气球、飞弹和竹蜻蜓

第五节 气球、飞弹和竹蜻蜓

气球

早在2000多年前,中国就有人进行有关气球的试验了。

汉武帝时,淮南王刘安等人写的《淮南子》一书记载:“取鸡子,去其汁,燃艾火纳空卵中,疾风因举之飞” 。意思是说,把鸡蛋控空,在空壳里点火,把空气烧热,蛋壳就能飞起来。现在根据实验与计算得知,由于空蛋壳太小,里面充满了热空气还不足以使蛋壳浮到空中,但它说明我们祖先很早就注意到热空气的浮升作用。

相传五代(公元907~960年)时,莘七娘随夫入闽作战,曾用竹和纸做成方形大灯,底盘上燃以松脂,当热气充满灯即扶摇直上,用作军中信号,这就是松脂灯,在四川称孔明灯。

“孔明灯”这一名称的由来有两种说法。一种说法是因为从灯的“孔”中透出“明”亮,所以叫“孔明” ;另一种说法是因为灯的发明人是诸葛亮,诸葛亮又叫诸葛孔明,所以这种灯也叫“孔明” 。如果按照后一种说法,那么,这种灯的发明时间便可以上推到三国时期。

这种灯流传于中国许多省份,但形状各异,大多为球形或圆柱形,也可用油或柴作燃料,有飏灯、云灯、云球、飞灯、天灯或宫粉(云南西双版纳)等多种名称。

到了元朝,气球的使用有了进一步的发展。元军在作战的时候,曾经使用不同颜色的“灯球”浮升在空中,作为军事活动的联络信号。有人推测,这种灯球已经是一种初期的气球了。

有一个叫哥德斯春的美国人,写了一本《西洋航空发达史》 ,书里记载了这样一个故事:元朝仁宗登位的时候( 14世纪初期) ,在首都北京的上空,升起了一个气球。据说,这可能是世界上第一个真正的气球。

1731年,俄国梁赞有个名叫克拉库特诺的普通书记官,受屋顶炊烟上升景象的启示,决心利用热烟升空,他做了一只肥大的口袋,自己坐在口袋下的套环里。当口袋盛满热烟后,果真慢慢升起。当升空大约十几米的时候,一阵风把他吹向钟楼,他抓住了钟楼的绳索才没有遇难。

在西方,13世纪的R·培根曾提出用稀薄空气或液体燃料充入薄壁金属球使它在空气中上升的想法。但首次制造成功载人气球的是法国蒙哥尔费兄弟。他们于1783年6月4日进行了自己制作的热气球表演。1783年9月19日他们用一只更大的热气球,载上羊、公鸡和鸭各一只,飞行8分钟后安全降落。1783年10月15日F·P·罗齐埃乘热空气气球上升到26米,飞行4. 5分钟。同年11月21日他和M·达尔朗德又乘热空气气球作了一次自由飞行,在约1000米的高度上用25分钟飞行了约12千米。这是人类乘航空器的第一次空中航行。

蒙哥尔费的气球引起了法国科学院的注意。法国物理学家查理认识到对于提供升力来说,氢气比热空气更有效,他用涂以橡胶的绸制成了氢气球(称查理气球) 。1783年8月27日,氢气球在巴黎上升到约915米,飘行了约25千米后降落。查理后来又制造了一只更大的气球,球下系以可载人的吊篮。1783年12月1日,他和一位同伴乘这只气球在空中飘行50千米,留空时间超过2小时。

蒙哥尔费热气球

气球的出现激起了人们乘气球飞行的热情。1785年1月7日,法国J·P·F·布朗夏尔和他的一个伙伴乘氢气球从英国多佛飞越英吉利海峡到达法国,这是人类乘航空器首次飞越这个海峡。

飞弹

早在14世纪初期,我国劳动人民就在制作风筝和火药箭的基础上发明了最早的“飞弹” 。

在《武备志》里,记载着一种叫作“飞空击贼震天雷炮”的武器。这种炮的主要部分是用篾编成的空心球,它的直径是三寸五分(约11. 64厘米) 。球内安一个纸糊的小筒。筒长三寸,里面装有起推动作用的火药,叫作“送药” ,用引线接出;筒的上部装爆发性的火药,叫作“发药” 。球外用纸糊上十几层。球的两旁各安一个翅膀。在发动攻击的时候,先顺风点燃引线。在火药作用力的推动下,那炮就飞进敌军阵地。等到送药燃完,引起发药,炮就突然爆炸,威力很大。

这种飞行火器的发明,在世界飞行史上应该占有十分重要的地位。现代的飞弹和导弹都是在这一原理的基础上产生和发展起来的。

竹蜻蜓

现代的直升飞机,在刚发明的时候也叫“螺升机” 。它是利用螺旋桨产生的拉力直升到空中去的。螺旋桨在高速度旋转的时候,会产生很强的上升力量。这种现象,我国劳动人民也很早就发现了。

几百年来,民间一直流行着一种为儿童喜爱的玩具——竹蜻蜓。用竹片或木片做一个二三寸长的小叶片,叶片的两端扭成相反的斜角,中间穿个小孔,把它套在一根刻有螺旋纹的木杆上。这样,竹蜻蜓就做成了。玩它的时候,把叶片套在木杆的下部,用力向上推动叶片,叶片就顺着木杆的螺旋纹上升。叶片转动得很快,当它离开木杆的时候,就能直向空中飞去,一两分钟以后,才缓慢地落下来。

竹蜻蜓还有一种做法,那就是在叶片的中部垂直地固定着一根小木杆。玩的时候,只要搓动木杆,然后放手,竹蜻蜓也会脱手飞去。

竹蜻蜓约于18世纪传入欧美,被称为“中国陀螺” 。西欧学者曾加以研究和试验。竹蜻蜓旋转时之所以能飞升,原理与直升机相同。如果把它横放,便是螺旋桨。