沈海军,博士,同济大学航空与力学学院教授,同济大学飞行器工程研究所所长,博士生导师,教育部航空航天教学指导委员会委员,《SF Journal of Aviation and Aeronautical Science》《The Open Mechanical Engineering Journal》编委。主要研究方向有飞机设计、疲劳断裂、纳米力学等。承担或参加过国家863、国家自然基金、航空基金、上海市自然基金等多个项目。已发表论文250余篇。出版有《纳米艺术概论》《近空间飞行器》等8部著作。曾获江苏省教学成果二等奖、上海市高校优秀教材奖、同济大学教学成果特等奖等。
第1章
古代中国的飞行器有哪些?
2013年,江西卫视《经典传奇》栏目播放了一期科技探秘的节目:《古岩画里的飞机》。该期节目所讲的故事发生在新疆西北部哈巴河县的多尕特山谷。在该山谷的岩石上,考古学家们发现了若干疑似飞机、飞碟、火箭等的图案,并随之展开了调查。节目中谈道,经过碳14检测结果得知,这些疑似飞行器的岩画距今已有上万年…
整期节目大约半个小时,视频画面、解说和配音都充满了浓郁的神秘感。尽管如此,多尕特山谷岩壁上距今大约万年的疑似飞行器的图案到底是什么东西?远古中国的飞行器、狩猎用的器具,还是外星人的UFO?听得观众云里雾里,直到节目末了也未有定论。
那么,古代中国人有没有发明过飞行器?如果有,都发明了哪些飞行器?这里将聊聊这个有趣的话题。
“飞天”、舜帝、竹蜻蜓
中国人自古就有飞翔梦想,如佛教绘画中,飞舞的菩萨、天女、伎乐等“飞天”形象。“飞天”最初出现在中国西北地区的石窟壁画上,最具有代表性的当属甘肃省敦煌莫高窟壁画。“飞天”的形象大多体态丰满,衣袂飘飘,在天上飞翔,动作优美;或弹奏乐器,或散花人间……这些艺术杰作反映了中国古人希望超越肉身,在天空中自由翱翔的梦想。所以,“起飞”一直是我国古人们关心的话题。
相传上古的首领舜是第一个利用器物飞行的中国人。《史记·五帝本纪》记载:舜的继母和弟弟象嫉恨舜,常在舜的父亲薯(gu)叟面前讲舜的坏话,一来二去,警叟便对舜产生了厌恶,心生杀念。一次,警叟让舜修补谷仓屋顶。舜刚上去不一会,他便悄悄地点燃谷仓。舜当然不会坐以待毙,于是用两顶大斗签做翅膀,从谷仓上滑翔而下,得以逃生。这就是中国史料记载的古人最早使用飞行器的故事。
春秋时期,中国人发明了竹蜻蜓。这个简单而神奇的玩具流传至今。竹蜻蜓外形呈T字形,通常用竹子制作。横的一片是螺旋桨,中间开孔,插入一根竹棍。两手搓转竹棍,竹蜻蜓就会旋飞上天。18世纪,竹蜻蜓传到欧洲,被称为“中国飞陀螺”。英国“航空之父”乔治·凯利曾对竹蜻蜓十分痴迷,他的第一项航空研究就是仿制改进“竹蜻蜓”,解析螺旋桨的工作原理。因此,许多人认为,中国的竹蜻蜓就是后来直升机的雏形。
风筝与载人风筝
风筝,古人称之为莺(yuin)。早在春秋战国时期,便出现了木制的风筝。据记载,东周人墨翟,曾“费时三年,以木造莺,飞升入天”。粗粗算来,风筝距今已有2400年的历史了。
到了东汉,蔡伦造纸术在坊间开始推广,纸糊的风筝在中国北方地区流传开来。经过代代相传,制作手艺不断推陈出新,材料和工艺愈发精良,风筝式样、性能也大为改观。
据唐代《独异志》记载,梁武帝曾利用风筝传递军事消息。13世纪时,在金、蒙战役中,金人曾放出风筝,附带鼓励被俘兵士逃跑的传单;当风筝飘到蒙古兵战俘营上空时,他们便把线切断,将传单散播出去。以上说的是“无人”风筝,事实上,我国古代文献中也有若干风筝载人的记录。
譬如,公元19年,为攻打匈奴,王莽下令招募异能之士。一日,有人称会飞,王莽很高兴,要当场试验。此人便在长安举行飞行表演。《汉书·王莽传》是这样记载此事的:“取大鸟翻为两翼,头与身皆著毛,通引环纽,飞数百步,堕。”
这是关于我国古人飞行的重要记录,可惜文字太过简略,不仅“飞行家”没名没姓,而且飞行方法—“通引环纽”—到底是怎么回事,也语焉不详。不过,后人猜测,此人极有可能是利用了风筝滑翔的原理飞起来的。
我国古人飞行的另一个记录发生于公元529年。据《北史》记载,当时的北齐皇帝为高洋,此人生性残暴,常草营人命。在一次宗族冲突中,他屠杀了对方700多人,只剩一个叫元黄头的人。于是,高洋命人将元黄头押至一个67丈高的高台上,强迫其乘风筝跳下,以供自己取乐。但元黄头竟然乘坐风筝“飞”到城外,且安全落地。不过,元黄头的命运并没有改变,他最后还是被高洋杀害了。
P2-4
从历史走来,在脚下起飞,在未来翱翔。《中国航空史话》全方位梳理中国航空事业千年发展脉络,聚焦眼下新科技成果,放眼全球航空动向,真诚解答:我国的航空实力到底如何?悉心梳理全球航空大国“当家”产品,逐一对比,知己知彼。我们的军事航空实力到底如何?我国的民航水平处于什么阶段?我们的自主知识产权有多少?未来我们还要在哪方面努力?
前几日,正式接到北京
时代华文书局发来的本书
的校样稿,这意味着首部
全面描述中国航空发展历
史的著作将在不久之后与
读者见面。作为一名长期
坚守在高等教育一线的航
空从业者与本书的独立撰
稿人,此刻我的心情无比
激动和自豪。将近天命之
年,蓦然回首,才发现自
己经历过20世纪末中国航
空事业的大萧条,也赶上
了本世纪以来航空工业突
飞猛进的“春天”,近几年更
是亲眼目睹了国产航母、
大飞机等重大工程的“井喷
式”发展,着实令人振奋,
因此不免感慨万千。
《中国航空史话》(简
称《史话》)一书写完了
,全书共21章,分4个部分
:“砥砺前行”、“海航力量”
、“国之利器”和“壮志凌云”
,共计16万字。4个部分分
别描述了中国航空特别是
航空发动机的发展历程,
中国的海军航空力量与水
上飞机,中国的作战飞机
以及中国的直升机、运输
机、教练机和民用客机等
内容,展现了中国航空技
术与力量的发展历史与现
状。
十年积累,一气呵成
《史话》的撰写速度比
较快,但该书的内容工作
最早可追溯到2009年。那
时候,一次偶然的机会我
结识了《百科知识》杂志
的编辑赵菲老师,从此便
开始陆续接受她航空科普
方面的约稿。时间流逝,
不知不觉中,自己的航空
科普文章竟坚持撰写了近
十年。近十年里,百余篇
航空科普方面的文章相继
推出,几乎覆盖了航空专
业的各个领域。其中不乏
佳作,不少文章被《中国
科学报》、《新民晚报》
、搜狐、网易、今日头条
等媒体转载,有的甚至被
作为中学生的语文阅读试
题。此间收集的大量资料
,为撰写《史话》奠定了
基础。
《史话》顺利完成的第
二个保障性事件是在2016
年。那一年,为响应国家“
一带一路”倡议,原同济大
学校长吴启迪教授组织大
家编写《中国工程师史》
,本人有幸成为航空部分
的负责人。为了编写此书
,我查阅、收集了大量文
献,走访了国内几大主机
厂(所),参观了他们的
厂(所)史馆……2017年,
吴启迪教授主编的《中国
工程师史》(科普版)出
版。尽管该书中航空部分
的内容被大大压缩,但自
己收集的中国航空历史方
面的宝贵资料却被完整地
保存了下来。
除了上述两个事件外,
《史话》的完成还得益于
另外一件事情,那就是航
空公益科普。这些年,自
己投身航空科普活动,开
展过航空公益科普工坊系
列活动近百次;出过《沈
教授教你做模型(系列)》
十三期,举办过公益飞机
展数次,国内各地航空科
普讲座两百余场;做过电
视台航空栏目嘉宾,上过
报纸杂志;关心航空时事
,个人博客中经常会对业
内突发事件发表评论……属
于典型的“不务正业”型教授
。参加这些活动要花费精
力,做好前期功课,查阅
大量资料。正所谓“见多识
广”,每次参加公益航空活
动后自己都会收获满满,
很有成就感,对于国内外
航空领域的宏观视野也逐
渐开阔,对重大航空事件
不断形成自己的观点。这
为自己撰写《史话》积累
了足够的底气和信心。
正是因为以上经历,本
书集中撰写时间用了两个
月不到,可以说是一气呵
成。
第一部分砥砺前行
本书第一部分“砥砺前行
”的开篇是讲古代中国的飞
行器。《史记·五帝本纪》
:“使舜上涂康,警叟从下
纵火焚康。舜乃以两签自
开而下,去,得不死。”舜
帝使用斗笠跳下粮仓顶、
民间玩具竹蜻蜓,分别被
认为是“降落伞”和“直升机”
的起源。春秋时期出现的
风筝、明朝的“万户飞天”、
孔明灯等被很多人奉为世
界上最早的飞行器、载人
火箭和热气球维形。民间
走马灯的结构、原理与现
代喷气式发动机极其相似
。《山海经》中记载的“奇
肱飞车”、《抱朴子》记载
的载人飞行器……这些带有
神话色彩的故事,精彩演
绎了古人渴望飞天的美好
向往。总之,我们的先祖
们为征服天空不断地做着
尝试。
如果说第1章内容偏“虚”
,那么第2章和第3章的内
容则转为写实。早在清咸
丰五年(1855年),上海
等地的刊物就开始介绍国
外的飞行器。清光绪十三
年(1887年),天津武备
学堂数学教习华衡芳便自
制了飞行气球;随后,湖
北清军还组建了气球队,
用于高空侦察。中国航空
先驱谢赞泰早在1894年就
开始设计飞艇,他曾成功
造出“中国号”飞艇。然而遗
憾的是,“中国号”飞艇被清
政府忽视,断送了我们发
展飞艇的大好前景。
国产直升机之后介绍的
是“中国运输机的发展历程”
。在国民党统治时期,中
国的运输机主要是从海外
购买,尽管抗战期间“南川
第二飞机制造厂”曾自行研
制过“中运”系列运输机,但
始终未能量产。新中国成
立初期,主要依靠引进和
仿制苏制运输机。到了20
世纪60年代中期,我国开
始自行设计研制运输机,
相继推出运-7、运-8、运-9
、运-11、运-12等中、轻型
运输机。近些年,中国的
大型运输机运-20成功试飞
并列装部队,成为中国具
备“战略空军”能力的重要标
志。
教练机是该部分的重要
内容,分“旧中国的教练机”
和“新中国的教练机”两
中国历史悠久,战争不断,在抗日战争时期我们经历过惨烈的航空压制。时过境迁,历史却从未走远,仰望这方蓝天,我国的航空实力现在如何?
同济大学航空与力学教授二十年持续追踪、坚持宣传、十年书写。有专业的解析也有条理清楚的历史脉络梳理,有严谨的国际对标产品比拼也有浅显易懂充满温情的文笔。
您会看到新中国一代代航空人的努力和奋斗,他们的欢乐和痛苦,他们的牺牲与成就。读罢此书,您会明白每一个关键技术的突破意味着什么,每一架飞机的起飞代表着什么,在国际航空强国的核心技术和产品面前,我们优胜什么,还欠缺什么,需要什么。
全书图表搭配,好读也好看;内容分节编排,短篇阅读,行文通畅;按照历史线书写,从头到尾,一气呵成。
人人都该知道的航空历史,人人都能读懂的航空知识!