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達文西的飛行夢 -《知識大圖解》

沒有幾個人能名符其實地使用「領先時代之人」這個目前已經遭到濫用的稱號,但達文西(Leonardo da Vinci)絕對具備這樣的資格。他的心思似乎完全屬於另一個時代,研發出各式各樣劃時代的發明,許多概念都洞燭機先,或是成為現代相同發明物的基礎。在他超越時空的傑作中,也許最重要的一項是他極富遠見的飛行器撲翼機(ornithopter)。

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在花了很多時間觀察和研究鳥類的飛行後,他發現鳥類在起飛和飛行中,會採用不同的拍翅方式,他便試圖模仿鳥類的翅膀來建造撲翼機。達文西的飛行器跟今日滑翔翼有許多相似之處,需要一位飛行員以手腳來操作滑輪組、槓桿和踏板的系統,以模擬飛行。手搖柄的設計能夠增加機身所乘載的能量,而機翼則是用來拍打,就像鳥的翅膀一樣。

儘管在史書上看起來煞有介事,但達文西終其一生並沒有讓他的撲翼機飛上天空。雖然飛行器原理很可能讓飛行得以運作,但在起飛時卻碰上難以逾越的障礙,因為當時不知道如何產生能讓飛行器真正離開地面的足夠動力。

達文西的飛行器

達文西並沒有將他的飛行大夢侷限在撲翼機的研發上。早在四百多年前,他的一項設計就預示了類似現代直升機的發明。這項設計稱為「空中螺旋器」(aerial screw),其葉片如螺絲起子般環繞機身,用以壓縮空氣輔助起飛 —— 這項原理和現代的直升機相同。雖然在理論上可行,但現代科學家認為,它的機身過重無法起飛,因此只能停留在書上的草圖中。

據信,達文西也是今日降落傘的早期設計者。由於其形狀為三角形,而且裝有木製框架,讓許多人懷疑其實際效果。但在西元2000年,根據相同的設計草圖打造出原型機,並且進行了測試,結果證明它能夠完美運作。

 

本文節錄自《How It Works知識大圖解國際中文版》第08期(2015年5月號)

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