馮今榜
初期的飛機
五十年前,科學家和設計師根據(jù)鳥會飛行的原理,創(chuàng)造了第一架飛機。雖然這架飛機現(xiàn)在看起來很可笑,只能飛十來尺高,二三十尺遠,而在當時可真是了不起的劃時代的杰作,似乎飛鳥也料想不到人類竟向它們的“領空”進政了。
初期的飛機跟目前我們所??吹降拇蟛幌嗤核皇墙饘俳Y構,而是木架結構 ,布包噴漆。不是一對翅膀,而是兩對翅膀,甚至還有四對翅膀的。用這么多的翅膀的目的是想使翅膀的總面積加大,以加強飛機的升力??墒牵m然翅膀面積大,可使升力增加,但因為每一對翅膀之間必需加上支柱和鋼線,飛機所受的迎面阻力也就加大。而且這樣的飛機因為不夠結實,很容易碰壞。
所以,后來飛機就逐漸改用金屬結構,從機身到翅膀都用牢固而輕巧的鋁合金制成。翅膀也改成為一對了,同時盡量使飛機的外部成為流線型,以減少阻力,提高飛行速度。
這樣,飛機就愈飛愈快了。
為高速度而斗爭
但是, 怎樣才能使飛機飛得更快呢?這里最重要的是加強推進的力量問題,也就是使重量不大的機器飛出巨大的馬力,加大螺旋槳的直徑。這個問題不解決,不論機身機翼怎樣改進,也很難再繼續(xù)提高速度。
怎樣來加強飛機的推進力量呢?
曾經(jīng)有人考慮用蒸汽機來推動飛機的螺旋槳,但是發(fā)出一匹馬力的蒸汽機就重達十公斤以上,這樣,機器發(fā)出的力量幾乎全被機器重量抵消了。于是只能采用內(nèi)燃機。開始的時候,發(fā)出一匹馬力的內(nèi)燃機的重量還是相當大的,后來加以不斷改進,才從五公斤降低到一公斤;到1930年以后,已經(jīng)作到只要半公斤重就可以了。這樣,飛機的速度就從以前的每小時幾公里、幾十公里而到達了300公里和4000公里。1939年,世界上軍用機的最高速度是每小時700公里。
可是,用內(nèi)燃機發(fā)動的螺旋槳飛機,到了這種速度就很難再快了。因為再快就要接近聲速(聲速每小時大約是1200公里)了??諝庠谶@樣高速的情況下,來不及為前進著的飛機讓路,就在飛機前面造成了緊密的氣團,使飛機很難加快前進。當時的動力學家就曾經(jīng)說聲速好像是一堵難以推動的墻。
直到第二次世界大戰(zhàn)時,航空的動力問題才起了很大的轉變。這就是噴氣推進機的出現(xiàn)。
軍用飛機的最后一代
噴氣推進機和螺旋槳推進機有什么不同呢?
在原則上說來,沒有什么兩樣。兩者都是借著把空氣向后推時所產(chǎn)生的反作用力,推動飛機前進,正如游泳時借四肢擺動的力量把身體推向前進一樣。
不過,螺旋槳推進機是由活塞來轉動螺旋槳,使螺旋槳把空氣向后推去,因而使飛機前進。而噴氣推進機不同,它是使空氣經(jīng)過內(nèi)部機件,加以燃燒,提高其溫度和壓力,然后問尾部噴射出去。噴氣發(fā)動機內(nèi)部機件的轉動非常快,它每秒鐘吸人的空氣量是很大的,差不多是活塞發(fā)動機的十倍,因而它能產(chǎn)生極大的推進力量。這就是噴氣式飛機能夠飛得更快的秘訣。
這樣,飛機的動力問題是圓滿解決了?,F(xiàn)在,飛機上一公斤的機器能飛出的力量不再是一匹馬力或兩匹馬力,而是增加到十匹馬力了。于是飛行的速度不再停留在每小時700公里,而是I000公里,1500公里,也就是超過聲音的速度了。
然而,噴氣式飛機雖然解決了航空的動力問題,同時卻又帶來了一個新的問題。這就是如何駕駛超音速的噴氣式飛機問題。
我們知道,人對速度本身并沒有什么反應。比如說,我們在飛快的火車中仍然能夠行動自如。蘇聯(lián)的Ty—104式客機每小時的速度是800公里,但旅客也并無不適感覺,甚至可以來往行走,就是坐在比聲速更快的飛機中,只要飛行平穩(wěn),也不會有什么強烈的反應。但是驟然的加速度(或減速度)和突然的轉換方向,人就難以忍受了。他會因此而失血或腦沖血,頭暈服花,看不到東西。而在飛行戰(zhàn)斗中,急速的轉彎,上升下降和加速度,又都必不可少的。而且,飛機的速度這樣快,人腦的反應跟不上,如果雙方的飛機相對而飛,戰(zhàn)斗員還來不及瞄準,飛機早巳經(jīng)飛過去了。這樣,就無法和敵人作
戰(zhàn),有這種飛機也沒有用處。所以,有人甚而至于說超音速噴氣飛機是軍用飛機的最后一代,再發(fā)展就不能用人來駕駛了。
于是,一種無人駕駛的飛機——導彈就產(chǎn)生了。
導彈
導彈又叫定向飛彈,或可操縱飛彈。在第二次世界大戰(zhàn)前,有的國家已在研究并開始制造導彈了。第二次世界大戰(zhàn)快要結柬的時候,已經(jīng)有了幾種導彈用于作戰(zhàn)中。
導彈,從它的構造原理上來說,就是一種能以極大速度飛行的、但卻不需要人駕駛的、可以在很遠的地方操縱它的自動裝置。不過這種東西是在戰(zhàn)爭中發(fā)展起來的,并且首先用在攻擊性的武器上,所以叫導彈。
導彈實際上是一個炸彈或炮彈。它和普通的炸彈和炮彈不同的是:導彈上面有一種裝置,靠這個裝置,導彈在飛行時,可以自動變換方向,找到預定的目標,打中它。從外表上看,一般的導彈,都有兩個翅膀,尾巴上裝有尾翼和管轉彎及升降的舵,有的導強簡直就和一架噴氣式飛機的形狀差不多(如圖一)。
導彈的種類很多。有的導彈是從空中發(fā)射,來打擊空中的目標的,這是空戰(zhàn)用導彈(如圖二)?,F(xiàn)在的飛機在空戰(zhàn)時,用的是火炮。火炮射擊出去的子彈,不是很準確的,常常有打不中的時候。如果在戰(zhàn)斗用的殲擊機中,帶上導強,在遠處發(fā)射出去,導強在空中就會自動地去尋找目標,把敵機打下來。還有一種導彈,可以從飛機上發(fā)射到地面或海面上。這就是轟炸用導彈。用普通的炸彈轟炸地面或海面上的目標,命中的機會是有限的,特別是現(xiàn)代的噴氣式轟炸機,速度極快,剛一瞄準,飛機就飛過去了,這樣,單靠瞄準器就顯得不夠了。有了這種導彈,飛機不但可以控制它,而且它自己也可以自動地飛向轟炸的目標,這就很準確了。另外,我們知道:現(xiàn)在有的噴氣式飛機的速度,已經(jīng)超過了聲音的速度,并且能夠飛到一萬八千公尺的高度,將來還可能超過兩萬公尺。一般的高射炮,能打多高呢?一萬多公尺。飛機飛得那樣快、那樣高,高射炮就瞄不準、打不著它。所以,還有一種防空導彈(如圖三),專門是用來打空中的目標的。這種導彈從地面上發(fā)射到空中以后,就會自動的找到敵機,把它打下來。現(xiàn)在,我們再來看另一種導彈。它沒有翅膀(如圖四),用一個很大的火箭,頂著兩個小火箭。大火箭先放,獲得一定的速度后,大火箭就自動脫落了,同時點著小火箭;使它得到更快的速度。這種導彈從地面上發(fā)射出去以后,就像一個普通的炮彈一樣,但是,比普通炮彈快得多,而且打得遠。它的速度每秒鐘是好幾千公尺,比聲音快十好幾倍;射程可以達好幾千公里;而且比普通炮彈準確,普通炮彈不會轉彎,這種導彈能夠自動轉換方向。所以,它在發(fā)射出去后,一般都能很準確地打到目標。同時,它還有一個特點,就是靈活,不論在什么地方,只要用大卡車帶上一塊大鋼板,往地上一鋪,就能點火。這比用轟炸機去轟炸一個目標就簡便得多。這種導彈叫做洲際武器或遠射程火箭。如果把原子武器裝在這種導彈上面,它的威力就更強大。要防御這種導彈,就要用導彈來打導彈。
目前,操縱導彈的方法基本上有兩種:無線電操縱和自動瞄準。自動瞄準導彈上,裝有測定目標所在位置的特種裝置——自動瞄準儀。有了這個裝置,導彈
就像有了眼睛一樣,可以根據(jù)目標的特點來找目標。例如飛機有聲音,后面因為噴氣而發(fā)熱;大的鋼鐵廠要冒煙等。這樣,只要在導彈上裝有找聲源、熱源的儀器,它就可以自動地瞄準目標,向目標飛去。但是,一般的導強,都是用綜合操縱法,這就是說,在導單發(fā)射出去后,首先用無線電操縱然后再靠自動瞄準,使它命中目標。
和平導彈
現(xiàn)在,導彈還是用在軍事上,作為一種防御和攻擊的武器來使用的。帝國主義國家想用這種武器,來達到侵略和奴役愛好和平的人民的目的,我們?yōu)榱舜驌艉头鬯榈蹏髁x者的侵略,也不得不研究和發(fā)展導彈。
但是,我們的目的是使科學來為人類服務。導彈是科學研究的成就。我們可以利用導彈的原理,制造一種飛機,這種飛機的速度極快,航程也非常遠。從北京到莫斯科只要幾十分鐘就行了。如果你星期天想從北京到莫斯科去游玩,或莫斯科人想到北京來玩,早晨起飛,玩一天,傍晚還可以回來,這該是多么愜意的事!
人們也可以根據(jù)導彈的原理,制造一種火箭,坐上這種火箭,就能飛到地球外面的其他星球上——如月球或火星上,進一步揭露宇宙萬物的秘密。