24net：飛虎隊：談談火箭的歷史

送交者: 24net 2009年11月15日12:18:03 於 [教育學術] 發送悄悄話

談談火箭的歷史 飛虎隊 最近，中共的軍火匠錢學森去世了，中國人都在爭論他的是非功過，我對爭論這種問題不感興趣，因為對我來說這是個根本無須爭論的問題，錢學森的那些所謂的“ 功”，所謂的“貢獻”，“兩彈一星”，其實都是世人自覺不自覺地站在中共的立場上考慮問題產生的觀念。中共不惜讓數億人民餓着肚子也要製造導彈原子彈，以 挾此武力鞏固自己的統治，好更長久地奴役中國民眾，這當然不是什麼“為了人民的福祉”，這都是罪，哪有什麼“功”？可嘆的是一幫愚民們被人賣了還幫着數 錢。 一想到錢學森幫毛澤東論證“畝產萬斤”導致大饑荒餓死了幾千萬人（也害得我父輩一代人挨了餓），我就感到很憤慨，雖說還不至於憤慨到把他從棺材裡揪出來鞭屍（不對，應該是從骨灰盒裡揪出來揚灰），但批判是一定要的。 好了，廢話少說言歸正傳。我雖然對爭論具體某個人的是非功過不怎麼感興趣，但是對追究某個技術問題的歷史淵源倒是很有興趣。隨着錢學森的去世，急 劇膨脹的“愛國人士”們開始不着邊際地吹捧他為這父那父的，再加上前段時間“光纖之父”“雜交水稻之父”之類論調的甚囂塵上，再加上一直就有的“火箭導彈 的原理是根據古代中國二踢腳而來”的陳腔濫調的推波助瀾，眼見着“這世界上的東西都是中國人發明（當然韓國人的版本是這世界上的東西都是韓國人發明）”的 夜郎井蛙心態又有重新泛濫起來的可能性。於是我們就來剖析一下這個問題。 首先從古代說起，“愛國人士”們一直以來總是津津樂道什麼“中國古時候就已經發明了火箭”這種陳腔濫調，所以我們來看看那個古代“火箭”是怎麼回事。 中國古書上所說的“火箭”，本來是指在箭矢上綁上草布油等引火物，點燃後用弓弩發射出去，火燒敵人。這種東西自古以來世界各國都有，沒什麼稀奇 的。“在火藥出現之後的很長時間內，也只是將火藥包裝起來，仍然縛在箭杆上，用弓弩發射出去”（《中國軍事史.兵器》解放軍出版社）。 但中國很多小報越來越不着邊際地吹噓：在宋代甚至是唐代就已經發明並使用了“火箭”，其實不過是根據古書上“發機飛火”等隻言片語的鬼話牽強附會 而來，那時候連能夠用來做噴射劑的純化火藥都還沒實現，哪來的“火箭”？（“宋代火箭，是把火藥包紮起來，綁在箭杆上，點燃後用弓弩發射出去”--《中國 軍事史.兵器》解放軍出版社） 但是到了明代，據說有了確實的記載，出現了直接用黑火藥燃燒向後噴射氣體產生的反作用力發射的噴氣動力遠射武器，於是這個“火箭”就被用來改稱這種發射物了，並且中國學者進一步聲稱：現代火箭就是根據這種古代“火箭”的原理而來的。 可是我對這種說法感到懷疑得很，首先，幾乎沒有在正式的戰史中看到這種“火箭”大規模實戰運用的詳細記載，只是“據說”明軍曾在遼東跟清軍作戰時 使用過一種叫做“飛空擊賊震天雷”的東西，還有“據說”明軍曾在靖難之戰時使用過一種叫做“一窩蜂”的東西（被吹噓為古代的多管火箭炮），到我們下面具體 分析的時候我們就可以看出這些東西有多麼荒謬。 基本上關於這些東西的詳細信息主要來自於一本叫做《武備志》的明代兵書，特別是那些看上去神乎其神但實則荒誕不堪的性能描述和想當然的簡陋原理 圖。當然你可以說兵書上記載的應該就是實戰中使用的實物，但是這個實在可疑得很，因為古代希臘羅馬和中世紀歐洲同樣有大量的奇思妙想被當時的作者描述並繪 畫為設計圖在自己的書籍裡面，而且比起中國古代的構圖精細得多，但是我們今天在沒有實物證據和實際運用記載的前提下通常都是不把其當真的。比如說，達芬奇 就曾在自己的筆記里把自己設計的一種直升機繪成詳細的設計圖，但是今天沒人認為是達芬奇發明了直升機，畢竟他這個設想中的“直升機”並沒有真正上天。所以 這些東西更可能只是作者自己的設想或臆想。 我們來看看這個“飛空擊賊震天雷”，這是一個用竹篾條編織成的圓球，直徑三寸五分，球內裝火藥。那麼它靠什麼飛上天呢？原來是在圓球兩邊各安裝了一個模仿鳥兒的翅膀，靠屁股後面噴射的火焰升天。 可以一眼看出，這個東西簡直如同兒戲，外形既完全不合空氣動力學原理，沒有一點流線形設計，重心更是大大不穩，一個圓球，就是放在地上都很難穩定不滾，更何況在空中平穩飛行？ 我想起我小時候玩的那種“地滾龍”一類的玩意，點火之後就在地上噴着火焰亂轉，根本無法平直地行進，而這個玩意的外形設計上比那個圓滾滾的“飛空擊賊震天雷”重心更平穩得多，尚且無法有效運行，更何況那種大圓球？ 空氣動力學這種高科技就不用說了，流線形的設計也不能苛求古人了，這些東西你要讓古人想破腦袋他也是想不出來的，但要讓這東西能夠順利上天，你至少應該把外形做成直長形的吧，這樣它才好平衡重心，帶羽翼的箭不就是這麼設計的嗎？ 於是，又出現了一種把火藥綁在箭杆上的所謂“火箭”。可是這個同樣可疑得很，表面一看,這個似乎能夠順利實現飛行了，帶羽翼的箭杆就很像我們小時 候玩的那種“衝天炮”的尾杆一樣，可以起到平衡穩定飛行的作用，但是他為什麼偷懶直接把火炮綁在箭矢上使用呢，為什麼不多費點腦筋設計個更專門點的構造出 來？何況當時那種低劣的火藥質量能夠產生的衝力並不見得能比用弓或者床弩發射產生更大的穿透力，所以我懷疑它仍然可能只是把火藥綁在箭杆上用弓弩發射之後 用爆炸來殺傷敵人。 但若說是利用爆炸的殺傷，那麼如何能夠精確控制起爆的時間使得它肯定在落入敵陣之後爆炸而不半途在空中就爆炸了，難道還能有精確的定時器和起爆器觸發器？就只能靠儘量加長引信的長度，這樣多試驗幾次應該也還是能夠湊合着用。 好吧，定時起爆的問題解決了，但射擊準確度如何保證？這個簡陋的玩意我相信玩過“衝天炮”一類玩具的人都能夠體會到其精準度可能遠遠還不如用弓弩發射的準確度，因為當時質量低劣的火藥和那種簡陋的噴射裝置根本無法精確控制火藥在空中噴射產生的推力方向。 看看德國在二戰中使用的V2飛彈，這應該是第一種在實戰中得到應用的現代火箭，它已經具有了現代火箭的絕大部分技術特徵：慣性導航系統（好像又稱 陀螺雙重控制系統），渦輪泵，根據空氣動力學設計的流線型外形，可控制飛行方向的舵片等等。可即使是這麼高科技含量的東西（在當時），其準確性也差勁得 很，發射了4300枚也只造成了兩千多人死亡，遠遠不如傳統大炮的殺傷力。 好吧，考慮到V2火箭的射程達三百多公里，上文的中國古代“火箭”射程只有幾百步，也許這個命中率的問題也可以彌補，但是可以看出，這種簡潔的構 造已經是當時能夠達到的技術最高峰了，不管從理論上來說還是實踐上來說。但古書上卻又畫蛇添足地羅列了更多奇形怪狀荒誕不經的“火箭”造型出來，這就自相 矛盾了，因為兩者之間按照空氣動力學原理來說必有一者是無法應用的。 比如說上文那個“飛空擊賊震天雷”，以及另一種“火龍出水”。我第一次看見這玩意的時候就感到純粹是鬼扯，它名叫“火龍出水”，它還真就是把一個 大竹筒做成龍的形狀，兩頭加上一個碩大的木雕刻的龍頭龍尾（不合空氣動力學的非流線形造型），然後在竹筒下面斜向（！）綁上幾根帶火藥的“火箭”，竹筒里 面也裝上幾根“火箭”，據說在水面點火，然後那幾個綁在竹筒上的鷂式飛機發動機就噴火把竹筒帶動飛起來，然後還可以在水面上緊貼飛行二三里遠！如果綁在竹 筒上的“火箭”火藥用盡了，那麼它就會接着把裝在竹筒里的“火箭”引燃，然後竹筒里的“火箭”就自動脫離一級推進器（竹筒），向前發射命中敵船。 這個裝神弄鬼的東西被稱為是中國古代發明的“多級火箭”，是現代多級火箭的前身，他們還做成模型到處展覽，我不知道他們是把別人當成了弱智還是把自己當成了弱智。 現在科技這麼發達了，空氣動力學的研究搞得這麼精深了，我也沒見到過這樣把推進器全都斜向安裝在一面來推動發射的火箭，倒是鷂式飛機的發動機可以實現斜向推進，但那也是先垂直向下噴射升空了之後再轉換過來的。 還有那個虛張聲勢的“多管火箭炮”，其實不過就是把上文提到的“衝天炮火箭”放在架子上一次性地多個施放而已，還不是得一個個單獨點火（最多不過 把很多引信捆在一起點燃而已）。你想想你放一個衝天炮也是放，你在地上密密麻麻插上幾百個衝天炮一個個點火放也是放，就是數量多了點而已，密集了點而已， 聲勢大了點而已，實質上沒有什麼區別，這就成了多聯裝的多管火箭炮？ 其實，在世界史上，真正有確實記錄的大規模使用原始火箭作戰的是在18世紀印度反抗軍和英軍之間的戰爭中，印度軍隊裡面甚至還配置了專門的火箭射 手團，給英軍造成極大損傷。後來一個英國上校康格賴夫改進了這種火箭，射程能達近三公里，並用來裝備英國海陸軍。後來許多國家都裝備了火箭，還編成了專門 的火箭部隊。在近代許多戰爭如拿破崙戰爭，俄土戰爭和克里米亞戰爭都曾使用過火箭。1807年英軍曾發射火箭彈30000發燒毀了丹麥首都哥本哈根。 中國的“愛國人士”肯定會說：印度的火箭那是從中國傳過去的，因為火藥都是中國發明的嘛。但事情不是這樣的，記得以前我在寫《所謂四大發明的無稽之談》時就曾經提到過，學術界認為印度人也發明了黑火藥。還有的認為希伯來人和希臘人也發明了火藥。 據說一部公元前的印度法典記載：“各地方長官不得使用欺詐性器具，放毒武器或者任何類型的火器進行戰爭”，當然這只是個間接的證據。 但一位名叫Flavius PHilostratus（公元170—245）的希臘作者曾記載亞歷山大大帝遠征印度時受到火器攻擊的情況：“這些受諸神鍾愛的虔誠教徒往往從城牆後面 拋出暴風雨般的彈丸和陣陣霹靂，常把城下圍攻的敵人打得落花流水”“但當逼近印度人的城池要塞時，狂風暴雨和雷鳴閃電似的爆炸和彈丸卻自天而降。”（《槍 史》兵器工業出版社） 這至少證明了在古代印度人已經掌握了一種具有爆炸性的火器。也許人們會認為這些記載不一定可靠，但是如果古籍上提到的是諸如飛行之類大自然已有的 現象，則那可能是有對自然的臆想成分在內。但是爆炸是一個大自然沒有或者很罕見的現象，這必須要有人發明出了某種爆炸物之後人們才能有這種概念，所以可以 推知，印度人早已有這種概念就證明他們應該已經有類似的爆炸性火器。 其實，要發明出黑火藥也未必是什麼很難的事情，一位叫做Henry Wilkinson的作家考證說黑火藥是這樣發明出來的：“黑火藥的首次發現很可能是用木柴燒飯時覺察到的。原始的燒飯方法是把獵獲的鳥獸用泥包起來，加 上木柴燒烤。有些泥土裡充滿了硝。這種最古老的燒飯方法現在中國和印度不少地方還能看到。火熄滅後，木柴有一部分變成木炭。木炭和泥土中的硝偶然情況下摻 和在一起，這兩種東西恰好是組成黑火藥的最活潑的成分。如果在原來燒飯的地方點火可能呼隆一聲火光濃煙冒了好高，把人嚇一大跳。當然從這偶然的事件到人們 自覺地對黑火藥進行配方以及應用，又經歷了一個漫長的歷史時期。” 這說明組成黑火藥的成分到處都是，人們很容易在生活中逐漸認識到它的原理。 “在希臘火（Greek fire）中加入硝石和硫磺成份，可以製成炸藥，這在西羅馬帝國覆滅（公元476年）前就得到了應用。歷史學家Julius Africanus（公元180—250）曾經提到過黑火藥及其類似混合劑。黑火藥在公元668年圍攻君士坦丁堡時使用過。公元690年阿拉伯人和撒拉遜 人採用黑火藥攻打麥加的戰鬥遠近馳名。有些歷史學家曾斷言伊斯蘭教祖穆罕默德知道黑火藥的配方。Marcus Gracus在《論火炸藥》一書中記載有6份硝石及木炭與硫磺各2份的炸藥配方，此書作者的手稿現存放於巴黎國家圖書館，成書時間晚於公元846年。這個 配方與現仍在應用的黑火藥組成成份和比例非常接近。” “有關黑火藥在古代戰爭中應用事例現舉若干：公元904年撒拉遜人攻打馬其頓城塞薩尼卡（希臘北部）；公元1073年匈牙利國王薩洛蒙率兵圍攻貝 爾格拉德；1098年希臘人和比薩人進行海戰，前者的船頭上裝有火筒（fire-tubes）；1147年阿拉伯人使用火器（firearms）襲擊伊比 利亞人；1218年在法國南部圖盧茲戰鬥中曾經使用過火炮（artillery）等等。在馬德里附近埃斯里利亞古建築群的收藏品中，有一篇寫於1249年 的關於黑火藥的論文。由此推定論文的作者羅傑.培根（Roger Bacon，1214—1294。是英國古時一位科學家，哲學家，鍊金術士和方濟各會修道士）當時已經掌握了黑火藥的知識。”（《槍史》兵器工業出版社） 好了，東拉西扯地說了這麼多，其實，不管這個古代“火箭”到底是誰發明的，它都跟現代火箭完全是兩碼事。中國學者老是吹噓說什麼“現代火箭的原理是根據中國古代火箭而來”，其實，他們所謂的那個“原理”，不就是作用力與反作用力嗎？這用得着你來告訴大家嗎？ 那麼，如果要認真一點，說這個原理乃是指的“利用氣體的噴射產生的反作用力來推進運動”，那這也不是什麼中國的專利，因為古希臘人早就發現了這一原理：“ 在公元前第一世紀到公元三世紀之間某一不能肯定的時期內，有希羅（Hero）其人出現。他是一位數學家，物理學和發明家。他找到了一次方程和二次方程的代 數解法，並且制訂了許多測量面積和體積的公式。他指出，光的反射的路徑是最短的路徑。但是，他所以為後人所紀念，主要是因為他的機械發明，如虹吸器，測溫 器，空氣抽壓機和最早的蒸汽機。這種蒸汽機利用管口噴出的蒸汽的反撞力，使帶有噴氣管的臂在一個軸上旋轉，可以說是噴氣式飛機的前身。”（《科學 史》[英]丹皮爾.商務印書館） 現代火箭要能夠上天，關鍵的技術點肯定不在於這個誰都知道的作用力和反作用力的所謂“原理”，而是如何設計出符合空氣動力學的流線形外形和能夠平穩控制飛行的導航系統和飛行翼等。而這就是現代科學的事情了。 而現代火箭的第二個關鍵技術點是一般人通常不會想到的，那就是火箭所用的推進劑。因為那種古代“火箭”所用的固體推進劑（黑火藥）是根本無法用於現代火箭的，第一其能量密度很小，提供的推力遠遠不足；更重要的是其燃燒過程根本無法控制，故無法實現現代火箭的可控飛行。 “現代火箭的產生和發展是建立在大量的理論和試驗研究的基礎之上。由於液體燃料燃燒的理論和技術都比固體燃料簡單，內燃機的發明也啟發了科學家去進行液體火箭發動機的研究。所以，現代火箭是從液體火箭開始的。”（《化學工業發展簡史》科學技術文獻出版社） 看見沒有，現代火箭一開始就是從自己獨有的技術起點發展起來的，跟那種古代“火箭”根本無關。 俄國學者齊奧爾科夫斯基於1898年發表了第一篇火箭論文《用火箭推進飛行器探索宇宙》，“這篇論文第一次闡述了火箭飛行和火箭發動機的基本原 理，正確地指出了要作宇宙旅行必須用多級火箭，具體說明了液體火箭的構造，認為可以用液氧（直到現在中遠程導彈上都還在用）和煤油作推進劑，推導出計算火 箭飛行最大速度的公式。”（同上） 然後羅馬尼亞的奧伯特教授在德國與齊奧爾科夫斯基同時獨立地得出了相類似的研究結果：《飛向行星太空的火箭》(《Die Rakete zu den Planetenräumen》) “齊奧爾科夫斯基和奧伯特為宇宙航行奠定了理論基礎。”（同上） “美國物理學家戈達德是第一個實踐齊奧爾科夫斯基理論的人，他在大學攻讀物理學時，就設想用氫和液氧作火箭液體燃料。1920年1月，他發表了題 為《達到極限高度的方法》（《A Method Of Reaching Exreme Altitudes》）的論文，確認火箭可以在沒有空氣的宇宙中飛行。1926年3月16日，戈達德幾乎是獨自一人設計，製造的用液氧和汽油作推進劑的第 一枚液體火箭試飛成功。1929年，他又發射了一枚裝有氣壓計，溫度計和照相機的液體火箭。從1930年到1935年，他發射了多枚火箭，飛行高度達 2.5公里，速度超過音速。”（同上） 這幾個人，才是在理論，技術和實踐方面當之無愧的“火箭之父”。 至於火箭在軍事上的應用，則首推德國科學家馮布勞恩（也就是前面那個奧伯特的助手）為納粹製造成功的V2飛彈，這是第一種成功用於實戰的火箭甚至 導彈，射程達三百多公里，雖然命中率低了點。同時納粹德國還研製了一種A-10火箭，射程可達3000-4000公里，本準備用來攻擊美國本土的。 馮布勞恩在二戰後被美軍俘虜，應錢學森的要求，專門為他寫了一本報告《德國液態火箭研究與展望》，教會了他火箭知識。 後來馮布勞恩為美國研製了“紅石”，“丘比特”，“潘興”等多款導彈。其中“丘比特”C型火箭，是美國第一顆人造衛星發射成功的關鍵保障，他還成功主持了阿波羅登月，被世界稱為：阿姆斯特朗踩下的腳印也是馮·布勞恩博士的足跡。 至於錢學生，不要說他，就是他的老師馮卡門，都算不上是什麼“火箭之父”“導彈之父”。他的火箭知識是從被俘的馮布勞恩那裡學來的，他的空氣動力 學知識是從他老師馮卡門那裡學來的，自吹的“噴氣推進實驗室創始人”其實不過是在實驗室四個小組中擔任了一個組的小頭目。至於他回國後，用的圖紙是蘇聯人 留下的，製造的每一種具體型號的導彈都自有其總設計師。 錢學森相對於普通人來說，他算是“科學家”，但是相對於真正的科學家來說，他就什麼都不是了。比如說，前段時間獲得諾貝爾物理學獎的那個錢學森的 侄子，他就根本不承認錢學森算是“科學家”，而是很不屑地說他只是個“工程師”。這可是諾貝爾物理學獎獲得者，真正的科學家，兼錢學森的親戚的意見，應該 不算偏見。 如果把馮布勞恩比作關羽，則錢學森頂多算顏良文丑，失布勞恩如失一虎，失錢學森不過如失一鹿而已。 文章寫到最後，我突然想起了以前看過的一部韓國電影《神機箭》，講的是韓國人早在十五世紀就已經發明了神奇如喀秋莎似的多管火箭炮以及形似V2的 飛彈，並用此大破十萬明朝軍隊。呵呵，這還真是一物降一物，就在中國人忙着挖西方文明牆角的時候，韓國人卻也開始有樣學樣地在背後悄悄挖中國人的牆角了。 影片的最後還煞有介事地宣稱：據“考證”，早在XX年韓國就已經發明了XX云云，比歐洲又早了幾百幾百年（他們甚至根本就不屑於跟中國比，眼中毫無這個前 宗主國的地位）。我像看猴戲一樣看完了這部影片，又像看猴戲一樣看了後面中國“愛國網友”憤怒的評論，看到那些中國“愛國青年”對他們口中“高麗棒子”的 種種大罵：偽造歷史那，歪曲歷史那，篡改歷史了，意淫那，無恥那，狹隘民族主義那，種種種種，我覺得說得都對，唯一遺憾的就是：中國人從不想想他們對韓國 人的這些評論全都可以一字不改地轉用於他們自己身上。他們對別人的每一句謾罵，實際上都是扇向自己的一記記響亮的耳光。

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