航空,是一个美丽、奇妙而神秘的字眼。人类渴望能够像小鸟一样自由飞翔:鸟儿只需拍拍翅膀就轻盈而起。遨游天空。这是多么美妙的事啊!人类关于航空的梦想源远流长。几千年来,大量关于飞行的神话与传说,美丽而玄妙,对人们有极大的吸引力。
《航空(细数飞翔传奇)》写的就是航空人的故事,分别以“异想天开”、“无中生有”、“出生人死”和“笑傲蓝天”为题,记述了达·芬奇等8位科学家、蒙哥尔费等8位发明家、林白等12位飞行家、图波列夫等16位飞机设计师或设计团队的故事。本书载述的这些人物,只是众多优秀航空人中很少的一部分,笔者周日新希望,青少年读者能从他们的故事中看到:航空,不仅是艰辛的,也是美丽的。
《故事中的科学》丛书为国家“十二五”重点图书出版规划项目,《航空(细数飞翔传奇)》为其中的一个分册。
在蓝天的召唤下,人类走过了从飞行梦想、发明热气球、研制飞艇直到制造飞机的苦苦探索历程。飞机发明百年来对人类社会的生活产生了巨大影响,经典的机型、传奇的飞机设计师、不断挑战纪录的飞行家、惨烈的空战,以及民航客机的喷薄发展,都在人类历史上留下了不朽的记忆。人类的航空史将如何续写往日辉煌,如今人类航空的历程还有哪些惊世之举,《航空(细数飞翔传奇)》将一一为您道来。本书由周日新编著。
1903年12月17日是美国莱特兄弟发明飞机,实现人类历史第一架重于空气的动力飞行器进行自由的、可操纵的持续动力飞行,开创航空历史新纪元的日子。在此之前两个多月内,美国另一位航空先驱、时年69岁的塞缪尔-兰利却经历了两次最接近成功的“失败”,飞机发明权与他擦肩而过。
兰利1834年8月22日出生于美国马萨诸塞州。他靠自学成才,在数学、天文学、物理学方面均有建树,成为世界知名的科学家。他于1887年担任美军著名的史密森博物院主席,直至终生。
兰利对航空的爱好与兴趣是从童年观察鸟类开始的。那时,他常常带着种种奇思妙想去观察鸟类的飞行,往往一看就是几个小时。他想探索鸟类飞行的奥秘:为什么鸟的翅膀不动竟能上升、下降甚至翻腾?他想一定有什么神秘的力量在支配鸟类的飞行,只不过人类还没有发现而已。不过,兰利真正开始航空科学的研究却是在中年以后。
1886年,兰利开始采用科学方法研究飞行问题。他设计了一座旋臂塔以进行空气动力学实验。旋臂长9米,线速度可达112千米/小时,使用蒸汽机作动力。他定量研究了乌翼和平板在空气中运动产生升力和阻力的规律,得出了科学的结论和公式,这些公式在今天看来也是正确的。1891年,他把实验得出的结论写成《空气动力学试验》一书出版。兰利在书中指出:可以制造出一种机器,当它的倾斜平面以一定速度运动时,完全能够在空气中支持比空气重得多的全部机器重量,并且能够以极高的速度飞行。兰利的这一明确结论,对19世纪末一般认为的重于空气的飞行器不可行这一观点,无疑是大胆的挑战。
在理论研究的同时,兰利开始了飞行器的设计工作。他先从较小的橡筋动力模型开始着手,后来发展到有动力的蒸汽机模型,即他所命名的“空中旅行者”。
他设计的“空中旅行者”0号模型总重22千克,发动机功率仅0.7千瓦,由于功率太小而试飞失败。尔后,第1、2、3、4号“空中旅行者”也是由于同样的原因归于失败。
1896年5月6日,兰利设计的第5号“空中旅行者”终于进行了成功的飞行。5号“空中旅行者”模型两副机翼呈前后排列,机长4.01米,翼展4.17米,总重量11千克,发动机功率0.7千瓦。5号“空中旅行者”试飞在华盛顿特区南部的波托马克河上,模型飞机由安装在游艇上的弹射器发射。模型升向空中,爬升了约300米,划着弧线飞行了1006米后动力用尽降落到水面。这是世界历史上第一次重于空气的无人动力飞机的成功飞行。
然而,完成这个有历史意义的飞行后,兰利却放弃了进一步进行载人飞机的研究,中断研究工作有3年之久。后来由于美国政府提供5万美元的经费资助,兰利和他的助手曼利才开始研制全尺寸载人飞行的飞机。他设计的全尺寸“空中旅行者”在结构上与已成功飞行的模型很相似:金属骨架,有两副前后串置的机翼、一个尾翼,发动机置于两机翼中间,以及有两副螺旋桨。安装一台具有5个汽缸的星形发动机,发动机功率39千瓦,由兰利的助手曼利制成,整个机身长15.84米,翼展14.63米,飞机总重331千克。
1903年10月7日,由兰利设计、他的助手曼利驾驶的“空中旅行者”号飞机在波托马克河的游艇上进行首次飞行试验。飞机被架上了弹射器,敞口驾驶舱吊在机身下方,飞行员曼利坐进了驾驶舱里。飞机上没有着陆装置,不知道它将会怎样降落在水面上。
中午12时许,发动机点火,船上弹射装置施放并将飞机弹出。只是,飞机并没有跃上空中,而是倒栽葱式地直入河中,幸好曼利从飞机座舱中及时逃了出来。这次试飞失败了。
同年12月8日,修复好的“空中旅行者”号飞机进行第二次飞行试验。飞机弹射后头部上仰,曼利操纵舵面飞机毫无反应,飞机尾翼断裂,垂直地坠入河中。据目击者说,弹射时,飞机尾部碰到了发射架。曼利再次侥幸逃了出来,而飞机却受到了严重的损坏。
就在这之后9天,莱特兄弟驾驶“飞行者”号首飞成功。
兰利的飞机为什么会遭遇两次惨败?迄今没有一个统一的意见。美国陆军和海军的报告指出:飞机的设计基本上是正确的,稳定性良好,只是飞机的价值不是很大,建议政府停止资助。1904年,兰利在给史密森研究院的报告中详细分析了两次试飞的情况,并指出:这两次试飞并不能算作是失败,因为问题是出在发射装置上,飞机根本没有进入天空。P14-17
航空,是一个美丽、奇妙而神秘的字眼。
人类渴望能够像小鸟一样自由飞翔:鸟儿只需拍拍翅膀就轻盈而起。遨游天空。这是多么美妙的事啊!
人类关于航空的梦想源远流长。几千年来,大量关于飞行的神话与传说,美丽而玄妙,对人们有极大的吸引力。
随着人类社会的发展和科学技术的进步,出现了现代航空,出现了热气球、飞艇乃至飞机、直升机等各种航空器,人类终于实现了自己的航空梦。
面对五彩缤纷的航空器和兴旺发达的航空业,我们不能不看到,这是无数可歌可泣的航空人奋力搏击、锐意进取的结果。正是他们,使人类的飞行王国疆域不断扩展。可以说,航空的所有进步,都是人们付出了相当的代价后才取得的。从百年前试飞滑翔机献身的李林达尔,到2007年为飞行事业失踪的老翁史迪夫·福塞特,我们已经无法知道到底有多少人为航空事业献出了宝贵的生命。但是我们知道,他们在使航空技术发展的同时,给我们留下了无价的精神财富。并将长久地激励后来人,保持创新的锐气,英勇果敢地不断开拓未来更为广阔的天地。这正是我撰写《航空·细数飞翔传奇》这本书的初衷。
本书写的就是航空人的故事,分别以“异想天开”、“无中生有”、“出生人死”和“笑傲蓝天”为题,记述了达·芬奇等8位科学家、蒙哥尔费等8位发明家、林白等12位飞行家、图波列夫等16位飞机设计师或设计团队的故事。本书载述的这些人物,只是众多优秀航空人中很少的一部分,笔者希望,青少年读者能从他们的故事中看到:航空,不仅是艰辛的,也是美丽的。
周日新
《故事中的科学》丛书架起了青少年通往科学世界的桥梁,生动的语言、精彩的图片,把故事中的科学和科学中的故事娓娓道来,让读者沉浸在“悦读”的无限乐趣中,既增长知识、开阔视野,又陶冶情操、驱人奋进,可谓良师益友。
——中国科学院院士 中国科普作家协会理事长 刘嘉麒
“科学与艺术:一枚硬币的两面。”
——诺贝尔奖得主李政道如是说。的确,科学好玩,科学有趣!那么多的名家讲好玩的科学故事,孩子们从故事中学习有趣的科学,电子工业出版社推出这套《故事中的科学》丛书,真是用心良苦,功莫大焉!
——国家教育咨询委员会委员 中国科技馆原馆长 王渝生
航空是20世纪以来最重大的科技成就之一,大大改变了人类的生活。一大批科学家、发明家、飞行家和设计师为之付出心血,甚至生命,感人至深。资深科普作家周日新把他们的人生经历、追求、令人赞叹的业绩,进行巧妙剪辑,通俗流畅娓娓道来。读完全书,犹如看到他们的音容笑貌,听到他们的言谈举止,感受到他们的理想、信念、胸怀和情操。从他们的奋斗经历中,从他们追求卓越的精神和他们把握机遇的能力中,读者会受到深刻的启迪。
——著名航空科普作家 王钟强