我是昭君,我想记录我生活工作的点点滴滴,今天是我每日一篇文章的第813天。
人类自古以来就对飞行充满了向往。几千年以前,人们羡慕昆虫和鸟类的飞行本领,却只能将飞行梦寄托在神话故事里。
那在古希腊神话中,太阳神的儿子法厄许下心愿,希望能够驾驶父亲的太阳战车,代达罗斯用羽毛制作了翅膀,和儿子伊卡洛斯在空中自由地飞翔。还有中国的牛郎织女,嫦娥奔月这些传说,也表达了人们对飞行的向往。
那么关于飞行,人类在什么时候才开始了实际的探索呢?据目前的资料显示,最早出现的飞行器就是中国人发明的风筝,它的历史可以追溯到2000多年前,传说在春秋战国时期,墨子用了三年的时间制成了一只木鸢,也就是木制的风筝。在天空中飞行了一天的时间。
到了东汉,蔡伦发明了造纸术,风筝的制作材料得以改进。人们制作出了更为轻便的纸质风筝-纸鸢。那么风筝如何飞上天空的呢?
放风筝的时候,我们常常拉拽着风筝线小跑。希望借助风的力量把风筝送上天空。当我们牵着风筝线奔跑的时候,风筝的表面有空气在流动。风筝上表面的空气流速很快,压力又小。而下表面的空气流速慢,压力大。上下表面的这个压力差,使得下方的空气推动着风筝,风筝就飞起来了。
和中国人发明风筝不同,西方人则是着迷于模仿昆虫和鸟类扇动翅膀的飞行。十五世纪意大利发明家达·芬奇经过长期对鸟类和蝙蝠飞行的观察和研究,设计了一种扑翼机。虽然这种扑翼机可以像鸟类一样上下扇动翅膀,却没有成功起飞。
这是因为人类缺乏鸟类那样的发达胸肌,无法快速扇动扑翼机的翅膀。那达·芬奇还设计了一种像竹蜻蜓一样,通过旋翼快速转动而飞天的旋翼机。但是和扑翼机一样,人类依靠自身的力量也没有办法让旋翼快速地转动。
实际上人类成功飞行的启发,并不是来源于昆虫和鸟类,而是源于碎纸屑和火炉。在1782年,法国发明家蒙哥尔费无意间观察到,碎纸屑能够在火炉上高高地飘起,受这个启发,他和弟弟在1783年4月制成了一个巨大的热气球,并且在同年六月,成功用热气球将三只小动物送上了大概400米的高空。到了1783年,蒙哥尔费两个兄弟又改进了热气球,成功实现了人类历史上的第一次飞行。
热气球之所以能够飞天,是运用了热胀冷缩的原理。我们都知道,空气受热会膨胀,热空气会上升,而冷空气就会下降。当热气球里充满了足够的热空气时,就能够将人类带离地面了。
那热气球被发明之后,1783年法国的另一位科学家杰奎斯·查尔斯就发明了氢气球。因为氢气的密度比热空气更小,所以氢气球不仅能够使人类升空,而且升空的速度远远快于热气球。
不过无论是热气球还是氢气球都只能随风飘荡,并不能控制飞行的方向。在控制飞行方向的难题上取得重大突破的是法国的发明家,亨利·吉法德,他制成了一架可以控制方向的载人飞艇。这架飞艇是通过蒸汽机获得前进的动力,然后又利用帆布来控制飞行的方向。不过这个帆布容易因为刮风、下雨这些外部因素而变形。
所以,人们希望找到更加稳定的办法来控制飞行方向。十九世纪的时候,很多伟大的发明家设计出了借助气流进行滑翔的固定翼飞行器,就是滑翔机。
到了1903年,美国的莱特兄弟发明了人类历史上的第一架飞机-飞行者一号。这架飞机不仅具备动力,还带有可以控制方向的设备。第一次同时解决了人类飞天的两大难题。
接下来在100多年里,人类的飞行记录不断地被刷新,各类功能强大的飞机层出不穷。现在人类早就已经冲向太空了,比昆虫、鸟类飞得更高更远。
我们可以说人类的飞行历史,就是一段想象力的发展史。不过,想象力并不是无源之水,现实世界始终是人类各种奇思妙想的重要源泉。
比方说早年的飞机在飞行过程中,机翼偶尔会因为振动而断裂,最终人们从蜻蜓的翅膀上获得了灵感。研究出的平衡重锤,来解决机翼断裂的问题。苍蝇的翅膀原本分为前翅和后翅,在演化的过程中,这个后翅逐渐就变成了平衡棒,来指导苍蝇的飞行。
人们根据平衡棒的这个工作原理,又发明了振动陀螺仪,还将它运用在了飞机火箭上。当航道发生偏移的时候,这个振动陀螺仪就能检测出来,而且将信号传输给转向舵,进行这个航向的矫正。
人类从鸟类和昆虫的身上获得了很多启发,其他还有什么呢?在现实和想象力的引导下,人类未来的飞行器会有哪些新的可能性呢。
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在《和昆虫学飞行》、《和鸟类学飞行》中,读者可以了解这些动物的身体构造有什么特点,它们的翅膀有什么样的特征和功能,它们有怎样的独门飞行秘诀。在《向宇宙出发》中作者介绍了人类飞行史上的重大里程碑。各类飞行器运行的原理和规则,以及有关飞行器的最新研究成果。
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希望这套书中的知识,也能激发孩子们关于飞行的无限想象哦!