世界航空简史
引言
航空是20世纪发展迅速、对人类社会影响巨大的科学技术领域之一。飞行是人类自古以来的理想。经过人类长期的探索和勇敢的尝试,在18世纪产业革命的推动下,1783年法国蒙哥尔费兄弟的热空气气球和J.-A.C.查理的氢气气球相继升空成功,标志着人类航空发展的第一次重大突破。比重小于空气的飞行器作为空中交通工具还存在速度低的缺点,要在大气层中实现高速飞行,还必须研究比重大于空气的飞行器。1903年12月17日,美国莱特兄弟用自己制造的飞机,实现了人类首次持续的、有动力的、可操纵的飞行,开创了现代航空的新纪元。两次世界大战刺激了航空科学技术的发展,军用飞机的性能不断提高,使战争从平面向立体转化。在两次世界大战之间发展起来的民用航空运输事业,使飞机成为与经济发展和人民生活息息相关的交通工具。第二次世界大战以后,喷气式飞机的出现,使飞机突破了音障,这是航空发展上的又一次重大突破。一批高性能的超音速军用飞机投入使用,对现代军事技术产生了重大的影响。经济、安全、舒适的喷气式客机成为民用航空运输的主力,改变了现代交通运输的结构。电子技术和新材料、新能源的开发,使航空科学技术正在孕育一场重大的变革。
航空发展的历史是一部人类以自己的聪明才智征服天空的历史。航空是现代科学技术和现代工业的结晶,它的发展充分体现了科学技术的综合作用。
飞行的探索时期
(20世纪以前)
人类对飞行的最初探索 自古以来人类就怀有飞行理想,这种理想来自生产、生活和对自由飞行的向往。但在社会生产力低下的年代,这种理想始终不能实现,只能在神话和传说(见飞行神话传说)中寄托自己的渴望。
中世纪欧洲不断有人对飞行作过勇敢的尝试,他们用羽毛作成翅膀,从塔上或高处跳下,试图模仿鸟的飞行,结果往往以失败而告终。在很长的一段时期内,人类对飞行的探索进展缓慢,文艺复兴时期的L.达·芬奇科学地研究了飞行问题,但他的研究成果直到19世纪后期才为后人发现,对航空的发展未起到应有的作用。17世纪后期意大利的G.A.博雷利探讨了人类肌肉与飞行的关系后,证明:“人类靠自己的体力作灵巧的飞行是绝对不可能的。”
气球飞行成功 中国早在五代时期(公元907~960年)就使用过原始的热气球──孔明灯(见中国古代飞行技艺)。历史上还记录过各种轻于空气的飞行器的其他设想和尝试,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公里。这是人类乘航空器的第一次空中航行。
蒙哥尔费的气球(见彩图)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公里后降落。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公里,留空时间超过2小时。
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。18世纪末到19世纪初,气球主要用于军事、体育运动和科学试验。