澤披后世的一戰(zhàn)發(fā)明

浩然

戰(zhàn)爭不只是鐵與血的游戲，更是交戰(zhàn)雙方頂級科技的終極角逐。進入熱兵器時代，這種較量更加明顯。第一次世界大戰(zhàn)中，交戰(zhàn)雙方為獲得勝利，在新技術(shù)研發(fā)方面不惜血本，以期將自身最先進的科技投入戰(zhàn)爭之中。而這也極大推動了科技的進步。戰(zhàn)后，這些昔日用于戰(zhàn)場的發(fā)明也給人們的生活帶來巨大的改變。

第一次世界大戰(zhàn)這一浩劫已經(jīng)過去整整百年，通過保存至今的諸多影像文字資料，我們不難回望這段歷史。飛機、坦克、潛艇、無線電等新興技術(shù)首次大規(guī)模出現(xiàn)在戰(zhàn)場上，一定程度上影像了戰(zhàn)爭的進程。尤其是飛機的發(fā)明與應(yīng)用，將戰(zhàn)爭維度擴大到天空之中。許多極目前瞻的戰(zhàn)略家已經(jīng)斷言，未來戰(zhàn)爭中得天空者得天下。毫無疑問，飛機在一戰(zhàn)期間得到了飛速發(fā)展。最初投入戰(zhàn)場的飛機只用于敵情偵察，隨著技術(shù)的發(fā)展，許多最先進的技術(shù)被應(yīng)用于航空，逐漸出現(xiàn)了殲擊機、攻擊機、重型轟炸機以及反潛巡邏機等新用途飛機。而許多來源或成熟于航空的技術(shù)，早已經(jīng)深入到了人們的生活之中，為人類創(chuàng)造福祉。

航空照相機——從軍事偵察攝影到遙感

航空在戰(zhàn)爭中最早的用途是敵情偵察與炮兵校正。早在飛機發(fā)明之前百年，人們便已利用熱氣球、飛艇進行軍事偵察活動。一戰(zhàn)前夕迅速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)令航空軍事偵察邁入了一個新紀元。有軍事專家認為，正是因為協(xié)約國偵察機的出色表現(xiàn)，使其得以挽回馬恩河會戰(zhàn)初期的頹勢，從而最終逆轉(zhuǎn)一戰(zhàn)戰(zhàn)局。1918年協(xié)約國反攻前夕，每晚顯影處理的航拍照片多達12 000張，可以看出此時航空偵察已經(jīng)受到了軍方極大的重視。

同盟國在利用飛機進行偵察方面可以說走在了協(xié)約國之前。1912年，意大利航空隊長皮亞扎上尉利用一臺蔡司相機從飛機上拍攝了黎波里與阿齊齊亞之間土軍的陣地。1913年，德國的高茨公司研制成功了世界上第一臺航空用相機。后來高茨公司并入蔡司。由于軍事領(lǐng)域的旺盛需求，一戰(zhàn)期間蔡司公司便已經(jīng)成為世界最大的相機生產(chǎn)商。直到今天，該公司依舊以出產(chǎn)全世界最優(yōu)秀的鏡頭而聞名，德國的光學(xué)工業(yè)也藉此一直保持領(lǐng)先。

作為戰(zhàn)爭的勝利者，英國自然對其光學(xué)工業(yè)推崇備至。第一臺真正意義上用于航空偵察的可見光照相機就是由英國皇家空軍傳奇人物布拉巴宗中校在桑頓·皮卡德公司支持下研制成功的。正是他們最先將相機安放于飛機腹部，并由飛行員操控拍照，這種形式一直延續(xù)至今。該相機采用的立體成像技術(shù)不但使得后期分析更為準確，更被后世廣泛的應(yīng)用于軍用地圖的校正。1918年，英軍阿蘭比將軍派飛行員拍攝了巴勒斯坦土耳其軍前線51千米縱深將近1 620平方千米的地域，用于校正已有的軍用地圖，這也開辟了使用航空拍照繪制地圖的先河。但也有軍事史專家指出，早在1915年，奧匈帝國航空隊便已通過航空照相繪制軍事地圖。

現(xiàn)代意義上的遙感科學(xué)，正是從一戰(zhàn)快速發(fā)展的航空偵察科學(xué)基礎(chǔ)之上發(fā)展而來。如今我們暢快地使用手機地圖服務(wù)時，或許很少想到，如此神奇的技術(shù)來源于百年前的世界大戰(zhàn)。

轟炸機的出現(xiàn)——西科斯基輝煌的前奏

如果說飛機的作用只是偵察、空中格斗的話，那么，早期的戰(zhàn)略決策者們或許對它提不起太大的興趣。1911年，意大利航空隊加沃蒂少尉從一架“鴿”式偵察機上向敵軍陣地扔下了一枚手榴彈，效果十分有限，卻拉開了轟炸機發(fā)展的序幕。隨著一戰(zhàn)初期雙方偵察機數(shù)次深入對方縱深對戰(zhàn)略目標進行威懾轟炸，各國開始真正認識到制空權(quán)的重要性，軍方的重視推動了轟炸機的快速發(fā)展。

意大利的卡普羅尼Ca.30系列和俄國的“伊利亞·穆羅梅茨”型4發(fā)重型，被認為是一戰(zhàn)中最成功的轟炸機。而后者的飛行速度、升限和載彈量一直到戰(zhàn)爭結(jié)束，都沒有其他飛機可以超越?；蛟S這也是后期蘇聯(lián)飛行器設(shè)計中追求高速、大體積的最早征兆吧！

“伊利亞·穆羅梅茨”轟炸機的設(shè)計師則是日后赫赫有名的現(xiàn)代直升機發(fā)明者西科斯基。1913年，西科斯基親自試飛了這種當時世界上最先進的轟炸機，并創(chuàng)造了從基輔飛抵彼得堡的輝煌成績。值得一提的是，這種轟炸機還使用了當時最先進的“奧拉諾夫斯基”水滴形航空炸彈。這種考慮了氣動特性的炸彈，使得炸彈的攻擊更為準確，威力更大。

據(jù)統(tǒng)計，一戰(zhàn)期間交戰(zhàn)雙方共空投炸彈5萬余噸，造成巨大損失。而空前的人員傷亡與炸藥產(chǎn)量的激增密不可分。德國科學(xué)家哈伯所發(fā)明的工業(yè)合成氨技術(shù)，更無疑是帶來此傷亡結(jié)果的核心。自此以后，人類制造炸藥不必再依賴硝石等天然礦物，只需分離空氣中的氮氣即可。戰(zhàn)后，這一金子般的技術(shù)才更多地用于化肥生產(chǎn)，以償發(fā)明者的夙愿。

渦輪增壓——動力系統(tǒng)的新革命

飛機的發(fā)展總是向著更高、更快、更安全的方向進行。發(fā)動機的每一次進步，都在飛機的發(fā)展中扮演著重要的角色。

渦輪增壓器的出現(xiàn)，對于早期的飛行器動力來說，無異于一場革命。隨著飛機高度的增加，空氣越來越稀薄，發(fā)動機工作效能也受到較大影響。渦輪增壓器的發(fā)明，改善了活塞發(fā)動機的進氣特性，使飛行器的升限和速度都得到了較大的提升。

早在1906年，瑞士工程師布奇便提出了渦輪增壓器的概念。1916年，法國人拉托將一臺渦輪增壓器安裝到了雷諾發(fā)動機上，并將其安放在了TP-1飛機之上。第一種強制增壓進氣的發(fā)動機誕生，遺憾的是這種先進的戰(zhàn)機并未來得及大放異彩，戰(zhàn)爭便已結(jié)束。而在戰(zhàn)時，美國的參戰(zhàn)促進了兩國在相關(guān)領(lǐng)域的合作，通用電氣公司（GE）受美國國家航空咨詢委員會（NACA）委托，在著名工程師莫斯的領(lǐng)導(dǎo)下，研發(fā)的冷卻渦輪機匣技術(shù)使當時渦輪增壓器的效能有了顯著提升。1918年，拉托和莫斯的兩種技術(shù)方案在海拔4 300米的高度進行對比測試，后者完勝，通用電氣公司由此開啟了其在發(fā)動機領(lǐng)域的輝煌。莫斯也憑借著這項發(fā)明，入列美國航空航天名人堂，與萊特兄弟、林德伯格等航空先驅(qū)共同接受后世的禮贊。

雖然這種裝備在一戰(zhàn)中并沒來得及取得輝煌的成就，然而該技術(shù)卻在戰(zhàn)后大放異彩。1919年，通用電氣制造的增壓器破紀錄地將飛行器推上了萬米高空。二戰(zhàn)中，美軍許多著名飛機如B-29“超級空中堡壘”轟炸機、P-47D“雷電”戰(zhàn)斗機等，都使用了渦輪增壓器。endprint

隨著噴氣時代的到來，渦輪增壓飛機發(fā)動機的輝煌劃上了句號。如今，使用尾氣渦輪增壓技術(shù)的汽車發(fā)動機因為其較低的油耗和強勁的動力，廣受市場歡迎。這或許也是軍事科技促進民用技術(shù)發(fā)展的一個成功案例吧！

反潛機的興起——聲吶和壓電材料的發(fā)展

一戰(zhàn)中，潛艇的出現(xiàn)極大影響了海戰(zhàn)的格局。德國建造的360艘U型潛艇，以自身損失178艘，擊沉協(xié)約國5 234艘商船的驕人戰(zhàn)績，給敵人帶來了巨大的損失。反潛工作由此被協(xié)約國提上戰(zhàn)略議程。

最早的反潛活動主要靠飛艇和目力觀察，受天氣等外界因素影響較大。人們迫切需要一種可以偵察潛艇方位與距離的工具。戰(zhàn)爭后期，安裝有早期聲吶的反潛巡邏機大量裝備部隊。1915年，美國海軍水上飛機中隊長彼特對“柯蒂斯”H-4型水上飛機進行改造，制成了世界上第一架反潛巡邏機。1917年英國海軍航空兵少尉英里什駕駛一架F-2A反潛巡邏機用炸彈在北海擊沉德國UC-36號潛艇，創(chuàng)造了飛機擊沉潛艇的第一個戰(zhàn)例。也有學(xué)者認為，早在1916年，奧地利“羅內(nèi)爾”式水上飛機便擊沉過英法潛艇。

軍事史家種種爭論的目的，不外乎想將這項榮譽歸于自己國家，我們不必過于在意先后，只需留意，一戰(zhàn)確實提升了各國軍備科研水平，最值得一提的便是聲吶。法國著名科學(xué)家保羅·郎之萬、俄國工程師齊洛夫斯基、加拿大工程師博伊爾聯(lián)合發(fā)明了壓電傳感器，現(xiàn)代意義上的聲吶正式誕生。聲吶的問世直接催生了現(xiàn)代水聲學(xué)，并應(yīng)用于聲吶尋魚、聲吶海底地形探測等諸多領(lǐng)域。人們或許無法想象，曾經(jīng)專門用來發(fā)現(xiàn)潛艇的設(shè)備，今天用得最多的領(lǐng)域居然是為人們找尋美味的魚群。作為聲吶核心元件的壓電材料也進入了一個應(yīng)用的高峰。從復(fù)雜的超聲波探傷儀、新型傳感器，到簡單的打火機、點火器都可以找到壓電材料的芯材。這些便是軍事催生的先進技術(shù)帶給人們的福祉。

從早期空管系統(tǒng)到對講機——無線電設(shè)備的發(fā)明和應(yīng)用

早期的航空活動中，飛機一旦飛離地面便幾乎與外界信息隔絕，除了起飛、著陸時明顯的旗幟和信號燈外，無法收到地面的任何信息。此時，剛問世不久的無線電技術(shù)成為了人們空地對話的最佳選擇。有記錄表明，早在1910年，加拿大的飛行家們就已經(jīng)實現(xiàn)了空地間的無線電通訊。

早期投入戰(zhàn)場的飛機主要用于偵察敵軍動向和炮兵校正，這就需要飛行員盡快向地面反饋所得情報。于是在1914年戰(zhàn)爭伊始，航空用無線電通訊設(shè)備便開始研制。最早被安放在飛機上的無線電設(shè)備是一臺極簡易的30瓦中波電臺，情報用莫爾斯碼發(fā)回地面。1915年，這樣的電臺已經(jīng)裝備了600多臺。1916年，內(nèi)置耳麥式頭盔的出現(xiàn)，解決了引擎噪聲的干擾，空地之間的語音通信終于實現(xiàn)，這一發(fā)明為早期空管系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。截止一戰(zhàn)結(jié)束，此類設(shè)備共計生產(chǎn)了4 000余臺，成為了保障飛機安全和偵察任務(wù)順利的重要工具。

空中無線語音通信的成功應(yīng)用，極大的促進了無線電科技的發(fā)展。當戰(zhàn)時的空地通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)向民用之后，立刻爆發(fā)出了巨大的活力。如今，無線電通訊設(shè)備隨手可得，手臺、廣播等各種無線電設(shè)備已經(jīng)不可勝數(shù)，智能手機更是叱咤風(fēng)云。只是今天的人們不會意識到，帶來第一次無線電技術(shù)大爆發(fā)的是遙遠的第一次世界大戰(zhàn)。

從懷表到腕表——從戰(zhàn)場走向民間的時髦

腕表的廣泛普及，已無需贅言。而說到腕表的推廣，則仍需要追溯到早期航空的迅速發(fā)展及的第一次世界大戰(zhàn)時期。

早在1893年，英國人就注冊了腕表的專利。在此之前的1885年布爾戰(zhàn)爭中，早期的腕表已經(jīng)風(fēng)靡軍官階層。然而，這些早期的腕表只是懷表的簡單改造。在同時代，1904年，巴西早期著名的飛行家桑托斯·杜蒙向其好友卡地亞抱怨，飛行的時候，取出懷表看時間太麻煩。于是，卡地亞的名表“杜蒙”系列誕生。

第一次世界大戰(zhàn)徹底打開了手表的市場。一戰(zhàn)中，腕表不僅解放了飛行員掏出懷表的手，使其可以心無旁騖地駕駛飛機，更是在很大程度上提升了炮兵的作戰(zhàn)效率。在實施密集炮火打擊的過程中，計算好恰當?shù)臅r間尤為重要。這種行動要求炮火恰好在步兵們短兵相接之前射擊，一旦時間計算錯誤，可能誤擊己方部隊。而腕表則可以很好的解決這一問題。1916年，威廉姆斯公司這樣描述腕表在戰(zhàn)場上的受歡迎程度，“每4個士兵中就有1人佩戴腕表，而另外3個則在努力設(shè)法搞到1塊。”

隨著時間的推移，除了最基本的計時功能外，人們在腕表上增添了越來越多的功能，使用時僅需抬一抬手腕。此外，腕表的藝術(shù)價值也隨著人們物質(zhì)生活水平的提高而日益顯現(xiàn)，一塊手表，有些時候又成為人們生活質(zhì)量與品位的象征。而這些，都源于百年前戰(zhàn)爭。

其實，許多一戰(zhàn)期間迅速為人們所接受的發(fā)明并不一定需要特別復(fù)雜的科學(xué)原理，很多只是在原有發(fā)明基礎(chǔ)上略加改動而來。然而，它們今日的普及程度，甚至讓人們忘了其起源。將懷表纏在手腕上，令腕表風(fēng)靡天下；英法的護士成功的將一種繃帶改造成了今天的衛(wèi)生巾；為解決槍支生銹問題，布雷爾利發(fā)明了不銹鋼……許多最初并不起眼的發(fā)明經(jīng)過戰(zhàn)爭這場“自然選擇”，最終成為人們生活不可或缺的事物，有效提升了人們的生活品質(zhì)。

責(zé)任編輯：陳肖endprint