飞行从这里起步——热气球
飞行从这里起步——热气球
人类飞行的梦想是从热气球开始实现的。热气球也是人类制造的第一种成功的载人飞行器。
早在公元前3世纪,人类就发现了气球升空的原理。这应该感谢古希腊科学家阿基米德。他有一个最著名的故事是在洗澡的时候,从浴缸里溢出去的水中悟出了最简便的计算物体体积的方法,从而可以求出各种物体的比重。他还发现,任何一个物体,在液体中受到的浮力,等于它所排开的同体积的液体重量。这叫阿基米德定律,又叫浮力定律。当时阿基米德只是用水做的实验,因而它的应用当时也只限于水。
直到16世纪末、17世纪初的时候,意大利科学家伽利略将阿基米德的浮力定律由液体引申到气体。他发现,空气是有浮力的,如果一个物体的比重比空气轻,它就会浮升到空中去,就像轻于水的物体会浮在水面上的道理一样。
我国早在汉武帝时代,淮南王刘安的门客们编写的《淮南万毕术》中就记有“艾火令鸡子飞”。到了五代时期,莘七娘随夫去福建打仗时,将松脂灯用于军事联络上。松脂灯是用竹篾扎成方架,做成大灯,点燃置于托盘上的松脂,上升的松烟把灯笼托起。到了元朝,曾使用带颜色的“灯球”当军事联络信号。松脂灯也称“孔明灯”,在民间流传范围很广。这可以说是世界上最早的热气球。
第一个发明轻于空气的浮空器(轻于空气的航空器称为浮空器)发明家,其发明灵感并不是来源于理论的推断,而是从自然中得到的启发。热气球的发明人蒙哥尔费兄弟是法国的造纸工人。当他们看到碎纸片在篝火上飞舞时,产生了利用热空气制造飞行物的念头。1783年6月,他们公开表演了自己制作的热气球。该气球用纸和亚麻布糊成,直径约10米,内部灌入燃烧湿草和羊毛产生的热烟,把大球鼓了起来。有史以来第一批空中旅客:一只羊、一只鸡和一只鸭,被人们放进热气球下面系着的吊篮里。一会儿,浓烟充满了气球,这只彩球徐徐升起。8分钟后,气球和吊篮降落在两千米以外的森林里。这一次成功的表演,大大鼓舞了人们:动物既然能上天,人也一定能上天。
完成了动物升空的飞行后,蒙哥尔费兄弟着手准备载人飞行的试验。那么让谁来乘坐这只气球呢?法国国王想让两名已经被判处死刑的罪犯来乘气球飞行,并且说,一旦他们完成这次乘坐蒙哥尔费气球的任务,就可以免去一死,并恢复自由。这时一名叫罗齐尔的热气球爱好者说:“第一个乘热气球飞行的荣誉绝不能给一个罪犯。”他请求法国国王将第一次升空的荣誉授给自己。于是,他成为第一个进行飞行试验的勇士。
1783年10月15日,罗齐尔乘热气球升到26米的空中。在以后的几天里,他又分别上升到了64米、80米和99米的空中。在最后一次飞行中,他还搭载了另一名乘客。1783年11月15日,罗齐尔和达兰德斯在巴黎乘一只高23米、直径15米的巨大热气球在路易十六国王和许多市民面前进行了升空表演。
罗齐尔最终得到了他盼望已久的荣誉,他和达兰德斯,还有热气球的发明者蒙哥尔费兄弟,都被选为法国科学院院士。
气球的成功升空不是偶然的,而是和当时科技与生产力水平密切相关。从纺织工业开始的工业革命提供了既结实又很轻的纺织品,1766年,人们又发现了氢气,这都为气球的发展提供了条件。1785年,法国人布郎夏尔和美国富商杰弗利斯乘氢气球从英国的多佛尔跨越英吉利海峡抵达法国海岸。尽管这次飞行成功得很勉强,但毕竟是人类第一次从空中飞越大海,所以仍具有巨大的历史意义。从此,实用气球诞生并得到了应用。
18世纪法国大革命时期,革命政府曾用气球作侦察,获得极大成功。1871年普法战争巴黎被围困期间,曾用气球载人和送信,4个月中放出几十个气球,送出3万多封信件和150多人。美国在南北战争时期也更大规模地使用了气球。另外,气球也用于研究大气(1850年),对科学研究的发展作出了贡献。
飞机问世以后,气球在军事上仍然有它的“用武之地”。第一次世界大战期间,气球曾被用来作为“空中观察哨”,监视敌人的军事行动。第二次世界大战期间,气球还被用来执行防空和轰炸任务。英国曾在伦敦周围摆下“气球阵”,用系留气球筑成一个“拦阻网”,阻止德国轰炸机进入。1944年,日本施放了9000多个气球,载着炸弹越过太平洋轰炸美国本土。
气球在航空器中虽然是最简单的飞行器,但用处却很多。现在,气球主要用于气象探测、污染监测、科学研究和技术试验,在军事上还可用于侦察、通信中继、跳伞训练、投掷宣传品、拦阻敌机,还可用于靶机回收、人员救生和运输等,真可谓“老当益壮”。
总之,载人气球从1783年开始,发展成为一种多用途的飞行器,其中凝聚了许多发明家的才智和心血。特别是当今人类已经能登上月球的时候,更不要忘记这样的辉煌是从一个小小的纸灯笼开始的。