贝尔特利-世界航天人物

时间:2023-09-25 12:29:01关键词:贝尔特,世界航天人物

贝尔特利-世界航天人物

贝尔特利于1881年11月8日诞生在巴黎。他的父亲是一位纺织机械制造商,他在童年时期对各种机械产生了浓厚兴趣,激发了自己的创造能力。在他13岁时,父亲买给他一台玩具火车。他自己设计了一套完整的电路,并动手把电池、灯泡、开关和电线装配起来,接通信号后玩具火车就可开动起来。贝尔特利从摆弄玩具中获得创造发明的知识和灵感。1898年他17岁时,在家里布置了一个实验室,研究无线电极,使用购置和自制的元器件,动手装配成许多简单的实验设备,培养了他的创造能力。

贝尔特利-世界航天人物

1902年,贝尔特利安装的一种敏感性很高的电子延时器获得了他的第一项发明专利。这一年他大学毕业,之后完全投入到丰富多彩的科学研究和技术发明活动中。他研究发明的领域涉及冶金、电子、磁学、液压、热力学等,一生获得了200多项发明专利,在诸多科学技术部门做出了令人赞叹的成绩。

后来,贝尔特利把兴趣转到航空学领域。1904年5月,他仿制了莱特兄弟的滑翔机,但由于没有理解莱特滑翔机的机翼翘曲技术,试验时并不理想。经过仔细琢磨,他认为莱特滑翔机以固有不稳定性和采用机翼翼尖翘曲方式达到稳定和操纵目的的方法不仅危险,而且也不能取得良好的效果。于是他在同年10月改进并制造了他的第二架滑翔机,最引人注目的特点是首次为滑翔机加装了副翼。他用这架滑翔机进行了大量试验,包括在汽车上进行飞机部件试验、翼型试验、滑翔牵引试验以及飞行试验。1905年1月,贝尔特利对这架滑翔机的试验结果在法国航空俱乐部作了一次讲演,赢得普遍好评,使许多航空爱好者受到教益。后来设计的飞机上安装副翼都可以追溯到他的首创成果。

贝尔特利的航空研究取得许多突出成就,如研制了一种性能优异的气冷式航空发动机,其独特设计思想为后来的许多发动机设计师所采用;设计了技术上颇具特色的动力飞机,它有单翼结构布局、封闭式座舱、复式操纵系统、单杆全向操纵柄、副翼结构等创新设计。1909年,贝尔特利驾驶自己设计的BEP-2比斯飞机进行了一次出色的飞行,航程达到8千米。此后,他转到航天学研究领域。

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1912年2月和11月,贝尔特利就研究航天学的初步成果,分别在彼得堡和巴黎物理学会发表演讲,后来写成《关于无限减轻发动机重量的可能性结果的思考》论文。他在演讲和论文中提到:“无数权威人士认为,人从一个行星到另一个行星的旅行完全是一种幻想。他们没有经过认真思考和研究就认为这种幻想是不可能实现的,因此几乎没有人试图研究实现这种幻想的物理学条件。星际间没有空气,因此飞机不能在星际间飞行,但现有的科学知识告诉我们,有一种发动机不需要空气支持它的飞行,这种发动机就是火箭。”他是最早指出利用火箭实现星际航行的理论开拓者之一。这篇论文被认为是航天理论的开山之作,有着奠基性的意义。

贝尔特利在这篇论文中定性地描述了火箭的工作和飞行原理。他写道:“常有人认为,火箭是通过喷气作用于空气使之产生反作用而产生推力的。这种思想的前半段是正确的,而后半段是错误的。火箭在真空中能够像在空气中一样正常工作,甚至工作得更好。举一个简单的例子,把机枪装在汽车上,每开一枪,汽车和机枪组成的系统都要向后移动。按照已经建立起来的力学原理,子弹的动量和汽车、机枪的动量大小相等,方向相反。火箭也基于动量守恒原理,其中喷射气体类似子弹,只不过它是连续的。”他根据动量守恒定律和能量守恒定律还推导出了火箭在真空中运动的方程式,求出火箭逃逸地球的速度为11.28千米每秒。在此基础上,贝尔特利又研究了月球火箭,并正确地提出了从地面发射月球火箭到登陆月球的三个阶段,还分别计算出了每个飞行阶段所需要的时间,以及发动机及燃料的质量、发动机的效率和功率。总之,在当时的条件下,贝尔特利对月球火箭论述之深刻,计算之精确,是非常了不起的。他还进一步研究了火星和金星火箭,计算了火箭的飞行速度和飞行时间,并以高能的镭作燃料。他指出:“我们现在考虑的火箭飞行速度是十分惊人的,设想如果一枚1000千克的火箭装有400千克镭,那么这些镭足以使火箭到达金星并返回。这种高能工具足以载人去最近的行星旅行。”这一发射探测器去金星旅行的科学预言,今天已经变成了现实。

第一次世界大战后,贝尔特利继续由于战争中断多年的火箭理论研究和实验,并不遗余力地进行建立航天学的工作。他领导创建了法国宇航学会。1927年6月8日,他在学会上作了题为《星际航行的可能性》的报告,引起热烈反响。他在报告中首先对戈达德、奥伯特等人的开拓性贡献作了科学评价,然后论述了火箭的运动理论、外层空间的环境、火箭的发射、火箭的过载、宇宙飞船的设计、运载生物和人的条件、太空飞行的重要意义等问题,还讨论了火箭发动机各种燃料的性。能,展望了核发动机的前景。这几乎涉及到航天技术的各个重要领域,全面而系统地展示了贝尔特利的渊博学识和超群才华。

1930年,贝尔特利将自己的研究成果进行总结,写成《航天学》一书,系统论述了火箭发动机、宇宙飞船和太空飞行的各个方面的问题。这部专著被誉为航天百科全书,对航天学的建立和发展产生了深远影响。后来苏联一位成就卓著的航天专家斯特恩费尔德,在世界上第一颗人造卫星发射成功后写的一封信中称:“罗伯特·埃斯诺·贝尔特利的著作产生了重大的影响,苏联科学家在自己的工作中,应用了他的航天理论。”

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贝尔特利曾计算利用火箭发射几吨重炸药到几百千米甚至几千千米地方的可能性,并早就预见到,未来的大型火箭可能发展成大规模杀伤性武器。1928年5月20日,他起草了一份关于火箭武器的秘密报告,指出以现有的技术水平,完全可能制造成功喷气速度在2.6千米每秒、射程在2260千米以上的火箭武器。他还特别分析了射程为600千米的火箭。1932年,他主持设计制造了一台发动机,并建造了一座小型试验台,到1936年使发动机的推力达到2.94千牛,工作时间达到60秒,喷气速度为2400千米每秒。这就意味着这台发动机可以把质量为100千克的火箭发射到100千米的高度。后来他又设计试验了燃烧室和喷管的冷却方法,提出可采用先进的可摆动喷管方案。尽管限于当时的条件,贝尔特利没有研制出实用的火箭,但他的火箭设计思想和理论都为后来的火箭设计师所应用,成为指导火箭技术发展的准则。

这位宇航先驱不仅在航空航天领域有重大建树,而且在其他众多的科学技术门类也都有过涉猎并作出重要贡献。第二次世界大战后,贝尔特利在瑞士退休,晚年生活并不顺意,但他却有幸看到了第一颗人造卫星发射成功。1957年12月6日,贝尔特利在巴黎病逝。他为后人留下了航天学发展的宝贵财富。