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TUhjnbcbe - 2025/4/30 17:33:00

提到达、芬奇的名字,人们大都会立刻想起他是欧洲文艺复兴时期的美术大师,但他作为航空科学的开山始祖就鲜为人知了。事实上,比其他航空先驱早多年,达·芬奇就研究过各种鸟类的飞行动作,设计了人力扑翼机、滑翔机、旋翼直升机以及变形降落伞。可惜的是,他的研究成果直到19世纪晚期才被后人发现,不然的话,人类上天的夙愿也许还可以更早地变成现实。

年4月15日,达·芬奇出生在意大利西部一个小镇。15岁时,他被佛罗伦萨著名的金匠兼雕刻家韦罗基奥大师收为徒弟,在绘画、雕刻、音乐等方面获得很高的成就,成为欧洲文艺复兴时期意大利一位著名的画家、雕塑家、数学家、科学家、工程师、发明家和音乐家。他的智慧和才能远居同时代人之上,可以说是名副其实的“几百年才出现一个的天才”。尽管最让他出名的是十几幅油画,但他几乎研究过科学的每一个领域,并卓有建树。属于航空学的很多学科是18~19世纪才形成的;然而,达·芬奇差不多在年前就已经以他丰富的数学和物理知识进行过认真的研究,还写出著述来。因此,他被公认为是世界上伟大航空科学先驱的第一人。

达·芬奇最早提出天空可能成为运输的媒介,并且他从理论上得出,空气本身是一种物质,因此飞行器能像鸟一样在空中飞行。达·芬奇对研究鸟类飞行特别有兴趣。他认为,“人应该有翅膀,假如我们这一代不能达到这个愿望,下一代也会实现。人是万物之灵,必定会像天神一样在天空飞翔。”他对鸟及鸟的飞行进行认真的观察和记录,达到痴迷的程度。他解剖鸟的骨骼,研究鸟翼的构造,还打开鸟笼让鸟飞出去,用以研究鸟的起飞、展翅和升降动作。他利用他的解剖学和物理学知识,分析鸟在作不同动作和在不同风力条件下鸟翼的运动。在他大量的科学笔记中有多幅航空题材的章图,其中很多用今天的科学眼光来衡量仍然正确无误,绝对不过时。

达·芬奇从年开始研究设计了几种扑翼机。他最先提出用两个旋翼绕垂直轴转动,以支撑飞行器的思想,并预见到降落伞的应用。年,达·芬奇发明了“空气螺旋桨”。他在粗陋的螺旋桨状物体上扎上羽毛,做成一个能飞的小直升机模型。

年,他完成了对鸟类生理学及其飞行动作的详尽研究。他发现,鸟是在稠密得足以支持其质量的气流中飞行,他还发现,鸟翅下面的压力大、上面的压力小,从而为鸟飞行提供了必要的升力。这一发现在人类对动力飞行的认识中迈出了一大步。根据鸟儿向下扑动羽翼,扇动空气对鸟产生升力的作用原理,达·芬奇设计了“鸟人”飞行器——人力扑翼机。这种扑翼机是想借机械杠杆的作用,不光用手,而且用脚一起扑动两翼,进行飞行。他还想到,可以利用上紧弓弦的办法提供辅助动力,在他后期的一些草图中,设计了一种固定翼外端装扑翼翼片的装置。

遗憾的是,受当时思潮的影响,他过分地坚持人只有模仿鸟类才能飞行,因而把研究重点放在扑翼机上,企图靠人力扑打机翼来获得升力。直到晚年,达·芬奇才明白,这个目的是达不到的。有人说,“如果达·芬奇当时把他有关航空科学的认识应用到固定翼飞机上,而不是扑翼机上,滑翔机乃至后来的飞机的发明也许不需要到多年后,人类上天的愿望也许可以提前实现。”

达·芬奇的直升机草图达·芬奇以他惊人的想像力绘制了世界上第一个直升机飞行器草图,时间是年。7年后,他便设计了一种以木料和上了浆的麻布为原料、以弹簧装置为动力的飞行器。达·芬奇称它为嫌旋体,在当时,和许多设计者一样,他曾设想,所谓垂直升空的飞行器应该像螺钉那样,旋转着笔直地钻到空中去;驾驶员可以拉着绳子使之倾斜,以改查飞行方向,这就是现在用自动倾斜盘改变旋翼的桨距来控制飞行方向的先聚。因此,在后人看来,他的螺旋体是螺旋和机翼的“莫名其妙的组合”,是一项很了不起的设计。

达、芬奇按照“自然界的一切都服从于客观的必然规律”的信念,进行逻辑思维、并在按客观规律设计和经验积累的基础上,设计了滑翔机,年,他在佛罗轮萨一座来高的山顶上,准备进行滑翔机的飞期试验,当时连四角锥的降落牵也设计好了。

达·芬奇绘制的螺旋图和他设计的飞行器虽然没有实现升空飞行的夙愿,但开创了人类设计制造垂直升空的飞行器的先河。他吸取了希腊文化的科学营养,并将其用于设计和制造原始直升机,也被历史记录下来。据分析,现代直升机的英语单词,就是起源于希腊文“螺旋”和“翼”两个词,意为“旋转的翼”。

达·芬奇的学术著作总计有多页。其中最完整的一部分用18张30厘米×20厘米的亚麻布纸对折成72页,使用鹅毛笔蘸深色颜料,用左手从右向左书写,平常人要借助镜子才能看懂。手稿中每一页都密密麻麻地写满了注解,还配有幅插图。

年5月2日,达·芬奇这位文艺复兴时期伟大的科学家和思想家在法国波斯城附近的住所里与世长辞,享年68岁。他的墓碑上敕记着:法国国王的首席画师、技师和建筑师、国家机械师、米兰的贵人,莱奥纳多·达·芬奇、他的一生标志着文艺复兴时期的那个“需要巨人,造就巨人”的伟大时代。他是创立航空科学的泰斗、是直升机科学探索的“开山祖”,为此,美国直升机学会特设立一项最高奖赏——“达、芬奇奖”,用来颁给对直升机事业有突出贡献的人。

达、芬奇在去世前,将自己毕生的著作统统托付给他最要好的朋友。这位友人忠心耿耿地把达·芬奇的这些著作严加看管,致使达·芬奇的研究成果长期不为世入所知,更无从付诸应用,以至后来在航空界有“别人‘重新发明’直升机、螺旋桨”等航空设备的说法。达·芬奇的著作在友人死后的数百年岁月里,几经转手,到年前一直保存在英国莱斯特伯爵图书馆里。年12月12日,美国石油大王哈默以万美元买下这批手稿,年11月11日,美国软件大王比尔·盖茨又以万美元的天价买下了这部价值连城的手稿,创下了书刊和手稿拍卖史上最高价格的记录。

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