第2章 “航天始祖”万户
通过天文望远镜观测月球,可以看到月球表面上分布着许多大大小小的环形山。大多数环形山都是以地球上著名的科学家的名字命名。如哥白尼环形山、第谷环形山、牛顿环形山等。在月球背面,有以我国古代著名科学家的名字命名的环形山,万户环形山就是其中之一,它是以我国明朝时期向太空挑战的英雄——万户的名字命名的。
万户是明朝人,生活在14世纪末期。万户原来是一名木匠,喜好工艺技术,善制交通器具。后弃艺从戎,在军中参与改进刀、枪、车、船等各种作战用具。万户手艺精湛,希望制造一种飞龙,能够腾空飞行,日行万里,山河无阻。
明朝的军队中已广泛使用火箭武器。“火箭”最初的含义是带“火”的箭,早在三国时期就有了这一名称。当时的兵家在箭杆前部绑上易燃物,点燃后用弓弩射出去进行火攻。到了唐代,由于炼丹术的兴起,出现了火药的配方,于是兵家在作战中又将绑在箭杆上的易燃物换成了火药。由于这个时期的火箭还是用弓弩弹射的,而不是靠自身喷气推进的,故与现代火箭只是名称上相同,其飞行原理毫无共同之处。
10世纪中叶,宋朝大将冯继升、岳义方发明了一种用作兵器的火箭,并试验成功;11世纪的唐福、石普先后把自己制造的火箭献给朝廷,并组织了射击表演。宋军在与金兵、元兵的作战中,广泛使用了一种叫“霹雳炮”的火箭。到16世纪,明代名将戚继光在抗倭战争中曾使用一种重2斤、射程300—600尺(1尺约为0.33米)的火箭,显示了较强的威力,使倭寇闻之丧胆。明朝制造的火箭,最著名的有“神火飞鸦”“火龙出水”“飞空砂筒”“一窝蜂”等。“神火飞鸦”箭筒像一只大鸦,呈纺锤形,腹内装火药。每个翅膀下斜插两支火箭。鸦背上钻一小孔,安装火药线并与翅下火箭相连。点燃火药线后,两支火箭同时燃烧,能把大鸦发射到百余丈(1丈约为3.33米)远的地方。“火龙出水”是用一根长筒,装上木制龙头龙尾,龙身两侧前后各安装两支火箭,用同一根火药线连在一起,龙腹内装有一组火箭。先点燃筒外的火箭,推动筒身向前飞行;火药燃尽后引燃筒内火箭,并从龙口射出飞向目标。它是一种两级火箭的雏形。“飞空砂筒”是在箭杆上绑两支方向相反的火箭,发射时先点燃向前的火箭,当飞向目标后炸药砂筒落地爆炸,然后引燃向后的火箭返回原处。这是一种可回收的两级火箭。“一窝蜂”是一个箭筒内插上多至32支火箭,同时点火射出,众矢齐发不仅可加大杀伤威力,还可增大射程。这是一种最早的集束式火箭。这些火箭具有现代火箭的特征,在飞行原理、结构等方面几乎没有什么不同,只是构造简单一些罢了。
万户和军营中的工匠们从这些火箭中,特别是吸取“神火飞鸦”和“火龙出水”的技巧,设计制造出一种会飞的“飞龙”火箭。这种前后两端分别是木质雕刻的龙头龙尾,它们下面各装两个火箭筒,龙肚子里装有火药,用引信点燃后,可飞行约500米。谁来乘龙试飞呢?万户挺身而出,表示“不入虎穴,焉得虎子”,愿意亲自进行一次飞行实践。这一天,在一座山坡上,聚集着观看飞行的人们。军中工匠们将一把椅子安放在一个木制构架上,构架四周绑上47支火箭,万户坐在椅子上,两只手各握着一只大风筝。他打算等火箭升空后利用这两只大风筝带着自己在空中飞行。等一切都准备就绪后,他命令工匠点燃火箭,随着一支支火箭发出的轰响声,喷出一股股火焰,“飞龙”拔地升起,冲入半空……突然,火光消失,“飞龙”下坠,栽到山脚下,万户不幸牺牲了。1945年,美国火箭学家赫伯特·基姆在他出版的《火箭和喷气发动机》中也记载了这个故事。
万户是世界上第一个利用火箭向太空搏击的英雄。虽然万户的做法现在看来很可笑,然而在那个时代却是富有创造性的。他的努力虽然失败了,但他借助火箭推力升空的设想,比“现代宇航之父”齐奥尔科夫斯基在1903年提出的利用火箭进行星际旅行的设想早了几百年。他那勇于探索、不怕困难的精神则传承不息,永远激励着后一辈的航天人。万户被世界公认为“真正的航天始祖”。
知识链接
南宋时期,民间用火药制作了各式爆竹和花炮。有利用火药一次爆炸产生的反作用力升到空中,然后再引爆另一部分火药炸出响声的“二踢脚”;也有利用自身的喷气反作用力向前推进的烟火“地老鼠”;还有一种在头部绑着火药筒、尾部装上羽毛,点燃后用喷气推动飞行的“起花”。