研制的旋翼机。这种飞机在机翼两端各装有一部可以转动的短舱，内部安装
有三叶螺旋桨式发动机。当短舱垂直上升时，它能像直升机一样垂直起飞，
然后在空中转动发动机短舱，使其对准飞行方向，此时，飞机像普通飞机一
样平飞。VX—15 的最大起飞重量为 5．9 吨，飞行高度达 9000 米。在 5000 米
的高度上，速度可达每小时 550 公里。㈣0 ㈡0电|子|书 ④0②0.康.cn
这种旋翼机实际上是直升机与普通飞机相结合的产物，其飞行速度、高
度和经济效益都大大超过了现代直升机。各国军事专家普遍对研制这种具有
直升机和普通飞机双重功能的旋翼机尤为感兴趣。
“空中自行车”——人力飞机　在近代人力飞机的发展过程中，英国的克
莱默奖起了很大的促进作用。
1960 年 1 月，英国皇家航空学会宣布，微电池公司主席兼经理、工业家
克莱默提供了一笔 5000 英镑的奖金，授予能实现 8 字飞行的人力飞机。条件
规定人力飞行必须完全依靠人力从地面起飞，绕相距 800 米的两根立柱飞出

一条 8 字形航线，飞行高度要超过 3 米。
1967 年，仅英国就制造了十几架人力飞机，但没有一架能完成 8 字航线
的飞行。克莱默在失望之际决定将奖金由 5000 英镑提高到 10000 英镑，并宣
布此项奖金不再局限于本国。而是面向全世界。1973 年，世界上的人力飞机
超过30架，但仍没有人能够完成此项飞行。于是克莱默又将奖金提高到50000
英镑。这样克莱默奖一举超过诺贝尔奖，成为航空史上金额最大的一笔奖金。
面对克莱默奖的巨额诱惑和飞行难题的挑战，英、日、法、美等国积极进行
研制工作，展开激烈竞争。
1961 年 11 月，由英国骚桑普敦大学的学生们制造的第一架由人力从地
面自行起飞的人力飞机试飞成功。这架人力飞机具有自行车式驱动的推进螺
旋桨，翼展 24．4 米，重 58 公斤，最远飞行了 600 米的距离，离地约 1．5 米。
此后不久，英国霍克·西德利宇航公司的职工制造一架更精致的人力飞
机——“海鸭号”，并在 1962 年创造了直线飞行 908 米的纪录。这个纪录一
直保持了 10 年，直到 1972 年，才被英国空军研制小组的“木星”号人力飞
机所打破。
“木星”号人力飞机长 9 米，翼展 24．38 米，重 66 公斤。1972 年 6 月，
它创造了人力飞机直线飞行距离 1070 米的新纪录，留空时间为 1 分 47 秒。
它的特点是把螺旋桨由机尾移至机身中部的桨架上，从而简化了传动机构，
提高了螺旋桨的效率。
日本从 60 年代开始研究人力飞机，日本的大学生用 3 年时间制造了“红
雀”号人力飞机。后来又在“木星”号的启发下，研制成功“白鹤”号人力
飞机。“白鹤”号飞行距离多次超过 500 米，并完成了 180°转弯。1976 年
11 月，还创造了 2093 米的飞行成绩，成为克莱默奖的有力争夺者。
1976 年，美国加利福尼亚州的航空工程师麦克里迪制造了一架奇特的人
力飞机——“飘忽秃鹰”号。麦克里迪曾经是一名优秀的滑翔运动员，还是
伞翼滑翔的爱好者，他在设计中打破了最流行的人力飞机的设计方案，而应
用了伞翼滑翔的原理。
“飘忽秃鹰”号翼展长 30 米，重 32 公斤，翼表面蒙着一块极薄的薄膜，
大机翼下方有一个驾驶座，座前挡了一块流线型挡板。驾驶座下方是一对脚
蹬，它用传动链条带动飞机后方的双叶螺旋桨。机身前方伸出一根细长的铝
管，管的前端安装了一只鸭式前翼，用来操纵飞机的飞行。飞行员是 24 岁的
运动员布鲁安·艾伦，他在短时间内可蹬出 1．2 马力。
1977 年 8 月 23 日，“飘忽秃鹰”号人力飞机飞行了 7 分 28 秒，航程 2173
米，不仅作了直线飞行，而且顺利完成了 8 字航线的飞行，从起飞到着陆，
飞越指定标志线时，离地距离超过了 3 米。麦克里迪因此获得了举世瞩目的
克莱默奖。
在 8 字航线被征服之后，1978 年，英国皇家航空学会宣布了新的克莱默
奖，即以 10 万英镑奖给第一架飞越英吉利海峡的人力飞机。
消息传出后，人们议论纷纷，飞越英吉利海峡是人力飞机所能完成的吗？
人力飞机的研究者们无不苦心钻研、跃跃欲试，展开激烈的角逐。
1979 年 6 月 12 日，在英国南部小镇福克斯通的码头上停放着一架古怪
的飞机，这就是麦克里迪设计的又一架人力飞机“飘忽信天翁”号。它有一
对细长的机翼，没有尾翼。翼展长 30 米左右。机翼正下方的座舱中安装了两
只小小的塑料轮子。飞机不带发动机，只有一套用塑料链条传动的脚踏机构，

带动机翼后面的塑料螺旋桨。飞行时，飞行员的脚踏动力使螺旋桨旋转，产
生升力。
飞行员艾伦整装待发了。他的目的地是海峡对岸的法国加来地区。这是
历史上首次乘坐人力飞机飞越海峡的尝试。
5 点 51 分，飞机顺利起飞。原计划“飘忽信天翁”号可以在 2 小时之内
飞完全程，但是 1 小时 15 分钟之后，海上波涛汹涌，引起海峡上空空气的扰
动，这给飞行带来很大困难，艾伦顶风前进，速度减慢下来。由于闷热和脱
水，艾伦的腿部发生了痉挛，他已经精疲力竭了，但仍然坚持着。
8 点 40 分，“飘忽信天翁”号终于顺利抵达了法国的格里内角海滩。
此次飞行历时 2 小时 49 分，航程 37 公里，不愧为当代航空史上的又一
奇迹、人力飞机发展道路上的又一里程碑。设计师麦克里迪因经再次摘取了
克莱默奖。
此后，麦克里迪和助手们把“飘忽信天翁”号修复一新，送往当时尚未
闭幕的巴黎航空博览会上公开展出。
以后，实业家亨利·克莱默再次向英国皇家航空学会捐赠 10 万英镑。作
为人力飞机的速度竞赛的奖金。这个速度竞赛被称为克莱默世界速度竞赛。
竞赛要求人力飞机在 3 分钟内沿三角形航线飞行 1500 米。奖金中 2 万英镑奖
给第一个完成这种飞行的人，以后每打破一次速度纪录奖给 5000 英镑，直到
10 万镑发完为止。
1983 年 9 月 25 日和 27 日，在美国加利福尼亚州萨夫特机场上，一架名
为“仿蝙蝠　”的人力飞机以每小时 41 公里的平均速度两次飞完了一个 1600
米长的锐角三角形的航线，平均每次飞行时间为 2 分 38 秒。
“仿蝙蝠”人力飞机是在麦克里迪指导下，用石墨、Kevlar、聚苯乙烯
和聚酯树脂制造的，重 36．3 公斤，翼展长 14．6 米。它带有电储能系统，在
飞行前 10 分钟，飞行员踏动脚蹬带动发电机给电池充电。电池是与带动变矩
推进式螺旋桨的发动机接通的，这样电动机可帮助飞行员驱动螺旋桨。
这次飞行由麦克里迪的儿子完成，使麦克里迪再度获得了克莱默速度竞
赛奖。
翩翩翱翔的太阳能飞机　　太阳能飞机是以太阳能为动力飞行的飞机。世
界上第一架太阳能飞机是由美国航空工程师麦克里迪设计的。
麦克里迪设计了“飘忽企鹅”号人力飞机，在机翼上安装了 16000 块光
电池。光电池又叫太阳能电池，它是一种夹有光敏层的硅片，可见光通过硅
片时，光粒子与光敏层的化学物质作用，释放出电子，产生的电流经过导线
传递给发动机，发动机带动螺旋桨转动，使飞机飞行。
1980 年 8 月，“飘忽企鹅”号由女驾驶员珍尼丝·布朗操纵，飞行了 3．2
公里，飞行时间为 14 分 32 秒。在初次飞行中，飞行的高度仅为 30 米，虽然
在这一高度上不能保证获得足够的阳光，但初次飞行的成功，足以证明了麦
克里迪的设计思想是可行的。
随后，麦克里迪决定进一步改进他的太阳能飞机，他得到了著名的杜邦
公司的支持。杜邦公司为他提供了一系列航空和宇航用的新型材料——工程
塑料，以及经费、工程师和摄影组等。
1980 年 12 月，新设计的“太阳挑战者”号太阳能飞机试飞成功。它的
主翼和尾翼上装有 16128 块太阳能电池，飞机全长 9．1 米，翼展 14．3 米，机
体重量仅为 90 公斤。在 8 小时的时间里，飞机飞行了 370 公里，高度达到

4360 米。即使在云彩遮住阳光的时候，飞机下降的速度也仅有 30 米／分，
能确保飞行安全。
“太阳挑战者”号太阳能飞机几乎是一架全塑飞机。首先，在机翼的主
支撑结构，以及操纵、着陆装置等部位，使用了强度是钢铁 5 倍的聚芳族纤
维，在整个机体的增强部位，也都使用了这种材料。其次，在机休和机翼的
蒙皮上采用了聚脂薄膜。最后，在主翼的夹层结构中，还使用了聚芳纤维纸
蜂窝。此外，用得较多的材料是具有优异耐气候性和不易变色的丙烯酸薄膜
和氟塑料薄膜。正是由于采用了这些性能优异的工程塑料，“太阳挑战者”
号才既牢固又轻便，成功地完成了飞行。
1981 年春天，“太阳挑战者”号即将飞越英吉利海峡的飞行。飞行员是
28 岁的普达塞克，他既进行过滑翔机的飞行，又驾驶过喷气式飞机，经验十
分丰富。1981 年 6 月，太阳能飞机由一艘航空母舰运往法国。7 月 7 日，晴
空万里，太阳能飞机就要起程了。普达塞克依次接通 5 组太阳能电池，开始
驾驶“太阳挑战者”号滑跑起飞，经过 7 次试飞，飞机终于离开地面，以大
约每分钟 70 米的速度迅速上升，几分钟后达到 600 米的高度，然后昂首飞向
英吉利海峡。
普达塞克稳稳地爬升，同时不断调整航向和转动可调螺旋桨，以便进入
最佳飞行状态。突然，平静的空气中出现了一股紊流，“太阳挑战者”号剧
烈地俯仰、扭摆起来，原来附近出现了两架飞机，上面满载着新闻记者和摄
影师。虽然距离相当远，但那强烈的尾流足以令轻盈的“太阳挑战者”号面
临灭顶之灾。幸亏法国空中交通管制部门及时解围，才把热心的采访者打发
走了。
此后，普达塞克耐心地斜飞 Z 字航线，避开云朵，捕捉更多的阳光。不
久，英国的多佛尔海滩终于映入眼帘，太阳能飞机飞临英国领空。在连续飞
行 5．5 小时、行程 260 公里以后，“太阳挑战者”号终于安全降落在蒙斯顿
皇家空军基地。
这次具有历史意义的飞行，标志着太阳能作为一种崭新的能源进入了人
类航空领域。

飞向太空的运载工具——火箭

俄国双耳失聪的中学教师齐奥尔科夫斯基，对火箭理论的研究和发展做
出了震古铄今的贡献。他首先敏锐地指出，巨大火箭的动力应当是液体火箭
发动机。他设计了用液体火箭发动机作动力的飞行器草图，并设想用煤油和
液氧作推进剂（燃料）。
1857 年 9 月 5 日，齐奥尔科夫斯基诞生于俄国的一户贫寒农家。9 岁那
年，由于患了严重的猩红热病，双耳丧失了听力，无法继续上学。从此，他
在母亲的指导下，学习功课。童年的不幸，使他整天呆在家里阅读书籍，再
也无法与别的孩子一起玩，从而疏远了与他同龄孩子的联系。两年后，他母
亲去世，这种不幸，使他变得更加孤独，同时也使他开始沉醉在书本的海洋
中。
16 岁那年，父亲把他送到莫斯科学习。他住在一位贫苦洗衣妇女家里，
每天忘我地自学，不论是炎热的夏天，还是寒冷的冬天，他都到附近图书馆
里埋头读书，甚至常常忘记饥饿和寒冷。他认识到，刻苦自学，是猎取科学

知识的唯一道路。尽管生活上很艰辛，只能用一点黑面包充饥，但在莫斯科
的 3 年里，他自学完微积分、解析几何、球面三角、高等数学、物理学、化
学、天文学等许多科学知识，其中关于飞行问题像吸铁石一样吸引着他，使
他脑子里充满了各种幻想。
3 年半后，他回到家乡，当了中学教师。
后来，齐奥尔科夫斯基全力以赴地投身于火箭和宇宙航行问题的研究之
中。他确信只有火箭才是实现宇宙航行的最理想的交通工具，并首先提出多
级火箭理想速度的计算公式。这个公式就是著名的齐奥尔科夫斯基公式。它
解决了火箭及其运动的一系列理论问题。1898 年，他完成了第一部有关火箭
原理研究的科学论著。这部著作为航天事业树立了一个里程碑，为火箭技术
的发展奠定了基础。
1935 年这位前苏联火箭之父的心脏停止了跳动。但前苏联人们沿着他的
足迹，于 1957 年首先发射了世界上第一颗人造地球卫星。
世界上第一个制成液体火箭并投入试验的，是美国科学家戈达德。1926
年 3 月 16 日，在罗斯维尔的荒郊，架起了一座两米多高的发射架，上面竖着
一枚高约 3．9 米的火箭，戈达德要在这里进行划时代的试验。开始发射了，
火箭下面喷出燃气，火箭直往上窜，可是只飞了 12 米高、56 米远。这和现
代的火箭相比，自然不可同日而语，但它毕竟是世界上第一枚发射成功的液
体火箭。戈达德的贡献是把航天理论与火箭技术结合起来，使火箭进入实际
的研制阶段。戈达德不断地改进他的火箭，最终使火箭有了相当可观的高度
和速度。戈达德是制造液体火箭的创始人。刚开始发射的火箭，由于没有控
制设备，火箭不能按预定的方向飞行，1932 年，戈达德开始用高速旋转的陀
螺来解决火箭的稳定性。陀螺能绕某一个支点自由旋转。最简单的陀螺就是
民间玩具“地转子”或称“地牛”。当“地牛”在地面围绕自身轴线飞快转
动时，你越使劲抽它，它就转得越欢，立得越稳；不使劲抽就转得慢，开始
摇晃；如果不抽，“地牛”最终会倒地，这一特性就是旋转物体的定轴性。
火箭装上这种陀螺就能扶摇直上了。
火箭上升到一定高度后，还要改变方向，这就需要操纵。为了解决这个
问题，戈达德发明了燃气舵，它的功用有如飞机的方向舵，不过飞机的方向
舵是靠外部气流的作用，使其偏转以改变飞机的航向，而燃气舵却是装在火
箭发动机的内部靠近喷口的地方，它利用燃气流的作用使其偏转，从而达到
改变火箭方向的目的。1932 年，戈达德完成了陀螺和燃气舵控制火箭飞行的
试验。1935 年，戈达德制造的火箭的速度超过音速，射程达到 70 公里，他
的成功就使 30 年代一大批火箭研制者受到鼓舞，德国的奥伯特就是其中一
个。
奥伯特提出许多关于火箭构造和飞行的新观点，他的名著《通向航天之
路》又激发了许多青少年对航天事业的兴趣，许多国家相继成立了火箭和航
天爱好者的组织。1927 年，德国创建了太空旅行协会，由奥伯特任会长，1928
年，前苏联成立了反作用运动研究会，随后英美等国也相继成立了星际旅行