【簡介:】熱氣球人類最早的飛行工具。世界上第一個熱氣球的發(fā)明和制造者是法國造紙商蒙特戈菲爾兄弟。而發(fā)明熱氣球的靈感則來自于他們看到碎紙片在火焰上飛舞,于是,這對兄弟產(chǎn)生了利用
熱氣球人類最早的飛行工具。世界上第一個熱氣球的發(fā)明和制造者是法國造紙商蒙特戈菲爾兄弟。而發(fā)明熱氣球的靈感則來自于他們看到碎紙片在火焰上飛舞,于是,這對兄弟產(chǎn)生了利用熱空氣制造飛行器的想法。在經(jīng)過氣球搭載動物的升空實驗后,1783年11月21日,蒙特戈菲爾兄弟進(jìn)行了第一次載人飛行的氣球升空實驗。這次飛行比萊特兄弟使用飛機載人升空飛行整整早了120年。
熱氣球由球囊、吊籃和加熱裝置三部分構(gòu)成。熱氣球的外皮是由強化尼龍制成的(有的熱氣球是由滌綸制成的),盡管它的質(zhì)量很輕,但卻極結(jié)實,球囊是不透氣的;吊籃一般由藤條編制而成,著陸時能起到緩沖的作用;而燃燒器是熱氣球的動力裝置。從這我們可以看出,熱氣球沒有方向舵,升空后完全隨風(fēng)而行,充滿著不確定性。
在這一背景下,1784年,第一艘人力飛艇由法國的羅伯特兄弟設(shè)計制造出來了。這艘充滿著氫氣的飛艇第一次飛行并不算成功,因為隨著高度增加,飛艇氣囊越來越膨脹,在這緊要關(guān)頭,羅伯特兄弟趕緊用小刀把氣囊刺穿了一個小孔,才使飛艇安全降到了地面。從這次試飛中,他們得到了飛艇氣囊應(yīng)該安裝放氣閥這一重要啟示。而后隨著工業(yè)革命的發(fā)展,蒸汽機、內(nèi)燃機和電動機相繼問世,為飛艇動力系統(tǒng)的改進(jìn)創(chuàng)造了更為有利的條件。經(jīng)過多次改進(jìn)之后,有著動力系統(tǒng)的載人飛艇成為了人類航空的一個重要工具。
看到這里,很多人會禁不住問:熱氣球和飛艇能夠自由升降的原理是什么呢?
原理很簡單,2000多年前,我國就將這一原理運用在孔明燈上了。孔明燈是我國古代的重要發(fā)明之一,早在秦漢時期就有關(guān)于孔明燈的記載,據(jù)《太平御覽·羽族部十五·鳥卵》引《淮南萬畢術(shù)》寫道:“艾火令雞子飛?!逼湟饪衫斫鉃椋簩⑷紵陌鸱胚M(jìn)雞蛋殼里,雞蛋殼可以飛起來。
可蛋殼為什么能飛?現(xiàn)代熱學(xué)給出了一份很好的答案:當(dāng)受熱氣體膨脹后向下運動,從而上升氣流推動物體向上運動。孔明燈就是利用了這種浮升力(又叫反沖力)。具體來看,熱氣球點火后,燃燒器燃燒出的火種十分強大,其產(chǎn)生的反沖力也很強。所以,載人熱氣球就是在這一原理的基礎(chǔ)上發(fā)明制造的。