金屬飛艇
北京時間1月21日消息，據英國《新科學家》雜誌報道，從古至今，人類對天空充滿向往，並為飛天夢想不斷努力。如今，人類的自由和挑戰精神在高高的藍天上得到升華。然而，回顧曆史，人類航天探索之路充滿艱辛，金屬飛艇便是一個典型例證。
航空史上最古老的概念
1844年，巴黎人口袋裏隻要有多餘的鈔票，便會毫無遲疑地來到市郊，購買參觀伊姆帕斯街(Impasse deu Main)一棟神秘建築的門票。伊姆帕斯街是一條位於蒙帕納斯新火車站後麵的狹窄街道。在一個空曠的飛機庫內，老板埃德蒙·馬萊-蒙戈(Edmond Marey-Monge)領著一幫工人在幹活，他們將長長的金屬片焊接起來，組成一個巨大的球體。
在看過設計圖後，你才會清楚這一球形裝置的用途：用以導入氫氣的真空管和乘客吊籃的附件暗示這是一種新的交通工具。馬萊-蒙戈宣布，這個閃閃發光的球體是“ballon de cuivre”，即黃銅氣球。金屬飛艇是航空史上最古老的概念之一。早在1670年，意大利數學家弗朗西斯科·拉納(Francesco Lana)就在一篇文章中探討過製造有舵和帆的飛艇的可行性。
拉納提議，從幾個密閉銅製球體中抽出空氣，按照他的推理，抽出空氣的球體重量一定低於周圍空氣，這樣就能升空飛行，直至它們的重量達到與周圍大氣達到平衡。拉納估計，四個真空球體(每個直徑為7.5米)可以吊掛一個能攜帶六名乘客的吊籃。拉納是耶穌會牧師，由於所承擔的傳教責任，他本人無力把飛天夢想實現。他解釋說：“我願意製造金屬飛艇，但沒有時間和金錢投入其中。”
拉納的概念並不完全是異想天開。近年來的試驗表明空氣有重量，1650年，德國發明家和科學家奧托-馮-果利克(Otto von Guericke)曾將幾個銅製半球焊接在一起，由於密閉性超乎尋常，幾匹馬也不能將它們拉開。製造一個直徑50厘米的球體和製造一個可升入空中的直徑 7.5米的球體畢竟存在差異。正如拉納的同胞吉奧瓦尼·博列利(Giovanni Borelli)所指出的，如果拉納的球體足夠的輕，可以飛行，那麽所用的銅殼則必須薄如紙，可是，這樣一來，在抽出空氣時，銅殼可能會被大氣壓壓扁。
“鐵氣球違背時代精神”
盡管如此，拉納的概念仍讓歐洲人倍感吃驚。到1672年，描述拉納氣球的翻譯著作和雕刻品已經在德國出現。在倫敦，英國人羅伯特·胡克還將其翻譯成英文版本。一個世紀以後，拉納的銅製氣球仍隻能在詩中被讚頌。它們還出現在1744年一部有關星際旅行的德國紀錄片中，這部紀錄片描繪了探索火星之旅。另外，還出現在1768年一首拉丁文史詩中，預言它們將用於去拯救那些“被地震不斷侵襲的災民”。
1783年，隨著熱氣球在巴黎上空的飛行首次獲得成功，拉納有關真空飛艇的概念似乎完全被人遺忘。但是，巴黎人並沒有將它忘記。1844年，發明家馬萊-蒙戈在《Comptes Rendus》雜誌中寫道，“空中航行可以擔負同海軍一樣的責任，像我們的艦船一樣，氣球一定要做好抗擊惡劣天氣的準備，在軍中服役10年或15年。”與采用織物材料的氣球不同，金屬飛艇可以無限期地在空中飛行，實施商業或軍事任務。
經過在伊姆帕斯街10號的飛機庫內長達三年的努力，馬萊-蒙戈做好了實現拉納夢想的準備。馬萊-蒙戈不是從多個球體中抽出空氣，而是計劃向一個巨大的球體充入氫氣。馬萊-蒙戈的氣球直徑可能達到10米，用焊接在一起的0.1毫米厚的黃銅板製成。馬萊-蒙戈說：“我更喜歡球形，因為球形的表麵積最小，但容積卻最大。”
如此一來，球體從裏麵氣體中獲取的升力最大。升力正是馬萊-蒙戈所需要的，因為盡管金屬殼十分薄，但氣球重量仍達到400公斤。馬萊-蒙戈的金屬材料還存在其它幾點缺陷：彎曲的黃銅板很難焊接在一起，同時法國鑄造廠不能製造出他需要的長而薄的鐵板。馬萊-蒙戈必須從普魯士的鑄造廠進口每塊長5 米、寬50厘米的黃銅板。
另外，他隻能設計一個臨時木製構架，讓工人們在上麵建個球體。更糟糕的是，黃銅片由於很薄，上麵產生無數小孔，為避免這些小孔漏氣，馬萊-蒙戈被迫用薄薄幾層綿紙、膠水和清漆將裏麵一層糊住，這樣一來，氣球的重量無形中又增加了16公斤。
巴黎人紛紛購票爭相觀看這個巨型怪物，不僅如此，該項目還捕捉到國外媒體的廣泛關注。英國的汽艇駕駛員還對金屬氣球的優點進行了激烈辯論，其中一人給《機械雜誌》寫了封信，稱直徑400英尺(120米)的“鐵氣球”“違背了時代精神”。
無畏換來恥辱性結局
馬萊-蒙戈計劃在1844年6月2日發射金屬氣球。從氣球內部抽取出木頭支架要極為慎重，氣球外殼隻有薄薄一層，很容易遭到損壞。最終，這個龐然大物似乎做好了起飛的準備。馬萊-蒙戈打開閥門，氣球充滿了523立方米的氫氣，這樣，氣球便可以擺脫地球的約束高飛。不過，馬萊-蒙戈的夢想沒有實現，金屬氣球沒有飛起來。
馬萊-蒙戈通過氣球底部一個大洞進入其中。球體底部的空氣非常適於呼吸，以致於他整整在裏麵呆了15分鍾也沒問題。馬萊-蒙戈在裏麵全神貫注思考重力的殘酷性。將剩餘寶貴的氫氣抽幹也毫無幫助：他再次一頭紮進裏麵時，能聽到氣體通過黃銅外殼泄漏發出的嘶嘶響聲。馬萊-蒙戈的氣球永遠沒有起飛，他最終將這些黃銅當作廢品賣了。這個項目持續了三年時間，耗盡馬萊-蒙戈一生的積蓄，留給人們無盡的思考。
盡管結局是恥辱性的，但黃銅外殼氣球卻激發了維多利亞時代人們的想象力。有些人開始申請金屬飛艇的專利，包括1887年有關一艘126米長的鋼製軟式飛艇(blimp)的提議。但是，連馬萊-蒙戈最終也無奈地得出這樣的結論：在獲得足夠輕的金屬以用於氣球外殼之前，金屬飛艇的漏氣問題肯定得不到解決。
到1897年，一個候選方案呈現在大家麵前。德國在齊柏林氣球設計方麵取得了重大突破，設計師戴維·施瓦茲(David Schwarz)提出了一個大膽方案：為何不用鋁製材料製造飛艇？在製造了兩個原型以後，施瓦茲得到了普魯士飛船營(Prussian Airship Battalion)的幫助，從柏林的滕佩爾霍夫試驗場發射了一艘38米長的飛艇。這艘飛艇具有熟悉的“軟式飛艇”外形，0.2毫米厚的鉚接鋁板外殼裝有一個個氫氣包。
重大缺陷注定悲慘結局
令人不可思議的是，施瓦茲的嚐試竟然成功了。1897年11月3日，施瓦茲的飛艇徐徐升空，航行6公裏進入德國鄉村。但是，機械問題及苛刻的設計意味著，這個金屬龐然大物不能輕輕地停下來，反而會一頭撞向地麵，需要花費巨資進行修複。盡管如此，堅固性仍是鐵殼飛艇的最大吸引力之一。由於外殼不會在高速下受損，金屬外殼飛艇的飛行速度應該快於覆蓋織物的軟式飛艇。
Goodyear公司最早的飛艇設計師拉爾夫·烏普森(Ralph Upson)肯定這麽認為。1929年，烏普森創建了鐵殼飛艇公司(Metalclad Airship Corporation)，專門給美國海軍製造鋁製氦動力飛艇ZMC-2。盡管很難“駕馭”，但綽號“罐頭泡”(Tin Bubble)的ZMC-2飛艇每小時的速度可以達到100公裏，在1941年退役前，飛行時間達到2200個小時。
從此以後，再沒有金屬外殼的飛艇飛上藍天：一方麵製造成本過高，另一方麵難以操作。但是，金屬氣球的夢想並沒有因此永遠地消逝。烏普森手下的工程師弗拉基米爾·帕維勒卡(Vladimir Pavlecka)仍不斷申請各種創新的專利，希望再次發射金屬飛艇，直至1980年病逝。其他設計還包括一項1964年專利，這項專利描繪了“噴氣推進可駕駛飛艇”的美好藍圖。時至今日，飛艇設計者仍在一些會議上探討這種概念的可能性。
令人好奇的是，最終不相信金屬氣球飛天夢想的不是別人，恰恰是弗朗西斯克·拉納本人，他對金屬飛艇的用途充滿憂慮。拉納寫道：“城堡和城市從此不再牢不可破，金屬重物、燃燒彈和炸彈可以從高空扔下來。”盡管當時人們認為飛艇有朝一日定會成為現實，但這位牧師卻在1670年斷言，由於飛艇極具破壞性，這意味著人類永遠不會離開地麵。拉納最後寫道，“想必上帝永遠不會讓這種機器研製成功。”
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