中國古代飛行技藝

中國古代飛行技藝，古代中國人民創造了許多飛行器具，它們是現代飛行器的雛型。

基本介紹

• 中文名：中國古代飛行技藝
• 性質：古代科學技術

沿革

中國古代火箭和風箏被譽為世界最早的飛行器，中國還有許多其他發明和創造。它們對現代航空器和太空飛行器的發展提供了有益的啟示。空氣動力的套用　空氣動力原理是航空科學技術的重要基礎。古代中國人民製作的一些在生產、生活和戰爭中使用的器具，如帆、相風烏、舵、風車、風扇和箭羽等，都是利用空氣動力原理工作的。

①帆：傳說在禹(公元前2205～前2158年)時船上已經有帆。若干世代後，人們學會側風駛帆。到明代（1368～1644年）更懂得了在逆風中用帆行舟。後來中國有些地區（如山東）在人力推拉的車上也裝帆，利用風力助車行駛。

②相風烏：中國古代的相風烏就是現代的風標或風向指示器性質的器具。它最早裝在帆船上用以測風向。西漢(公元前206～公元25年)時人們常把它安裝在屋頂上。

③舵：傳說舵也是在禹時出現的。舵在水中可使船轉彎，與飛機上的舵能使飛機轉彎和改變飛行姿態的作用相同。

④風車（風磨）和風扇：風車與舵相似，也利用風力做功。遼陽三道壕東漢晚期漢墓壁畫表明，至少在這時中國已出現風車。

元、明兩代以後，風車（風磨）多用於打水、舂米和磨麵。風扇與風車相似，用薄片製成，揮舞則生風。扇在中國已有4000年的歷史。西漢墓葬出土文物有陶製風車和舂碓模型。西漢末期又有了文字記載的風扇或扇車。風扇可用於農家，在工作原理方面與風洞風扇、渦輪風扇發動機風扇、直升機旋翼和螺旋槳都很相似。⑤箭羽：它是裝在箭桿尾部的鳥翎，利用空氣動力使箭桿保持穩定飛行。考古發掘表明了新石器時代中國就有了弓箭。後來箭桿上又安裝了箭羽。鳥類翱翔原理的發現　東晉（公元317～420年）道家、煉丹家葛洪著《抱朴子》書中，有鳶鳥翱翔現象的記載。書中解釋了鳶鳥乘上升氣流翱翔的原理的本質。

木鳥、木鵲和木鳶　

《墨子·魯問篇》說，戰國時期（公元前476～前221年）公輸般曾用竹子和木材製成木鵲，縱飛上天。《韓非子·外儲篇》說墨子曾作過木鳶，西漢《淮南子》也載有魯班（即公輸般）和墨子制木鳥飛天之事。東漢(公元25～220年)王充著的《論衡·儒增篇》也提到木鳥飛天的可能性。南北朝時宋（公元420～479年）范曄著《後漢書·張衡傳》記載：張衡(公元78～139年)曾作木鳥，身上有翅膀，腹中有機關，能飛數里。唐代蘇鶚著《杜陽雜編》中也有類似的記載，不過製作木鳥的人名韓志和。根據這些記載可知，大約從公元前400多年起，古代中國人民就多次用竹、木等材料嘗試製作能飛的器械了。裝翅膀人的飛行　東漢班固（公元32～92年）著的《前漢書》記載，王莽時期（公元9～23年）曾下令徵集賢才以抗禦匈奴。有人以能飛行窺探匈奴虛實應徵，王莽令他試驗，此人用鳥羽做成兩隻翅膀裝在身上，並在頭和身上連以羽毛，再裝上環鈕等器件，飛行數百步落地。竹蜻蜓與直升機　用竹或木削成細長扭曲形薄片，在中間裝一立軸，用雙手急搓便會飛快旋轉而上升。這就是中國流傳久而廣的玩具──竹蜻蜒。竹蜻蜓約於18世紀傳入歐美，被稱為“中國陀螺”。西歐學者曾加以研究和試驗。竹蜻蜓旋轉時之所以能飛升，原理與直升機相同。如果把它橫放，便是螺旋槳。走馬燈與燃氣渦輪　最晚在公元1000年左右，中國勞動人民就創造了走馬燈。中國許多古籍都有關於走馬燈的記述。走馬燈上有平放的葉輪，下燃燭或燈，熱氣上升帶動葉輪旋轉，這正是現代燃氣渦輪工作原理的原始套用。

松脂燈（孔明燈）與熱空氣氣球　

漢武帝（公元前140～前37年）時淮南王劉安門客所編《淮南萬畢術》中說，把雞蛋掏空，中燃艾火，空蛋殼即可乘風飛去。這與熱空氣氣球浮空原理相符。相傳五代(907～960年)時莘七娘隨夫入閩作戰，曾用竹和紙做成方形大燈，底盤上燃以松脂，當熱氣充滿燈即扶搖直上，用作軍中信號，這就是松脂燈，在四川稱孔明燈。這種燈流傳於中國許多省份，但形狀各異，大多為球形或圓柱形，也可用油或柴作燃料，有颺燈、雲燈、雲球、飛燈、天燈或宮粉（雲南西雙版納）等多種名稱。

指南針與航空磁羅盤　

公元前約3世紀的《韓非子·有度篇》載有司南。後人根據王充的《論衡》指出，司南是一種用天然磁鐵作成的勺形物，勺底呈球形，可在光滑平面上轉動以指示南北。由此可見，中國至遲在戰國時代就已發現磁的特性，製成了原始的指南針──司南。最晚在北宋（960～1127年）時期，司南轉化為早期的指南針──指南魚。指南魚為剪成魚形的鐵片，通過淬火磁化，浮在水面上以指南北。宋朝曾公亮在1044年編成的兵書《武經總要》中曾提到指南魚的軍事用途。指南魚進一步發展為針狀而成指南針。11世紀初指南針即已用於航海。約在11世紀中期，北宋沈括著的《夢溪筆談》記載了4種不同型式的指南針。南宋時期指南針發展為羅盤(針盤)，即將固定的方向盤與磁針聯成一體。先是出現了將磁針橫貫燈芯、浮在水面的水羅盤，後又發展為用尖針支持磁針重心的旱羅盤，後者使用更方便。指南針約在12世紀末、13世紀初傳入阿拉伯，後傳入歐洲。經近代發展而為航海羅盤。從18世紀末開始航海羅盤經改進成為航空磁羅盤，用於氣球和飛艇，20世紀初又在飛機上使用。

陀螺和平衡環　

航空和航天廣泛套用的導航儀表中有陀螺和平衡環。二者均見於中國古代文物。公元前50～前30世紀仰韶文化時期的出土文物中即有陶製陀螺。明代劉侗（約1594～1637年）和於奕正合著的《帝京景物略》則提到木製陀螺。陀螺高速旋轉時可直立不倒，是一種古老的玩具。陀螺安放在平衡環上高速旋轉，就成為陀螺儀表的核心裝置。平衡環早在西漢時期的“被褥香爐”（或“被中香爐”）中就出現了。“被褥香爐”(見彩圖)為漢武帝時丁緩所制。60年代初期出土文物唐代銀熏爐和清代乾隆時的銅熏爐以及中國歷史博物館所藏明代銅熏爐均裝有平衡環。降落傘原理　據西漢時期司馬遷《史記·五帝本紀》載，公元前2200年前舜張開兩隻斗笠，從倉頂上跳下而能安全落地。堯舜故事多為傳說。但最晚在司馬遷著書的西漢時期，人們就已經知道利用空氣阻力降低人的墜落速度的道理。

參考書目

劉仙洲著：《中國機械工程發明史》第一編，科學出版社，北京，1962。