胡鑫川

人類最早幻想自己飛翔的方法是駕云、馭氣、霞舉和借物飛行：書畫中的仙人神圣周圍都常常伴有云霧而凌空飛行，中國古代的列子就有借氣御風(fēng)而行，春秋時代有蕭史弄玉乘龍跨鳳雙雙成仙飛去，古希臘神話中墨丘利的帶翅涼鞋，古條頓傳說中魏蘭的飛行馬甲，阿拉伯神話中的波斯飛毯、埃爾奎爾之輪等，進一步表達了人類對利用器械飛行的向往。

人類在無動力飛行器時期經(jīng)歷了太久也太豐富的磨煉，尤其在“人類模仿飛鳥翅膀制作的撲翼飛行器以及熱氣球”（《人類飛翔史》中國畫報出版社，[法]夏爾·多爾菲斯 亨利·布歇編著，袁俊生譯）階段，也是人類航空史中最豐富的追尋航空科技時期，在不斷失敗中為人類開辟了升空飛行的途徑，在挖掘風(fēng)力作用時不斷地向機械動力前行，航空技術(shù)的發(fā)展從此開始，并為各種飛行器的動力科技發(fā)展鋪平道路。

中國篇

中國是追求人類飛翔最早的國家之一，也是模仿鳥類等大自然現(xiàn)象進行飛行嘗試的古老民族，曾用智慧為人類的航空科技獻上了五大貢獻，竹蜻蜓、風(fēng)箏、孔明燈、陀螺與鞭炮的誕生推進了飛行器向現(xiàn)代航空科技的邁進。

竹蜻蜓與旋轉(zhuǎn)動力

公元265至420年間，晉·葛洪著《抱樸子·雜應(yīng)》提出鷹展翅高飛是借助了上升氣流的托舉原理：若能乘者，可以周流天下，不拘山河……或用棗心木為飛車，以牛革結(jié)環(huán)劍以引其機，或存念作五蛇六龍三牛交罡而乘之，上昇四十里，名為太清，太清之中，其氣甚剛，能勝人也。由此紀錄竹蜻蜓的動力機械可以升空：薄片旋翼下是軸承，拉動皮繩，薄片就由軸承帶動上升。

14世紀傳入歐州時被稱為“中國陀螺”的竹蜻蜓，在15世紀的意大利人達·芬奇手中描繪出了直升機草圖。英國“航空之父”喬治·凱利（1773-1857年）更是在竹蜻蜓引導(dǎo)下仿制出用鐘表發(fā)條作為動力來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的“竹蜻蜓”，并解析出螺旋槳的工作原理。

《簡明不列顛百科全書》中寫道：“直升機是人類最早的飛行設(shè)想之一，多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達·芬奇，但現(xiàn)在都知道，中國人比中世紀的歐洲人更早做出了直升機玩具?！?/p>

1907年11月13日法國人保羅·科爾尼研制出的一架全尺寸載人直升機試飛成功。名為“飛行自行車”的直升機垂直升空離開地面0.3米，還連續(xù)飛行了20秒鐘，實現(xiàn)了自由飛行，被后人稱為“人類第一架直升機”。

百余年后的今天，大大小小的直升機依然在它們的頂部安裝至少兩部大大的“竹蜻蜓”——旋翼，并繁衍出了常規(guī)型與傾轉(zhuǎn)旋翼機、高速直升機、隱形直升機等各種實用現(xiàn)代直升機型。以竹蜻蜓為原型的螺旋槳推進器也被應(yīng)用于噴氣時代之前的所有飛機之中。

風(fēng)箏與空氣動力

較早的風(fēng)箏記錄是源于楚漢相爭時的一個傳說，張良坐在大鷂子上飛到項羽軍隊的上方唱“四面楚歌”而使項羽大敗。

公元13世紀，意大利人馬可·波羅從中國返回歐洲后，風(fēng)箏在西方傳播開來，并對滑翔機發(fā)明起到了重要作用。美國國家博物館中的一塊牌子寫著“世界上最早的飛行器是中國的風(fēng)箏和火箭”;英國博物館也把中國的風(fēng)箏稱之為“中國的第五大發(fā)明”。

萊特兄弟就是以風(fēng)箏為基礎(chǔ)，制造的小型扭轉(zhuǎn)機翼風(fēng)箏獲得成功后，開始研制試飛二架全尺寸有人駕駛滑翔機，成功實現(xiàn)“人類第一架有動力飛行”。

現(xiàn)在，人類繼續(xù)保持對無動力裝置滑翔機的熱愛，享受依靠自身重力的分量獲得前進的下滑飛行體驗，也成為體育運動愛好者們的最愛。

孔明燈與熱動力

漢朝的漢武帝時代已有“獨燈籠”，用于軍隊的信號工具。諸葛亮被圍困于平陽時，無法派兵出城求救，自制會飄浮的紙燈籠，系上求救的訊息升空后果然脫險。

歐洲人到了1783年11月21日才向空中釋放第一個熱空氣氣球。

孔明燈演變?yōu)椤白唏R燈”后廣為流傳，也是世界上第一款使用熱動力驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)做功的機械裝置，形成了熱能向機械能轉(zhuǎn)換的現(xiàn)代燃氣渦輪工作原理。

世界上最早的噴氣推進理論是由亨利·科安達提出的。1939年8月德國制作了世界上第一架噴氣式飛機。通過噴氣產(chǎn)生推力的反作用式噴氣發(fā)動機，也應(yīng)用于包括航天領(lǐng)域在內(nèi)的火箭發(fā)動機中。

爆竹與火箭動力

火藥的起源至今仍是個謎，早在公元一世紀有了雛形，在裴松之注引的《三國志·魏明帝紀》中《魏略》篇論述，228年，魏太和二年，蜀國諸葛亮出兵攻打陳倉，魏守將郝昭“以火箭逆射其云梯，梯然，梯上人皆燒死”。此“火箭”的出現(xiàn)讓人們開始了對現(xiàn)代火箭的探索。

15世紀，一位叫萬戶的明朝官員手執(zhí)兩張風(fēng)箏，將自己捆綁在座椅上，椅后加裝47枚火藥鞭炮，用蠟燭點燃鞭炮后升空。萬戶雖未成功，但具有劃時代的意義，他被譽為世界上嘗試利用火箭“飛天的第一人”。1970年，在英國布賴頓國際天文學(xué)會議上，月球背面一座環(huán)形山正式以“WanHoo”命名，以此紀念。

中國的火藥火箭傳播到歐洲，經(jīng)過幾百年的使用和發(fā)展，直到19世紀初終于出現(xiàn)了近代火藥火箭，逐步形成了航天學(xué)的基礎(chǔ)技術(shù)。

他國篇

當(dāng)科學(xué)思想與工業(yè)革命融合起來之后，更理性的航空夢追求變成了現(xiàn)實的科學(xué)行動，早期曾不斷涌現(xiàn)出了一批具有設(shè)計、制造、飛行能力的航空先輩們，他們在無動力向動力飛行的征途中不斷探索與成長。

意大利達·芬奇與人力撲翼機

在萊特兄弟發(fā)明飛機十年之后，后人才發(fā)現(xiàn)達·芬奇早在500年前就對航空科學(xué)技術(shù)做了大量有價值的研究，盡管達·芬奇從未在飛行器實驗中取得成功，但他潛心觀察鳥類飛翔20多年，繪制出航空草圖多達200余幅，而他所著的《論鳥的飛行》手稿為航空科技奠定了初步理論和實踐基礎(chǔ)，并在20世紀航空科學(xué)大發(fā)展過程中也一一得到了驗證。

1483年的筆記中，達·芬奇設(shè)計出了直升機草圖，還做出了模型。西方人確認：這是最早的直升機設(shè)計藍圖。1485年，基于對鳥的模仿，達·芬奇設(shè)計出第一架撲翼機。2002年，根據(jù)達·芬奇圖紙建造的懸掛式滑翔機飛行17秒，爬升至10米的高度。

法國蒙哥爾費兄弟和查爾斯的浮空球

1783年6月4日，蒙哥爾費兄弟研制出世界上第一個熱空氣動力氣球，直徑約11米，是以燃燒濕稻草和碎羊毛產(chǎn)生的熱空氣作為升空動力，10分鐘后降落。由此揭開了人類熱氣球升空航行時代。

1783年8月27日，查爾斯用工業(yè)手法制作氫氣，充滿直徑4米、體積達60立方米的氣球成功升天。

法英嘗試飛艇的螺旋槳動力

1784年，法國人布朗夏爾在氣球上安裝手搖“小風(fēng)磨”的空氣螺旋槳，并在后面安裝了一個鳥尾巴形狀的方向舵，成功地用這個裝置穿越了英吉利海峽。

1784年9月，法國人羅伯特兄弟制造出一艘容積940立方米、長15.6米、最大直徑9.6米，需要靠7人劃動綢布空氣槳螺旋的魚形氫氣飛艇，在空中艱難地移動了幾千米。

1843年，英國凱利在《機械雜志》上撰文，介紹了一艘配備螺旋槳的飛艇。喬治·凱利還曾制成過以彈簧為動力源的直升機，飛過25.5米的高度。

英國喬治·凱利與滑翔機系留牽引飛行

奧維爾·萊特曾說：“我們的成功完全要感謝那位英國紳士喬治·凱利，他寫的有關(guān)航空的原理是科學(xué)上最偉大的文獻?！蔽鞣胶娇諏＜曳Q喬治·凱利為“空氣動力學(xué)之父”。

1809年之前，喬治·凱利制作了一架無動力滑翔機，分別進行了有人駕駛和無人駕駛試驗。

1849年，喬治·凱利造了一架三翼滑翔機來證實他的空氣動力學(xué)理論，讓一名10歲的小孩坐在一只吊籃里，從小山上滑下來，一些人用繩子拉著滑翔機，飛機迎風(fēng)飄飛了一段距離。這是人類歷史上第一次載人滑翔機系留牽引飛行。

德國李林塔爾與無動力滑翔機

德國李林塔爾被稱為“世界滑翔機之父”，是最早設(shè)計和制造出實用的滑翔機者，他一生進行過2000多次滑翔飛行試驗，為20世紀初期動力飛行的成功作出了重要貢獻。

1889年，他的《鳥類飛行──航空的基礎(chǔ)》一書論述了鳥類飛行的特點，指出機翼也要像鳥翼那樣具有弓形截面才能獲得更大的升力，他還著有《飛翔中的實際試驗》等書。他擬在充分掌握穩(wěn)定操縱后，在滑翔機上安裝蒸汽機實現(xiàn)動力飛行，但此愿望未能實現(xiàn)，而他進行的大量飛行實踐和研究為后來的飛機研究者提供了寶貴的經(jīng)驗，特別是萊特兄弟從他的經(jīng)驗中獲得許多教益。（本文圖片由作者提供）