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鸟儿的幻想——从“风神”到“飞行III”号

 xxqa的新文艺 2018-06-06

悬挂在巴黎工艺博物馆走廊上空的“飞行 III”号 (五斗木图片)

  在我们开始这段真实的故事之前,先让我们一起回到 1897 年的法国萨脱里军事基地,伟大的发明家 Ader(阿德尔)正在和陆军部的代表交谈。

  军事代表:Ader 先生,我跟你定购的可是一台真正的战斗机器,而不是一只蝙蝠!我们现在可不能象中世纪那样在中世纪那样在背上装上翅膀,从悬崖上向下跳…………
  阿德尔:我从蝙蝠身上找到灵感,比方说飞机的翅膀是可以收起的,这样就能节省很多空间……
  军事代表:飞机,什么是飞机?(Avion 是外来词,在使用前法国的称呼是飞行器)
  阿德尔:就是我给这台用蒸汽驱动的飞行器起的名字。
  军事代表:可我想要的是一台可以装 2 个人,能连续飞行 6 个小时,并且能够投炸弹的飞行器,不是一个只能离地飞行 20 厘米的“风神”飞行器的翻版!
  阿德尔:我重新制作了用丝蒙皮的机身,和全新的翅膀骨骼。
  军事代表:好吧,那就快点起飞吧!陆军部的代表显出一些不耐烦。

  试飞跑道或者说是试飞场是圆形的,这样无论飞机飞到哪里都可以得到实际飞行的距离。飞机在一阵发动机的轰鸣声中,笨拙的起飞了。

  最终还是被强风和地心引力终结了这只美丽的“大蝙蝠”……这是一个梦想的结束,但也是另一个梦想的开始。因为在 1903 年,两个美国人(莱特兄弟)第一次成功的将人类飞行器送到空中,但是要注意的是他们的“飞行者”号是用一台汽油发动机实现了这个梦想。

  下面让我们一起来认识这位 17 世纪法国飞行先驱阿德尔和他的飞行器。

一本介绍阿德尔飞行器们的简明读物,封面是阿德尔的第一架蓝色“风神”号飞机

  克雷蒙特.阿格涅.阿德尔,17 世纪著名的法国工程师,发明家。1841 年出生于 Haute-Garonne(上加龙河省)的 MURET(米雷)。他富裕想象力并将自己地兴趣施展于多个领域,如电在声音,道路运输领域的的传导和运用等。由于对这些他所热爱的事业的迷恋,他不得不放弃了他在河堤与桥梁的管理职位,开始一心的为自己那个已经拥有很久了的梦而开始努力,那就是设计并且建造一只“飞鸟”。阿德尔写信给他的朋友,有名的 Nadar,为了证实他的设计新型飞行器将会超过飞行 50 米的论据,并且开始不断的进行着危险的飞行试验,他的这项计划在经过许可后将设计工场设在海军航空部内。

  1882 年到 1889 年,阿德尔建造了第一台飞行器,EOLE I(“风神”1)型于 1890 年 10 月 8 日落地的那一天,发明者阿格涅在这架飞机运用了全新的设计思维。10 月 9 日的晚上一小群男人聚集在一这个奇怪的家伙面前,这里是位于 Armainvilliers 城堡的小公园内,人们喊叫着:飞机飞机!这时的法国还没有飞机这个单词,这个外来词与人们面前这个奇怪的家伙成为争相观瞧的热点。这架飞行器的外观活生生的是一只蝙蝠的拷贝或者说是一只标准的狐蝠的翻版。在几个小时前的下午,这架名叫“风神”的奇怪家伙刚刚成功的完成了他的试飞。

  从 1882 年到 1890 年,阿德尔研究了这种夜间飞行的小动物,并极力将蝙蝠的特征进行研究和展现。他的这台机器总重 295 千克,总面积 28m²。之后阿德尔为这只“蝙蝠”建造了一台推力为 20 马力的轻型蒸汽发动机。10 月 9 日,阿德尔走到这架飞行器前为这台装备蒸汽发动机的大蝙蝠取名为 Eole“风神”(他是希腊神话中掌管风的神),下午 4 点整,阿德尔在公园的草坪尽头启动了“风神”号的发动机,竹制的发动机桨叶开始旋转起来……4 点 4 分,“风神”开始了他的第一次滑行。4 点 5 分,机头开始向下俯身,这是起飞的好兆头,随后有些向跑道一边倾斜,阿德尔试图调整,突然间“风神”开始离地,“他飞起来了!真的飞起来了!”人群兴奋的追逐着“风神”喊叫着奔跑着。飞行足足持续一分半钟,离地飞行距离 150 米。4 点 7 分阿德尔减小了动力,将“风神”非常轻盈的安全降落在公园的另一头,人群围了上来祝贺他的成功。

  阿德尔从驾驶座上下来对刚才的成功的到来还不太能一下子接受,在人群的不断赞许声中,阿德尔在他的大鸟面前驻足许久,没人知道一个更加疯狂的飞行梦想开始在阿德尔的心中升起。

克雷蒙特.阿格涅.阿德尔(1841 - 1926)

“风神 I”号的构思完全来自阿德尔对蝙蝠的飞行构造的研究。
图片:Henry Milne Edwards 在 1864-1874 年为哺乳动物史所绘的插图,法国国家自然博物馆图书馆藏图

阿德尔试飞的第一台“风神”号,1890 年 10 月 9 日。(埃尔热 1944 年左右为卡片公司所绘制的丁丁和飞行器系列插图)

L'Illustration“插图”的杂志 1891 年刊登出的“风神”号飞行器

  1891 年 4 月 20 日,法国著名的 L'Illustration(插图)画报杂志在寄给阿德尔的一封信中写道:“亲爱的阿德尔先生,介于我们对您在进行的努力试验和飞行器领域作出的贡献。我们觉得有必要对您的飞行器进行一次面向大众的广泛介绍,因为人们从来没有见过它、什么都不了解,但是“插图”杂志却拥有众多的读者!”并随信寄去了一架为阿德尔飞行器的绘画草图,请求得到阿德尔允许在其杂志上刊登介绍“风神”号。

“风神”专利中的设计图

  不久以后随着飞行试验的不断继续,试验所用的飞行器已经在一次次的飞行中损坏,不得不开始重新进行试验飞行器的设计和改进以迎接下一次飞行。新的样机不久后完工这就是经过改进和变化 EOLE2(“风神”2)型,新的试飞场地在 Satory(萨脱里)军事基地。没有一点好运气的“风神”2 型可以说是出师未捷身先死了。但却也担负起了向公众展览的科学普及任务,也许正是“插图”杂志的启发使阿德尔认识到了向公众宣传的有利和众多好处。

  同年(1891 年),法国战争国防部的时任主席 de Freycinet(德.弗雷西)内正在为法国的国家防务进行针对未来的新型项目的选择和规划。阿德尔的实验项目得到了他们的青睐,经过磋商后,法国战争国防部与阿德尔签定了合作协议并且得到了位于 Auteuil 军事法院地下室的一个安装试验工作室。阿德尔为此次合作项目的计划资金估算超过 50 万法郎,并在建造一架新的飞行器和其它杂费的总合后达到 65 万法郎。当然不要忘了此时的飞行器的研制已经打上了军事项目的标签,阿德尔的工作室已经转为地下的秘密研制轨道中。

1897 年“飞行 III”号试飞前,机身组装过程中的一张工作照,请注意此时的机翼还未与机身组装在一起

“飞行 III”号的机翼结构完全模仿蝙蝠,甚至可以折叠

  故事又回到前文提到的,1897 年的法国萨脱里军事基地。阿德尔帮助战争国防部承建设计制造的飞行器完成了装配工作,并被运送到这里,它被命名为“飞行 III 号”。军事基地并且在此之前已经建造了好了用于“飞行 III 号”试飞的 3 条跑道。

  试飞时间是 1897 年的 10 月 12 日。验收的那天,一只翼展 16 米的大蝙蝠停放在圆形试飞场的的中心起点上,奇怪的外观显得与周边的景色很不协调,试飞员和阿德尔和他工作室的机械工程设计师们为这只大蝙蝠作者飞行前的紧张调试。它净重 258 千克,在实战中加上飞行员的总重量不过 400 千克,装备 2 台独立的 20 马力的蒸汽发动机分别驱动两台 4 桨叶的螺旋桨推进器,相互以相反方向旋转。一台蒸汽锅炉借助一个酒精储备罐提供发动机运转的蒸汽,并将压缩后的热蒸汽通过蒸汽导管输送到螺旋桨的驱动轴上。一台水冷式冷凝器,水冷式冷凝器安装在“飞型 III 号”的机身上方,将其暴露在外以便利用飞行时的冷空器将热蒸器快速冷却然后回到蒸汽锅炉内形成一个蒸汽变为水后重新循环的过程。

悬挂在巴黎工艺博物馆走廊上空的“飞行 III”号,她很浪漫和现在看起来的不切实际,但所有的设计都有道理,这正是发明家所启迪后来者的重要意义 (五斗木图片)

  第一次试飞的时间到了,经过对“飞行III号”的设计原理和基本装备的介绍后,试飞员在机械师的协助下启动了“飞行 III 号”,在一阵发动机的轰鸣声中,颤颤悠悠的开始了滑行。人群紧张的注视着每个进展的细节。

  飞行员开始加大马力,带着偶尔喷出的白色热蒸汽,“飞行 III 号”开始向阿德尔的梦想驶去。

  “飞行 III 号”飞行大概约百米左右,非常快时而离地时而疾驰,由于当天选择了一个极不适合试飞的气象条件,在“飞行 III 号”开始飞行不久大风就导致将飞机吹落地面。机翼、机轮和螺旋桨叶均受损坏,结果可想而知,这台与蝙蝠有明显血缘关系的飞行器没能通过陆军部的初次审核。

  在参加了试飞过程的两位审核军官在提交战争国防部的报告中这样写道:“阿德尔的试验飞行器飞行了差不多 150 米左右……但是很不幸,试飞员没法完全控制它。最终在跑道的尽头坠毁,一个翅膀损坏……我们正在要求他在期限内重新进行新的试飞”。

  在经过 14 日的第二次试飞后(经过修理的“飞行 III”号显然已经不太能够应付这紧接而来的第二次试飞),战争国防部随即停止了对阿德尔的研制经费,很显然对于一项使用国库费用的军事项目的流产,阿德尔必然是“罪魁祸首”。战争国防部随后中止了与他的研究项目合同和工作室使用权,对于这个曾经寄予极大希望的发明家所交的这份浪漫答卷,战争国防部失望之极。

  究其原因,虽然“飞行 III 号”采用了类似蝙蝠的设计布局,同时尽最大降低了机身发动机的自身重量,但是却忽视了很多其它问题:动力,阻力,布局合理性等等,比如设在“飞行 III 号”背上的硕大的冷凝器,虽然巧妙的利用飞行器上方的冷空气进行蒸汽的冷却循环,但是却将空气动力学的概念置之一旁,成为一个硕大的阻力点。飞行员的面前是一台完全防碍视线的蒸汽发动机,只能从两侧的“出口”观测飞行状况,不能有效的操控飞行器。但是对于航空先驱的伟大试验说这些是没有理由的。

装备 2 台独立的 20 马力的蒸汽发动机分别驱动两台 4 桨叶的螺旋桨推进器,相互以相反方向旋转。(此发动机未安装螺旋桨叶) (五斗木图片)
2 个铝制的蒸汽高压管为“飞行 III”号将高压蒸汽通过导管输送到两边分别的驱动轴上

后部的蒸汽压力发动机的软木制保温壳

蒸汽发动机侧后视图,这里面对着坐在后面的飞行员

一只蒸汽压力表在飞行员面前,以便随时控制动力状态。这十分类似驾驶一台蒸汽机车的司炉工,需要适时监控压力系数。(五斗木图片)

蒸汽发动机后视图,右上角为提供酒精燃料罐,为发动机提供水转变为蒸汽的必要能源。(五斗木图片)

右侧螺旋桨驱动轴,中心位置安装一部竹制的 4 片螺旋桨叶推进器。(五斗木图片)

右侧螺旋桨驱动轴细节。(五斗木图片)

在闪光灯的帮助下,可以看清楚“飞行 III”号使用的类似女性丝袜的丝织蒙皮,它极大可能的降低了自身重量。(五斗木图片)

尾轮上为飞行员座椅,没有舱门便于逃生。座椅前部为发动机舱室

“飞行 III”号的尾翼,完全利用仿生学仿照了蝙蝠的尾部的皱褶

竹制的具有张力的大机翅。(五斗木图片)

与蝙蝠的身体部分的骨骼极其类似。(五斗木图片)

“飞行III号”后视 (五斗木图片)

“飞行 III 号”背部托负着硕大的蒸汽冷凝器,巧妙的利用飞行器上方的冷空气进行蒸汽的冷却循环。(五斗木图片)

“飞行 III 号”参加 1900 年巴黎世界博览会的情景

晚年的阿德尔

  阿德尔的“飞行 III 号”使用了一台由蒸汽做为驱动的强力却很轻巧的蒸汽动力发动机组(1894-1897),这台动力装置是当时世界上最轻的“蒸汽发动机”。发动机上没有一点多余使用金属的地方,在发动机的外部使用了极轻的软木为蒸汽室保温等等。这对当时并不能有效提高发动机如何减轻飞行器的自身重量是非常重要的环节。“飞行 III 号”每一处的肋条都与力学原理紧紧相连。飞行器的外表使用了类似女性丝袜般的相同丝制材料但却很结实,与其它飞行器相比这已经减轻了很多的自重,丝制蒙皮和竹制机肋的使用体现了对未来航空制造的和考虑,轻巧、环保材料,较强的灵活性和动力和对克服阻力等的考虑,不就是我们人类对航空飞行所作出一次次努力试验所得到的答案。未来的航空制造业的发展也正是是朝这个方向继续继续努力着。

  1903 年阿德尔将修复后的“飞行 III 号”保存于位于巴黎北郊的布尔盖特航空博物馆中的 Lissarrague 将军的地下仓库中。阿德尔也最终得到了人们的理解,并由于其在人类飞行史中所作出的勇敢尝试和和带着法国式浪漫的先驱精神得到了应有的荣誉。

  在结束这段阿德尔为人类航空史上的探索所作出的不懈努力的历史时,一时没有好的题目,无意间从耳机中听到歌手老狼的新专辑中的一首《鸟儿的幻想》;就用老狼的歌词画上一个没有结束的句号。

  荣誉飞上天
  真正的一只飞鸟 急速向前
  穿行在云间
  看那天边最后一线 黑白相间
  回头看从前 什么都不应该去计较
  聚聚散散
  我停在路中间
  前后左右 我偷偷看看
  所谓的改变
  那一去不会的昨天
  所有刻骨铭心的画面
  就这样把我紧紧追
  我终于飞上了蓝天
  他抓住了我的翅膀
  用尽了最后一丝的力量
  可他却抓不住鸟儿的幻想
  我终于飞上了蓝天
  摆脱了无边无际的黑夜
  不顾一切的向前飞

2007 年法国邮政局发行的一套 6 枚“飞行机器”纪念邮票,左下角为阿德尔的“飞行 III 号”。(五斗木图片)

出师未捷的“飞行 III”号(埃尔热插图)

静静的呆在博物馆走廊上空的“飞行 III”号和它的蒸汽发动机。(五斗木图片)

 

 

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