书城童书发明的故事

第23章 世界趣味发明故事(8)

人造卫星

1955年的一天,苏联航天设计局负责人科罗廖夫忽然灵机一动,他想:既然火箭可以把核弹头射到数百千米远的地方,为什么不可以把核弹头取下换上卫星呢?经过几个月的酝酿,苏联政府终于在1956年1月30日做出了决议,批准研发一颗重型人造卫星,并从R-7导弹上开发一种派生型火箭,将卫星送入太空轨道。1957年10月4日,苏联拜科努尔发射场格外肃静,一枚三级运载火箭傲然矗立在发射台上,火箭上载着世界上第一颗人造卫星“斯普特尼克”1号。伴随着轰的一声巨响,大地猛地颤动起来,火箭带着长长的焰尾冲上了云霄。几分钟后,卫星终于从火箭上弹出,以每秒7.9千米的第一宇宙速度,进入了环绕地球飞行的轨道。卫星内的无线电发射机通过星外天线发射出无线电波,地面监控人员很快便收到了来自太空的无线电信号。“成功了!”所有的工作人员都欢呼起来。

由此,人类迈向太空的桂冠,理所当然地落在了苏联人的头上。

从地球上有了第一颗人造卫星至今虽然仅50余年,但各国的空间技术却有了迅猛的发展。1960年8月12日,美国国家航空航天局成功地发射了一颗实验性的无源通信卫星“回声”1号,它实际上是一只由聚酯薄膜制成的气球,直径达30米,有10层楼房那么高,但球壳却极薄,同报纸的厚薄差不了多少。人们从此实现了“地球—人造卫星—地球”的空间无线电通信。

俗话说“天有不测风云”。传统的气象观测系统一直沿用直接测量法,即利用各种测量仪器直接测出大气的温度、湿度、气压、风力等数据。而面对占地球表面70%的海洋、极地和人烟稀少、难以建立气象站的地区,则无法保证观测数据的完整性和准确性。1960年4月1日,美国发射了世界上第一颗气象实验卫星“泰勒斯”号。该卫星重约128千克,用两台电视摄像机进行地面摄影并传递云层照片,使气象学家可追踪、预报和分析风暴。

到目前为止,美国、俄罗斯(包括苏联)、日本、欧洲空间局、中国、印度等国共发射了100多颗气象卫星。

几乎在同时,美国发射了世界第一颗“子午仪”导航卫星,传统无线电导航系统从此被取代。此系统主要由美国海军使用,到1967年开始正式向民用开放。它由4颗卫星组成导航网,全球的舰船平均每隔90分钟就可以看到一次“子午仪”,并按照其自动发射的信号进行定位,定位精度为30~40米,每次定位需8~10分钟。“子午仪”导航卫星系统是低轨道苏联发射的第一颗人造卫星——“斯普特尼克”1号导航卫星,它集中了远程无线电导航台全球覆盖和近程无线电导航台定位精度高的优点,仅用4颗卫星就能提供全天候全球导航覆盖和周期性二级(经纬度)定位能力。

枪的历史非常悠久。中国古代四大发明之一的火药,对于枪的发展起到了重要的推动作用。中国南宋时期的陈规发明了原始火药武器——火枪。他把火药装在毛竹筒里,作战时由两个人拿着,点着火药,用喷射的火焰烧杀敌方。13世纪,中国的火药经印度、阿拉伯,最后传到了欧洲并逐步发展起来。

1825年,法国军官德尔文设计了一种枪管尾部带药室的步枪。这种枪械从枪口装入枪弹,称为“前装枪”。前装枪装填时枪管必须竖直,射手动作幅度大,容易暴露目标,所以就有人开始研制“后装枪”了。

1835年,普鲁士人德雷泽研制成功了一种新型的后装枪——后装击针枪。这种枪在使用时,用枪机从后面将子弹推入枪膛。后装击针枪射速更高,而且射手能以任何姿势重新填子弹。到年,成为人们普遍使用的一种枪械。

毛瑟兄弟于年设计了一种枪机直普鲁士人德雷泽研制成功了一种新型的后装枪动式步枪,称为“毛——后装击针枪瑟枪”。后来的步枪一直沿用毛瑟枪的结构原理。

19世纪60年代,正值美国南北战争期间。美国人加德林采用多枪管机械化装填的方法来提高射速,为枪向自动化发展作出了一定贡献。与此同时,另一种叫“斯潘塞”的连发枪在枪托上开了一个直通枪膛的洞,子弹从洞里填进去,借助洞中弹簧的力量弹进膛内。这种连发枪在作战中发挥了较大的威力。

1883年,英籍美国人马克沁发明了世界上第一挺以火药燃气为能源来转动机构进行连射的机枪。后来,马克沁又发明了重机枪,这种机枪的理论射速约为600发/分,枪身重量27.2千克。

1903年,丹麦人麦德森研制的轻机枪问世了。麦德森机枪全重不到千克,并且可以使用普通步枪子弹。在第一次世界大战中,轻、重机枪被称为“战争之神”,它使数百万人在射击声中丧失了性命。

第二次世界大战结束后,各国都转向轻重两用机枪的研制。可以说,两用机枪是二战以来枪械中的后起之秀。

枪械中最小的成员是众所周知的手枪。16世纪初期,德国人基富斯发明了转轮发火手枪。这种手枪虽然易于操作,但成本很高。后来又出现了击发火枪,这种枪操作不便,发射速度慢,不适合作战。手枪经过漫长的演变过程,到19世纪末期,一些新式手枪问世了。左轮手枪也称为转轮手枪,是美国人柯尔特在1835年发明的。这种手枪结构简单、反应灵活、使用安全,被各国广泛使用。

第一次世界大战以后,人们发现在步枪和手枪之间还应配备一种自动武器,来弥补两种步兵武器之间的空缺。冲锋枪就是为了满足这一需要问世的。早期的冲锋枪有效射程不超过200米,射击精度也差。二战以后,冲锋枪在结构上有了改进,在性能上也有了进一步的提高。现在的冲锋枪缩短了枪身,非常便于操作;射击时平稳,后坐力小,射击精度很高;使用方便,携弹量增加;结构轻巧,便于维修。将来的冲锋枪在向轻型化发展,必将成为枪械中的重要成员之一。

潜艇

早在公元前4世纪,波斯帝国就出现了最早的职业潜水者,专门从破损的沉船中打捞财宝。而在13世纪法国的一部关于亚历山大历史的著作中,描述了亚历山大大帝(公元前356~前323年)乘坐玻璃圆筒进行的一次非真实性的水下冒险。

最早提出潜艇设想的是英国科学家威廉·伯恩,他在1578年设计了一艘完全密封、可以潜到水下并在水下滑行的船。整个船只由木架构成,外面由防水皮革包裹着。下潜时,手钳收缩舷侧以缩小体积。但威廉·伯恩并没能真正建造出这种潜艇。

40年后,科尼利斯?德雷贝尔在英王詹姆斯一世的支持下,很快就制造出了世界上第一艘人力潜艇。在1620年到1624年间,德雷贝尔进行了多次航行试验,证实了水下航行的可能性。

1775年,美国人戴维?布什内尔设计建成一艘单人驾驶、以手摇螺旋桨为驱动力的木壳潜艇“海管”号。它的沉浮通过排注海水来控制。在艇底还装有一圈重锤,危急时,可抛掉重锤迅速上浮。

1897年,美国籍的爱尔兰人约翰·霍兰在新泽西州造成一艘以汽油机为水面航行驱动力、以蓄电池电动马达为水下航行驱动力的双推进动力系统潜艇。

霍兰潜艇是现代潜艇的鼻祖,45马力的汽油机能使潜艇以7节航速在水面航行1000海里,电动马达则能使潜艇以5节航速潜驶50海里。潜艇上装有1座鱼雷发射管,携3枚鱼雷,首尾各置1门机关炮。霍兰因而得到了“现代潜艇之父”的称号。霍兰还主持研制出世界上第一艘双层艇壳的潜艇,而且完成了从美国诺夫克至纽约的航行,开创了潜艇进行公海远航的霍兰潜艇是现代潜艇的鼻祖首次记录。

1939年,美国海军实验室的技术顾问罗斯?冈恩最早提出采用核能充当潜艇推进动力的大胆设想:他向美国海军当局呈递了第一份关于研制核能动力潜艇的报告,详细论证了这种新潜艇的巨大优势。但这时海军当局得到了德国正在研制原子弹的消息,冈恩博士的报告并没有引起充分重视。直到二战结束,美国当局才意识到冈恩博士报告的重要性。

年初,美国海军精心挑选出里科弗等5名优秀军官送往著名的橡树岭核物理研究中心学习核技术。后来,里科弗成为著名的潜艇专家。1954年1月21日,美国海军建造了世界上第一艘核动力潜艇“鹦鹉螺”号。新建成的“鹦鹉螺”号在1955年1月17日进行了核动力推进的首次试航,创造出历时84小时、航程为1300海里的当时世界潜航的最高记录。

1960年,美国海军又建成“乔治?华盛顿”号战略导弹潜艇,使潜艇具备了核攻击能力;1982年10月,中国用潜艇在水下向预定海域发射运载火箭获得成功。这说明中国拥有了自己独立开发研制潜地弹道式战备导弹和战备导弹潜艇的能力;1996年,瑞典“哥特兰”号常规潜艇建成服役,它是世界上首艘AIP动力潜艇,标志常规潜艇又进入了一个新时代。

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