第1章 直升機的誕生(1)(1 / 3)

不斷的探索

現代意義上的直升機,是指依靠發動機帶動旋翼產生升力和推進力的航空器。直升機用於軍事,就將這些直升機稱為軍用直升機。軍用直升機與民用直升機是同一祖先,隻是到了直升機定型以後,才根據人類活動的需要對它們進行了分工。今天,當我們回顧幾百年前古人對直升機原理的探索,我們不僅可以了解直升機發展曆程的艱難,而且可以尋訪一下直升機的祖先,從而知道直升機從其祖先一步步演進的很多故事。

一、中國的竹蜻蜒

人類有史以來就向往能夠自由飛行。古老的神話故事訴說著人類早年的飛行夢,而夢想的飛行方式都是原地騰空而起,像現代直升機那樣既能自由飛翔又能懸停於空中,並且隨意實現定點著陸。例如哪吒的風火輪,阿拉伯人的飛毯,希臘神的戰車,都是垂直起落的飛行器。然而它們畢竟隻是存在於神話故事中,因為那個時代的科學技術水平太低,不可能創造出載人的飛行器,因此可以說,那是人類飛行的幻想時期。

自公元前3世紀起,人類就開始研究旋轉飛行原理,最早揭示這種原理,又最有價值、最具代表性的是中國古代的“竹蜻蜓”。應該說,中國的“竹蜻蜓”是人類直升機的鼻祖。雖然這種“竹蜻蜓”沒有連續提供動力的裝置,在與空氣的摩擦過程中旋轉速度會越來越慢,當它飛到一定高度後便會慢慢地下降到地麵,但它卻給了先人升天的夢幻。如果給這種“竹蜻蜓”裝上一個適當的動力裝置,連續不斷地給它提供動力,那麼它不就可以克服空氣的摩擦力,在空中長時間地飛行了嗎?但這又談何容易。

“竹蜻蜒”是中國古代的兒童玩具,這種“竹蜻蜒”是由一個彎曲的竹片和細棍組成,細棍插在竹片中間,人們用手猛搓細棍,然後迅速撒手,竹片就會迅速旋轉著飛向空中,最後回到地麵。這很像空中飛行的蜻蜒,隻是它是用竹片做的。

“竹蜻蜒”大約出現在4世紀,是我國勞動人民智慧的結晶,它利用螺旋槳的空氣動力實現垂直升空,演示了現代直升機旋翼的基本工作原理,在直升機的發展過程中起到了重要的啟蒙作用。據有可查的曆史記載於晉朝公元(265~420年)葛洪所著的《抱樸子》一書中,描繪了通過旋轉的“竹蜻蜒”垂直升空的情景,體現了可以通過螺旋槳產生垂直的向上拉力,實現垂直起降的直升機的基本原理。

“竹蜻蜒”於14世紀傳到歐洲,被稱為“中國的飛行陀螺”。西方人很會造字,他們根據中國陀螺的結構,把陀螺分成兩大部分“螺旋”和“翼”,意為“旋轉的翼”,用希臘文把兩個詞合在一起,就形成了heliGopter這個詞,helicopte就是直升機,因此,人類所用的“直升機”這個詞,實際上是根據中國古代的“竹蜻蜓”結構含義而合成的。

二、達芬奇的願望

中國的“竹蜻蜓”在歐洲出現後,引起了歐洲人的興趣。15世紀,歐洲人開始探索直升機的發展道路。最先設想直升機飛行器,並畫出了草圖的人是意大利的一位著名畫家列奧納多·達·芬奇。他既是一位傑出的畫家、發明家、工程師和科學大師,又是航空創始人。1483年,這位藝術家與科學前輩,在前人關於飛行器預言的激勵下,在他繪製《蒙娜麗莎》和《最後的晚餐》,設計碾軋機、挖河機,主持城市建築和軍事工程的同時,對直升機產生了濃厚的興趣,居然對直升機的未來進行了豐富的想象和推理,以他驚人的想象力繪製了世界上第一幅直升機飛行器草圖——空氣螺旋圖,又稱列奧納多螺旋。

這張直升機飛行器草圖很有趣:有直升機螺旋槳,螺旋槳很像螺絲釘,用一個鍾表發條裝置驅動。7年後,即1490年,他便設計了一種以木料和上了漿的麻布為原料,以彈簧裝置為動力的飛行器。達·芬奇將它稱為螺旋體。在當時,他和許多設計者一樣,都曾設想,所謂垂直升空的飛行器,應該像一枚螺絲釘那樣鑽到空中去,至於如何使它回到地麵,達·芬奇也說不清楚。達·芬奇的畫是世界上最早的直升機設計方案圖,大概他想仿照當時的提水機械,以阿基米德螺旋形狀的翼麵在空中旋轉,實現人垂直升到空中的構想。因為他畢竟是一位畫家,在當時也不可能有那麼深的研究。所以,達·芬奇的螺旋體(後人稱為無尾飛機),在後人看來,是螺旋與機翼“莫名其妙的組合”。可惜的是,達·芬奇這些研究一直未得以發表,他的科學思想和航空成果一直不為人所知。

直到200年後,即18世紀末,拿破侖軍隊入侵佛羅倫薩,將達·芬奇的遺物作為戰利品帶回法國,才使它的研究重見天日。達·芬奇繪製的螺旋圖以及他設計的飛行器,雖然沒有實現垂直升空、自由飛行的夙願,但卻開創了人類設計、製造垂直升空、自由飛行器的先河。