從很久遠的古代開始,人類就向往在天空中飛行,不過,飛機的出現(xiàn)實在太晚了,那么,在飛機出現(xiàn)之前,人類靠什么在天空翱翔呢?
比熱氣球更棒
最早能夠載人進行長時間飛行的是熱氣球。18世紀的時候,法國的孟格菲兄弟本來是造紙商,偶然發(fā)現(xiàn)碎紙屑在火爐中會被熱氣托起,不斷飛升。于是,他們很自然地聯(lián)想到,如果能用結(jié)實的布把熱空氣兜住,也許能夠被熱空氣推上天。
很快,孟格菲兄弟的熱氣球誕生了,他們在歐洲各地進行表演,其中比較成功的時候,能夠在空中停留半個小時。這是人類第一次在空中停留這么長時間,即便是120年后萊特兄弟發(fā)明的飛機,最初也不過能夠飛幾十秒鐘而已。
但是,孟格菲兄弟發(fā)明的熱氣球,雖然能夠在空中懸浮,卻不能很好地按照人的指揮飛行移動。這距離人類真正的飛行之夢,還有一段距離。
當氣球有了動力
那么,如果給氣球裝上動力裝置,結(jié)果會怎樣呢?
很簡單,這就是飛艇了。1784年,法國的羅伯特兄弟制造出了第一艘飛艇。這艘飛艇長15.6米,像一條魚的形狀,因為羅伯特兄弟認為飛艇在空中飛行時就和魚在水中游差不多。這條“魚”的肚子充滿氫氣后,可以產(chǎn)生1噸的升力,足以輕松飛到空中。而且,在這艘飛艇的載人吊艙上,裝有船上用的槳。
羅伯特兄弟駕駛這艘飛艇,通過人力劃槳的方式實現(xiàn)了緩慢飛行,但速度很慢,7個小時才飛了幾千米遠。
需要更安全
相較于慢如龜爬的飛行速度,更令羅伯特兄弟感到頭疼的問題是:隨著飛艇不斷升高,高空的大氣壓力會減弱,于是飛艇的氣囊就會膨脹,最終會發(fā)生破裂,導致“艇毀人亡”。第一次飛行,羅伯特兄弟就遇到了這樣危險的情況,幸虧急中生智,用小刀將氣囊戳破,這才化險為夷。
但是,這樣一來,飛艇就開始慢撒氣,無法繼續(xù)升高,并且會在一段時間后漸漸降落回地面。怎么辦?羅伯特兄弟在一位名叫查理的教授的幫助下,改進了飛艇氣囊的設計。他們在外層大氣囊之內(nèi),又設置了一個小氣囊,這個小氣囊中充滿空氣,然后再在外層大氣囊中充滿氫氣。當飛艇飛到高空,就將小氣囊中的空氣放掉一部分,這樣小氣囊就會在外部大氣囊內(nèi)氣體壓力的作用下被壓縮,這樣一來,大氣囊的膨脹就有了空間,飛艇不會脹爆,安全性有了保障。
長骨頭的飛艇
此后的幾十年,飛艇技術不斷完善。從人力槳到蒸汽動力螺旋槳,再到內(nèi)燃機螺旋槳,飛艇越飛越快。到了1900年,德國人齊柏林發(fā)明了真正劃時代的飛艇——硬式飛艇,達到了飛艇技術發(fā)展的頂峰。
傳統(tǒng)的飛艇和熱氣球一樣,都是用軟氣囊充氣。齊柏林的硬式飛艇則有一副骨架支撐,在他的飛艇氣囊內(nèi)部,1根巨大的大梁和24根“肋骨”支撐起整個氣囊空間,并將氣囊內(nèi)部分割成為17個獨立的氣室,總?cè)莘e達到1.2萬立方米,完全充氣后能產(chǎn)生13噸升力。而且,氣囊因此變得堅固,內(nèi)部的分割也起到了類似于船艙中隔水艙的作用,哪怕出現(xiàn)破洞,也不會讓整個氣囊的氫氣跑光。
飛艇的黃金時代
1920年~1930年,是飛艇的黃金時代。這一時期,飛機技術還不夠成熟,運載量遠沒有飛艇大,而且飛艇的飛行成本低廉,還能夠進行不落地的環(huán)球飛行,繞地球飛行一周需要21天左右。
可惜,由于飛艇必須使用比空氣輕的氫氣作為升力來源,而氫氣本身是易燃氣體,非常不安全。最終,更安全、飛行速度更快的飛機得到普及,而飛艇不得不退出了歷史舞臺。不過,今天,隨著更安全的輕氣體氦氣等提純技術的發(fā)展,這種便宜、有趣的飛行器,正在迎來復蘇的機會。