书城工业技术征服太空之路丛书:微型航天器-航模
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第17章 航空航模精英会(2)

1924~1926年雅科夫列夫在茹科夫斯基空军工程学院飞行支队当机械兵。1927~1931年雅科夫列夫在茹科夫斯基空军工程学院学习。1932年起他历任莫斯科缅任斯基工厂工程师、轻型飞机设计局总设计师。在此期间,他设计了第一架飞机,并创造了两项轻型飞机的世界纪录。1935年7月12日,他设计的轻型飞机雅克-2被斯大林所欣赏,此后共生产了7240架。第二次世界大战前夕,他设计了一种双发动机轰炸机,时速达到567千米。苏联卫国战争期间所使用的歼击机,2/3为雅科夫列夫所设计,雅克歼击机产量高达36000架。这个时期,他还在原雅克-3歼击机的基础上,设计改制成装有涡轮喷气发动机的歼击机,试飞一举成功。1940年,雅科夫列夫就任前苏联航空工业部副部长。1946年,他被授予工程上将军衔,并于1956年获特级飞机设计师称号。

知识点雅克-38

雅克-38(在20世纪80年代末公开型号之前,西方媒体称之为雅克-36),北约组织昵称其为“铁匠”。

雅克-38是前苏联雅克夫列夫设计局研制的舰载垂直起落歼击/攻击机,是世界上实用的两种垂直起落飞机之一,专为“基辅”级航母使用设计。用于对海面和地面目标实施攻击、侦察和舰队防空。原型机于1971年试飞,1977年开始部署在“基辅”和“明斯克”号航空母舰上,每舰配备10架左右。

雅克-38有两种型号:“铁匠”A,基本型,单座歼击/攻击机,主要任务是侦察、攻击小型舰艇和舰队防空;“铁匠”B,双座教练型,在正常座椅前设置了第二个座椅,水泡形舱盖。每侧翼下各有两个挂架,内侧的可挂454千克的炸弹,500升的副油箱、火箭、空对空导弹、照相侦察舱等;外侧的可挂装一门机炮吊舱。

制木鸢的墨子与鲁班

墨子,名翟,春秋战国时的思想家、教育家、军事家,墨家学派的创始人。曾提出“兼爱”“非攻”等观点,创立墨家学说,并有《墨子》一书传世。墨学在当时影响很大,与儒家并称“显学”。

据说,墨子曾在鲁山(今山东潍坊境内),“斫木为鹞,三年而成,飞一日而败”。这是说墨子研究试制了三年,终于用木材制成了一只木鸟,但只飞了一天就坏了。墨子制造的这只“木鹞”(或“木鸢”),是人类早期的模型飞行器,距今已有2400年。

鲁班,姓公输,名般。又称公输子、公输盘、班输、鲁般、鲁班。与墨子为同时代人,出身于工匠世家,从小就跟随家里人参加过许多土木建筑工程劳动,逐渐掌握了生产劳动的技能,积累了丰富的实践经验,后来在机械、土木、手工工艺等方面有诸多发明,而被历代建筑工匠尊为“祖师”。

根据《墨子·鲁问篇》记载,鲁班也曾制作过“木鸢”“木鹊”“竹鹞”之类的模型。他把竹子劈开削光滑,用火烤弯曲,做成喜鹊的样子,工匠始祖鲁班称为“木鹊”,在空中飞翔达三天之久。《鸿书》上说:“公输班制木鸢以窥宋城”,则是航空模型最早作为军事工具,用于三角测量信号、天空风向测查和通讯的记载。

类似的制造木鸟的活动,可能一直在能工巧匠中延续,据说汉代大科学家张衡也曾参与其中。制作材料也逐渐由竹、木过渡到更加轻巧的竹绸组合或纸竹组合。至东汉期间蔡伦发明造纸术后,坊间开始以纸做“纸鸢”(早期的风筝)。因此可以推断,后来的风筝应该与早期的模型木鸟有渊源。

雕塑大将韩信汉初大将韩信,被认为是风筝的发明人。根据唐朝《事物纪原》的说法,垓下之战刘邦的大军把项羽士兵团团围困,到了晚上韩信用牛皮造了一个大风筝,让身材矮小的张良坐在风筝上,然后将风筝放飞到楚军大营的上空。坐在风筝上的张良吹奏起楚国的歌曲,以此瓦解敌方军心。元代林坤《诚斋杂记》中记录了另一则关于韩信使用风筝的说法。韩信准备联合陈豨谋反,“乃作纸鸢放之,以量未央宫远近,欲穿地下入宫中”。这可能是风筝用于军事测量的最早实例。

南北朝时风筝开始用于军事联络。公元549年,南梁武帝时,侯景发动叛乱,包围了皇宫,丝绸风筝太子萧纲和大臣羊侃“做纸鸢,飞空告急于外”,不料纸鸢被侯军误为妖术而射落,求援因此失败。公元782年,唐朝临洛守将张丕被田悦围攻时,曾放出风筝升高“百余丈”,向外界求救,终于联络到援军前来救援。公元1100年~1300年年间,宋与金交战中,宋军曾使用过由油纸和透明织物制作、靠风吹胀并点有蜡烛发光的龙状风筝,用于吓退敌军和发出军事信号。

唐代中期,风筝的功能开始由军事转向娱乐。五代时期汉隐帝的大臣李邺,是众多风筝爱好者中的一位。他将风筝材料从昂贵的丝绸转向大众化的纸质材料,从而使风筝在民间得以广泛流传。据说“风筝”的得名,也与他有关。李邺闲暇之余,常以线放纸鸢为戏,并且别出心裁地在纸鸢头部安装竹笛,“使风入竹,声如筝鸣,故名风筝”。后来,纸鸢即使不再安装竹笛,“风筝”的叫法也固定了下来。

知识点“世界风筝之都”——潍坊

山东潍坊风筝经过历史演变和横向传播,逐渐形成了选材讲究、造型优美、扎糊精巧、形象生动、绘画艳丽、起飞灵活的传统风格与艺术特色。

潍坊风筝艺术品种繁多,由于风筝艺人和各行各业的风筝制作者不同的生活阅历、不同的文化层次和不同的知识结构,形成了不同体系和流派,大体有如下三种:传统民间派、传统艺匠派和现代创新派。潍坊风筝按其形状可分为六大类,即串式、桶式、板子、硬翅、软翅和自由类。

潍坊被世界各国推崇为“世界风筝之都”,潍坊国际风筝节是一年一度的国际风筝盛会,自1984年开始,每年4月20日至25日举行,吸引着大批中外风筝专家、爱好者及游人前来观赏、竞技和游览。

发明天灯的孔明与莘七娘

相信传统元宵节的灯彩,给我们每个人都曾带来过美好的的回忆。但可能让你更加感兴趣的,是在很久以前中国人就已经把灯笼玩上了天。

这种可以飞升的灯笼被称作“天灯”,又叫飞灯、云球、孔明灯,相传是三国时诸葛亮(字孔明)发明的。当时,诸葛亮被司马懿围困于阳平,无法派兵出城求救,便算准风向,制成会飘浮的灯笼,系上求救的讯息发出,其后果然脱险。后世便把这种灯笼称为孔明灯。另有人认为,孔明灯得名于灯笼外形像诸葛亮的帽子。

其实早在西汉初年,淮南地区就曾有人做过尝试。他将鸡蛋钻一个小眼,掏空蛋黄蛋清,把空壳放在火苗上空,风借火势将蛋壳浮向空中。这应该是关于天灯和热气球的最原始的试验了。不过后来,可能因为诸葛亮的灯笼更成型一些,名气更大一些,天灯便以他的名字命名了。

孔明灯的结构可分为灯罩与支架两部分,灯罩大都用竹片编成,呈圆桶形或长方形,开口朝下,外面糊以薄白纸或棉纸。底部的支架以竹篦搭成,支架中间绑上一块沾有煤油或花生油的粗布或金纸。放飞前将油点燃,燃料燃烧使周围空气温度升高,密度减小上升,从而排出孔明灯中的空气,使其自身重力变小,空气的浮力把它托起来,放手后整个灯会冉冉飞升空。天气不错的情况下,孔明灯会在底部的煤油烧完后自动下降。

诸葛亮五代时期出现一种用松脂作燃料的孔明灯——“松脂灯”,也叫“灯球”。传说这种灯笼是由莘七娘发明的。当时莘七娘随丈夫一起入闽作战,在生活实践中发现空气加热后产生升力的道理,于是用纸糊成阻力较小的球形物体,在物体内放置便于获取和安放的固体松脂。当松脂点燃后使球内空气逐渐加热,最终使球体飞升起来。

到了元朝时,军队普遍在作战中使用不同颜色的松脂灯作为互相联络的信号工具。当时的元朝宫廷,每逢节庆日也都会放出热烟气球升空助兴,这说明中国民间的热气球制作和运用已经相当成熟。而在欧洲,直到18世纪后期,气球才得以发明。飞向月亮的“万户”

明代工匠万户,又称万虎万户,又称万虎,明代初期人,出身工匠世家,祖父和父亲都曾是明朝政府火箭作坊里的高级技师。继承了父辈衣钵的万户,也同样精于工艺技术,在明朝军队中从事作战用具特别是火箭武器的改良工作。

万户曾收集所有关于风筝和火箭的文献资料,反复研究了鲁班和张衡的滑翔试验的记载,试图设计制造出一种能够实现高空飞翔的工具。根据文字记录推测,这很可能是一架间歇喷射推进的动力滑翔机。这台飞行器的发明和之后的飞行试验,据说都和一段友情有着莫大的关系。

万户最先因为工艺技能高超受到班背将军的赏识,并在后者的推荐下获得军职提升。后来,班背将军受到陷害,被幽禁在京郊拒马河上游的深山鬼谷中。万户决定利用将军留下的《火箭书》,造一只“飞鸟”去营救好友。但不久之后将军即被政敌杀害。失去知己的万户因此厌恶了官场和人世间的生活,于是谋划着逃离是非的官场和人间,决定到月球上去生活。

雕塑“万户飞天”在一个月明如盘的夜晚,万户带着人来到一座高山上,准备实施他的“登月计划”。他先在一个木制构架的背后,装上47枚当时能买到的最大火箭。并把自己捆绑在本构架前边的椅子上,两只手各拿一个大风筝。按照这种方案,他会先借助火箭向上的推力实现升空,然后再利用大风筝的浮力带自己飞向月亮。

安排好一切之后,他让仆人同时点燃47枚大火箭。在火箭发出的轰响中,万户和他的飞行器拔地升起,冲入半空。然而,升空后的飞行器并没有按着万户预先的设想在空中飞行,而是径直栽落下来,沉重地摔在山脚下,造成了箭毁人亡的悲剧。

这个故事后来被记载为“万户飞天”。美国火箭学家赫伯特·S·基姆在其1945年出版的《火箭和喷气发动机》一书认为,万户实施了人类有史以来的第一次“登月计划”。尽管这一计划个人色彩浓厚,使用的工具还是原始的固体火箭,试验结果也以失败告终,但是万户用自己的生命为人类探索航空航天事业留下了一座非人工所能建造的里程碑。20世纪70年代举行的一次国际天文联合会上,人们将1959年在月球背面发现的一座环形山命名为“万户山”,以纪念这位“第一个试图利用火箭飞行的人”。

知识点张衡

张衡(78~139),南阳西鄂(今河南南阳市石桥镇)人,是东汉中期浑天说的代表人物之一。他指出月球本身并不发光,月光其实是日光的反射;他还正确地解释了月食的成因,并且认识到宇宙的无限性和行星运动的快慢与距离地球远近的关系。张衡观测记录了2500颗恒星,创制了世界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪,第一架测试地震的仪器——候风地动仪,还制造出了指南车、自动记里鼓车、飞行数里的木鸟等等。张衡共著有科学、哲学和文学著作32篇,其中天文著作有《灵宪》和《灵宪图》等。为了纪念张衡的功绩,人们将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”,并将小行星1802命名为“张衡星”。

冯如,中国早期飞机设计师、飞行家。1883年12月15日,生于广东恩平县。12岁时,因生活所迫,随亲戚赴美国旧金山谋生。

当莱特兄弟发明飞机不久,冯如就坚定了要依靠中国人的力量。来制造飞机的决心。他得到当地华侨的赞助,于1907年9月在旧金以东的奥克兰设立飞机制造厂。第二年4月,他造成了第一架飞机,但试飞失败。冯如毫不灰心,又精心研究,修改设计三四次,终于造成了第二架飞机。

1909年2月第二架飞机试飞,只飞起几丈高就摔了下来。可贵的是,冯如不向困难低头,而是更加努力,研究飞鹰的动作,修改图纸十几次,第三架飞机终于试飞成功。

1909年广东飞行器公司正式成立,冯如任总工程师。公司于当年便投入制造飞机,并于同年9月21日在奥克兰的派德蒙特再一次试飞成功。这次试飞的消息由《旧金山观察者报》作了头版报道。1910年10月至12月,冯如在奥克兰进行飞行表演大获成功,并受到孙中山先生和旅美华侨的赞许,同时获得美国国际航空学会颁发的甲等飞行员证书。

1911年2月,冯如谢绝美国多方的聘任,带着助手及两架飞机回到中国。辛亥革命后,冯如被广东革命军政府委任为飞行队长。