书城童书360°探索·世界之最
16584700000026

第26章 独具风格的军事航天之最(4)

太阳电池提供的功率以“峰瓦”为单位。众所周知,地球的表面上照射到的太阳光一直在变化的,太阳电池输出的功率也是变化的。世界各国太阳能专家研究商定,把太阳电池放在非洲撒哈拉的赤道上,中午12点测出的太阳电池功率称作“峰瓦”,作为世界各国太阳电池统一的计量单位。

第一架滑翔机

在人类征服天空的漫长历程中,滑翔机是最早实现将人送上蓝天的重于空气的航空器。

滑翔机是人类制造的最早飞翔在天空中的重于空气的航空器。1852年英国的G.凯利最先制造出不可操纵的滑翔机。1881年,着名的航空科学先驱、德国人李林塔尔,根据前人的经验和意大利画家达芬·奇的理论思想,设计制造了人类第一架实用的、可操纵的悬挂载人滑翔机,并亲自驾驶进行了第一次无动力滑翔飞行。它的操纵非常简单,飞行员悬挂在机翼下面,靠挪动身体改变重心,以控制滑翔的俯仰、航向和横侧姿态。滑翔机的起飞助跑和着陆全靠飞行员的两腿。为提高滑翔机的性能,他又进行过2000余次的实验飞行。

随着滑翔机的不断改进和飞行技术的提高,这种简陋的滑翔机很快就为带有操纵机构的滑翔机所取代,并在底部装上滑橇或轮子。第一次世界大战后,滑翔机的操纵方式已与飞机相似,即用驾驶杆操纵升降舵和副翼,用脚蹬操纵方向舵。在第二次世界大战中,大型滑翔机曾经用来向敌后空运武装人员和物资。尽管其载重量比较小(最大的不超过6吨),由于没有采用动力,可以利用夜间飞越严密设防的战线而不被察觉。

滑翔机可由飞机拖曳起飞,也可用绞盘车或汽车牵引起飞,更初级的还可从高处的斜坡上下滑到空中。在无风情况下,滑翔机在下滑飞行中依靠自身重力的分量获得前进动力,这种损失高度的无动力下滑飞行称滑翔。在上升气流中,滑翔机可像老鹰展翅那样平飞或升高,通常称为翱翔。滑翔和翱翔是滑翔机的基本飞行方式。

滑翔机具有与飞机显着不同的狭长机翼(即较大的机翼展弦比),机身外形细长,呈流线体。高级滑翔机的机翼展弦比可达30以上,在设计上趋向于驾驶员躺卧舱中,以便减小机身截面积。机体表面光滑,甚至打蜡,借以提高滑翔机的升阻比,减小滑翔飞行中的下滑角。人们常用滑翔比(滑翔中前进距离与下沉高度之比)来衡量滑翔性能的优劣。由滑翔飞行的平衡关系可知,滑翔比与升阻比相等。现代高级滑翔机的升阻比最高已超过50。有的滑翔机机翼上还装有可操纵打开的减速板,用于在必要时增加阻力,或是在着陆下滑时调整下滑角,以便在指定地点准确着陆。动力滑翔机装有小型辅助发动机,不须外力牵引即可自行起飞,当到达预定高度时关闭发动机进行基本的滑翔飞行。动力滑翔机可提高训练飞行的效率和安全性。

从19世纪末至20世纪初,滑翔机作为一种具有独特性能的固定翼无动力飞行器,首先广泛地应用于航空体育运动,称滑翔运动,其概念为滑翔员驾驶滑翔机在空中进行翱翔飞行的运动。1907年,德国杜尔姆斯都特高等工业学校的学生,组织了“杜尔姆斯都特飞行运动协会”,揭开了滑翔作为一项运动的序幕。

同年,在法兰克福城举行了首次滑翔竞赛大会,着名滑翔家德国人雷契尔特,驾驶双翼滑翔机创造了不少滑翔纪录。1912年,德国滑翔员在莱茵华赛尔柯柏,又创下直线滑翔836米和留空102秒的纪录。至1938年,滑翔纪录不断刷新,留空纪录长达36小时35分,升高高度也达到6838米。德国滑翔运动的发展,对美国、俄国、波兰、日本等国家开展滑翔运动,产生过重大的影响。

现在,全世界已有60多个国家开展滑翔运动,水平较高的有美国、德国、俄罗斯、波兰、英国、澳大利亚等。目前,滑翔的升高世界纪录为14000多米,直线飞行距离为1400多千米,留空时间将近60小时,三角航线的速度超过200千米/小时。

现代用于体育运动的滑翔机,分初级滑翔机和高级滑翔机。前者主要用于训练飞行,有双座和单座两种;后者主要用于竞赛和表演,有的还可以完成各种高级空中特技,如翻筋斗和螺旋等。20世纪70年代以后,原始的悬挂滑翔机在现代科学技术的基础上(主要是结构材料的改进和制造工艺水平的提高)开始复苏,吸引了大量飞行爱好者。

第一架有动力飞机

梦中往往张开双臂,飞行是人类的梦想。早在远古时代,勇敢的人们就曾进行过一次又一次的飞行试验。相传2000多年在中国西汉时期,就曾有人全身粘上羽毛,试验像鸟儿一样展翅飞翔。1742年,一个叫巴魁威尔的法国人也在臂上和腿上装上翅膀,拼命扇动,从一座高楼的屋顶上纵身而下。他们的勇敢精神令人敬仰,他们尝试的失败令人惋惜。

人们逐渐认识到,飞行是复杂的,单靠冒险无济于事。要想实现升空飞行的理想,首先必须研究飞行这门新的科学。伟大的艺术家达·芬奇是第一位以科学的态度研究飞行的人。他在设计扑翼机的同时,还设计了直升机和降落伞。到了19世纪,飞机的研制进入一个空前活跃的时期。一方面有关飞机升力、阻力、稳定与操纵的理论初步建立起来,另一方面动力飞机的研制探索取得了可贵的经验。尽管先驱者们没有最终研制成功有动力、可持续飞行的飞机,但他们的工作为莱特兄弟打下了坚实基础。大科学家牛顿有一句名言:“如果我比别人看得远些,那是因为我站在巨人们的肩上。”这句话同样适用于最终发明成功第一架飞机的美国莱特兄弟。在莱特兄弟之前,乔治凯利、李林塔尔、查纽特、兰利、汉森、马克辛、阿代尔等在飞机结构、升力与阻力研究、稳定与操纵、滑翔飞行等方面做了大量工作,取得了一个又一个成果。没有他们的先驱性工作,就没有莱特最终的成功。

威尔伯·莱特和奥维尔·莱特兄弟俩是美国俄亥俄州一名牧师的儿子,他们从少年时代起就对飞行十分感兴趣。莱特兄弟没有受过高等教育,但他们虚心好学,十分重视理论和实践,阅读了大量的空气动力学方面的文献。为了阅读滑翔机研究方面最重要的先驱者——德国工程师李林塔尔的着作,他们自学了德文。二人通过刻苦钻研李林塔尔的着作和当时能找到的其他有关飞行的书籍,打下了航空知识的基础。

从1899年开始,莱特兄弟先后研制了三架滑翔机。头两架滑翔机满意地解决了飞机的稳定和操纵问题。但由于完全使用了过去留下的机翼升力和阻力数据,因此这两架滑翔机的飞行性能不高。于是他们决定自己进行实验,以获得尽可能准确的数据,用以指导飞机设计。这些实验是利用自行车轮加装实验件旋转进行的。尔后他们又自制了风洞进行精确实验。1901年9月-1902年8月间,他们共进行了几千次试验,开展了大量有关机翼升力、阻力、翼型的试验研究。

利用自己获得的精确数据,他们制成第三号滑翔机。它在试验时取得了极大成功。利用它共近700次滑翔飞行,并能保持行稳定和安全,即使在每小时36千米的强风下也能照常进行。第三号滑翔机的高度成功为他们研制动力飞机提供了直接依据并增强了取得最终成功的信心。在第三号滑翔机基础上,莱特兄弟研制了第一架有动力的飞机——“飞行者一号”,这是一架双翼机,前面有两只升降舵,后面有两只方向舵,操纵索集中连在操纵手柄上。翼展达12.3米,翼面积47.4平方米,机长6.43米,连同驾驶员在内总重约360千克。发动机由莱特自行车公司技师查理·泰勒设计制造的。它能够发出9千瓦的功率,最大功率可达12千瓦。

1903年12月17日,是人类历史上意义深远的日子。上午11时,奥维尔·莱特作第一次试飞。他驾驶“飞行者一号”终于成功地升空飞行。第一次飞行留空时间很短,只有12秒时间,飞了约36.6米,但这是一项伟大的成就,它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操纵的重于空气飞行器的首次成功飞行。这次飞行具有十分深远的历史意义,为人类征服天空揭开了新的一页,也标志着飞机时代的来临。11时20分,威尔伯·莱特又驾驶“飞行者一号”

作了第二次飞行,也取得了成功,留空时间约11秒,飞行距离约60米。奥维尔作了第三次飞行,留空时间15秒,飞行距离6l米。第四次也是当天最后一次飞行由威尔伯驾驶,取得了成功并达到当天的最好成绩:留空时间59秒,飞行距离260米。莱特兄弟的“飞行者一号”作为最早的有动力飞机,开创了人类航空史上的新纪元,是第一座里程碑。

第一个进行核武器研究的国家

核武器是指利用自持(不需外界干预,自身可持续进行)核裂变或核聚变反应(或两者兼有),瞬间释放出巨大能量产生爆炸作用造成大规模杀伤或破坏效果的武器。核武器系统由战斗部、投掷系统和指挥系统构成。从广义上讲,武器就是指整个核武器系统;从狭义上说,核武器仅指核战斗部。

核武器是迄今人类制造的杀伤破坏力最大的武器。其杀伤破坏力是由爆炸的一瞬间释放的巨大能量转化出的多种杀伤破坏因素造成的。这些杀伤破坏因素分有两类:第一类作用仅为几十秒,称为瞬时杀伤因素,包括光辐射、冲击波、早期核辐射、核电磁脉冲等四种;第二类作用可持续几天甚至更久,主要指爆炸产物的放射性污染。

现在核武器并发展了三代,分别是原子弹、氢弹和中子弹。按作战使用范围,可分为战略核武器和战术核武器两大类,按配用的武器,可分为核弹头导弹、核炸弹、核炮弹、核地雷、核水雷、核鱼雷和核深水炸弹等。

世界上最早研制核武器的国家是德国。

1938年12月,德国科学家哈恩和斯特拉斯曼花了6年时间,发现了铀裂变现象,并且掌握了分裂原子核的基本方法。1939年4月,哈塔克向陆军工兵署写信,指出:“首先用上它的国家将取得对别国的压倒优势。”德国于当月30日召开了由6位原子科学家参加的“铀设备”会议,并在柏林成立了一个“德国铀协会”。

1940年初,由物理学家魏茨泽克、海森堡、布雷格和施罗德等制定了德国核研究计划,代号为“U工程”。执行这一计划的领导机构是“帝国研究委员会”。

他们很快便设计并建造出了第一座用于试验的核反应堆。当时德国已占领了捷克斯洛伐克,并获得了普日布拉姆和雅希莫夫沥青铀矿;德国地质学家在本国东部地区也发现了铀矿;同时德国还在挪威南部建造了一座世界上最大的重水生产工厂,从而使核武器研制的基本原料问题得到了解决。1942年,海森堡和德佩尔运用一个球形装置使反应堆得到成功,打开了制造原子弹的大门。

当时布雷格认定最理想的中子减速剂的普拉尼亚工厂生产出的炭片一直含有二硫化铁、钙和硫等杂质,使布雷格的研究所试验遭到了失败。他经过无数次的试验找到了“重水”当减速剂,但制造原子弹的日期即被大大推迟了。

在此期间,英国和美国已经确认德国正在试验和制造这种威力巨大得令人无法想象的核武器,因此同盟国不断派出飞机对德国的试验基地进行轰炸,主要目标之一就是德国的核试验场所,又不惜代价地破坏了德国生产“重水”的工厂,使得德国人不得不把设在挪威这个工厂的设备和1100多千克重水运往德国本土。英国1944年2月20日派出一个特别行动小组,将运载设备和重水的“海德”号轮船炸沉于波罗的海,延缓了德国研制生产原子弹的进程。直到第二次世界大战结束时,德国人也没能制造出一颗原子弹。

冷战刚结束,自俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦、南非等一批国家都主动放弃现有核武器及核武器发展计划,成为无核国家。一些没有核武器的国家千方百计谋求核武器,成为“核门槛”国家。印度、巴基斯坦进行了核爆炸试验。以色列和日本虽未公开进行核爆试验,但以色列是公认的具有核武器的国家,而日本则完全具备生产核武器的技术条件。目前,得到国际社会认可的有核国家是美国、俄罗斯、英国、法国和中国。