孔明灯
而在欧洲方面 ， 人类对于飞行的研究最早可以追溯到古希腊阿尔希塔斯所制造的机械鸽 ， 根据今人的研究机械鸽为蒸汽动力 ， 试飞时飞了有200米左右的距离 ， 然而年代久远记述不清 ， 以当时的科学技术是否真的能实现存在争论 。 进入中世纪后 ， 欧洲宗教当道百业俱废 ， 航空事业也远远落后于当时的其它地区 ， 但这并不意味着欧洲人停止了追寻飞行的梦想 ， 当时甚至还有人模仿神话中的伊卡洛斯用羽毛做成翅膀企图飞行 ， 这种模仿鸟类的飞行尝试一直持续到17世纪 ， 到了文艺复兴时期人们开始理性地探求飞行的方式 。 意大利艺术家和科学家达·芬奇科学地研究了飞行问题 ， 并把他对鸟类飞行的长期研究写成了《论鸟的飞行》一书 ， 后人根据此书和他的一些其他手稿将他看作航空科学的先知 ， 17世纪时意大利的另一位科学家博雷利深入探讨了人类肌肉 骨骼和飞行的关系 ， 指出人类没有鸟类那样轻质的骨架 发达的胸肌和光滑的流线型身体 ， 一个体重60公斤的人 ， 至少得具备1.8米宽的胸腔才能支持扇动翅膀所需要的肌肉 ， 他因此得出结论 ， 认为人类的肌肉力量不足以像鸟类那样 ， 振动翅膀克服自身重力做长时间飞行 ， 他的结论宣告了人类欲模仿鸟类那样进行自力扑翼飞行努力的失败 。 但人类在模仿鸟类飞行的活动中积累了许多宝贵的知识和经验 ， 为日后真正实现飞行带来了一丝曙光
达·芬奇的扑翼机设计图
18世纪的工业革命推动了科学技术的发展 ， 为人类实现真正的飞行奠定了基础 。 18世纪中期纺织工业的发展带来了更轻巧更结实的布料 ， 欧洲开始有人尝试制作大型的热气球 。 1783年6月4日 ， 法国的孟格菲兄弟设计的以麻布为材料的热气球 ， 进行了第一次成功的公开升空表演 。 他们在热气球的底部燃烧干草和羊毛 ， 燃烧产生的热空气被导入气球内部 ， 由于热空气的密度小于冷空气 ， 气球被充满后便因为空气的静浮力而升空 ， 热气球的原理和中国的天灯相同 ， 是轻于空气的航空器 ， 但重要的是这时欧洲人已经掌握了其中有关空气密度和浮力之间的关系 。 1783年11月21日 ， 两位法国人乘坐孟格菲热气球升到1000米的高空飞行了12公里 ， 完成了人类首次载人航空的壮举 ， 标志着近代航空史的开端 。 热气球试飞后不久 ， 氢气球也被发明了 ， 氢气的密度比热空气更低 ， 而且不会像热气球一样在短时间内就冷却下降 ， 它的浮空和操作性能更好 。 1783年12月1日 ， 两名法国人乘坐氢气球在巴黎首次进行了自由飞行 。 1887年8月22日 ， 天津武备学堂教师华蘅芳制造的中国第一个氢气球在天津成功升空 。
孟格菲兄弟的1783年热气球和其技术数据 ， 绘制于1786年
热气球的发明并没有带来很大变革 ， 因为它没有安装操纵装置 ， 只能够随风漂流 ， 否则就需要地面用绳索进行引导 ， 缺乏实用价值 。 为了解决这个问题 ， 法国人让-皮埃尔·布兰查德在1784年将一个手动螺旋桨安装到了气球上 ， 发明了可以操纵的无动力飞艇 。 1852年亨利·吉法尔将一台功率为2237瓦的蒸汽机 ， 安装到了气球上以驱动一个三叶螺旋桨 ， 制造了首架由动力驱动的飞艇 。 同年9月24日 ， 他驾驶这艘飞艇从巴黎飞抵特拉普斯 ， 航程28公里 完成了飞艇的首次载人飞行 。 1899年德国人斐迪南·冯·齐柏林设计制造了第一艘硬式飞艇 ， 采用汽油为燃料的内燃机为动力 ， 大大提高了飞艇的飞行速度 ， 它圆柱形的艇身内充氢气 ， 长128米直径11.58米 ， 艇下装有两个吊舱可乘5人 。 1900年7月2日第一艘齐柏林飞艇试飞成功 ， 在300米的高度飞行了15公里 ， 由于它的载客量和高性能 ， 齐柏林飞艇成为在民用和军用领域均具实用价值的航空器 ， 大型硬式飞艇在其全盛时期成为了当时高载客量及载货量的空中交通工具 ， 它能够载乘客及货物进行长途飞行 ， 其中最著名的便是德国的齐柏林公司 ， 齐柏林公司最成功的飞艇是齐柏林伯爵号 ， 它总共飞行超过一百万英里 ， 包括1929年8月的环球飞行 。 1899年华侨谢缵泰在香港设计完成了中国号电动飞艇 ， 带有详细图纸和资料 ， 是中国最早的飞艇设计 。
齐柏林公司为美国海军制造的阿克伦号飞艇 ， 翱翔在旧纽约的上空
气球和飞艇这些轻于空气的航空器的发展 ， 为重于空气的航空器的发展积累了经验 。 在飞艇占领了近代的天空时 ， 它们体积巨大维护费用高昂 ， 航速缓慢和安全性不好的缺点也开始为人诟病 。 一些航空先驱开始将目光转向固定翼飞机的研究 ， 但要使重于空气的航空器升空并能受控持续飞行 ， 就必须解决升力动力和稳定操纵的难题 ， 他们的研究大多由设计和试飞滑翔机和风筝开始 。 19世纪初英国人乔治·凯利首先提出利用固定机翼产生升力 ， 利用不同的翼面控制推进飞机的设计概念 ， 为了验证自己理论的有效性 ， 1849年他建造了第一架滑翔机并进行了试飞 。 关于飞机的动力和稳定操纵难题 ， 当时航空界存在两种观点 ， 其中以美国科学家塞缪尔·兰利为代表的一方 ， 认为飞机的动力问题是重中之重 ， 因为当时蒸汽机效率不高 ， 体积和重量对于飞机来说也不堪重负 ， 因此很难实现飞机的动力飞行 。 而以德国人奥托·李林达尔为代表的一方则认为 ， 应首先通过试飞无动力的滑翔机 ， 解决飞机设计的问题和培养飞行员的操纵技术 ， 在效率较高体积小而相对轻巧的内燃机出现以后 ， 兰利曾在他的飞机场号上安装了大马力发动机尝试载人飞行 ， 但由于飞机的机翼设计和操纵系统不成熟 ， 两次尝试均告失败 。 而李林达尔则在1891年和弟弟一起制作了一架滑翔机 ， 成功飞过30米的距离 ， 却在5年后的一次飞行试验中不幸失事身亡 。 关于世界上最早的固定翼机到底是由谁发明各国尚存在争议 ， 但较为普遍的观点是由美国人莱特兄弟发明 ， 莱特兄弟赞同李林达尔的观点 。 先通过风筝和滑翔机来检验机翼的升力设计和航空操纵系统 ， 并在加装动力之前进行了大量滑翔机训练来培养作为飞行员的素养 ， 在发现前人的研究数据可能有误后 ， 他们打造了风洞进行了大量的实验 ， 为200多种不同的翼型进行了上千次的测试 ， 通过上述的技术积累两兄弟发现了增加升力的原理 ， 设计出控制飞机平衡俯仰和转弯的航空操纵方式 ， 并找到了保持横侧稳定的方法 ， 从而基本解决了飞机的操纵性和稳定性的问题 ， 为飞机飞行原理奠定了理论基础 。 1903年12月17日 ， 他们在美国西海岸小鹰镇成功试飞了自行研制的飞行者一号 ， 这次飞行作为“第一次重于空气的航空器进行的受控的持续动力飞行”被国际航空联合会所认可
推荐阅读
- 四川一动力三角翼滑翔机坠落2人死亡
- 吉利新增帝豪S跨界玩家版 撞色设计太抢眼！预计不到10万元
- 高阶玩家入场，为什么说它才是新能源车里最值得期待的？
- 扫墓完别直接回家！清明十个禁忌
- 开完大众帕萨特，再换到本田雅阁上，车主：对比差距一目了然
- 全球首个小行星防御技术验证任务启航
- 马尾藻海据说是地球上最危险的海，透明度达72米，为什么无人敢踏足
- 鱿鱼的腔肌肉无法在其整个收缩范围内提供足够的动力
- 与实验室实验迷宫相比，许多动物和昆虫的真实栖息地通常会更大