左图:马克沁和他发明的机枪。右图:1894年《科学美国人》上刊载的马克沁飞机。 |
说起机枪,许多枪械爱好者立即就能想到马克沁。没错,希拉姆·马克沁(1840~1916年)在1884年设计的马克沁机枪,奠定了后坐式自动原理的机枪设计技术基础,从此“死神的镰刀”开始快速掠过战场。但如果你认真看看航空科技发展史,也能找到马克沁的大名。
马克沁其实是兄弟俩,他们分别于1840年和1853年出生在美国缅因州。老大是马克沁,老二是哈德逊。马克沁后来因为发明机枪名满天下,哈德逊则因研制军用炸药蜚声世界。马克沁最为重大的工程杰作自然是机枪,他在英国度过了很长时间,因为此项发明,被授予骑士头衔。
实际上,马克沁在航空领域也颇有建树,建造的那架巨型飞机,曾在英国肯特郡成功依靠自己的动力离开地面。许多人认为,这可能是有动力飞机首次凭借自身动力离地升空。
和法国航空先驱阿代尔相同,马克沁也是一名电气工程师,除了一大堆各种发明,还看到了飞行器对于军事的重要价值。从1889年起,马克沁投入到发明飞机的工作中,陆续完成了机翼和螺旋桨的模型,并展开试验。1891年起,他开始建造一架外形巨大的双翼飞机。这架飞机花费了马克沁将近20000英镑。为了给这架飞机提供动力,马克沁发挥自己的聪明才智,特地设计制造了一种特别轻巧的蒸汽机——虽然他已经意识到汽油机更有优势。即便按照今天的标准,马克沁在1894年完成的这架飞机也算巨大。其机长28.96米,翼展31.70米,机翼面积371.6平方米,总重量达3629公斤!飞机的动力来自两台轻型化180马力蒸汽机,每台蒸汽机驱动一副直径5.44米的推进式螺旋桨。
1894年,马克沁进行了飞行试验,试验地点是马克沁租下的肯特郡鲍德温公园。飞机被架设在一段作为滑行道的铁轨上,因为从一开始就不准备自由飞行,所以铁轨两侧还加装了限制飞机上移位置的限位栏。在第三次滑行试验中,两副螺旋桨推动飞机不断在铁轨上加速,很快超过了68千米/小时。飞机逐渐升空,离开了铁轨向上升起。由于限位栏的存在,飞机很快与前者发生了刮蹭,重新落了下来,部分受损。试验取得了部分成功,但马克沁对于研制飞机的热情也逐步减弱,研究很快转变到其他方向。
在许多航空先驱陆续遭遇失败的时候,马克沁对动力飞行的前景始终坚定,他从不怀疑重于空气的飞行器的可行性。他还强调鸟类能够利用扑翼动作同时产生升力和推进力,但这种巧妙的动作对于人类是难以企及的。对于法国人建造飞艇的尝试,马克沁持批评态度,称那是“一种非常笨拙的飞行”。和飞艇的气囊相比,一只鸟要比它排开的空气重600倍,一只鹅在飞行时发出的功率也不到十分之一马力。
与莱特兄弟不同,马克沁对于飞机的用途有一种病态的肯定。在1891年发表的文章中,马克沁认为,飞行器最终只能被那些富有且高度文明的国家装备。
马克沁没能让飞机成功飞起来。但到1915年,飞机开始大量出现在欧洲战场上时,几乎每一架飞机上都有马克沁的作品——它们无一例外地都装有马克沁机枪或者其衍生品。
(作者系《航空知识》主编,中国科协首席科学传播专家,中国航空学会科普工作委员会委员)