科学家是怎么根据鸟发明飞机的(最早研究飞鸟的科学家是谁)

科学家是怎么根据鸟发明飞机的(最早研究飞鸟的科学家是谁)(1)

古埃及青铜浮雕画:展开双翅的伊西斯女神,藏于卢浮宫

编者的话:借助于各种方法升入高空,并在空中翱翔一直是人类的梦想。在古代神话故事里,总能见到长着翅膀的神仙及各路天兵天将仰仗神器穿梭于蓝天的描述。光是中国传说中,就有《山海经》记载的奇肱国,这个国家的人只有一只胳膊,却有三只眼睛,出门远行乘坐风车。

新近由中国画报出版社引进推出的《人类飞翔史》通过1700余幅图片再现了飞翔史,书中文献大部分收集于第一次世界大战期间,主要来自于战争博物馆和战斗机飞行员,航空史五个重要阶段跃然纸上:无动力飞行器阶段、有动力飞行器的试验阶段(1843-1900)、活塞式发动机及装备此类发动机的飞行器阶段(1900-1914)、第一次世界大战(1914-1918)阶段、大范围使用航空器的早期阶段(20世纪30年代)。

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首次搭载乘员的飞行:1908年莱昂·德拉格朗热在宜西试飞时,搭载亨利·法尔曼飞行

本书作者之一、夏尔·多尔菲斯是法国具有丰富驾驶热气球和飞艇经验的飞行员,他与人合作创建法国航空博物馆,并任馆长,他花费30年收藏有关人类航空史的版画、书籍及文献。另一作者亨利·布歇1914年加入法国空军,后晋升为上尉,多次驾驶侦察机执行空中任务,曾是法国航空公司副总裁、《航空》杂志主编。整理部分书摘以飨读者:

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庞顿·达梅古尔设计的蒸汽驱动直升机

最早对飞鸟进行科学研究,并模仿飞鸟制作机械飞行器的,正是文艺复兴时期的伟大艺术家达·芬奇。关于飞行方面的研究,他留下许多研究手稿和草图,米兰安布罗图书馆、法兰西学会、温莎城堡、尚蒂伊城堡及大英博物馆都藏有达·芬奇的手稿和草图。达·芬奇把自己的观察体会、想法及发明都用墨水绘在纸上,他的草图有时画得极为刚劲。他的笔记是用左手对着镜子写下的,行文用的是古意大利语,很难读得懂。在戈维、里克特、拉韦松-莫利安以及萨巴克尼科夫等学者的不懈努力下,达·芬奇的手稿得以翻译并发表出来。

在这些手稿当中,有他在直接观察飞鸟的飞行和滑翔后所做的描述,有会飞的脊椎动物解剖图,有空气动力学的基本原理,还有许多能让人飞起来的机器草图,比如可振动的翅膀,是模仿翼手目动物或飞鸟翅膀设计的,他并未盲目地模仿大自然,而是重新设计了机械结构。

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在发动机问世之前,飞行器的驱动方案

在这些草图里我们可以看到,达·芬奇这位伟大的天才善于利用各种机械控制装置,比如双螺旋轴、换向轮、平衡杆等,他所设计的草图都是可以用现有的材料制作出来的,如木头、芦苇、金属、纺织物和绳索等。

他设计了这些大型装置或飞行器款式是我们确信无疑的,但除此之外,他为自己所写的笔记让人很难理解,不知在制作这些装置时,他究竟实施到哪一步了。有些飞行器装备着翅膀,实验者俯卧在飞行器上,手脚与翅膀相连;另外一些飞行器像是一艘划艇,艇两侧配上翅膀,由传动装置驱动,并由操纵杆控制,或者在划艇上立一支柱,将扑翼装在立柱上,驾驶员可以随意坐在划艇上,双脚踏在卡箍上来控制。

有两幅草图显得格外重要。第一幅草图画的是一架直升机,直升机配一只巨大的连动式螺旋桨,由一人转动绞盘驱动。笔记的文字描述也写得很清楚,这是最早记录主动性螺旋桨设计的文字。达·芬奇还明确指出,他成功地放飞了小型直升机,这类直升机是用弹簧来驱动的。

另一幅草图画的是一顶降落伞,形状像金字塔。这个设计也有文字解释,文字描述得很清楚,解释了降落伞的运行原理和制作方法。

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16世纪波斯袖珍艺术品:波斯国王乘仙鹤抬的轿子飞上天空

16世纪至18世纪,在法国及其他国家文学当中,涌现出一大批描绘空中旅行的小说。空中旅行在地球与其他星球,或在某一地区与另一神奇国度之间架起桥梁。这类小说往往都带版画插图,有意思的是,虽然风筝在中国已是家喻户晓,但在16世纪的法国,风筝却很少有人知道。下面来看一个很有趣的例子。

1581年,弗朗索瓦·德·贝勒-弗雷斯特在巴黎发表了小说《十个奇妙的故事》,其中有一个篇幅很长的故事,配着一幅插图,这幅插图再现了1579年2月18日下午出现在巴黎上空的场景——一条巨大的飞龙。公众和贤士们认为这是魔鬼的化身,它的出现预示着瘟疫即将在巴黎肆虐,民众很快就要遭殃,但贝勒-弗雷斯特却得出如下结论:

“我认为这是另外一种东西,因为龙的表皮很像出自于某家丝绸店,不知哪位匠人把它做成飞龙的形状,然后从一座高塔上放飞,让它随风飘动。制作飞龙的匠人用细绳拉着它,其实是为了吓唬那些没有见过世面的小市民……”

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亨森的飞机,据 1843《画报》所刊载的插图绘制

1639年,德马雷在巴黎发表了小说《阿丽亚娜》,著名画家亚伯拉罕·博斯为小说绘制了插图。小说讲述了一个十分惊险的故事,囚犯梅兰特用床单做成一顶降落伞,成功地从监狱里逃了出去。那时候,确实出现过用这一方法从监狱里逃脱的案例。

赫里福德主教弗朗西斯·戈德温撰写了小说《月中人》,此书自1651年起被翻译成多种文字。小说主人公是一个西班牙人,名叫多明哥·冈萨雷斯,他借助一架由十只天鹅牵引的机器,在圣赫勒拿岛首次飞行。后来他驾驶这架飞行器飞到了月球上,最终从中国返回故土。

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1784年“第戎科学院号”热气球进行升空试验,飞船配桨叶和舵

萨缪尔·布兰特在《卡克罗加利尼亚之旅》中也描述了类似的飞行器,只不过机器是由公鸡牵引的。这部小说发表于1727年,讲述的是从牙买加飞往神奇国度的故事。西哈诺·德·贝热拉克在《月亮帝国的可笑故事》和《太阳帝国的可笑故事》中描述了飞往高空的不同方式:早晨初升的太阳能把露水瓶吸引过去,人只要把露水瓶绑在腰带上,就能被太阳吸入高空;月亮对牛骨髓有吸引力;把磁铁抛向高空,就能把铁椅子吸到空中去;多面体水晶球里空气稀薄,可让太阳作用于水晶球;给笼子配上“火箭”,“火箭”点燃后就可以把笼子送上天空。

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1850年在巴黎战神广场,飞行员普瓦特万骑着马升空表演

罗伯特·帕托克在1763年发表了法语版《彼得·威尔金斯的冒险生涯》,这部小说把我们带到格勒姆人和格里斯人的国度,那里的人不论男女都长着翅膀。作者之所以选用威尔金斯这个姓氏,是因为切斯特主教就姓威尔金斯,这位主教在约一个世纪之前曾研究过利用飞行器到其他星球旅行的问题。

在热气球发明之前出版的最后一部有关航空的小说是《飞人在南方的发现》。小说描绘了一种全新的飞行器,它由一对翅膀和一把阳伞组成,这把阳伞并不是降落伞,而是一只弹簧翼,具有双向开合功能,书中多幅插图再现了作者的描述。

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编辑:许旸

图片:出版方供图

*摘编自《人类飞翔史》

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