流产的好戏——未能成行的清末浮空大战
在莱特兄弟发明飞机之前,人类在天上最成熟的航空器是气球和飞艇。中国在这两个领域起步都不算晚。1887年华蘅芳就制造了中国之一个氢气球;1899谢缵泰设计了中国之一艘飞艇。但是毕竟能偶做出一个样品和量产技术装备的差距太大了。和中国差不多同时起步的日本,在著名工程师山田猪三郎已经研制并量产了山田式气球,并且开始试飞山田式飞艇了。日俄战争时山田式气球被编入日本陆军乃木希典第三军,并发挥了重要作用。
“太湖秋操”中北洋新军装备的“山田”式系留气球
1905年张之洞从日本订造了2个山田式气球,这也是中国军用气球之始。1908年,湖北陆军第8镇、江苏陆军第9镇、直隶陆军第4镇相继成立其球队,配属工兵营,各装备一个山田式气球。山田式气球属于典型的系留气球,长有10余米,下面有吊篮和尾翼,能够保证浮空状态的稳定,下方有绞盘和缆绳系留,填充氢气。1905、1906年,清廷相继进行了“河间秋操”和“彰德秋操”之后,1908年清廷又在安徽太湖进行了“太湖秋操”,此次演习清军动用了气球,用于侦察和炮兵校射。
北洋新军操作“山田”式系留气球,可以看到气球上的两个放(充)气阀
在中国人进行气球实操时,山田猪三郎已经试验成功了新式的山田式飞艇。1910年,山田研制成功了日本的之一种飞艇,也就是“山田式1号”飞艇,该艇为软式飞艇,长33米,采用50马力发动机,同年9月试飞成功。1911年又建造了改进版,换装新式75马力汽油发动机。
飞艇结构,前后的副气囊用于调节姿态,填充海圻的主气囊则提供浮力,这种结构也就决定了飞艇不能频繁的调整姿态,也非常容易受气象条件影响
需要和大家解释一下,飞艇的飞行是非常复杂,也非常不灵活,极易受到气象条件影响。一般情况下,飞艇的气囊内并不只是装有氢气或者氦气等比空气轻的气体,还会设置调节气囊或者压载水舱,调节气囊内一般填充空气,压载水舱则装水。对于大型飞艇,尤其是硬式或则和半硬式飞艇来说,还会装备压缩氢气罐。飞艇在起飞前需要精确校准浮力情况,保证调节气囊或者压载水舱灌满的情况下,氢气气囊内的气体足够飞艇飞起,而这时往往采用绞盘或者很多人拽揽保证飞艇停泊于地面。在满装状态下需要起飞的话直接松开绞车即可,如果飞行过程中需要调整飞行高度或者起降,那么就通过放气或者放水调整。所以说飞艇在飞行中不能频繁调整飞行姿态。当然大型飞艇还有氢气罐可以在一定范围内调整,但是也只能微调而已,从这一点上说,飞艇还不如热气球。
这是一个1:300的山田式飞艇的模型,可以看到该艇主气囊内部的调节气囊,主气囊下的垂直安定面,吊篮后面的方向舵、中间的发动机和前方的升降舵
20世纪初全球只有美国能够大规模制取氦气,因此也就只有美国的飞艇填充氦气。由于氦气很贵,所以美国还在大型飞艇上安装压缩机,并不是直接将氦气排出,而是将其压缩罐装,以此调整飞行姿态,但是这个机构过于复杂,使用很不方便。飞艇看似体积巨大,但是气囊的强度很低,如果风速过大,气囊很容易发生形变,如果形变太大超过气囊强度,就会导致气囊破裂,至少也会是的飞艇的飞行姿态发生剧烈改变,虽然飞艇也会装备各种舵面来调整,但毕效果毕竟有限,因此飞艇的运作要求非常高,这也是为什么飞艇事故这么多的原因,此外氢气还是可燃气体,这更加剧了飞艇飞行的风险。
这幅图比较清晰的表明了该艇的总体设计,其实这个设计和同时代的欧洲飞艇相比,还是比较简陋的
日本山田猪三郎设计的飞艇属于小型软式飞艇,采用空气调节气囊,其总体设计远没有同时代的德国或者法国、意大利等欧洲强国设计的飞艇先进。不过技术水平再差,飞艇也比系留气球强。1911年10月辛亥革命爆发,革命军和北洋军在长江沿线作战,对于北洋军的系留气球,革命军的对抗措施是直接从日本购买山田式飞艇。当时山田式3号飞艇已经在东京进行了飞行表演,总体上技术比较稳定,山田猪三郎已经开始建造2000立方米容积配备75马力发动机的山田式4号飞艇了,而这个时候中国人找上了门。
“山田”式3号飞艇
不过日本方面的资料在这里记载的就比较乱了,有人认为中国购买的是山田式3号,进行了些许改进;但也有资料认为这个应该是新建造的山田式4号。由于山田猪三郎的公司现在还有,并且也有一些资料,不过需要付费查询,但是他没有开通人民币支付通道,因此也无法查出到底式哪一艘。不过这件事让山田很高兴,因为日本陆军刚刚拒绝了他的设计,决定购买德国的“巴塞尔”式飞艇。但是万万没想到,这次军购功败垂成。山田带着新飞艇前往中国,但是在测试途中遭遇恶劣天气,飞艇损坏,而中国方面见此情况,再加上袁世凯已经答应逼迫清帝退位,因此最终这笔买卖没有做成,山田不得不悻悻回国,1913年就去世了。
辛亥革命人物群像
如果革命军能够早一些得到新式飞艇,或者山田的飞艇没有损坏,抑或是袁世凯在坚持与革命党人作战一段时间,我们就能够看到在清末发生浮空大战,但是历史的车轮滚滚,也许这就是更好的结果吧。