壮观的孔明灯群1000多年前就创造出了松脂灯的中国人始终没有想到将它们放大至能够载人升空的程度,结果被18世纪才发明类似装置的西方人抢了先。自此之后,载人气球成为了航空侦察等军事活动的一个重要平台。经过漫长的摸索,欧洲人终于在1783年开发出了世界上第一种载人浮空器-热气球。
这一年的6月,法国人蒙哥尔费兄弟用直径11.5米、重200多千克的气囊,充以热烟,制成世界上第一个大型的自由气球,并为观众作了飞行表演。同年11月21日,法国人罗齐埃和达尔朗德乘坐蒙哥尔费兄弟制成的热气球升到了大约900米的高法国人研制成功热气球空,并在空中飘飞了大约10千米,留空25分钟,实现了人类首次乘气球飞行。不过,当时他们并不懂得热气球为什么能飞起来,蒙哥尔费兄弟是用热烟的带电性质来解释其原理的。他们认为燃烧谷草后所产生的烟,具有良好的离地性能。不久之后,才由一位物理学家通过实验证明,空气中国现代的载人热气球在飞行受热后会变轻,并有向上升腾的趋势。
接着,法国的查理教授又发现,气体压力与温度之间的变化具有一定的关系,从而确立了查理定律。考虑到热气的上升力量不如密度小的氢气,查理教授决定设计一款浮空效率更高的新型气球。1783年8月,他研制出了国际上最早的氢气球。同年的12月1日,查理教授及其助手,乘坐他们自己制造的氢气球,在巴黎市区冉冉飘起。其升空高度达到了650米,在45分钟内飞行了40千米远。
带动力可控制的飞艇1784年,法国的罗伯特兄弟在气球的基础上,研制出了第一艘人力飞艇。该飞艇的气囊呈鱼形,全长15.6米,内充氢气。
在气囊下方悬挂的框式吊篮内,可搭乘7人。乘坐者每人手持一支用木架和绸子制成的大桨,像划船一样,在空中挥桨前行。由于大气的密度远远低于水,此种人力飞艇的效率可想而知。试飞时,众人前后划了7小时,才歪歪扭扭地飘移季裴制造的世界上第一种软式飞艇浮空气球知多少?根据气囊内浮升气体的不同,现代气球可分为热空气气球(简称热气球)、氢气球和氦气球。
热气球的气囊下方有一开口,在开口处设一加热器(例如喷灯),被加热的空气因密度小而上升进入气囊,从而使气球浮力大于重力。通过对加热器火焰的控制,可以操纵气球的升降。
氢气球和氦气球的气囊无开口,内部充以氢气或氦气。在海平面,空气的密度为1.225千克/立方米,氢气的密度为0.085千克/立方米,比空气小得多,因此,氢气球的净浮力较大。在海平面,氦气的密度为0.169千克/立方米,氦气球产生的净浮力比氢气球小。
不过,氢气球有易燃易爆的缺点,在安全性方面不如氦气球。了几千米。空气静力学的发展,推动了轻于空气的航空器从自由气球向可操纵的气球方向前进,而蒸汽机、电动机、内燃机的出现,则为实现带动力的飞行打下了基础。到了19世纪,欧洲的科学家和工程技术人员又相继发明、研制出了软式和硬式动力飞艇。1852年,法国人亨利·季裴制造成功世界上最早的可操纵的软式飞艇。该飞艇长44米,最大直径12米,容积2499立方米。
其外观很像一个大橄榄。在艇身的下方,设置有一个三角形的风帆(类似于飞机的垂直尾翼),用以控制飞艇早期的软式飞艇的航行方向,而在其吊篮内,装有一台约2.3千瓦的蒸汽机,蒸汽机带动一副三叶螺旋桨,推动飞艇前进。同年9月24日,季裴驾驶着这艘氢气飞艇,从巴黎郊外的跑马场起飞,以10千米/时的速度飞行了27千米,降落在特拉普地区。
尽管该飞艇在技术上并不成熟,只是接近于实用,而且,此次飞行也未能返回到原来的出发点。但这一天,仍被许多航空专家视为飞艇的诞生日。1900年,德国人F·齐伯林制造出了世界上第一艘硬式飞艇。
这类飞艇在第一次世界大战中曾被广泛用于军事目的,如执行侦察、轰炸、运输等任务。第一次世界大战后,大型硬式飞艇被发展为远程运输工具。齐伯林与他研制的飞艇性生% 1 부在近代的气球与飞艇的设计、应用方面,中国人的起步虽然较晚,但一些先贤也作过许多成功的尝试。1887年,中国工程师华蘅芳在天津武备学堂设计制造出一个直径约1.7米的氢气球,并使之升空。这是中国人制造的第一个氢气球。