金属飞艇

    据英国《新科学家》杂志报道，从古至今，人类对天空充满向往，并为飞天梦想不断努力。如今，人类的自由和挑战精神在高高的蓝天上得到升华。然而，回顾历史，人类航天探索之路充满艰辛，金属飞艇便是一个典型例证。

    航空史上最古老的概念

    1844年，巴黎人口袋里只要有多余的钞票，便会毫无迟疑地来到市郊，购买参观伊姆帕斯街(Impasse deu Main)一栋神秘建筑的门票。伊姆帕斯街是一条位于蒙帕纳斯新火车站后面的狭窄街道。在一个空旷的飞机库内，老板埃德蒙·马莱-蒙戈(Edmond Marey-Monge)领着一帮工人在干活，他们将长长的金属片焊接起来，组成一个巨大的球体。

    在看过设计图后，你才会清楚这一球形装置的用途：用以导入氢气的真空管和乘客吊篮的附件暗示这是一种新的交通工具。马莱-蒙戈宣布，这个闪闪发光的球体是“ballon de cuivre”，即黄铜气球。金属飞艇是航空史上最古老的概念之一。早在1670年，意大利数学家弗朗西斯科·拉纳(Francesco Lana)就在一篇文章中探讨过制造有舵和帆的飞艇的可行性。

    拉纳提议，从几个密闭铜制球体中抽出空气，按照他的推理，抽出空气的球体重量一定低于周围空气，这样就能升空飞行，直至它们的重量达到与周围大气达到平衡。拉纳估计，四个真空球体(每个直径为7.5米)可以吊挂一个能携带六名乘客的吊篮。拉纳是耶稣会牧师，由于所承担的传教责任，他本人无力把飞天梦想实现。他解释说：“我愿意制造金属飞艇，但没有时间和金钱投入其中。”

    拉纳的概念并不完全是异想天开。近年来的试验表明空气有重量，1650年，德国发明家和科学家奥托-冯-果利克(Otto von Guericke)曾将几个铜制半球焊接在一起，由于密闭性超乎寻常，几匹马也不能将它们拉开。制造一个直径50厘米的球体和制造一个可升入空中的直径7.5米的球体毕竟存在差异。正如拉纳的同胞吉奥瓦尼·博列利(Giovanni Borelli)所指出的，如果拉纳的球体足够的轻，可以飞行，那么所用的铜壳则必须薄如纸，可是，这样一来，在抽出空气时，铜壳可能会被大气压压扁。

    “铁气球违背时代精神”

    尽管如此，拉纳的概念仍让欧洲人倍感吃惊。到1672年，描述拉纳气球的翻译著作和雕刻品已经在德国出现。在伦敦，英国人罗伯特·胡克还将其翻译成英文版本。一个世纪以后，拉纳的铜制气球仍只能在诗中被赞颂。它们还出现在1744年一部有关星际旅行的德国纪录片中，这部纪录片描绘了探索火星之旅。另外，还出现在1768年一首拉丁文史诗中，预言它们将用于去拯救那些“被地震不断侵袭的灾民”。

    1783年，随着热气球在巴黎上空的飞行首次获得成功，拉纳有关真空飞艇的概念似乎完全被人遗忘。但是，巴黎人并没有将它忘记。1844年，发明家马莱-蒙戈在《Comptes Rendus》杂志中写道，“空中航行可以担负同海军一样的责任，像我们的舰船一样，气球一定要做好抗击恶劣天气的准备，在军中服役10年或15年。”与采用织物材料的气球不同，金属飞艇可以无限期地在空中飞行，实施商业或军事任务。

    经过在伊姆帕斯街10号的飞机库内长达三年的努力，马莱-蒙戈做好了实现拉纳梦想的准备。马莱-蒙戈不是从多个球体中抽出空气，而是计划向一个巨大的球体充入氢气。马莱-蒙戈的气球直径可能达到10米，用焊接在一起的0.1毫米厚的黄铜板制成。马莱-蒙戈说：“我更喜欢球形，因为球形的表面积最小，但容积却最大。”

    如此一来，球体从里面气体中获取的升力最大。升力正是马莱-蒙戈所需要的，因为尽管金属壳十分薄，但气球重量仍达到400公斤。马莱-蒙戈的金属材料还存在其它几点缺陷：弯曲的黄铜板很难焊接在一起，同时法国铸造厂不能制造出他需要的长而薄的铁板。马莱-蒙戈必须从普鲁士的铸造厂进口每块长5米、宽50厘米的黄铜板。

    另外，他只能设计一个临时木制构架，让工人们在上面建个球体。更糟糕的是，黄铜片由于很薄，上面产生无数小孔，为避免这些小孔漏气，马莱-蒙戈被迫用薄薄几层绵纸、胶水和清漆将里面一层糊住，这样一来，气球的重量无形中又增加了16公斤。

    巴黎人纷纷购票争相观看这个巨型怪物，不仅如此，该项目还捕捉到国外媒体的广泛关注。英国的汽艇驾驶员还对金属气球的优点进行了激烈辩论，其中一人给《机械杂志》写了封信，称直径400英尺(120米)的“铁气球”“违背了时代精神”。

无畏换来耻辱性结局

    马莱-蒙戈计划在1844年6月2日发射金属气球。从气球内部抽取出木头支架要极为慎重，气球外壳只有薄薄一层，很容易遭到损坏。最终，这个庞然大物似乎做好了起飞的准备。马莱-蒙戈打开阀门，气球充满了523立方米的氢气，这样，气球便可以摆脱地球的约束高飞。不过，马莱-蒙戈的梦想没有实现，金属气球没有飞起来。

    马莱-蒙戈通过气球底部一个大洞进入其中。球体底部的空气非常适于呼吸，以致于他整整在里面呆了15分钟也没问题。马莱-蒙戈在里面全神贯注思考重力的残酷性。将剩余宝贵的氢气抽干也毫无帮助：他再次一头扎进里面时，能听到气体通过黄铜外壳泄漏发出的嘶嘶响声。马莱-蒙戈的气球永远没有起飞，他最终将这些黄铜当作废品卖了。这个项目持续了三年时间，耗尽马莱-蒙戈一生的积蓄，留给人们无尽的思考。

    尽管结局是耻辱性的，但黄铜外壳气球却激发了维多利亚时代人们的想象力。有些人开始申请金属飞艇的专利，包括1887年有关一艘126米长的钢制软式飞艇(blimp)的提议。但是，连马莱-蒙戈最终也无奈地得出这样的结论：在获得足够轻的金属以用于气球外壳之前，金属飞艇的漏气问题肯定得不到解决。

    到1897年，一个候选方案呈现在大家面前。德国在齐柏林气球设计方面取得了重大突破，设计师戴维·施瓦兹(David Schwarz)提出了一个大胆方案：为何不用铝制材料制造飞艇？在制造了两个原型以后，施瓦兹得到了普鲁士飞船营(Prussian Airship Battalion)的帮助，从柏林的滕佩尔霍夫试验场发射了一艘38米长的飞艇。这艘飞艇具有熟悉的“软式飞艇”外形，0.2毫米厚的铆接铝板外壳装有一个个氢气包。

    重大缺陷注定悲惨结局

    令人不可思议的是，施瓦兹的尝试竟然成功了。1897年11月3日，施瓦兹的飞艇徐徐升空，航行6公里进入德国乡村。但是，机械问题及苛刻的设计意味着，这个金属庞然大物不能轻轻地停下来，反而会一头撞向地面，需要花费巨资进行修复。尽管如此，坚固性仍是铁壳飞艇的最大吸引力之一。由于外壳不会在高速下受损，金属外壳飞艇的飞行速度应该快于覆盖织物的软式飞艇。

    Goodyear公司最早的飞艇设计师拉尔夫·乌普森(Ralph Upson)肯定这么认为。1929年，乌普森创建了铁壳飞艇公司(Metalclad Airship Corporation)，专门给美国海军制造铝制氦动力飞艇ZMC-2。尽管很难“驾驭”，但绰号“罐头泡”(Tin Bubble)的ZMC-2飞艇每小时的速度可以达到100公里，在1941年退役前，飞行时间达到2200个小时。

    从此以后，再没有金属外壳的飞艇飞上蓝天：一方面制造成本过高，另一方面难以操作。但是，金属气球的梦想并没有因此永远地消逝。乌普森手下的工程师弗拉基米尔·帕维勒卡(Vladimir Pavlecka)仍不断申请各种创新的专利，希望再次发射金属飞艇，直至1980年病逝。其他设计还包括一项1964年专利，这项专利描绘了“喷气推进可驾驶飞艇”的美好蓝图。时至今日，飞艇设计者仍在一些会议上探讨这种概念的可能性。

    令人好奇的是，最终不相信金属气球飞天梦想的不是别人，恰恰是弗朗西斯克·拉纳本人，他对金属飞艇的用途充满忧虑。拉纳写道：“城堡和城市从此不再牢不可破，金属重物、燃烧弹和炸弹可以从高空扔下来。”尽管当时人们认为飞艇有朝一日定会成为现实，但这位牧师却在1670年断言，由于飞艇极具破坏性，这意味着人类永远不会离开地面。拉纳最后写道，“想必上帝永远不会让这种机器研制成功。”