用氢气灌满气球,它应该能飞
用氢气灌满气球,它应该能飞
1783年8月27日,法国巴黎郊外的戈内斯村发生了一件离奇的事件:一个带红黄条纹的球状物体从天而降,吓坏了当地的村民,被认为是妖魔邪祟。村民们挥舞着农具,将这个"天外来物"捣得稀烂。然而,这个被村民误认为妖物的物体,正是人类历史上第一只氢气球,它的发明者是法国物理学家雅克·亚历山大·查理。
1783年8月27日查理放飞的第一只氢气球在高空爆裂后坠落到戈内斯村,被村民当成邪祟捣毁,还把残骸拴在马尾当作战利品游街。
氢气球的诞生
1783年8月27日,在巴黎战神广场上,人群聚集在一起,见证了一个历史性的时刻。法国著名物理学家兼发明家雅克·亚历山大·查理(Jacques Alexandre Cesar Charles)和他的合作者罗伯特兄弟,正在准备放飞人类历史上第一只氢气球。
查理利用硫酸和废铁反应产生氢气,并将其导入气球。由于产生的氢气温度较高,灌入气球后总是随着冷却而收缩,这让工人们很难灌满。最终,这只只能容纳35立方米氢气的气球总算是基本充满,开始离地升空,在风力作用下一边升高一边向北飞去。在到达高空破裂前,气球连续飞行了45分钟,最后降落在距起飞点21千米外的戈内斯村,被暴怒的村民认作了妖物。
查理的科学成就
雅克·亚历山大·查理不仅是氢气球的发明者,还是现代物理学中查理定律的提出者。查理定律描述了气体压强与温度之间的关系,是热力学中的重要定律之一。查理通过对波义耳、卡瓦洛等人的研究成果进行分析,意识到如果用氢气来填充气球,就能产生足够的升力,把物体甚至人类带到空中。
杜伊勒里花园的载人飞行
1783年8月27日的试飞证明氢气球完全具备载人飞行潜力,只是需要更大的容积。查理和罗伯特兄弟很快赶工完成了一只大型氢气球,容积达到了380立方米,气球球囊外罩一张大网,一个船形吊篮通过绳索悬挂在球囊下方,可以承载两人。起飞场地选在了巴黎杜伊勒里宫花园,据说有数万人围观了这次飞行。
1783年12月1日下午1时45分,查理和尼古拉·路易·罗伯特勇敢地跨进吊篮,从杜伊勒里宫花园升空,开始了氢气球首次载人飞行。查理在球囊上安装了氢气释放阀门,还在吊篮上安装了一些压载沙袋,这样就能调整飞行高度。升空后两人很快飞到550米,连续飞行2小时5分钟才降落,飞行距离达到了36千米。
查理与蒙哥尔费的竞争
查理的氢气球发明虽然比蒙哥尔费兄弟的热气球载人飞行晚了10天,但他的贡献仍极为重要。他是第一个提出用氢气填充气球产生浮力升空的人,这一点与蒙哥尔费兄弟孜孜不倦点燃潮湿稻草和木头,用烟气填充气球的做法完全不同。查理的氢气球,后来不仅成为各种大型博览会上观光揽胜的工具,更是为后来开创远程飞行和航线任务的大型飞艇奠定了基础。
由于查理在发明氢气球方面的壮举,当时的法国人干脆把氢气球命名为“查理埃尔”。当时许多艺术家以氢气球首次载人飞行为灵感打造装饰艺术,图为艺术家设计的载人氢气球造型的喷泉艺术雕塑。