六、气球和降落伞

一切时代的人都渴望象鸟儿一样在天空飞翔。人类飞行是好些古老传说

（例如代达罗斯和伊卡洛斯①的传说）的题材。早期的编年史记载了许多给人装上人造翼从高处起飞的事例，其中有的属于传说，此外则都是史实，结果往往是不幸的。在中世纪里，人们对飞行思想抱有相当的偏见。这种思想被认为是异想天开，是巫术的过渡模式。然而，随着近代精神的兴起，一种比较理性的态度流行起来，而且，在十七和十八世纪里已经有了相当数量文献，它们在一定程度上已从科学观点来研讨人类飞行的思想。一般说来，到十七世纪为止，考虑到的唯一型式人类飞行是模仿鸟的飞行。飞人通常自身装备双翼，用手臂的运动操纵它们。后来，由于这一切尝试均告失败，注意力遂开始转向借助机械装置飞行的可能性。列奥那多·达·芬奇约在十六世纪初就已讨论过这种机器的设计。他着眼于深刻探讨有关的力学问题。但是，他的思想埋没在他的手稿里长达三百年之久。威尔金斯主教、罗伯特·胡

① 希腊神话中的父子俩，身上能装上蜡翼飞行。——译者

克（他用模型做实验）和 G.A.波雷里等人在十七世纪里继续沿着有些相似的路线探究。他们的成就基本上停留于证明，人的手臂的力量不足以在象鸟那样的飞行中支持人体的重量。然而，与此同时，作为古希腊科学复兴之一部分，人们对流体静力学重又发生兴趣，而这启发了许多十七世纪物理学著作家，他们想到，根据阿基米德原理，重量小于所排除同体积空气重量的航空器能够航空。沿着这个思想发展的结果是，在十八世纪首次实现了以往用木语“浮空器操纵术”（即乘一个“比空气轻的”航空器漂浮在大地上空）表示的那种有限意义上的飞行。

早在 1670 年，耶稣会教士弗朗切斯科·德·拉纳·泰尔齐在他的《一些新发明的试验导论》 （Prodromo overo di alcune inven-tioni nuove）一书中提出，如果给一辆轻车装上四个薄铜球，完全抽空，并大到足以使整个装置轻于与其同体积的空气，那就可以使之升离地面。另外，胡克、波雷里和莱布尼兹等人立即指出，大到并轻到足以浮起的金属球肯定会在外部空气压力的作用下压塌。然而，“比空气轻的”飞船的思想还没有被人遗忘，约瑟夫·加利安在他的论著《空中航行的技术》（L’Art de Naviguer dans les Airs）（1755 年）中提出，一艘充满取自天空上部空气（他认为，它的密度明显低于我们周围的大气）的巨船能以其浮力把人载上天空。卡文迪什在 1766 年证明，“可燃空气”（氢）的密度比同样压

强的普通空气低，从而使这种方案接近实现。约瑟夫·布莱克在 1784 年 11

月 13 日写信给詹姆斯·林德时指出，他早在 1766 年就有一个印象：“卡文迪什先生发现（氢的比重）的一个明显结果是，如果给一个足够轻和薄的囊充以可燃空气，则这囊和包含的空气将必定形成一个比大气空气轻的总体， 它将在大气空气中升起。”卡瓦洛至迟在 1781 年进行过关于氢的浮力性质的实验。他给肥皂泡充以气体，看着它们上升到天花板。然而，人的飞行最初是用甚至更为简单的器具实现的，它利用一个充满藉加热稀释的空气的气囊的浮力。最早这样做的是两个法国人，他们是里昂附近昂诺内地方的造纸匠约瑟夫·蒙哥尔菲埃和艾蒂安·蒙哥尔菲埃兄弟。在进行了几次小规模预备实验之后，他们接着便制造了一个亚麻布气球，用纸衬里，直径约 36 英

尺。他们于 1783 年 6 月 5 日在昂诺内进行公开试验。当充满加热空气以后， 这气球便离开地面，上升到约 6，000 英尺高的地方。随着热空气冷却或者通过孔隙从气囊逸出，这机械便缓缓下降。物理学家 J.A.C.查理接着对氢气球进行试验。他用经橡胶处理的丝制作了一个直径约 12 英尺的气球，充以

氢气，于 1783 年 8 月 27 日在巴黎练兵场放飞。这气球迅速上升，旋即消失

在云中。它最后在大约 15 英里远的地方降落。以此方式上天的第一个人是

J.F.皮拉特尔·德罗齐埃，他于同年 10 月 15 日乘一只拴住的蒙哥尔菲埃气

球升到 80 英尺高的地方，在空中逗留了四分多钟。11 月 21 日，这位气球驾驶员由一名乘客陪伴，乘一个充空气的

气球进行了第一次自由飞行。这气球漂游了5 1 英里，越过巴黎在城外安全

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着陆。飞行过程中，气球开口下面吊舱中装载的火盆中的火把气囊烧着了， 这火盆是用于加热气囊内空气的。火被扑灭了。但是，这次事故突出说明， “蒙哥尔菲埃尔”即用火加热空气的气球有着特别的危险。这很快导致它被“夏利埃尔”即氢气球所取代。（图 270）这后一种机器于 1783 年 12 月 1 日首次载人上天，这次试验是由它的设计者夏尔和制造者罗贝尔进行的。

图 270──空气球和氢气球

这气球直径为 26 英尺。它的设计已体现了一些习见的特点，例如，用于覆盖织物和支持吊舱的网；设在顶端的阀门，气体可由之逸出，使气球下降； 在希望上升时可以抛弃的压载；以及用来测量大气压的气压计，气球驾驶员由之可推算他的高度。在从巴黎到内斯尔航行了 27 英里之后，查理进行了一次单飞，上升到 9，000 英尺以上高度。

图 271──赞贝卡里的公开气球实验(1783 年)

在 1783 年的以后几年里，全欧洲进行了许多次气球飞行，其中不少次新奇而又引人注目。蒙哥尔菲埃兄弟成就的消息震动了居住在伦敦的意大利流亡者弗朗切斯科·赞贝卡里伯爵。他遂进行了似乎是英国最早的模型气球实验。他制作了一个直径约 5 英尺的“气体静力学球”，于 1783 年 11 月 4 日给它充热空气，从奇普西德的一所房屋放飞。全伦敦各处的人都来观看， 它最后降落在沃索姆教堂。赞贝卡里继续用尺寸越来越大的气球做实验。其中有一个（图 271）接着于 11 月 25 日在伦敦的穆尔菲尔兹公开放飞，在二

小时半里飞行了 48 英里，在苏塞克斯重新找到。这时期里，还有埃梅·阿尔冈在温泽堡向乔治三世和他的宫廷演示一个小氢气球。1784 年，整个大不列颠进行了许多次空气静力学实验，包括英国国土上第一次载人气球上天。这个功绩是一个苏格兰人詹姆斯·泰特勒建树的，他是《英国百科全书》的早期编辑之一，以前曾从约瑟夫·布莱克博士攻读医学。他之作为气球驾驶员，纯属他生涯中偶然的一页。1784 年 8 月在爱丁堡，他成功地乘上了一个容纳预先用火炉加热过的空气的气球，上升到几百英尺高，但因为气球未携带加热装置，所以很快就以很不舒适地沉降返回地面。1784 年 9 月 15 日， 年轻的意大利气球驾驶员温琴佐·卢纳尔迪乘一个充氢气的气球从穆尔菲尔兹上天。这气球的容量约为 18，000 立方英尺。现场有一大群人观看，其中包括威尔士亲王和其他显贵。卢纳尔迪上升到他预定的高度，约达四英里（图272）。他在北米姆斯降落，在减轻他的吊舱之后，再次上升，最后在哈福德郡的沃尔地方附近着陆，距离他的出发点约 25 英里之远。卢纳尔迪在返回大陆之前，在英格兰和苏格兰的各个城市进行了多次进一步的上天飞行。后来，这许多次冒险飞行中充满了激动人心的事故（有一次，卢纳尔迪落进

了福思湾），但它们在技术

图 272──卢纳尔迪的气球上天

上没有表现出明显的进步。十八世纪里其他杰出的航空事迹中，还必须提到下列几件。从 1784 年起，第一个英国气球驾驶员詹姆斯·萨德勒在英格兰各地进行了一系列精彩的气球上天；一个美国医生约翰·杰弗里斯和一个法国职业气球驾驶员 J.P.布朗夏尔于 1785 年 1 月 7 日乘一个气球飞越英吉利海峡。

人们从一开始就认识到气球用作为科学调查仪器的种种可能性。1784 年底进行的一次气球上天的过程中，杰弗里斯获得了上层空气的样品。卡文迪什分析这些样品后发现，它们的化学组成和地面空气没有明显差别。气球应用于战争的潜在应用，人们也在其发明之初就已指出。法国人曾在大革命的战争中把气球用于侦察，有时显示出很大的优越性，如在弗勒吕的战斗中。然而，在这以后，气球的军事应用可能性基本上被忽视了，这种情况一直持续到十九世纪末。

气球发明后，立即就有人开始提议，利用某种手段来操纵或推进气球沿任何所希望方向飞行。一些早期的建议以航空和航海之间的错误类比为依据，提出给气球配备帆和舵。象后来所证明的，最有成果的建议是利用空气对一个旋转飞机螺旋桨的反作用。这一建议最早于 1784 年出现在 J.B.M.默斯尼埃将军为一艘巨型飞船搞的一项设计之中（ Atlas des dessins relatifs a un Proiet deMachine Aérostatique）。这气球呈椭球状， 260 英尺长，由三个手工操纵的飞机螺旋桨推进。默斯尼埃的计划从未付诸实际试验。但是，它可以看做是十九世纪里制造或仅仅设计的一系列不断进步的飞船和飞艇的出发点。人们很快发现，这些利用人力推进的飞行器是不切实际的。后来，蒸汽机和电池被用作为飞行器的动力源，直至十九世纪末， 这些权宜之计才又为内燃机的应用所取代。

降落伞的思想可以追溯到列奥那多·达·芬奇；他的一份手稿（Codex Atlanticus）中有一张图，并附有说明。图上示出一种角锥形帐状物，悬吊在它四角的一个人能从很高地方安全地跳下。然而，这个思想要到十八世纪末才开始实际形成。相传约瑟夫·蒙哥尔菲埃在发明气球前进行调查研究的过程中，曾在他家乡从一个屋顶上利用降落伞跳下。1783 年末，S.勒诺芒成功地从蒙彼利埃天文台的塔上用一个直径 14 英尺的圆锥形降落伞跳下。气

球发明以后，法国气球驾驶员布朗夏尔进行了多次降落伞实验。他在 1785 年和后来进行的上天中，好几次把载有小动物（装在篮子中）的降落伞抛下， 它们在着地时均未受伤害。第一个从气球上用降落伞降落的人是 A.J.加内兰，他是在 1797 年 10 月 22 日在巴黎做这个实验的。他于 1802 年在伦敦重演了他的成就。加内兰的降落伞象一顶粗帆布做的半球形阳伞，沿着圆周系了许多绳索，它们支承下面一个小篮子。在降落时，篮子讨厌地从一边到另一边来回摆动。为了消除这一缺陷，威廉·科金（他亲眼看到加内兰在伦敦

的降落）设计了一种顶点朝下的钝锥形降落伞。在对这个问题进行了多年研究之后，科金于 1837 年亲自试验他的发明。但是，他的想法证明是错误的， 这次降落以发明者死亡告终。

（十八世纪关于浮空器操纵术、它的物理原理、早期史和技术的最佳著作似乎是 B.Faujas de Saint-Fond： Description desExpériences de la Machine Aérostatique de MM.de Montgolfier，Paris， 1783—4 年， 它包含许多令人感兴趣的图版；和 T.Ca- vallo ： The History and Practice of Aerostation，作者自用印刷本，1785 年。一部内容广泛的、主要论述英国成就但也扼述外国贡献的现代著作是 J.E.Hodgson ： The History of Aeronautics inGreat Britain，Oxford ，1924 年）。