我是昭君,我想記錄我生活工作的點點滴滴,今天是我每日一篇文章的第813天。
人類自古以來就對飛行充滿了向往。幾千年以前,人們羨慕昆蟲和鳥類的飛行本領,卻只能將飛行夢寄托在神話故事里。
那在古希臘神話中,太陽神的兒子法厄許下心愿,希望能夠駕駛父親的太陽戰車,代達羅斯用羽毛制作了翅膀,和兒子伊卡洛斯在空中自由地飛翔。還有中國的牛郎織女,嫦娥奔月這些傳說,也表達了人們對飛行的向往。
那么關于飛行,人類在什么時候才開始了實際的探索呢?據目前的資料顯示,最早出現的飛行器就是中國人發明的風箏,它的歷史可以追溯到2000多年前,傳說在春秋戰國時期,墨子用了三年的時間制成了一只木鳶,也就是木制的風箏。在天空中飛行了一天的時間。
到了東漢,蔡倫發明了造紙術,風箏的制作材料得以改進。人們制作出了更為輕便的紙質風箏-紙鳶。那么風箏如何飛上天空的呢?
放風箏的時候,我們常常拉拽著風箏線小跑。希望借助風的力量把風箏送上天空。當我們牽著風箏線奔跑的時候,風箏的表面有空氣在流動。風箏上表面的空氣流速很快,壓力又小。而下表面的空氣流速慢,壓力大。上下表面的這個壓力差,使得下方的空氣推動著風箏,風箏就飛起來了。
和中國人發明風箏不同,西方人則是著迷于模仿昆蟲和鳥類扇動翅膀的飛行。十五世紀意大利發明家達·芬奇經過長期對鳥類和蝙蝠飛行的觀察和研究,設計了一種撲翼機。雖然這種撲翼機可以像鳥類一樣上下扇動翅膀,卻沒有成功起飛。
這是因為人類缺乏鳥類那樣的發達胸肌,無法快速扇動撲翼機的翅膀。那達·芬奇還設計了一種像竹蜻蜓一樣,通過旋翼快速轉動而飛天的旋翼機。但是和撲翼機一樣,人類依靠自身的力量也沒有辦法讓旋翼快速地轉動。
實際上人類成功飛行的啟發,并不是來源于昆蟲和鳥類,而是源于碎紙屑和火爐。在1782年,法國發明家蒙哥爾費無意間觀察到,碎紙屑能夠在火爐上高高地飄起,受這個啟發,他和弟弟在1783年4月制成了一個巨大的熱氣球,并且在同年六月,成功用熱氣球將三只小動物送上了大概400米的高空。到了1783年,蒙哥爾費兩個兄弟又改進了熱氣球,成功實現了人類歷史上的第一次飛行。
熱氣球之所以能夠飛天,是運用了熱脹冷縮的原理。我們都知道,空氣受熱會膨脹,熱空氣會上升,而冷空氣就會下降。當熱氣球里充滿了足夠的熱空氣時,就能夠將人類帶離地面了。
那熱氣球被發明之后,1783年法國的另一位科學家杰奎斯·查爾斯就發明了氫氣球。因為氫氣的密度比熱空氣更小,所以氫氣球不僅能夠使人類升空,而且升空的速度遠遠快于熱氣球。
不過無論是熱氣球還是氫氣球都只能隨風飄蕩,并不能控制飛行的方向。在控制飛行方向的難題上取得重大突破的是法國的發明家,亨利·吉法德,他制成了一架可以控制方向的載人飛艇。這架飛艇是通過蒸汽機獲得前進的動力,然后又利用帆布來控制飛行的方向。不過這個帆布容易因為刮風、下雨這些外部因素而變形。
所以,人們希望找到更加穩定的辦法來控制飛行方向。十九世紀的時候,很多偉大的發明家設計出了借助氣流進行滑翔的固定翼飛行器,就是滑翔機。
到了1903年,美國的萊特兄弟發明了人類歷史上的第一架飛機-飛行者一號。這架飛機不僅具備動力,還帶有可以控制方向的設備。第一次同時解決了人類飛天的兩大難題。
接下來在100多年里,人類的飛行記錄不斷地被刷新,各類功能強大的飛機層出不窮。現在人類早就已經沖向太空了,比昆蟲、鳥類飛得更高更遠。
我們可以說人類的飛行歷史,就是一段想象力的發展史。不過,想象力并不是無源之水,現實世界始終是人類各種奇思妙想的重要源泉。
比方說早年的飛機在飛行過程中,機翼偶爾會因為振動而斷裂,最終人們從蜻蜓的翅膀上獲得了靈感。研究出的平衡重錘,來解決機翼斷裂的問題。蒼蠅的翅膀原本分為前翅和后翅,在演化的過程中,這個后翅逐漸就變成了平衡棒,來指導蒼蠅的飛行。
人們根據平衡棒的這個工作原理,又發明了振動陀螺儀,還將它運用在了飛機火箭上。當航道發生偏移的時候,這個振動陀螺儀就能檢測出來,而且將信號傳輸給轉向舵,進行這個航向的矯正。
人類從鳥類和昆蟲的身上獲得了很多啟發,其他還有什么呢?在現實和想象力的引導下,人類未來的飛行器會有哪些新的可能性呢。
感興趣的大朋友小朋友可以讀一讀這套飛行科普書《人類是怎樣飛上天的》。這套書一共分為三冊,分別是《和昆蟲學飛行》、《和鳥類學飛行》、《向宇宙出發》。
在《和昆蟲學飛行》、《和鳥類學飛行》中,讀者可以了解這些動物的身體構造有什么特點,它們的翅膀有什么樣的特征和功能,它們有怎樣的獨門飛行秘訣。在《向宇宙出發》中作者介紹了人類飛行史上的重大里程碑。各類飛行器運行的原理和規則,以及有關飛行器的最新研究成果。
這套書不僅配有細膩精美的藝術插圖,還提供了33個趣味科普視頻,這能夠幫助孩子充分地了解有關飛行的科學知識,就像是空氣為鳥類和昆蟲助力,讓它們能夠自由飛翔一樣。
希望這套書中的知識,也能激發孩子們關于飛行的無限想象哦!