金穗农机指南

两台蒸汽机推动起飞,机枪大师马克沁造飞机,第一次试飞就翻车

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2023年,是人类发明飞机120周年,是很重要的一个纪念年份。

(1903年12月17日,美国著名发明家莱特兄弟制造的第一架飞机“飞行者1号”在美国北卡莱纳州试飞成功)

19世纪末期,许多人都看到了飞机发明的可能性。当时人类不仅掌握了内燃机制造技术,同时也解决了滑翔理论和滑翔机的结构承载能力问题。在科学上,人们已经可以从空气动力学的角度,揭示升力与机翼的面积、形状、安装位置的关系。

我们今天可能想象不到,在19世纪即将结束的时候,有多少人奋不顾身地投入到发明飞机的浪潮。在这股浩荡的浪潮中,除莱特兄弟外,还有非常多资深且声名显赫的发明大将都在其中。

我们今天就来聊一聊其中一位发明大将,我们非常熟悉的一位大师,他就是机枪的发明者希拉姆·马克沁。

(希拉姆·马克沁)

马克沁不仅仅是机枪的发明者,还是一位伟大的发明家。

他发明过很多东西,比如说靠外部加热的卷发器,外形像一把钳子,加热以后用来卷发,马克沁为此申请了专利;

马克沁还发明过捕鼠夹,并为捕鼠夹的机械结构申请了专利;

马克沁还发明了蒸汽驱动的泵,是改良型的,也有专利。

(跟我们今天用的卷发棒有点类似,但没那么方便)

(捕鼠夹)

(蒸汽动力泵)

马克沁发明的东西还远远不止于此,他还发明过呼吸道治疗仪,也被称为“平静吸管”,可以通过吸入药物蒸汽方法来治疗支气管炎等呼吸系统疾病。20世纪初,这种吸入器可是绝对的热销品。

有趣的是,这种吸入器使用的药物“迪里科”(Dirigo)的配方也是马克沁研制的。

(把药品装在玻璃管里,通过热水加热,产生雾化效应。再让患者吸到呼吸道,缓解病症)

(吸入治疗器)

马克沁还有一项有名的专利,电灯泡。

马克沁认为是自己发明了电灯泡,事实上他的电灯专利与爱迪生同时获批,不过爱迪生的灯泡真正解决了使用寿命问题。

(马克沁发明的电灯泡,马克沁与我们现在使用的白炽灯已经非常类似了)

当然,马克沁最具代表性的发明就是“马克沁机枪”。

1882年,马克沁在维也纳遇到一个很懂商机的美国商人。那人告诉他,如果想赚大钱,最好的办法是发明“能让欧洲人更快割断别人喉咙的东西”。意思很直接,就是建议马克沁去发明新型枪械。

(马克沁机枪)

幼年的马克沁打过步枪,强大的后坐力曾让他摔倒。但马克沁也由此发现,枪械射击时的后坐力很有价值,可以利用这种能量完成枪械的开锁、抽壳、抛壳和重新装填,实现全自动高速发射。

基于这一概念,同时结合自己长期从事机械工程的造诣,马克沁在1885年完成了现代机枪的设计,这就是后来名满天下的马克沁机枪。马克沁机枪以及受其启发衍生出的各种机枪,成了第一次世界大战中最凶悍的“生命收割机”。

(1896年,中国驻英公使龚照瑗在英国观看了马克沁机枪射击表演)

1889年,马克沁开始制造自己的飞机。5年之后的1894年,建造工作完成。马克沁的飞机长度40米,宽度30米,像一只巨大的、架在空中的风筝。动力装置是两台360马力(270千瓦)蒸汽机,整架飞机总重量超过了4吨。

马克沁为飞机铺设了一条轻便轨道,飞机沿着轨道滑跑加速,一旦飞机获得了足够的升力它就能离开轨道升入空中。

马克沁想得很周到,为了防止飞机在不可控的情况下意外升空,在滑行轨道外围还特地建造了两条60厘米高的限位轨道,把飞机滑行试验离地高度框定在60厘米以下。

1894年的7月31日,马克沁开始实验。

发动机启动之后,飞机开始沿着木质轨道高速滑行,很快达到了64千米/小时。飞机渐渐地离开了轨道,以极低的高度贴着轨道飞行了大约150米,此时外侧的轨道始终限制着飞机的升空高度。然而,相对于限位轨道和木制机体结构,飞机的动力装置显然过于强大。飞机在强大的动能作用下,扯断了限位轨道,机身也发生扭曲变形并摔到地上。马克沁的助手被抛了出去,受了轻微伤;马克沁自己牢牢地抓住飞机的立柱,万幸没有受伤。

马克沁的飞机在当时是最大,滑行也是不错的,就是在升空的一瞬间发生的严重意外事故,使得马克沁产生了心理阴影,导致研制并没有走到成功的终点。但是马克沁作为一个发明者,并不是一无所得。

在发明飞机的过程中,马克沁研制了各种实验机械,其中有一种是在一个高大的立柱周围悬挂很多钢索,每个钢索下面吊挂一个模拟的飞机的吊舱,在吊舱两侧装上机翼。马克沁试图为这样的机翼安装控制设备,实现对飞机操纵的模拟。严格地说,这有点像今天的飞行模拟器,但是马克沁并没有找到控制飞行器的有效的方式。

说到这,可能大家都联想到了。马克沁发明的这个东西,就跟我们今天游乐场钢索悬挂的旋转转椅非常相似。

事实上马克沁的这一发明,就是后来游乐场的钢索转椅的由来。

1904年,马克沁的这项专利被游乐场买去,在英国兴建了第一座钢索式的旋转转椅。此后这件东西赢得了公众的喜爱,在全球各地的游乐场发扬光大。今天我们去游乐场,恐怕没有哪个游乐场不会没有这样的设施。

这是马克沁无心插柳的一次成功,虽然他的飞机没能飞起来,但是在航空史册上仍然有他的地位。

马克沁曾经认真地考虑过飞机的发明问题,而且他也坚信飞机应该是可以成功的。在人类发明飞机的浪潮中,无数像马克沁这样的人,或显赫,或无名,都曾为飞机的发明贡献过自己的力量。最后的成功者必然是少数,但是历史不会忘记那些,为了实现这个伟大梦想做出贡献的人们。