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气球与飞艇

2019-10-12 航天

气球与飞艇
对于气球,很多人会不屑一顾,以为它算不了什么。然而气球却是实现人类升天梦想的第一个工具。不管如何,它为人类的航空史写下了坚实的第一笔。
气球的原理很简单。我们每人兴许都看见过冉冉直上的炊烟,以及随风升腾的工厂烟尘,却不一定明白是空气的浮力把它们推向了天空。直到公元前三世纪时,古希腊科学家阿基米德才发现了水有浮力这一道理,进而人们得出空气也有浮力这一结论。然而空气有浮力这一原理一直没有得到重用。上千年后,18 世纪初,巴西出生的神父巴托洛穆才发明了热气球模型。 1709 年 8 月 8 日,该气球在印度的卡莎当和葡萄牙的特瑞诺多帕索室内抛高。接下来 1783 年,法国造纸工人约瑟夫·蒙特哥菲尔用亚麻布做成了一个直径有 30 米的大气球。该气球充满了热空气,并上升到 1800 米的高度,飞行了两公里。此后不久,记录不断被刷新。一个名叫罗齐尔的人坐气球飞跨了巴黎上空。又过了一段时间,氢气代替了热空气。1785 年,一个充满氢气的气球飞越了英吉利海峡。从此,实用气球诞生并得到了应用。
气球在军事、科研等方面得到过广泛应用。第二次世界大战时,英国、前苏联曾在伦敦、莫斯科上空布置过气球,有效地阻止了德国飞机的人侵。
但是气球有很大的缺陷。一方面,高度有很大的限制。到目前为止,热气球的最高高度只为 16,805 米,是 1980 年英国人诺特创造的。氢气球和氦 气球的最高记录为 34,668 米,是 1961 年美国海军中校罗斯和少校普拉热尔创造的。另一方面,气球飞行路线飘忽不定,风对其影响很大,这就不能避免造成许多悲剧。不过,气球的危险并不能阻挡人们冒险的勇气。1981 年,一个载有四人的“双鹰 5 号”氦气球飞行了 8382 公里,横渡太平洋得到成功。
飞艇比起气球来只多了个动力装置。换句话说,就是在气球上装了三个发动机,只不过可以更有效地人为控制航向罢了。
世界上第一艘硬式飞艇是法国人吉法德制造的。他在气球下装了一个带有螺旋桨的蒸汽机。从此以后,各种各样的飞艇随之产生。特别是现在,随着航空工业的发展,钛合金、铝合金、碳纤维复合材料用到飞艇上,使飞艇质量更轻、载重量更大、使用寿命更长。
在过去,飞艇和气球一样,在战争中曾经大显身手,立下了汗马功劳。第一次世界大战时,德国就建有飞艇舰队,后来它遇到飞机这一克垦才衰落下去。不过,现在它的缺点正在逐步克服。像过去充满氢气的飞艇已经很少见了,原因是它经常起爆,而相对安全的氦气则受到了青睐。飞艇现在已经在运输、空中摄影、地面监视、电视转播等方面发挥了不少作用。我国在 1991 年举办第 11 届亚运会期间、1995 年举办世界妇女大会期间,就有飞艇在北京上空执行过任务。
飞艇的制造方面,以美国古德伊尔公司的“美洲号”飞艇比较成功。该飞艇长约 58 米,高 18 米,容积 5742 立方米,装有两台发动机,飞行速度可达每小时 80 公里。1989 年,我国也曾制造过“浮空 4 号”飞艇,该飞艇时速可达 70 公里。
为了提高速度,未来的飞艇会设计成扁平型;为了减少发动机携带的燃料造成的不便,用核作动力的飞艇有可能出现,那时它的航程会更远。
气球和飞艇由于自身的缺陷,过去一度受到人们的冷落与忽视。现在随着现代科技的发展,新能源、新材料、新设备被配置到气球和飞艇上,使古老的飞行工具焕发出新的活力。