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第25章 独具风格的军事航天之最(3)

内燃机发明之后,飞船更是如虎添翼,1872年,奥地利人保罗驾驶着第一艘内燃机飞艇飞上蓝天。在早期飞船中名噪一时的是1884年设计制造的“法国号”飞船,它长51.8米,每小时速度达到了19.3千米,这艘飞船奠定了法国在飞艇研究中的领先地位,但是随着齐柏林飞船的诞生,霸主地位就易主为德国了。

齐伯林,1838年7月8日生于德国,19岁时参军,30年的军旅生活使他成为一名上将,不料突然被革职回家,但是他不甘寂寞,于1894年把全部精力投入到研究飞船上。第一艘成功的齐柏林飞船全长128米,直径11.73米,由2台发动机提供动力。

1900年7月2日,齐柏林亲自掌握着飞船“Lz.1号”,在空中飞行了20分钟,获得了空前的成功。5年后,第二艘齐柏林飞船诞生了,但是首飞却失败了,差一点折戟沉沙。1906年年1月,第二次试飞达到了457米的高度,速度为每小时53千米。

到1910年,齐伯林飞船才开设定期航班以运送旅客。德国开办了世界第一家航空公司——德拉格,到1914年,这家公司的齐伯林飞船已经运载了10000多名乘客。

20世纪初的飞船可分为三种类型:非硬式的、半硬式的和硬式的。最初的飞船样子很像气球,这种飞船的主舱内部基本上没有构架支撑,是靠气体的压力撑起四壁的,被称为非硬式飞船,也称作软式小飞船;半硬式飞船在主舱装有坚固的支架。这种支架能够使飞船不变形。但是半硬式飞船在20世纪20年代后就销声匿迹了;硬式飞船是最大的飞船。它们是用一种材料裹在金属骨架上制成的。飞艇主船中装备了气囊用来存放气体。这种飞船在30年代后不断受人们的青睐,比当时的任何一种飞机都飞得远,并可运载更多的乘客,运输更重的物品。

第一次世界大战期间,德国率先把飞船用于军事目的,他的一些飞船飞行在北海上空寻找水上的敌舰,另一些飞船则携带炸弹轰炸英国。德国先后制造了123艘氢气飞船用于军事行动,但这种氢气充填的飞船易于被烟火击中而燃烧或爆炸。而英国人则利用飞船进行侦察活动。

1919年,一艘英国飞船首次飞越大西洋并安全返回,成为轰动一时的新闻。

1923年,德国齐伯林公司与美国的一家橡胶公司合作,在美国创建一个设计和制造飞船的公司,并为美国海军制造了“阿克伦”号和“梅肯”号两只飞船,它们都能够运载战斗机。在飞船飞行过程中,飞机能够从飞船上起飞和降落。不幸的是这两只飞船在几年内就被风暴摧毁。此后,美国再没有制造过硬式飞船。

历史上飞行10年无事故的飞船是德国“齐柏林伯爵”号。这只飞船长235米,1928年诞生,次年就实现了环球飞行。在“齐伯林伯爵”号退役的时候,已经累计飞行160多万千米,运载了13000多名乘客,创下了辉煌的历史。

历史上最大的飞船是“兴登堡号”。这只飞船长240多米,1936年在德国诞生。这艘飞船上设置豪华,有许多房间与漂亮的家具。餐厅、图书馆、客厅一应俱全,乘客在飞船面临大海的通道凭窗眺望之时,还可以听到从客厅内传出的悠扬钢琴曲。当时,可以说没有一架飞机能够提供如此舒适的旅行环境。

“兴登堡”号首年度飞行创下了飞越大西洋舰次的记录。当第二年度飞行的1937年5月6日到来时发生了意外。在它飞回美国的途中,氢气开始悄悄泄漏,不久飞船轰然爆炸,飞船上35人和和附近码头上的1人同时丧生。

“共登堡”号的爆炸标志着飞船40年飞行史的结束。尽管飞船没有能够在世界运输业中长盛不衰,但是在制造飞船过程中所积累的经验与教训,都成为人类研制其他飞行器的宝贵财富。

第一次飞越大西洋的载人气球

大西洋位于欧、非与南、北美洲和南极洲之间。面积9336.3万平方千米,约占海洋面积的25.4%,约为太平洋面积的一半,为世界第二大洋。大西洋南接南极洲;北以挪威最北端——冰岛与格陵兰岛;南端以戴维斯海峡南边——拉布拉多半岛的伯韦尔港与北冰洋分界;西南以通过南美洲南端合恩角的经线同太平洋分界;东南以通过南非厄加勒斯角的经线同印度洋分界。大西洋的轮廓略呈S形。

一个国际科研小组的研究人员曾表示,在300万年至500万年之前的某个时候,为数众多的一大群蝗虫从非洲西海岸起飞,在经历了一次不同寻常的跨越大西洋的航程之后,到达了新的世界——美洲大陆。

但人类横渡大西洋则是近百年的事了。1919年6月14日,阿尔科克上尉和布朗中尉驾机飞越大西洋。1927年6月13日,25岁的美国飞行员林德伯格单枪匹马驾驶一架“圣路易斯精神”号飞机,飞行33个半小时,航程3600英里(约579万米),首次完成从纽约到巴黎横跨大西洋的飞行。这些都是乘坐飞机横渡大西洋的。

早在1782年,约瑟夫和蒙戈费埃尔在法国进行了首次热气球飞行试验,他们把纸张作为气囊的材料,气球飞行高度33米,时间10分钟,距离3.5千米,乘客是一只羊和一只鸭子。

当时的燃料是旧皮靴和动物的肉,人们觉得气球飞起来味道很臭。

1783年,罗泽在法国完成了首次气球载人飞行。1785年,法国人布兰卡德和美国人杰弗里斯成功飞越英吉利海峡;同年,罗泽在飞越英吉利海峡时遇难。

一个多世纪以来,人们曾先后进行过17次载人气球飞越大西洋的飞行,但都以失败告终,有5人为此显出了生命。然而,人们并没有因此而放弃气球飞越大西洋的希望。

到1978年8月11日20点43分,美国48岁的马克西·安德森和31岁的艾勒克特拉航空公司总经理拉里·纽曼,驾驶着一只巨大的气球告别了美国缅因州德雷斯克岛市,开始了艰难的航行。气球在平均海拔6000米的高空以每小时30~40千米的速度相对岸目标——布歇尔机场驶去。气球飞行了138个小时6分钟,行程5000千米,与8月17日降落在法国西北部埃夫勒小镇附近的麦田里。偏离了原定着陆点96千米。这次飞行同时创造了气球航程最远和留空时间最长的亮相世界纪录。实现了100多年来人类欲乘气球飞越大西洋的愿望。

1981年,四名热气球飞行家由日本成功飞到美国,人类首次飞越太平洋。

1981年1月11日,美国人安德森驾驶“维尼”号从埃及出发,作人类历史上首次气球环球尝试,48小时后降落在印度,共飞行4306千米。1999年3月21日,瑞士人皮卡德和英国人布莱恩·琼斯驾“飞船三号”从瑞士出发最后降落在撒哈拉大沙漠上,他们成了一项新纪录的创造者——首次乘热气球不间断完成环球旅行,航程42810千米,时间19天21小时55分钟。

国际航空联合会(FAI)下属的气球委员会(CIA)根据填充的气体不同,把气球分成四类:AA型:填充比空气轻的气体如氢气或氦气,没有加热装置。AM型:既填充“轻气”,又具有加热装置的热气球,又被称为罗泽气球。AS型:填充“轻气”,气囊密闭,高度可通过充气量控制,用于科学研究。AX型:气囊中填充空气,通过加热装置对空气加热,使之变轻获得升力,又称为热气球。按照热气球的体积分为15个级别,AX-1级体积为250立方米,AX-15级体积在22000立方米以上。目前国际上最为普及的是AX-7级热气球,它的体积为1800~2200立方米,充满气后球高2l米,最大直径18米,飞行高度极限为15000米,最大载重620千克。

第一架太阳能飞机

太阳能飞机以太阳辐射作为推进能源的飞机。太阳能飞机的动力装置由太阳能电池组、直流电动机、减速器、螺旋桨和控制装置组成。由于太阳辐射的能量密度小,为了获得足够的能量,飞机上应有较大的摄取阳光的表面积,以便铺设太阳电池,因此太阳能飞机的机翼面积较大。

人类利用太阳能的历史,已经有千万年了,但主要是直接用它的光能和热能,如照明、取暖、烧热水等。直到近代,才有人把它的能量转变成电能。1983年,在意大利西西里岛,建立了一台塔式镜面反射发电站。180面大镜子把太阳光集中到一个装水的塔上,使水温升到500益变成蒸汽,再推动涡轮发电机发电,电能可达1000千瓦。不过这种方法在飞机上是行不通的,飞机上没有那么大的地方,也不能承受那么大的重量。因此,要在飞机上利用太阳能,还得寻找别的办法。

20世纪50年代初,由于半导体技术的发展,人们研制成功了能将太阳光直接转换成电能的太阳能电池。这种电池小得只有2厘米见方、零点几毫米厚。

它不仅轻便,而且光电转换效率高,可以达到15%。这就为飞机采用太阳能作动力打下了基础。

1974年4月29日中午,美国加里福利亚州里费塞德城的费拉博布机场上空,晴空万里,阳光灿烂。飞行员拉里·莫罗驾驶着自己制造的一架轻巧的太阳能飞机“太阳高升号”腾空而起,在12米的高度上飞越了800米,历时一分钟后徐徐落下。这次飞行实现了人类多年来试图用太阳能作为载人飞机动力的理想,在漫长的科学探索道路上迈开了有意义的一步。

“太阳高升号”飞机是世界上第一批太阳能动力飞机中的一架。他有轻而且很坚固的材料制成,重量只有57千克。飞机具有上下两个机翼,在上层的表面装有500个太阳能光电池。外面罩衣是透明塑料制成的保护层。

20世纪70年代末,人力飞机的发展积累了制造低速、低翼载、重量轻的飞机的经验。在这一基础上,美国在80年代初研制出“太阳挑战者”号单座太阳能飞机。飞机翼展14.3米,翼载荷为60帕(6千克力/米),飞机空重90千克,机翼和水平尾翼上表面共有16128片硅太阳电池,在理想阳光照射下能输出3000瓦以上的功率。

1981年7月7日,这架以太阳能为动力的飞机飞过英吉利海峡。这架210磅(约95千克)重的“太阳能挑战者”号从巴黎西北部25英里(约40千米)远的科迈伊森·维克辛起飞,以平均每小时30英里(约48千米)的速度、1.1万英尺(3352.

8米)的飞行高度,完成了全长165英里(约265.5千米)的旅行,最后在英国东南海岸的曼斯顿皇家空军基地着陆。保罗·麦克里迪是该动力装置的设计者,他还曾建造第一架人力发动的飞机越过海峡。这架“太阳能挑战者”号是由安装在机翼的1.6万个阻挡层太阳能光电池发动的,这些电池把光能转变为电能以推动2.7马力发动机。这架飞机几次试图飞过海峡都未成功,此次借助极好的夏日阳光终于达到目的。飞机着陆时受到了30人的迎接。

1998年,美国航天局命名的“导航者二号”太阳能飞机,在美国夏威夷完全利用太阳能已经升到24500米高空,连续飞行15小时,又创造两项最新的世界纪录。这归功于太阳电池提供12500瓦功率的电源,支持太阳能飞机能够装备8台较大功率的电动机,保持太阳能飞机正常飞行。

“导航者二号”太阳能飞机的机翼长达36米,已超过“空中客车”A320飞机的机翼。太阳能飞机有足够的光照面积铺贴太阳电池,太阳电池实际上就是太阳光发电机,燃料是太阳光,把太阳光能直接变成电能。在空气稀薄的高空中,太阳电池的功率要比在地面上同样的太阳电池效率高;而汽油发动机的飞机在高空中飞行会导致功率损失。