浮起。通过这个现象， 两兄弟产生一个想法：造一个大而轻的容器，里面装填相当体积的热空气， 让它飘起来。

10、从 1 7 8 2 年 9 月起，他们进行了一系列的试验。 1 7 8 3 年 9月 1 9日，巴黎凡尔赛宫前广场人声鼎沸，蒙哥尔费兄弟做了 一场轰动一时的表演，连法国国王路易十六也带着满朝文武来观看。广场上 有一只用纸和布糊成的大气球，气球直径 1 2 米、高 1 7 米，模样像一个柄朝 下的大鸭梨。气球下面吊了一个盆状的大柳条笼子，里面有三位光荣的“乘 客”一只鸡、一只鸭和一头羊。 兄弟俩点燃了放置在气球下面的柴禾等物，热气冲进了气球，于是气球 缓缓上升到 5 0 0 米的空中。在激动的观众面前，这只气球用 8 分钟时间飞行 了 3 公里后，安全降落在城外的草地上。 路易十六见状喜出望外，

11、决定下次升空要作载人飞行。为防止意外，他 提出让两名死囚先坐进吊篮。谁知，他的提议引起群情哗然，谁都不同意让 死囚去享受人类第一次升空壮举的荣誉。经过激烈竞争，化学教授罗齐埃和 陆军少校达尔朗德乘上了热气球。这个具有历史意义的时刻是：1 7 8 3年 1 1 月 2 1 日下午 1 点 5 4 分。 两人乘坐的热气球形状为椭圆形，直径 1 5 米，高 2 2 米。在几万名观众 的欢呼声中，他们升上 3 0 0 米左右的天空，飞越了塞纳河，飞行 2 5 分钟后， 他们安全降落在蒙马尔特。 这是人类历史上第一次气球载人飞行。 蒙哥尔费热气球不久便与 1 7 年前英国人亨利 卡文迪什发明的另一种使

12、用氢气的易燃空气气球结合了起来。法国物理学家查理首先进行了这项实 验。他研制出了以氢气代替热空气、产生浮力的气球，而且采用了在丝绸上 涂橡胶的方法制成的气囊。1 7 8 3 年 1 2月 1日，他的氢气球从巴黎杜伊勒利 宫起飞，平安地飞行了 4 3 公里，实现了首次氢气球载人飞行。氢气球的性能 明显比热气球好，后来得到了迅速发展。 早期的气球主要用在军事上，首先是通信联络和侦察。1 8 7 1 年普法战争 中巴黎被围，法国人曾用气球将人员和信件送出包围圈。第一次世界大战中， 系留气球被广泛用来当作监视对方的空中平台。气球还曾用于防空和轰炸。 第二次世界大战中，英国人在伦敦周围系留大量气球构成空

13、中拦阻网阻止德 军的轰炸机进入。现代高空气球还可以携带照相机和其它遥感设备，在一般 飞机达不到的 2 万米以上高空进行空中侦察。5 0 年代以后，由于其它侦察手 段的发展，气球在军事上的应用价值大为减小。在民用方面，系留气球可用 于在地形险要地区架设电缆、在林区集运木材。系留气球还可以在边远地区 用作通信、电视广播的中继站。热气球多用于航空体育运动，竞赛项目有定 点着陆、远距飞行、单位时间飞行距离、升空高度和续航时间等。在中国， 高空气球探空研究工作开展得较晚， 1 9 7 9 年以来已建立 3 万立方米级的高空 科学气球系统。1 9 8 4 年还建造了最大容积为 5 万立方米、载重 2 5

14、0 千克的高 空探测气球。近年来，气球被用作广告宣传的也逐渐增多。 仿鸟滑翔 更多好书请点击 www.uus8.org 在飞艇发展的鼎盛时期，飞机的倡导者们仍在顽强地工作。对他们来说， 仅仅给飞艇装上发动机还不能令他们满意。飞艇没有像鸟一样的外形，还不 是人类征服天空的理想交通工具。 今天的人们如果回眸凝望当年航空先驱们的杰作时，不免会忍俊不禁。 他们设计制造的飞机怪模怪样，有的像蝙蝠，有的像带鸟尾的飞虫，有的像 大一点的风筝，还有的简直就是怪物。尽管如此，你不得不佩服他们的勇气、 精神和智慧。 1 8 0 4 年英国人凯利爵士建造了一架约 1 5米长、固定翼上反角为 6度的 极小型滑翔机。它

15、的十字形水平安定面由活动连接部件与机身相固定，通过 移动沙袋来调整重心。1 8 0 9 年，他又造了一架稍大一些的滑翔机，1 8 4 9 年， 他把佣人的 1 0 岁儿子放在自己牵引的一架全尺寸滑翔机里进行了试验。 1 8 5 3 年，第二架滑翔机又从一座山顶起飞了，这次驾驶员是他的马车夫约翰阿 普尔， 滑翔机滑翔了 1 0 来米后坠毁。 这位马车夫受惊不浅， 事后他对凯利说： “求求您，老爷，我希望您还记得，小人是受雇来驾马车，而不是来驾飞机 的。” 凯利的重要著作空中舴于 1 8 0 9 1 8 1 0 年出版。在该著作中，论述了 空气动力原理及其作用和应用，奠定了固定翼和旋翼机的基础。他

16、指出，肌 肉力量远不足以用于机械飞行。他的结论是，对于飞行来说，目前欠缺的唯 一部件是内部燃烧的发动机，只要有了它，古老的梦想很有可能会成为现实。 到 1 9 世纪过了四分之三的时候，最大的问题仍然是动力装置。当时唯一 能提供推进能量的方式就是采用蒸汽机，而蒸汽机的重量，包括锅炉和燃料， 比飞机本身大得多。虽然如此，人们还是用蒸汽机做了许多勇敢的尝试。像 法国的克莱蒙 阿代尔制造出两架蒸汽动力的全尺寸飞机， 一架取名 “风神” ， 另一架叫“飞机”，据称后者曾飞离地面几英尺。另一位法国海军军官费利 克斯迪唐普尔，在 1 8 7 4 年试验了他的装蒸汽发动机的单翼机。他从一个斜 坡上起飞，离开了地面，无控制地飞行了 1 0米。1 8 8 1年，沙俄海军上校亚 历山大费莫扎伊斯基试飞了他自己设计的蒸汽动力单翼机。然而，这大 量的研究工作和无数的试验飞行只搞清了两件事情：蒸汽发动机对于机械飞 行来说并不是合适的动力装置；获得推力的最佳手段是螺旋桨。 1 8 6 2 年，法国德罗埃提出了近