书城工业微型航天器:航模(征服太空之路丛书)
7875500000007

第7章 航模圈中伙伴多(2)

天津风筝也是很有特色的风筝流派之一。清代的杨柳青年画《十美图放风筝》即可证实天津有串灯、盘鹰、唐僧取经、蝴蝶等十种风筝。对天津风筝制作技术作出重大贡献的,是已故风筝艺人魏元泰。他从事风筝制作70余年,先后研制了平拍类、圆形立体类和软翅风筝,还创造了折翅风筝。他的作品在1914年巴拿马世梁祝图案的风筝界博览会获得了金牌,为天津风筝赢得了荣誉。以“风筝魏”为代表的天津风筝,造型逼真,色彩典雅,做工精细。筝面大多用丝绸,轻而结实,骨架选用质地细密、节长、弹性大的毛竹,用料十分考究。天津风筝在继承传统制作技术的基础上,儿童画《放风筝》不断创新和发展,造型更加美观,彩绘更加精美,放飞晴空令人赏心悦目,又可放于室内以供观赏,是民间工艺的珍品。

四川风筝主要流传于成都、绵竹等地,半印半画,先在纸上印好人物或动物形象的墨线轮廊,糊在骨架上,再用红、黄、蓝、绿等水画粗粗刷几笔,显得潇洒流畅。风筝以大为贵。有一种“羊尾巴”风筝,形制小且无装饰,三五个串在一起,放飞时摇摇摆摆,如羊群摆尾;还有一种“T”形风筝,也为别处没有。成都柏树林过去曾是有名的风筝市。

公元5世纪左右,中国风筝开始向世界流传,先是传到朝鲜、日本、马来西亚等东南亚国家,后来又传到欧洲和美洲等地。

知识点世界上最大的风筝

2008年4月14日,吉林市世纪广场的天空上飞翔着一只章鱼状的巨型风筝。风筝制作者称,风筝约1100平方米,要想放飞它,得要20个人。

风筝的制作者、吉林市民李景阳介绍说,这只巨型章鱼风筝全长82米,宽13.5米,是他所知道的世界上最大的单线软体风筝。李景阳组织了七八个人制作近8个月的时间,才完成这只巨型风筝。

当日上午10时30分许,巨型风筝放飞前的准备工作基本完成,李景阳拿起手中的1300多根栓牢风筝的细线,在做最后的检查。

经过近30人的努力,这只巨型章鱼风筝终于飞上蓝天。现场围观的市民纷纷为李景阳的“大章鱼”加油助威,很多市民也自愿加入到放飞巨型风筝的队伍中。

比空气还轻的热气球

热气球是比空气轻的飞行器,它的飞高腾空是在无数次尝试之后才得以实现的。广义来说,氢气球、氦气球也属于热气球。

1709年8月8日,欧洲人古斯芒在葡萄牙王宫进行了他的热气球升空表演。他将一个盆型小船蒙上粗帆布,把酒精和燃料放在盆底点燃,小船便摇摇晃晃离开地面。然而飞到不高的高度时,小船就偏离上升方向,一头撞在墙上,瞬时燃烧起来,并在下落的过程中烧着了宫中华丽的垂幔和其他东西。好在国王陛下没有怪罪他。以王宫火灾为代价,古斯芒证明了热气球飞行的可行性。他的热气球装置与中国古代的孔明灯较为类似,但时间上要比后者晚1500年左右。

现代热气球尽管如此,74年后的法国人蒙哥尔费兄弟,才被认为是热气球的真正发明者。蒙哥尔费兄弟原本是造纸工人。当他们看到碎纸片在篝火上飞舞时,产生了利用热空气制造飞行器的念头。1783年6月5日,他们公开展示了自己制作的热气球。该气球用纸和亚麻布糊成,直径约10米,内部灌入燃烧湿草和羊毛产生的热烟。当气球中充满热烟后,绳索被松开,气球逐渐升到约475米的高空,飞行10分钟后在1600米外的地方降落。同年8月27日,法国人查理的氢气球试验也取得了成功。

氢气球的升空成功,刺激了蒙哥尔费兄弟的好胜心。他们宣布,要制作出一只更大的且能够载人飞行的热气球。法国国王路易十六知道后,特别邀请他们到巴黎蒙哥尔费制作气球,并要他们在凡尔塞宫进行表演。1783年9月19日,蒙哥尔费兄弟制成了一只高17米、直径12.5米的气球,并首次进行了装载动物的升空试验,吊舱里面装了公鸡、鸭子和绵羊各一只。结果除了公鸡的翅膀受了一点伤外,绵羊和鸭子都安然无恙。这就为气球载人飞行提供了足够的可能性。路易十六大喜,为蒙哥尔费兄弟颁发了圣米歇尔勋章。

同年11月21日下午,蒙哥尔费兄弟又在巴黎穆埃特堡进行了世界上第一次载人空中航行,热气球飞行了25分钟,在飞越半个巴黎之后降落在意大利广场附近。这次飞行比莱特兄弟的飞机飞行整整早了120年。

二战以后,高新技术使球皮材料以及致热燃料得到普及,热气球成为不受地点约束、操作简单方便的公众体育项目。20世纪80年代,热气球引入中国。

进入21世纪,热气球作为一个体育项目正日趋普及,全世界有20000多个的热气球在飞行。中国已有100多个热气球,并成功地举办了北京国际热气球邀请赛、泰山国际热气球邀请赛等大型比赛活动。

模仿鸟翅的扑翼机

扑翼机,又称振翼机,是机翼能像鸟和昆虫翅膀那样上下扑动的重于空气的航空器。中国春秋时期就有人试图制造能飞的木鸟。15世纪意大利的达·芬奇绘制过扑翼机的草图。1930年,一架意大利的扑翼机模型进行过试飞。此后出现过多种扑翼机的设计方案,但由于控制技术、材料和结构方面的问题一直未能解决,扑翼机仍停留在模型制作和设想阶段。

现代人设计的扑翼机翅膀是用各种合成材料做的,古代人的扑翼机“机翼”却是用地道的鸟禽羽毛做的,而“机身”却是活生生的人。在相当长的一段时间内,人类一直是很直观地模仿鸟类,用各种鸟羽或其他人造物制成翅膀,“安装”在人的身上。在经历了许多失败之后,人类逐渐认识到单纯的利用羽翅是不能飞行的,于是开始寻找一种机械的方式。扑翼机就是这个阶段的产物。

达·芬奇的自画像最早的扑翼机也许就是英国的修道士罗杰·培根在1250年发表的《工艺和自然的奥秘》一文中所记述的:“供飞行用的机器,上坐一人,靠驱动器械使人造翅膀上下扑打空气,尽可能地模仿鸟的动作飞行。”15世纪初,欧洲文艺复兴时期的文艺、科学巨擘、意大利的达·芬奇,也是研究扑翼机的著名人物。他的具体设想为,人俯卧在扑翼机中部,脚蹬后顶板,手扳前部装有鸟羽的横杵,就像划桨一样扇动空气,推动飞行。这个方案是达·芬奇研究了鸟翅、利用物理和解剖知识而设想出来的。

达·芬奇之后,有个土耳其人穿了一件宽大的带框架的斗篷,利用扑翼原理飞行,不料框架经受不住空气阻力而折断,这位土耳其人不幸遇难。1678年,法国有个叫贝尼埃的锁匠也制了一架扑翼机。他在肩上担两根杆子,杆端各装一对铰接的长方翼片。杆端向上摆动,翼片收拢,向下摆动,翼片展开。通过多次实验,贝尼埃始终未能成功。1742年,62岁的巴凯维尔用四个翼形机构绑缚在自己四肢上,从巴黎旅馆屋顶上奋身一跃,企图飞越塞纳河。但他飞了一半便坠河撞在船上,摔断了腿。1930年,一架意大利的扑翼机模型进行过试飞,它重约22.7千克,装有一台0.37千瓦(0.5马力)的发动机。

扑翼机的设计方案中,有的形如蝙蝠,具有薄膜似的扑动翼面;有的装有带缝隙和活门的扑动翼,具有类似飞鸟翅膀的作用。扑翼机和带翼飞人相比是种进步,然而在本质上仍是仿鸟的人力飞行。扑动的机翼不仅产生升力,还产生向前的推动力。这种影响一直延伸至飞机发明前夕。

但是后来关于鸟类和昆虫的研究表明,扑翼机在低速飞行时所需的功率比普通飞机小得多,并且具有优异的垂直起落能力。但是要真正实现像鸟类翅膀那样的复杂运动或是像蜻蜓和其他昆虫翅膀那样的高频扑扇运动则非常困难。设计扑翼机所遇到的控制技术、材料和结构方面的问题一直未能解决。扑翼机仍停留在模型制作和设想阶段。尽管如此,仍有不少科学家、工程师和业余爱好者致力于扑翼机的研究工作。

去而复回的飞盘

飞盘,又称飞碟、自飞盘,是一种新兴运动,也可以单指其所使用的塑胶制盘状器具。其基本玩法是用力抛向空中,经一段飞行而降落时,由自己或他人用手接住。至今飞盘已发展出各种不同的玩法。

飞盘适当地在几乎垂直的平面抛掷,也会像飞去来器(见《飞去来器》一节)一样回飞。可是,飞盘通常是稍微用力抛给另一个人,因此抛掷者只要定个自转平面,给与足够达到此一弯路径的水平升力就可以了。飞去来器和飞盘都可以轻触地面而不影响飞行。假想飞盘以前缘向下微倾,掠地而过。前缘擦地上,地面与飞盘的接触点给与飞盘以力矩,并改变其角动量,但此改变向量几乎和原来的角动量垂直,所以新的角动量是由原先的向量旋转而得。除了方向,角动量的值改变并不大,因此飞盘并不会慢多少,只是重新定向,朝新的方向飞行罢了。

现代塑胶飞盘是由美国西岸的瓦特·弗列德瑞克·摩里森于1948年首先开发出来的,然而其惯用英文名称却与远在东岸的一家饼店有关。“福瑞斯比饼店”最早创立于康乃迪克州桥港,以制造派闻名,后来在邻近城市开设多家分店。一开始是附近大学生吃完福瑞斯比的派之后,顺手投掷空锡盘作乐,并称此动作为“福瑞斯比”。随后这项活动逐渐流行开来,并散播到新英格兰地区的各所大学。然而,当时此一活动仅能算是餐后的余兴节目,与现代飞盘及飞盘运动并无直接关系。

1937年,出生于犹他州的摩里森与其女友在洛杉矶丢掷爆玉米花的空罐盖时,激发出现代飞盘的灵感。1946年,摩里森画出现代飞盘的第一张设计图。1948年,摩里森找人合伙,以塑胶原料成功地研制出世界第一枚现代飞盘,并称之为“飞行浅碟”(FlyingSaucer)。1955年,摩里森开发出新型飞盘,由于当时外太空不明飞行物之说极为盛行,故将它命名为“冥王星浅盘”(PlutoPlatter)。

1957年,开发呼拉圈的惠姆·奥公司签下了摩里森飞盘的市场专卖权,仍以“冥王星浅盘”为名上市出售。随后该公司共同创办人里奇·聂尔到东岸扩展市场时,得知当地大学生的“福瑞斯比”活动,决定用它当作品牌名称。由于并不知道“福瑞斯比派饼店”的典故,遂拼写成同音英文单词“Frisbee”。1959年,该公司正式注册这一品牌名称,“Frisbee”从此随着产品大量销售而广为人知。

1964年,艾德·黑德里克开发出第一个职业运动级的新飞盘,并由惠姆·奥公司制造销售。1967年,黑德里克在洛杉矶成立了国际飞盘协会(InternationalFrisbeeAssociation,IFA),随后又主导确立许多飞盘运动项目的规则,因而被誉为“飞盘运动之父”。

1974年,第一届世界飞盘锦标赛在美国加州玫瑰杯球场举行。1983年,惠姆·奥公司经营权易手,国际飞盘协会及世界飞盘锦标赛终止。1983年,世界飞盘联盟(WorldFlyingDiscFederation,WFDF)成立。能收回的飞去来器

飞去来器,又称回旋镖、自归器、飞去飞来器等,得名于“飞出去后能再飞回来”的特性。外观上有“V”字型、香蕉型、钟型、三叶型、“十”字型、多叶型等多种造型。以往的“V”字型和香蕉型的飞去来器多用坚硬的曲木制成,曾是澳洲土著人的传统狩猎工具和战争武器。熟练的猎手向猎物发出飞去来器以后,如果没有击中目标,飞去来器会神奇地返回到发出者的手中。

飞去来器一直是澳洲人的宠儿,人们把它看作玩具和运动器械开展投掷比赛。后来飞去来器风行欧美,成为一种集健身、娱乐、趣味性为一体的理想健身器材。在德国北部城镇基尔,人们定期举行世界性的飞去来器锦标赛。

“十”字形塑料回旋镖相信很多人都曾看过杂技表演者将飞去来器飞出去绕观众的头顶盘旋一圈后,在一片惊呼声中又飞回到表演者手中的精彩表演。1996年9月15日,悉尼奥组委推出的第27届奥运会会徽,其图案便是用澳大利亚土著人传统狩猎工具飞去来器组成一个举着奥运会火炬奔跑的运动员形象。

作为一种户外休闲健身运动,飞去来器非常适合现代人。在飞行的过程中你可以充分体会那种独特的飞行乐趣。当飞行水平日趋提高后,你会对它产生更加浓厚的兴趣,久玩不厌。

在飞行时,尽量选择宽阔的空地或草坪,在飞去来器飞行轨迹范围内最好无人,如果周围有人的话,要让他们明白你在做什么以便闪躲,因为飞去来器虽然是玩具但也很有可能造成轻微伤害。

不管是何种造型的飞去来器,大部分的截面都如传统机翼般下部平坦上部呈弧形,飞行时手执飞去来器的前端竖起,面向右,用拇指、食指、和中指握住,飞去来器的末端用一无名指支撑并右倾斜20~45度左右,具体倾斜角度要根据每一个不同的飞去来器性能而定。举起飞去来器至肩膀的上方,投掷时运用腕力(使其飞去来器能高速旋转)如投棒球般向前方,手臂与地平面平行或略微抬高掷出。在强风中不宜投掷,如果是微风,则人先面对方向,再右转45度掷出。