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357期

【有情天地】

一飛沖天 翱翔天際

中國有則傳奇故事,記述了十四世紀的官員萬戶嘗試首次人類飛上天際之舉。

他用一把椅子、風箏和四十七枝裝著火藥的竹火箭,製造了一架飛行器。

在一聲巨響後,煙霧瀰漫,而萬戶卻從此不見蹤影。

                     -《超越自我-探索太空商業》

飛上天空是人類長久以來的夢想,或許從看著鳥兒自由自在翱翔於天地之間開始,這個願望就成了世世代代發明家的畢生之志。

 

前言引文之書出版於西元二○一八年,由愛爾蘭的路易‧布倫南(Louis Brennan)、英國的洛伊佐斯.赫拉克勒斯(Loizos Heracleous)、義大利的亞歷珊德拉.維奇(Alessandra Vecchi)三位學者合著。書中所提及的萬戶,其實還廣泛出現於其他談論飛航或太空的著作中,而被普遍認為是人類飛行先驅,國際天文學聯合會甚至以「Wan Hoo」(即萬戶)來命名月球背面的一處撞擊坑,可見其受重視的程度。

 

據學者考證,「萬戶」其實是金朝至明朝初年的職官名,因統領萬人之軍務,故稱。萬戶的真實姓名應是陶成道,為元末明初時人,其火箭升空的壯舉大約發生在一三九○年(明太祖洪武廿三年)。以今日眼光視之,陶成道的做法過於魯莽,但他勇於嘗試的精神,的確令人欽佩。雖然在點燃火箭後,陶成道與其飛行器同時灰飛煙滅,但人類飛行的夢想並未因此而消失。

 

將近四百年之後,法國的孟格菲兄弟(Montgolfier Brothers)運用空氣受熱會上升的原理,以紙袋聚集熱氣,於是創造出可載物體的熱氣球,並於一七八三年十一月廿一日載人升空成功,這是人類首次騰空,從高空俯瞰地面。

 

無獨有偶,法國另有一組人馬-雅克.查爾斯(Jacques Charles)和勞勃兄弟(Robert Brothers),同樣在一七八三年發明了氫氣球,並在十二月一日載人升至約六百公尺的高空,他們僅比孟格菲兄弟的熱氣球晚了十天。與熱氣球升空不同的是,氫氣球是運用氫氣密度比空氣小,而可飄浮上升的原理。

 

有趣的是,想要飛上天際的發明家屢屢出現兄弟檔,例如眾所周知的飛機發明者-萊特兄弟(Wright Brothers)。他們於一九○三年十二月十七日,駕駛裝有引擎的雙翼飛行器,飛行了三十六點五公尺,雖然時間僅十二秒鐘,但人類的飛行歷史就此改寫。萊特兄弟的創舉,代表人類可以藉由自行產生動力的機器升降,而非單純的滑翔或使用物理原理升空。能夠自主飛行,意味著人類可以隨心所欲來去於天地間。

 

飛機能夠起降與飛行,其實需要四種力量的交互作用來達成,即推力(往前)、阻力(往後)、升力(往上)及重力(往下)。起飛之時,引擎產生推力,大於阻力;速度透過機翼的形狀變化增加升力,大於重力,飛機於是爬升。當飛機到達巡航高度時,油門收小,推力等於阻力、升力等於重力,稱為平飛。下降時,機翼上的擾流板打開,阻力增加、升力減少,飛機便能減緩速度、降低高度。

 

這四種交互力量看似簡單,卻是人類花了數百年的努力才得以突破,因此萊特兄弟的成就,足為劃時代的創舉。如今,人類從飛上天空,發展到能夠超越地心引力,進入太空,探索宇宙,其間轉變之大,顯示科技進步的神速。

飛行器一二事
  1. 無法載物的熱氣球其實早在三世紀時的中國三國時代就已出現,即相傳為諸葛武侯所發明的「孔明燈」,又稱「天燈」,當時作為傳遞訊息之用。至宋朝,放孔明燈逐漸轉變為一種節慶儀式,成為祈福或許願的象徵。
     
  2. 根據史料,法國工程師克雷芒.阿涅斯.阿德爾(Clément Agnès Ader)可能才是飛機的發明者。1890年10月9日,他駕駛著仿蝙蝠翼的蒸汽動力飛行器,成功飛行五十公尺。然因事涉國家機密,法國政府遲至1906年才公開成果。

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