中国古代的飞行技艺和发明

中国人古代就向往蓝天飞翔；1000多年前，后汉墓室石壁上的飞人图像（题图）就是这美好憧憬的写照。他们古明的风筝、火箭、孔明灯、竹蜻蜓等飞行器械，就是现代飞行器的雏形，对航空的产生和发展起了重要作用。

19世纪中叶，欧洲的气球和飞艇等方面的航空知识与技术开始传入中国，促进了中国航空活动的兴起。20世纪初，中国的一些先驱者开始研制飞机和学习飞行；中国清朝政府也开始派人出国学习航空，并购买气球和飞机。这些都为中国航空的兴起创造了条件。时至20年代中期，孙中山领导的革命政府创办了航空学校和飞机修理工厂，并派人去苏联学习航空技术；一些在国外学习航空的留学生和华侨云集中国广东，积极从事航空活动。从此，中国的航空事业开始兴起；但因长年的内战和日本的侵略战争，使得旧中国的航空事业进展缓慢。1949年新中国诞生后，中国的航空事业才得以迅速发展。

古代的中国人创造了许多飞行器具，被认为是现代飞行器的雏形；还有一些发明创造，为现代航空器的发展提供了有益的启示。

与航空相关的技艺

在长期的生活和劳动中，古代的中国人逐渐掌握了很多技能与手艺；其中一些与航空相关，现将其主要的作一简单介绍：

帆与舵 传说，船的帆与舵都是我国禹时（公元前2205～2158年）出现的。他们先是学会用帆，利用空气动力顺风驶船；时至明代（公元1368～1644年），中国古代渔民就掌握了用帆逆风行舟的技术。船借助帆的风力行驶，与飞机利用空气动力飞行的道理是相似的。舵在水中使船改变航向，与飞机上的舵使其在空中改变飞行方向和姿态的作用是一样的。

风车和风扇 辽阳的汉墓壁画表明，在东汉以前中国已有风车玩具（图一）。在元、明两代时期，中国人已用风车打水、舂米和磨面。用薄木片沿圆周以一定角度排列制成的风车，借助风力旋转而工作的道理，与旋翼机旋翼的工作原理是相同的。

风扇于2000多年前已在中国民间出现，这在西汉末期已有文字记载。与风车结构相似的风扇，用人力使其旋转产生风力来扬谷（图二）的道理，与飞机的螺旋桨、直升机的旋翼和涡轮风扇发动机的风扇靠机械动力而旋转的工作原理是相似的。

鸟类翱翔原理的发现 在我国东晋时期（公元314～420年），道学家、炼丹师葛洪著书《抱补子》中，记载有鸢鸟翱翔的情景。书中解释了鸢鸟乘上升气流翱翔原理的本质，这与现代航空滑翔的原理是一样的。

人能插翅飞行 在东汉（公元32～92年）的班固所著《前汉书》中记载：于公元9～23年的王莽时期，有人能身装乌羽做的双翅，全身粘着羽毛，从高处跃下，飞行数百步，去探查敌营军情（图三）。这是人类最初的滑翔飞行尝试。

走马灯 早在公元11世前，中国劳动人民就创造了走马灯。在中国许多古书中，都有关于走马灯（图四）的记载。走马灯上部装有平放的纸制叶轮，下面放置能点的腊烛或灯；点燃后，因热空气上升，推动叶轮旋转而走马。这与现代航空涡轮喷气发动机的涡轮靠燃气冲动而旋转的工作原理是类似的。所以，把走马灯看作是现代燃气轮机的鼻祖也不为过。

陀螺与“被中香炉” 早在公元前50～30世纪仰韶文化时期的出土文物中，就有了陶制陀螺；在明代的古籍《帝京景物略》中，已记有木制陀螺。这种陀螺是我国古代的一种玩具，使其高速旋转时可直立不倒。这与现代航空陀螺仪表中高速旋转的陀螺的工作原理是相似的；都是利用其高速旋转时的定轴性。

西汉时期出现的“被中香炉”中的平衡环与现代陀螺仪表中的平衡环，在作用原理和结构形式方面完全相同。若把中国古代的玩具陀螺装在“被中香炉”内的平衡环上，就可构成一台典型的现代陀螺仪。“被中香炉”（图五）的平衡环由内、外环组成；香碗安装在内环上，可保证香炉向任何方向倾斜时，香碗都能保持水平状态而不让香火撒出。唐代的银熏炉、明代和清代的铜熏炉都装有类似的平衡环。

指南针早在公元前约300年的战国时代，中国就已制成了原始的指南针――勺形的司南；到了北宋时期，变成了鱼形的早期指南针――指南鱼；后来，才由指南鱼发展成针状的指南针。11世纪初，指南针开始用于航海，发展成航海罗盘；18世纪末，航海罗盘改进为航空磁罗盘，用于气球和飞艇在飞行中确定航向；20世纪初，开始在飞机上使用航空磁罗盘。

与飞行有关的发明创造

古代的中国人，为了更好的生存与发展，发明创造了很多器具和用品，现把与飞行有关的简要介绍如下：

木鹊、木鸟和木鸢 据《墨子・鲁向篇》中记载，早在公元前467～221年，公输般（鲁班）曾用木材和竹子制成木鹊，放飞上天；西汉《淮南篇》一书也记有墨子和鲁班造木鸟之事。东汉王允在其著作《论衡・儒增篇》一书中，记有木鸟飞天的可能性；南北朝时，范晔的《后汉书・张衡传》记载：在公元78～139年，张衡曾制作木鸟，身上有翅膀，腹内有机关，能飞数里……上述记载可说明，从公元前400多年起,中国就有人用木?竹等材料,尝试制造能飞的器械了?

风筝 唐朝的赵昕在《息灯鹞文》一书中说，是汉朝的韩信制造了风筝；在宋朝的《事物记源》中，记有韩信曾利用风筝测量距离。由此可见，至少在２０００多年前中国就发明了风筝。风筝是利用空气动力飞上天空的世界最早的飞行器。

据欧阳修的《新唐书・田悦传》中记载，唐德宗（公元724～805年）时，临洛守将曾用风筝传信（图六），飞达300多米高。唐朝以后，风筝逐渐演变为飞行玩具。风筝利用空气动力升空飞行的原理以及其类似机翼的外形结构，为后来滑翔机和飞机的研制提供了有益的借鉴，对现代飞机的发展起了一定的作用。

竹蜻蜓 用竹或木削成细长扭曲形状的薄片，在其中间插一根竹或木制的细长立轴，用双手急搓便会快速旋转而升空。这就是中国古明创造的玩具――竹蜻蜒（图七），流传久广至今。至于竹蜻蜒发明创造的具体年代及人，现已无法考证了。竹蜻蜒约于18世纪传入欧美，被称为“中国陀螺”。竹蜻蜒旋转时借助空气动力飞升的原理，与现代直升机靠高速旋转的旋翼垂直升空飞行的原理是相同的；若把竹蜻蜒横着放置，它便犹如飞机发动机的螺旋桨。

松脂灯 早在公元前140～87年间汉武帝时，淮南王刘安门客所编撰的《淮南万毕术》一书中，已有关于热空气气球浮空原理的论述。相传五代（公元907～960年）时期，莘七娘随丈夫去福建打仗，曾用竹和纸做成方形的灯笼式样，在悬吊于下部的竹扎底盘上涂满松脂；点燃松脂后，当一股浓烟热气充满灯中时，它便扶摇直上，用作军情信号（图八）。这就是松脂灯，即世界上最早的热气球，在我国四川称其为“孔明灯”。这种灯流传于中国的许多省份，形状各异，多呈球形和圆柱形；它也可用油或柴等作燃料，有云灯、云球、飞灯、天灯和宫粉等多种名称。

原始火箭 通过长期的生活实践，古代中国人发现了火药燃烧时所产生的反作用推进现象，并首先将其用于娱乐方面的“地老鼠”、“流星”和“起火”等，时间约在公元1127～1279年间的南宋时期；后来，逐渐将其发展为作战用的原始火箭（图九）。这种火箭的火药筒可看作是固体火箭发动机，箭杆就是弹体，箭头当为战斗部，尾部的羽毛则是保证飞行稳定的尾翼；这样的原始火箭已具有了现代飞机使用的火箭弹的雏形。在明朝初年焦玉所著《火龙经》中记载，原始火箭是：“小竹杆长四尺二寸，铁镞（箭头）长四寸五分，翎后钉铁坠长四分，前绑纸桶起火，放时有穿形架或装竹木桶，取其便也。”由此可以证明，中国是世界上最早发明火箭的国家。在唐朝以前就已发明火药的基本上，勤劳智慧的中国人经多年实践应用的探索，于12世纪前就已创造出靠自身喷气推进的火箭并且不断改进。这种原始火箭的发明，为在大气层中飞行的有翼导弹和航行于大气层外的弹道导弹及运载火箭的发展，奠定了坚实的基础。

综上所述，中国古代的这些技艺和发明创造，为现代航空和航天的发展，作出了不可磨灭的贡献。