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【物理学的足迹】 1896年 兰利发明无人驾驶飞行器 精选

已有 5965 次阅读 2016-1-29 10:58 |个人分类:物理学的足迹|系统分类:科普集锦| 无人机, 物理, 飞行器

1896     兰利制成无人驾驶飞行器


节选自“改变世界的科学”丛书之《物理学的足迹》

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图1 东方的孙悟空和西方的天使


自然界中存在许多会飞行的动物,从翱翔蓝天的鸟类,到空中悬停的蜻蜓。自古以来,人类就特别向往飞翔,神话故事里的龙和天马也被赋予了极其代表性的意义。中国认为孙悟空可以腾云驾雾甚至一个跟斗就十万八千里,西方认为天上世界有着许多插着翅膀的天使,为人间带来许多福音。许多人都听说过,人类第一次真正意义上的飞翔,是1902年莱特兄弟驾驶的滑翔机。其实早在莱特兄弟之前,就有一个人进行了多年的飞行尝试,他叫塞缪尔·兰利,是美国天文学家、物理学家,航空先驱。


图2 兰利

兰利没有读过大学,但对物理学应用却独具智慧。在1881年,他发明了测热辐射计,可以精密测量微量热。1886年,兰利由于太阳物理方面的贡献,获得美国科学院颁发的亨利·德雷珀奖。也正是从这一年开始,兰利开始潜心研究飞行器。他从鸟类和昆虫的翅膀中受到启发,认为只要选择合适形状的“翅膀”,人造飞行器就可以飞上天空。他先从理论上进行了计算研究,得出倾斜平板的升力规律,并总结出论著《空气动力学试验》。1896年,兰利决定把理论付诸实验,他在华盛顿附近的波托马克河上试飞了第一架无人驾驶飞行器,结果成功飞行了半英里。之后一次实验又成功飞行了五千英尺。为了进一步开展飞行实验,兰利申请获得了政府数万美元的经费支持,并试图设计制造更大的飞行器以及开展载人飞行实验。


图3 莱特兄弟的滑翔机


1902年,兰利也听说莱特兄弟的滑翔机实验取得了成功,但他意图向他们兄弟俩打探消息时却遭受拒绝。兰利抓紧推进了他的载人飞行计划,1903年他又在波托马克河上尝试了两次载人飞行实验,不幸的是,飞机并没有飞出多远就掉入河水当中,飞行员差点淹死。兰利的失败引来美国社会的一片哗然,许多人认为载人飞行实验既浪费政府经费又充满危险因素,不值得推进。然而就在同一年,莱特兄弟公布了他们滑翔机的成功实验结果,使得人们对飞行再次充满了期待。1906年,兰利在公众的谩骂中带着终身遗憾去世。8年后的1914年,美国著名飞机设计师格伦·柯蒂斯将他的飞机从河中打捞上来,并换上更为强劲的发动机,这一次试飞成功飞行了数百英尺。原来兰利的设计本身并没有太大问题,只是他低估了飞行所需要的发动机动力。虽然兰利作为航空航天先驱被记录史册,但莱特兄弟更为人们所熟知,这就是科学史上先驱尝试者和首次成功者之间的区别。

 

图4 兰利的无人驾驶飞行器与现代的无人机


【丛书简介】

“改变世界的科学”丛书是针对青少年编著的一套大型科普图书,含数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学、医学、农学、计算机科学等9个分册,以编年体的形式呈现,图文并茂地叙说人类历史上20 000年来最重大的科学发现。本丛书为上海市“十二五”重点图书。

丛书各分册均按照时间顺序来回顾、概括人类的科学活动,以科学发现的历史为主,兼及科学机构的兴衰、科学教育的发展、科学社团的变迁等。丛书通俗易懂,对于青少年了解科学知识、领悟科学方法、弘扬科学精神,乃至对于提高国民的整体科学文化素养,都将起到积极的促进作用。







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