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飞艇的发明与发展（第1页）

飞艇的发明与发展

在1783年发明了气球之后，人们马上就想方设法推进和驾驶气球。

1784．年，法国罗伯特兄弟制造了一艘人力飞艇，长15．6米，最大直径9．6米，充氢气后可产生1000多公斤的升力。罗伯特兄弟认为，飞艇在空中飞行和鱼在水中游动差不多，因此把它制成鱼形，艇上装上了桨，这桨是用绸子绷在直径2米的框子上制成的。

7月6日开始进行试飞，当气囊充满氢气后，飞艇冉冉上升，随着高度的增加，大气压逐渐降低，囊内氢气膨胀，气囊越胀越大，眼看就要胀破，这可把罗伯特兄弟吓坏了，他们赶紧用小刀把气囊刺了一个小孔，才使飞艇安全降到了地面。

这次试验启示人们，应当在气囊上留一个放气阀门。2个月后，兄弟俩又对飞艇进行了改装，做了第二次飞行。这次飞行由7个人划桨作动力，飞行了7个小时，但只飞了几千米。虽然飞行速度很慢，但它毕竟是人类第一艘有动力的飞艇。

1872年，法国人特·罗姆制成了一艘用螺旋桨代替划桨的人力飞艇。飞艇长36米，最大直径15米。加上吊舱，高达29米，可载8人。螺旋桨直径9米，几个人轮流转动螺旋桨，使其产生拉力，牵引飞艇前进，速度达每小时lO公里，比划桨的飞艇好多了。

不久之后，另一个法国人卡奴·米亚从自行车受到启发，设计了一种脚踏式螺旋桨飞艇。这种单人飞艇在无风时可以短时问飞行，速度可达每小时16公里，比起手转螺旋桨飞艇又快了许多。

但这时飞艇飞行中有一个难题还没解决，就是飞艇一升高，就要通过阀门放气，以防止气囊膨胀爆裂。但气放掉之后，就再也无法升高了。

为解决这一问题，法国的查理教授和罗伯特兄弟于1874年制成了一种装有空气房的气球。它的形状像纺锤，与现代飞艇很相似。这种气球，·外面是一个大的丝质胶囊，里面有一个小气囊，小气囊上面有一个气体阀门。外囊充氢气，使气球产生浮力升到空中，内囊用来充空气。这个小气囊就叫“空气房”。

气球在升空之前，先将“空气房”充进空气。当气球升到一定高度后，就将“空气房”打开，放出一部分空气。这样，外囊膨胀后，“空气房”就因受挤压而缩小，使外囊膨胀的压力有所减小，以保证气囊不致胀破。这一发明，解决了气球升空的一大难题，是飞艇发展史上的又一重大突破。此后，“空气房”很快便在所有飞艇上使用了，并一直使用至今。

18世纪60年代，蒸汽机、内燃机、电动机相继发明，为飞艇动力的改进创造了条件。

1851年，一台重160公斤，功率为2．2千瓦的蒸汽机制造成功，并很快被应用于飞艇上。1852年，法国的齐菲尔德制造了一艘椭圆形的飞艇，长44米，最大直径13米，总升力2吨多。飞艇上安装了螺旋桨，并用这台蒸汽机作动力。

9月24日，这艘以蒸汽机作动力的飞艇在巴黎郊区试飞。那天，天气晴朗，风和日丽。飞艇升空后，蒸汽机以每分钟110转的速度，带动直径3米多的三叶螺旋桨旋转，前进速度达到每小时9．4千米。但由于没有考虑操纵问题。因而飞艇起飞后不能返回起飞地点着陆。

1884年，法国的军官路纳德和克里布又制造了一艘“法兰西”号飞艇，长51米，前部最大直径8．4米，用蓄电池供电的电动机作动力。8月9日凌晨4点，在法国科学院观察员的陪同下解缆试航。飞艇先向南飞行，然后向凡尔赛宫飞去，在离开出发点4千米处返航。在高度300米处打开放气阀门排氢降落，在降落中多次前后转动，以对准着陆点。飞艇到达80米高度时，丢下缆绳由地面拉降固定。试飞历时25分钟，飞行速度最高达每小时24千米。这是人类第一艘能操纵的飞艇。

在飞艇发展史上，德国的退役将军菲迪南德·格拉夫·齐柏林是一个重要人物，他是硬式飞艇的发明者，被后人称为“飞艇之父”。1900年，齐柏林制造了第一架硬式飞艇。它的最大特点是有一个硬的骨架，骨架是由一根腹部纵向大梁和24根长桁及16个框架构成，并使用了大纵向和横向拉线，以增强结构强度；艇体构架外面蒙上防水布制成的蒙皮，艇体内有17个气囊，总容积达到1．2万立方米，总浮力达13吨，比当时软式飞艇大5～6倍。由于多气囊还能起到类似船上隔水舱的作用，所以大大提高了飞行的安全度。

1908年，齐柏林又用自己的全部财产设计制造了当时世界上最大的一艘飞艇——“k一4”号。齐柏林对这艘飞艇的性能非常满意，他曾亲自驾驶这艘飞艇作了一次远航试验。飞艇从德国起飞，飞过阿尔卑斯山，到达瑞士后返航。这一成就引起了德国政府的重视，他们宣布，如果飞艇续航时间能超过24小时，政府就购买它，并愿意支付发展硬式飞艇所用的全部研制费用。这年8月4日，是“Lz一4”号飞艇正式接受检验的日子。政府官员和许多观众都来到了现场。齐柏林亲自驾驶飞艇升空。开始一切都很顺利，可是几小时后，发动机就出了毛病，飞艇只好迫降地面，进行维修，准备再次升空。谁知祸不单行，偏偏在这个时候又起了一阵狂风，将飞艇的锚绳吹断。飞艇朝一片树丛撞去，当场毁坏了。

正当齐柏林走投无路时，一位法兰克福时代报的记者富果·艾肯纳博士帮助了他。艾肯纳将飞艇的现场客观地作了报导，又把齐柏林为发展飞艇而奋斗的事迹作了一番宣扬。全德国的报纸都转载了艾肯纳的文章。齐柏林的事迹深深打动了人们的心，德国人民发动了一场捐款活动，在很短时间内就筹集了600万马克，足够齐柏林再造一艘新飞艇。齐柏林总结了过去失败的教训，重新设计制造了“Lz一5”号、“Lz一6”号飞艇，经过试飞都获得了成功，在空中停留的时间都超过了24小时。后来他又制造了三架飞艇，性能都不错，完全可以进行运输。这样，齐柏林与艾肯纳决定成立航空公司，起名叫德拉格公司。这是世界上第一家航空公司。1910年6月22日，第一艘飞艇正式从德国法兰克福飞往杜赛尔，建立了第一条定期空中航线，担任首航运输任务的就是“IJz一7”号飞艇，它一次可载24名旅客，有12名乘务员，飞行速度为每小时69～77千米。

齐柏林逝世后，他的继承人艾肯纳博士提出了一个大胆的计划：建造一艘环球飞艇，开辟洲际长途客运。艾肯纳设计的环球飞艇确实很大，这艘飞艇长达237米，最大直径30．5米，可充10．47万立方米的氢气，本身重量为118吨，载重53吨，用5台柴油发动机作动力，最大速度每小时193公里，于1927年7月建成。为纪念齐柏林，特地将这艘飞艇命名为“格拉夫·齐柏林”号，由他的女儿主持了建成典礼。

1929年8月8日，“格拉夫·齐柏林”号飞艇开始了一次伟大的环球飞行，从美国的新泽西州出发，经过德国、苏联、中国、日本，于8月26日回到洛杉矶市。整个航程历时2l天7小时34分。

齐柏林号飞艇环球飞行的成功大大促进了飞艇的发展。据统计，在20世纪20至30年代，美国建造了86艘，英国建造了72艘，德国建造了188艘，法国建造了100艘，意大利建造了38艘，苏联建造了24艘，日本也建造了12艘。这是飞艇的鼎盛时期，所以人们把这期间称作飞艇的“黄金时代”。一一166—现代火箭的发明与发展

火箭的发展有着漫长的历史，古今火箭在性能和结构复杂程度上相差极为悬殊，但原理却是相同的：依靠不断向后喷射燃气而前进。

世界上公认，火箭是中国首先发明的。早在南宋，火箭已在中国用作武器，明代又有所改进。有的将多个火箭绑在一起以增大推力，有的使用了二级火箭。这与现代使用的集束式火箭和多级火箭原理上是一样的。

古代火箭主要用于作战，但已有人幻想利用它航天。据野史记载，1500年前后，中国一位叫万户的学者，把47枚火箭绑在椅后，自己手持风筝端坐椅上，请人同时点燃这些火箭，决心飞上天去。结果一声爆炸，碎片纷飞，再也找不到万户。为了纪念这位为人类航天而献身的先驱者；现代科学家将月球背面的一个环形山命名为“万户火山口”。

现代火箭的产生和发展是建立在大量的理论和实验研究基础上的。由于**燃料燃烧的理论和技术问题都比固体燃料简单，所以现代火箭是从**火箭开始的。苏联、德国、美国都有代表人物在研制火箭方面取得杰出成就。齐奥尔科夫斯基是苏联人，他从小多病，曾经患猩红热，病后耳朵几乎聋了，被迫中途退学。但他顽强自学，22岁参加中学数学教师的招考被录用，开始了中学教师生活，业余时间搞科学研究。1895年他写了一本科学幻想小说《奇异的地球和天空》。1898年，他写成《用火箭推进飞行器探索宇宙》一文，拖延5年以后才发表在俄国的《科学评论》杂志上。这篇文章第一次阐述了火箭飞行和火箭发动机的基本原理，具体说明**火箭的构造，认为可以用液氧和煤油做推进剂，提出了质量比（起飞质量和推进剂消耗完后的质量的比值）概念，推导出计算火箭飞行最大速度的公式。它从科学上证明了太空旅行的可行性。齐奥尔科夫斯基共发表论文、科普文章、科幻小说等近600篇。1920年，列宁亲自下令支持齐奥尔科夫斯基的研究工作。他的研究成果对苏联火箭技术的发展有深远的影响。

奥伯斯关于火箭的研究工作是在德国进行的。1923年，他出版了《从火箭到星际太空》一书。他深入研究了许多技术问题，比如喷气速度、理想速度和火箭在大气层中上升的最佳速度等。奥伯斯的著作曾经由科普作家改成写通俗读物，产生了广泛影响。

哥达德是美国人，他被科幻小说描写的太空飞行所吸引，立志从事火箭研究。他把理论研究和实验结合起来。1926年3月，哥达德制造的用液氧和汽油做推进剂的第一枚**火箭试飞成功。1929年，他又发射一枚装有气压计、温度计和照相机的火箭。从1930年到1935年，他发射了多枚火箭，高度达到2500米左右。

从20世纪30年代起，火箭研究在德、意、英、法、奥等许多国家开展起来。尤其是德国，它的开创性研究，是在其他欧洲国家的严密监视下进行的。从30年代开始，特别是希特勒上台之后，德国广泛罗致人才，充分提供研究经费，在极端保密的情况下，使火箭研究迅速发展。

1932年，德国陆军接管了火箭研究工作，并进行了大量基础性研究。1933年，开始设计火箭。在冯·布劳恩的主持下，通过反复试验，在空气动力学方面取得了重要成果，在制导与控制、发动机设计、弹道设计方面积累了大量经验。

在此基础上，1942年10月3日，在精心选择、严格保密的波罗的海沿岸佩内明德发射场，成功地发射了第一枚**军用飞弹V一2，飞行190千米，横向偏差4千米，最大高度85千米。V一2飞弹全长14米，结构重量为3．99吨，携带8．96吨推进剂和1吨的弹头，最大射程300千米。

从1944．年9月至1945年3月，纳粹德国仅向英国就发射了l万多枚V一2，但这并不能挽救其覆灭的命运。不过飞弹本身却成了战后各国火箭发展的蓝本。．第二次世界大战以后，美苏两国成了德国V一2成就的继承者。美国俘获了包括冯·布劳恩在内的100多名德国一流的火箭专家，全部V一2资料；苏联俘获了一批二流专家和大量V一2及其零件。这为美苏发展火箭技术提供了有利条件。

在1945年以前，科学家们对距地表100公里以上高空的情况，只有通过问接手段得来的少得可怜的知识。战后，科学家们迫不及待地利用战争中发展起来的火箭，在头部安放仪器，对高空各方面的情况进行直接的探测。1946年4月美国首次发射V一2，这是一个探空火箭计划的开始，也是研究、仿制、改进V一2直到研究全新火箭这个过程的开始。不久，V一2火箭头部装上科学仪器被发射到73至130公里的高空。1947年第一次成功地使用降落伞将火箭安全降落下来。

苏联于1947年10月发射第一颗V一2。1947～1949年还研制了几种探空火箭，一直用到50年代。

战后10年，火箭发动机技术、飞行控制、跟踪、遥测和遥控仪器都随着经验的积累和高空数据的获得而不断发展。1957～1958年是国际地球物理年，出现了利用探空火箭探测高空的**。在此期间，美国发射了210枚火箭，苏联发射了125枚，英、德、法、日等十几个国家也都制定了探空的合作项目。火箭最大高度已达470公里。在这些探测活动中，各国获得了关于地球大气层的物理和化学性质、地磁场、宇宙辐射和太阳辐射以及陨石等大量资料，火箭的科学价值也逐渐为人们所充分认识。