两位发明家与别人的发明
19世纪中期,最早的飞机碰上了劲敌,那就是当年建造的第一批可控式气球——飞艇。不管设计师的才智有多厉害,当时的“机械鸟”顶多也就勉勉强强离开地面,而靠轻质气体抬升的飞艇好歹是能飞起来了。还有很多人觉得,航空的梦想只不过是个怪胎罢了。怎么可能乘着比空气重千百倍的装置在空气中升起来呢?
另外,可控式飞艇的软弱表现说明飞艇要与风对抗是极其困难的。这是不是因为飞艇太轻了呢?
这种想法又提出了相反的思路。
先从小事说起。
19世纪,一种叫“竹蜻蜓”或“螺旋器”(见图2-13)的玩具首次在法国流行开来,它为一名空中道路的探索者、巴黎人彭通·德·阿梅库尔提供了灵感,启发他利用这种螺旋(也就是垂直轴上的螺旋桨)来实现载人飞行。1860年,他把这种想法讲给儿时伙伴德·拉朗德尔听(此人当时已经快五十岁了)。拉朗德尔是个水手,曾长年在海上旅行,向往充满冒险和奇遇的自由生活,同时他也是一位知名作家,酷爱描写航海生活的日常和情景。他兴致勃勃地采纳了阿梅库尔的主意,本人也对飞行产生了兴趣,并用风筝做了一系列实验。
图2-13 竹蜻蜓:快速拉动绳子,螺旋桨便会高速旋转往上飞去。
两位朋友热烈地讨论着,要怎么从机械直升机的小模型开始,通过实验一步步达成目标。他们跟工匠和机械师商量,与学者交谈,得到保证说根据计算能获得足够大的上升力。阿梅库尔为自己的直升机申请了专利,当他们造出了第一台发条式小模型,并在四分钟的运转中整整减少了……5克自重时,两人都欣喜若狂。其实这5克重量已经为他们注入了许多马力的新能量,何况这能量正是他们所急需的,因为当时已经有反对者开始讥笑了,说两位发明家是想抓着自己的头发把自己提起来,不过是白费功夫罢了。
阿梅库尔继续建造和试验其他模型,并取得了更大的成就。与此同时,拉朗德尔写了一部关于机械飞行的书,并用一个新词当作它的标题;这个词我们如今都很熟悉,但对于当时人来说却还非常陌生——那就是“航空”(法文:aviacion)。书中有这样一段极具洞见的话,展望了这种新事物的未来:
“很快就会有各种用于客运和货运的飞船,会有飞船用于沿海航行和远洋航行,会有舒适豪华的空中观光列车,会有空中邮政,会有专门的飞船用来救援水灾、扑救火灾、捕猎野兽……最终,各国都会成立航空部,就像如今的大国都有海军部一样。”
这样的幻想岂不是正确预见到了六十年后的现实吗?只是拉朗德尔太过迷信“圣螺旋桨”的威力了,他想象中的未来飞船不过是桅杆上安着一串螺旋桨的“直升机”罢了(见图2-14)。作家儒勒·凡尔纳也是那个时代的人,只要是凡尔纳作品的粉丝,都很容易在小说《征服者罗比尔》描述的“信天翁”号飞船上看到相似的影子(见图2-15)。
图2-14 德·拉朗德尔对飞船-直升机的设计(1861年)。
图2-15 儒勒·凡尔纳的小说《征服者罗比尔》中描述的“信天翁”号飞船。
阿梅库尔满怀激情地工作了几个月,却意外地碰上了一件令人震撼的事情。和布兰沙尔的情况一样,也是由于一位天文学家的发言,但这个发言并不是反对阿梅库尔,恰恰相反,只是证实了他思路的正确性。
“最好的飞行方法是采用以下装置:两条向心的垂直轴上各安装一个螺旋桨,朝着不同的方向旋转,第三台螺旋桨用于水平推进,再来一个操纵舵用于转向。”1861年夏,天文学家里埃在《祖国报》上刊登出一篇长文,其中便有这样一段话。
“这可是我们的设计呀。这跟我们的直升机一模一样。”两位朋友紧张了起来……他们从亲朋好友处征集了许多签名,用来证明早在里埃的文章刊登之前,阿梅库尔和拉朗德尔已经开始实施这个项目,他们享有发明的首创权。
另外,也有人给两位朋友做了一场小讲座,告诉他们以下事实。早在16世纪,天才的莱昂纳多·达·芬奇就指出了利用直升螺旋桨来实现飞行的可能性。1768年,法国数学家帕乌克顿独立描述和研究了这种螺旋桨,将其命名为“带翼器”。稍晚又出现了洛诺阿和比恩维纽的玩具。1809年,英国数学家凯利描述了直升螺旋桨的性质。随后物理学家罗伯特森、意大利人维多利奥-萨尔塔(1823年)、法国人德拉图尔(1839年)、英国人菲利普斯和布里(1842年)、荷兰人范·海克(1842年)等人也进行了类似的研究……几乎所有人都是对科学早已记载的东西进行“发明”和“重新发明”罢了。
“这么说来,我其实什么都没发明?”阿梅库尔灰心丧气了。
“别灰心,”拉朗德尔安慰他说,“早在挪亚方舟上就有了两台直升机,一台公,一台母。后面的直升机都是它们生的[17]……有什么好焦虑的。”
他费了许多时间去给朋友打气,说真正的创新者并不是在地里挖到宝贝的人,而是认识到宝贝的价值的人。没有了新的设计和完成的实验,谁也不会想起以前的设计。既然还有前进的余地,那就说明之前什么都没做出来。
稍稍振作的阿梅库尔开始着手建造新的直升机模型,这台模型装有蒸汽式发动机,做工非常精细,要仿造极其困难(整台模型的重量不到3千克)。然而,各种情况外加资金的匮乏都拖慢了工作进度。阿梅库尔又开始灰心了,然而就在这时,两位朋友又找到了第三位异常勤勉的同志。
此人便是菲利克斯·纳达尔。