1.3　竞飞英吉利海峡，第一次空难是怎么发生的？

在热气球阵营欢天喜地地庆祝之时，另一边的氢气球阵营也在紧锣密鼓地准备着。

尽管丢掉了第一次载人飞行的殊荣，但对于氢气球阵营来说这并非一件坏事。人类对于飞行的渴望悠久而强烈，孟格菲兄弟的成功绝非冲淡了这份渴望，相反它彻底引爆了巴黎人对于飞行的热情，以至于查尔斯和罗伯特兄弟甚至可以采取最简单粗暴的方式来收回气球研发和制造的成本——卖参观票。

不过热气球载人飞行成功并不意味着氢气球载人飞行也能成功，虽然两者在利用大气浮力的原理上是相同的。如果仅从浮力的产生来看，氢气球有着明显的优势，按理说应该更容易成功，但氢气球载人飞行却有着自己特有的困难，首当其冲的就是高度控制。

热气球的上升需要持续加热空气，当加热停止后，随着气囊中的空气冷却，气球就会逐渐降低高度并最终落回地面。所以从高度控制的角度来看，热气球在本质上是安全的。

而一只氢气球无须提供任何能量就会自己不断上升，直到其算上负重后的平均密度等于周围大气的密度为止，这种最终滞留在高空的平衡较为危险。而且这还是一种理想情况，因为随着海拔升高大气压力是逐渐降低的，因此在上升过程中气囊是不断膨胀的（假设内部气体温度不变）。比如在5500米的高度，大气压力只有海平面上的一半，这意味着气球的体积要增大一倍。而气囊材料（当时用的是具有橡胶涂层的丝绸）能承受的膨胀是很有限的，这种膨胀如果不加控制，不等气球升到预定高度，气囊就会被撑破。

更不利的是，载人气球的体积很大，其表面吸收阳光后，阳光会加热内部气体，会进一步加剧气体膨胀。上述两种效应加在一起，搞不好就是球毁人亡。而热气球没有这样的问题，因为热气球的下部是开口的，气囊内的热空气与外界大气始终保持压强一致。

为此查尔斯首先在氢气球的下方设置了一段逐渐变细的颈部，这个颈部的末端是一个直径约十几厘米的开口。为了避免氢气的逸出，这个开口在地面上时是系住的，而在上升过程中由气球操纵者握住，根据需要可随时放气。同时查尔斯还在气球顶部设置了一个放气阀，使用拉绳进行控制。当需要气球下降时，利用顶部放气阀可以更有效地放出氢气（氢气的密度比空气小），而且这个阀还兼具安全阀的作用，当气球上升过快时，可以打开此阀实现快速放气。

其次，查尔斯在氢气球上设置了很多沙袋作为压舱物。这样，通过放气阀与沙袋的配合就能实现简单的高度控制——当需要下降时就放出氢气，而需要上升时就抛下沙袋。在落地过程中沙袋更是不可或缺。为了使落地尽量平缓，最好将气球在接触地面之前的速度降为零，为此就必须抛出沙袋进行最后的减速。

最后，在载人空间的设计上查尔斯发明了更为接近现代的形式——吊舱，即将载人舱用绳索悬挂在气球的下方。为了让气球均匀承受吊舱的重量，查尔斯设计了一张网罩在气球的上半部分，网的边缘有多根绳索用以悬挂吊舱。悬挂式的设计可以减小因气囊被风吹拂产生的晃动，使乘坐体验更加平稳。而查尔斯的吊舱的外形也非常别致，它是一艘贡多拉（Gondola）小船。为了控制降落地点，查尔斯还在吊舱中放了一个小型的船锚。直到今天，西方依然将气球的吊舱称为贡多拉。

最终的载人氢气球气囊直径为9米，总容积达到了396立方米，比无人的时候大了一个数量级。在没有现代工业设备的情况下，生产如此大量的氢气很棘手。为此，查尔斯和罗伯特兄弟特意找来了当时顶尖的化学专家来帮忙调配酸的浓度以及与铁屑的比例。虽然没有留下明确的姓名记录，但这位专家很可能就是大名鼎鼎的拉瓦锡。在连续工作了三天三夜后，气囊终于被顺利充满。

1783年12月1日，一切准备就绪，这比孟格菲兄弟的热气球升空仅仅落后了10天。气球升空的地点设在杜伊勒里宫广场，据称这一次聚集了40万人，人数比上一次在战神广场上表演无人升空时有增无减。

实验俨然成了盛典。友人们甚至送上了毛毯和香槟，于是查尔斯带着水银温度计、气压计、望远镜、地图和法国人那无可救药的浪漫在万众瞩目之下登上了吊舱。与他同行的还有罗伯特兄弟之一，他们是气球制造的功臣，理应享此荣耀。

在升空之前，查尔斯亮出了自己的另外一项发明——测风气球。由于气球没有动力，到空中后只能随风飘流，因此要预测气球的航线掌握风向风力的信息很关键。查尔斯已经意识到高空中的风向风力与地面并不一致，因此就设计了一只直径为1.8米的小氢气球去探路。尽管属于竞争关系，但放飞测风气球的荣誉查尔斯还是交给了在场的孟格菲兄弟。

当从测风气球那里得到了必要的气象信息后，查尔斯与罗伯特开始了升空。离地之时查尔斯不忘打开香槟并向周围的观众举杯致意。广场上顿时一片欢腾，两人也是紧张感全无（见图1-7）。

他们很快升到了550米的高度，第一次飞行的查尔斯激动之情喷涌而出：“大地已经与我们无关，此刻我们归属于天空！……如此宁静，如此浩瀚，如此震撼的景象……目睹此种奇观，得是多么愚不可及之人才会阻挡科学前进的脚步！”

两人飞行了2小时之久，最终降落在离起飞点36千米的地方。看到有人竟然从天而降，当地的农民纷纷过来围观，而查尔斯招呼大家帮忙拉住气球，罗伯特则顺利出了吊舱。此时太阳已经落山了，但查尔斯决定抓紧时间再飞一次。

由于减少了一名乘客，气球一下子获得了几百牛顿的浮力，这一次查尔斯快速浮升到了3000米的高度。在此过程中，查尔斯尽显科学家本色，做了不少大气参数的测量工作，并有幸欣赏到了第二次日落。接着，他又飞行了大约40分钟，并在5千米外的地方降落。

也许是第二次升空过快造成了耳痛这种不愉快的经历，也许仅仅是个人兴趣转移，查尔斯之后再也没登上过气球。不过为了纪念他的贡献，人们像称热气球为孟格菲气球一样，称氢气球为查尔斯气球。

无独有偶，第一次乘坐热气球升空的军官达朗德斯后来也没有再次乘坐气球。不过也有人因此爱上了气球飞行，比如达朗德斯的搭档、科学家罗齐尔。目睹查尔斯的氢气球成功载人飞行后，他给自己定下了下一个要挑战的目标——飞越加来海峡（英吉利海峡的最窄处，英国人称之为多佛尔海峡）。

对于气球的类型，罗齐尔有自己的考虑。氢气球能产生的浮力更大，但是下降必须依靠放气，这种方式是不可逆的。相比之下，热气球对于浮力更可控，只要调节火焰即可，但是这样需要携带大量的燃料，增加了气球的自重，而本来热气球产生的浮力就比较小。于是罗齐尔想到可以将两种技术结合起来使用以取长补短，这样他就发明了混合式气球（见图1-8）。

正当罗齐尔积极制造自己的新式气球时，他被一个法国同胞抢先一步，此人名叫让-皮埃尔·布朗夏尔（Jean-Pierre Blanchard，1753—1809）。与罗齐尔类似，在1783年目睹了孟格菲兄弟与查尔斯的成功后，布朗夏尔也成为一个气球发烧友。他开始周游各地进行气球升空表演，并在1784年10月16日在英国成功升空，这使得他成为第二位在英国起飞的人，第一位是意大利人维琴佐·卢纳尔迪（Vicenzo Lunardi，1759—1806）。

1785年1月7日，布朗夏尔与一名美国医生乘坐氢气球从英国多佛尔出发开始飞越英吉利海峡，这名美国医生也是他的资助者。飞越英吉利海峡期间他们两人遇到了气球浮力不足的问题，当抛下了所有压舱物后气球依然还在下坠，于是他们又将仪器、行李和食物统统扔下，甚至最后连身上的衣服也脱下扔了出去。最终在两个半小时后，他们有惊无险地降落在了法国加来市（见图1-9）。

加来市政府为两人举办了庆祝仪式，并将他们的气球买下，还修了一座纪念碑。法国国王也接见了他们，并发给他们一大笔奖金。布朗夏尔一战成名，后来他开启了职业气球飞行生涯，并成为在比利时、德国、荷兰和波兰升空的第一人。

眼见布朗夏尔名利双收，罗齐尔坐不住了。他的氢气球加热气球的混合式技术的确可以更好地控制高度，但是他在另一个重要问题上考虑不周，那就是安全性。氢气非常易燃，而在它下方设置一个使用明火加热的热气球无疑大大增加了事故发生风险。

1785年6月15日，罗齐尔从法国加来这边起飞向英国方向飞去，但一阵风将他的气球推了回来。人们看到罗齐尔的气球在大约450米的高度上悬浮，突然上方的氢气球着火，接着整个气球坠向地面。于是罗齐尔成为第一个死于空难的人。 y88ohbHcbtY37yJzcOyWQtK428Yhkfmm0ftpT3ykoNQBzpceYnGY6MY6+FYxqvYR