傳說(shuō)竹蜻蜓是東晉的的學(xué)者葛洪發(fā)明的,當(dāng)時(shí)稱為“飛車”,后來(lái)稱為“竹蜻蜓”,如果照此推算起來(lái),應(yīng)該有1600多年的歷史了。葛洪所著的《抱樸子》一書有這樣的記述:“或用棗心木為飛車,以牛革結(jié)環(huán)劍,以引其機(jī)?;虼婺钭魑迳吡埲!⒔活付酥?,上升四十里,名為太清。太清之中,其氣甚罡,能勝人也。”其中的“飛車”被一些人認(rèn)為是關(guān)于竹蜻蜓的最早記載。
在18世紀(jì)通過(guò)貿(mào)易傳入歐洲,啟發(fā)了人們的思路,被譽(yù)為“航空之父”的英國(guó)人喬治·凱利一輩子都對(duì)竹蜻蜓著迷。他的第一項(xiàng)航空研究就是在1796年仿制和改造了“竹蜻蜓”,并由此悟出螺旋槳的一些工作原理。他的研究推動(dòng)了飛機(jī)研制的進(jìn)程。1796年,凱利在科學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上制作出第一個(gè)飛行器——相對(duì)旋轉(zhuǎn)的模型直升機(jī)。在歐洲一幅1463年的圣母圣子像中出現(xiàn)了竹蜻蜓的形象。《大英百科全書》記載道:這種稱為“中國(guó)陀螺”的“直升機(jī)玩具”在15世紀(jì)中葉,也就是在達(dá)芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機(jī)設(shè)計(jì)圖之前,就已經(jīng)傳入了歐洲。
《簡(jiǎn)明不列顛百科全書》第9卷寫道:“直升機(jī)是人類最早的飛行設(shè)想之一,多年來(lái)人們一直相信最早提出這一想法的是達(dá)芬奇,但現(xiàn)在都知道,中國(guó)人比中世紀(jì)的歐洲人更早做出了直升機(jī)玩具。”
早在中世紀(jì)時(shí)期已發(fā)明的孩童玩具“竹蜻蜓”,是由帶螺旋紋的中軸和葉片所組成,利用葉片旋轉(zhuǎn)而向上升起。達(dá)芬奇可能是受這件玩具的啟發(fā),構(gòu)思除了會(huì)飛的螺旋槳。四個(gè)人站在底座的中央平臺(tái)上,推動(dòng)前面的柄桿轉(zhuǎn)動(dòng)中軸。當(dāng)蓋有亞麻布的葉片旋轉(zhuǎn)時(shí),即能產(chǎn)生上升動(dòng)力。這部機(jī)器可能從未起飛過(guò),但仍被廣泛認(rèn)為是現(xiàn)代直升機(jī)的前身。
我們都知道達(dá)芬奇是文藝復(fù)興時(shí)期意大利著名畫家,他留給后世的《蒙娜麗莎》《最后的晚餐》等畫作,早已經(jīng)成為人類藝術(shù)史上不朽的經(jīng)典??墒牵鋵?shí)很多人不知道,他還是一位癡迷于發(fā)明創(chuàng)造的發(fā)明家和工程師。他對(duì)技術(shù)興趣濃厚。制定了很多發(fā)明計(jì)劃,有些具有潛在的軍事用途,包括一種裝甲坦克和一種深海潛水服。達(dá)芬奇興趣廣泛,學(xué)習(xí)了很多學(xué)科,但他尤其醉心于對(duì)人類機(jī)械飛行的可能性研究。他創(chuàng)作了超過(guò)35,000字的內(nèi)容和500多幅素描來(lái)介紹飛行器、空氣性質(zhì)和鳥類飛行等等。不可思議的是,他還構(gòu)思出了滑翔機(jī)和直升飛機(jī)。1505年,達(dá)芬奇撰寫了一份手稿,后被命名為《鳥類飛行手稿》。
達(dá)芬奇對(duì)翅膀進(jìn)行過(guò)很多研究。這塊單翼形狀類似蝙蝠翅膀,用木制成,上面鋪展了一塊布。達(dá)芬奇經(jīng)常在米蘭參加宮廷戲劇的制作,而這個(gè)模型可能是道具之一。這幅設(shè)計(jì)圖描繪了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),測(cè)試能否透過(guò)揮動(dòng)翅膀,提起重物。實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了一個(gè)長(zhǎng)12米的“翅膀”,也是一部以鋼和竹藤編成,蓋著紙的機(jī)器,連接到一塊木板上,木板重量與一個(gè)成年人相同。如果揮動(dòng)長(zhǎng)桿的速度夠快,機(jī)翼即可在半空“降落”提起木板。假設(shè)實(shí)驗(yàn)成功,就意味著可以利用兩雙機(jī)翼,提起一位飛行員和飛行器,讓他在空中飛行。達(dá)芬奇在筆記中寫道:“……揮桿的動(dòng)作要快,若無(wú)法做到以上效果,就不要浪費(fèi)時(shí)間?!?/p>
現(xiàn)代直升機(jī)盡管比竹蜻蜓復(fù)雜千萬(wàn)倍,但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處?,F(xiàn)代直升機(jī)的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片,旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細(xì)竹棍兒,帶動(dòng)旋翼的發(fā)動(dòng)機(jī)就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。竹蜻蜓的葉片前面圓鈍,后面尖銳,上表面比較圓拱,下表面比較平直。當(dāng)氣流經(jīng)過(guò)圓拱的上表面時(shí),其流速快而壓力??;當(dāng)氣流經(jīng)過(guò)平直的下表面時(shí),其流速慢而壓力大。于是上下表面之間形成了一個(gè)壓力差,便產(chǎn)生了向上的升力。當(dāng)升力大于它本身的重量時(shí),竹蜻蜓就會(huì)騰空而起。直升機(jī)旋翼產(chǎn)生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。竹蜻蜓還有一個(gè)特性就是當(dāng)它插在竹筒中被側(cè)風(fēng)吹動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí),它也能上升。這個(gè)特性使得三千五百年前的奇肱人能憑借自然風(fēng)力進(jìn)行一千公里航程的飛行 。
1907年8月,法國(guó)人保羅·科爾尼研制出一架全尺寸載人直升機(jī),并在同年11月13日試飛成功。這架直升機(jī)被稱為“人類第一架直升機(jī)”。這架名為“飛行自行車”的直升機(jī)不僅靠自身動(dòng)力離開地面0.3米,完成了垂直升空,而且還連續(xù)飛行了20秒鐘,實(shí)現(xiàn)了自由飛行。保羅·科爾尼研制的直升機(jī)帶兩副旋翼,主結(jié)構(gòu)為一根V形鋼管,機(jī)身由V形鋼管和6個(gè)鋼管構(gòu)成的星形件組成,并采用鋼索加強(qiáng),以增加框架結(jié)構(gòu)的剛度。V形框架中部安裝一臺(tái)24馬力的Antainette 發(fā)動(dòng)機(jī)和操作員座椅。機(jī)身總長(zhǎng)6.20米,重260千克。V形框架兩端各裝一副直徑為6米的旋翼,每副旋翼有2片槳葉。
1936年,德國(guó)??斯驹趯?duì)早期直升機(jī)進(jìn)行多方面改進(jìn)之后,公開展示了自己制造的FW-61直升機(jī),1年后該機(jī)創(chuàng)造了多項(xiàng)世界紀(jì)錄。1938年,年輕的德國(guó)姑娘漢納賴奇駕駛一架雙旋翼直升機(jī)在柏林體育場(chǎng)進(jìn)行了一次完美的飛行表演。這架直升機(jī)被直升機(jī)界認(rèn)為是世界上第一種試飛成功的直升機(jī)。
1939年9月14日世界上第一架實(shí)用型直升機(jī)誕生,它是美國(guó)工程師西科斯基研制成功的VS-300直升機(jī)。西科斯基原籍俄國(guó),1930年移居美國(guó),他制造的VS-300直升機(jī),有1副主旋翼和3副尾槳,后來(lái)經(jīng)過(guò)多次試飛,將3副尾槳變成1副,這架實(shí)用型直升機(jī)從而成為現(xiàn)代直升機(jī)的鼻祖
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