如题所述
人类在征服太空的斗争中取得的伟大成就,主要是靠人类自身的智慧和力量。但是,人类也从动物的飞行中得到不少的启示。
人们在幻想太空飞行的过程中,发现鸟类、昆虫等动物能在空中自由地飞翔,于是决定模仿飞行动物飞上太空。
最初,人们只是对鸟类的飞行进行简单的模仿,把大鸟羽翼都绑在身上,靠重力从高处滑翔而下。据说早在1900多年前,中国西汉时期有一位飞行家,在京都长安举行了一次飞行表演,他用鸟羽做成两只翅膀装在身上,并在头和身体其他部位上都连上羽毛,结果飞行数百步就落地了,这是有文字记载的人类第一次飞行。后来,国内外有许多人制造了各式各样的翅膀,将它绑在手臂上,试图简单模仿鸟类飞向太空。结果,不是飞不起来,就是翼破人亡,全都失败了。
人类从简单模仿鸟类飞行的一次又一次失败中不断总结经验教训,使自己逐渐地聪明起来,开始认真研究鸟类和昆虫飞行的原理和飞行动力学的问题。认识到鸟和昆虫之所以能飞,不仅仅是因为它们有翅膀,还在于它们经过亿万年的自然演化,整个身体结构都适应飞行的需要。研究发现鸟类具有流线型的体型,飞行阻力很小;骨骼中空,重量轻;肌肉集中于胸部,功率大。而人类的体型不但不符合流线型,而且骨骼很重,肌肉分散,功率低。因而得出结论,人如果不借助机械动力,单靠自身的体力作扑翼飞行是难以飞上天的。从此以后,人类从对鸟类、昆虫飞行的简单模仿发展到创造性的仿生,即根据动物飞行的原理,从动物身上索取蓝图,加上人的聪明才智,制造飞行器。
早在2000年前,墨子曾带领300多名弟子用3年时间,制成了一只“会飞的木鸟”,古书上把它叫作“竹鹊”或“木鸢”,据说春秋时代著名工匠鲁班和张衡等也曾制造过类似的飞行器。15世纪,德国人米勒曾制造过“铁苍蝇”和“机械鹰”,并进行过飞行。400多年前,意大利著名科学家、艺术家达?芬奇,在总结前人制造飞行器的基础上,进一步对鸟类和蝙蝠的飞行进行观察研究,设计了一个像人大小的扑翼飞机,试图用人脚的登力扑动翅膀而飞行,他虽然没有成功,但在人类飞行的道路上迈出了可喜的一步。
大约在公元1800年,气体力学创始人之一的英国科学家凯利,从鸟的身上索取蓝图,模仿鸟翼设计了一种与现代飞机机翼截面曲线几乎完全相同的机翼。法国生物学家马雷在广泛研究鸟类飞行之后,写了一本名为《动物的机器》的书,介绍鸟类飞行的知识和原理。后来,俄国科学家茹可夫斯基也在研究鸟类飞行的基础上,提出了空气动力学的理论。至此,人类经过几千年的探索和千千万万飞行爱好者的共同努力,终于揭开了鸟类飞行的奥秘,找到了人类飞行的关键之所在。从此,人类进入了制造飞机的时期。
19世纪蒸汽机的发明,为动力飞行提供了良好的条件,人们开始采用大功率轻便发动机推动螺旋桨进行飞行试验:1903年12月17日,美国自行车修理匠莱特兄弟,经过对鸟类飞行的长期研究,认真吸取了前人研究的成果,用木料、帆布、自行车零件和一个12匹马力的汽油内燃机,制造了一架名叫“飞行者1号”的举世闻名的双翼飞机。在天空中飞行了12秒钟,36米远,最高时速为48公里,从而为人类开辟了通往天空的道路。
随着仿生学和其他科学技术的发展,人们全面而深入地研究鸟类和昆虫飞行的原理,不断地优化飞机的结构和技术性能,研制出各式各样的新型飞机。从莱特兄弟发明第一架飞机至今,飞机已经发展成为成千上万种不同类型的大家族,使人类获得了在空中飞行的自由,在征服太空的征途上迈出了重要的一步。