作者：读书堂
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中华学生百科全书——宇宙探秘试读：
飞向太空
飞上蓝天，遨游太空，是人类千百年来的梦想与企望。蓝天、白云、繁星、皓月，自古以来，多少人为之心驰神往、梦绕魂牵，想象有朝一日，能够“上穷碧落”“蟾宫折桂”。
宇宙之大，大至无限；宇宙空间之无限，决定着人类对宇宙的认识、斗争和利用，必然也是无限的，不会永远停留在一个水平上。
伴随着人类认识自然、改造自然的活动不断深入，特别是近现代科学技术的飞速发展，人类已经初步掌握了打开宇宙空间神秘之门的金钥匙。从蒙格尔费兄弟的热气球首次载人升空到莱特兄弟发明的第一架飞机；从火箭上天到前苏联发射第一颗人造地球卫星；从“阿波罗”号宇宙飞船登上月球到“哥伦比亚”号航天飞机试飞成功……航空、航天事业飞速地发展着，并且随着科学技术的进步，必将发生更大的变化。
浩渺的太空无限深邃，永远放射出诱人的光芒，吸引人们对它一步一步地进行探索。
无限的宇宙空间
古时候，人们缺乏宇宙的科学知识，对大地是一个球体没有认识，他们习惯地把自己居住的地表称为地，相对于地表的空间称为天。有人把天地形成的原因解释为：混沌初开的时候，轻气上升成为天，浊气下降成为地。并认为天是圆的如斗笠，地是方的如棋盘，这就是古代有名的天圆地方说。
唐代大诗人李白说：“天地者，万物之逆旅；光阴者，百代之过客。”李白把天地比作万物栖身的旅舍，把时间比作匆匆来往的过客，他引出了时间的概念，并把时间和空间巧妙地结合起来，成为一个完整的概念，这就是今天我们所说的宇宙。宇是空间，宙是时间，茫茫宇宙曾引起古人无限的遐想，从而产生了许多美丽的神话传说。比如，盘古开天辟地、女娲炼石补天、银河隔断牛郎和织女等。这些美丽动人的传说，反映了古人对宇宙的认识。
千百年来，人们不断地探索，终于揭开了所谓“天地”之谜，宇宙正被人们逐步认识。宇宙是广阔无垠的。其中，银河系只不过是宇宙里众多星系中的一个，而银河系本身是由大约1000亿个太阳系这样的恒星系组成的，其形状有如运动员投掷的铁饼，中间厚而四周薄，这说明群星密布在银河系的中央，我们在地球上看到的银河，就像一个铁饼的投影。那么这个铁饼究竟有多大呢？它的直径是10万光年，就是说，以光的速度每秒30万公里也要走10万年！这个路程是多么遥远。这样看来，我们居住的地球，在宇宙这个大海洋中不过是“沧海一粟”了。可是，在这个“沧海一粟”的小小星球上生活的人类，却凭他们的智慧和能力，创制了许多大型超级望远镜，通过这些望远镜，能看到离我们几十万甚至上百万光年的星系。这正好说明，宇宙虽然是无限的，人类的认识能力却是无限的。
我国古代的飞行尝试
人力飞行遨游太空是人类的愿望。人类飞行最早受到动物，特别是鸟类飞行的启发。飞行的最初尝试是单纯模仿鸟飞的飞人试验。
我国西汉王莽时代，有人用羽毛（鸟羽）做成两只大翅膀装在身上，并在头和身上粘满羽毛，模仿鸟飞行，飞行了数百步才落地。
这是人类最早的飞行尝试。
到了东汉时期，我国科学家张衡制造出一种木鸟，身上有翅膀，腹中有器件，能飞数里。这就是历史上记载的木鸟飞天的故事。
孔明灯相传五代时，莘七娘随丈夫进入四川作战，他们用竹和纸做成方形的灯笼，底盘上点燃松树脂（松香油），当热气充满灯笼时，这灯笼会扶摇直上，晚上高挂在空中，作为军中联络信号。这种松脂灯，称之为孔明灯，以纪念三国时期蜀国的政治家和军事家孔明（诸葛亮）。
孔明灯流传于中国许多省份，但形状各异，大多数为球形或圆柱形，灯中燃烧的燃料除松脂外，还有用一般的油和木柴等。名称也五花八门，如云灯、云球、飞灯、天灯或宫粉（云南西双版纳的名称）等。
孔明灯就是一种原始的热气球。可见，我国古代热气球已广为流传。
原始火箭在古希腊，有代达罗斯父子向太阳飞行的神话。在我国，有嫦娥奔月的传说。到18世纪初，我国已有“顺风飞车，日行万里”的说法，还画出了飞车腾云驾雾的想象图。后来，关于飞人、飞木鸟的故事就更多了。可见，航天已经是人类几千年孜孜以求的愿望。
现代火箭的诞生，使千百年来人类遨游太空的理想终于实现了。火箭是现代先进科学技术的一大标志，但是，火箭在历史上又是十分古老的。
火箭是中国发明的，在11世纪左右，我国人民已制造了火箭。当然这是一种原始火箭。它用纸糊成一个筒，把火药装在筒内（实际上就是固体火箭发动机），然后把这个药筒绑在箭杆上。药筒前头封闭，后头开口（即喷管）。火药燃烧时从后口喷出大量气体，利用反作用力推动火箭前进。这种原始火箭，实际上是现代火箭的雏形。
火箭利用反作用力推动前进。在自然界，利用反作用推动原理为自己前进提供动力的动物有许多，如鲍鱼就用向后喷水的方法使自己快速前进，乌贼鱼是用向后喷汁的手段使自己前进的。
我国古代劳动人民不但发明了火箭，而且将火箭用于军事，如用火箭攻击敌营等。据古书记载，1126年，宋、金的开封府之战，宋将就用火箭抗击金兵。
火龙山水现代多级火箭的思想是俄国的齐奥尔科夫斯基在20世纪初才提出的，而我国早在1621年的《武备志》著作中就已经记有名为“火龙出水”的初始两级火箭。“火龙出水”是一种最早的两级火箭，它由约1.6米长的毛竹制成，前边装有一个木制的龙头，后边装有一个木制的龙尾。龙身下边一前一后装两枚大火箭，而肚子内又另装几枚火箭，并把肚子内几枚火箭的引火线总联到龙身下面两枚大火箭的底部。
茅元仪的《武备志》中说，“水战，可离水三四尺燃火，即飞水面二三里去远。如火龙出于江面。筒药将完，腹内火箭飞出，人船俱焚”。也就是说，火龙出水发射时，离开水面约1～1.3米，由龙肚子底下的两枚大火箭提供推力，把它送到1～1.5公里路之外。大火箭烧完时，引燃龙肚子内的所有火箭，由它们去攻击目标，烧伤敌人，烧毁船只。
这种两级串联式火箭，其原理与我国“长征”3号串联式运载火箭相似。我国“长征”3号三级火箭，就是采用一级燃烧完，点燃二级；二级燃烧完，点燃三级，从而把通信卫星送上太空的。
万户登天在月球背面，有一个“万户”火山口。人们为什么把它起名为“万户”呢？这是有原因的。
谁都知道世界上第一个航天员是前苏联的加加林。1961年4月，加加林由“东方”号运载火箭送上太空而轰动了全球。可是，你是否知道，最早进行这类尝试的却是中国明朝的一位学者万户。
中国是最早发明和使用火箭的国家，这是举世公认的事实。1500年前后，万户提出了乘火箭遨游太空的设想，这个设想的时间比前苏联的“火箭始祖”齐奥尔科夫斯基早了300多年。
万户的设想是这样的：在一把椅子后面绑上47枚当时最大的火箭，人坐在椅子上，双手拿着大风筝。利用火箭的推力把人送上天再巧妙地拿着风筝返回地面。万户不仅这样想了，而且这样做了。那是一个晴朗的早晨，万户把椅子架起来，把47枚火箭捆在椅子后面。他自己高兴地坐在椅子上，让助手同时点燃这47枚火箭。霎时，火箭被点燃了，可惜，一声巨响，火箭爆炸了，只见硝烟弥漫，碎片纷飞，再也找不到万户本人了，他为人类航天事业献出了生命，他是宇航的先驱。
世界科学家们为纪念我国万户献身航天事业的伟大创举，就将月球背面的一个火山口命名为“万户”火山口。
飞行先锋
——热气球无论是万里无垠的蓝天，还是群星璀璨的夜空，都令人产生无限遐想与渴望。千百年来，人类一直不断地探索与尝试，梦想着能够像飞鸟一样在蓝天白云间自由翱翔。
1783年6月5日，法国的约瑟夫和艾田·蒙格尔费兄弟成功地进行了热气球的飞行表演。该气球是一个直径为10米的布气球，上升至1800多米的高空，10分钟后降落。此后，法国学术协会邀请蒙格尔费兄弟到首都巴黎进行表演。
这一年的9月19日，巴黎富丽庄严的凡尔赛宫前宽阔的广场上，高高耸立着两根木柱，上面系挂着一个用金色的纸和麻布制成的漂亮的大球，它高17米，形状像一个倒挂的大梨。热气球的发明人蒙格尔费兄弟不断地往灶里添加羊毛和稻草，灶中喷出的股股热浪和浓烟，使大彩球一点儿一点儿地膨胀起来。广场上人群涌动，热闹非凡，连法国国王路易十六世和王后也率领满朝文武到场观赏气球升空表演。有史以来首次升空的第一批乘客是一只山羊、一只公鸡和一只鸭子，它们被放进热气球下面的吊篮中。不一会儿，美丽的大彩球充满了热气徐徐地升起来，三位乘客也随之飞到450米的高空。飘呀飘呀，8分钟后，气球和吊篮降落在3公里以外的森林里。山羊跳出吊篮，贪婪地吃起绿草；鸭子若无其事地踱着方步，怡然自得；只有可怜的公鸡在气球着陆时被压伤了胸膛，奄奄一息。
成功的飞行极大地鼓舞了人们。年轻而勇敢的罗泽尔和德尔朗达决定乘坐热气球，承担首次载人空中飞行的重任。
1783年11月21日，睛空万里，阳光明媚，好奇的人们聚集在米也特堡观赏历史上前无古人的载人气球飞行表演。
新设计的热气球是一个很耀眼的蓝色和金色相间的大球，上面印有十二宫图和其它图案，它直径为15米，全高为23米，底部安装有载人的围圈。蒙格尔费兄弟紧张而兴奋地往灶里添加着羊毛和稻草。数分钟后，充满浓烟和热气的巨型气球挣脱了系留索，载着两位航空飞行的勇士在欢呼声中冉冉升起。人群变得越来越小了，罗泽尔和德尔朗达从容镇定，向欢乐的人群频频挥手致意。气球升到900米的高空，飞过塞纳河，25分钟后，在9公里外的蒙马尔特安全降落，从而完成了历史上首次热气球载人飞行的创举，开辟了人类航空的新时代。
从此以后，人们不断乘坐热气球进行飞行尝试。1784年6月，巴黎妇女姬泊夫人和弗伦特先生在法国里昂乘坐热气球升空，她光荣地成为历史上第一位女飞行员。
飞行器的进步
——氢气球和飞艇氢气是一种无色无味的气体，它的密度最小，仅为空气的1/14.5。根据氢气的这种特点，科学家们设想把这种最轻的气体充入容器中制成气球，浮上高空。
1783年8月27日，在法国巴黎，查理教授用浸涂橡胶的丝织品首次制成了氢气球，升入高空。氢气球飘飞了约24公里后降落。由于氢气球散发出一股股浓烈的硫磺气味，所以当地的居民认为是恶魔。人们在天主教司祭的怂恿下，开枪打漏了气球，并把它绑在马尾巴后面，拖成了碎片。
然而，在1783年12月1日，查理和他的助手罗别尔终于乘坐他们研制的氢气球顺利升入天空，以无可置疑的成功证明了胜利永远是属于科学的。他们共飞行了2个多小时，行程约40公里，达到650米的高度。当天，查理还独自乘坐氢气球进行了飞行，并达到2000米的高度，从而开创了人类历史上飞行高度的纪录。查理的氢气球的一些设计细节一直沿用到现代气球上。
此后，人们对气球渐渐狂热起来，除氢气球外，又出现了氦气球。气球的用途也越来越广泛，可用于气象研究、跳伞训练、投掷宣传品以及拦阻敌机等各个方面。现代气球已发展成为一种进行高空探测的重要工具，如银河外星系的γ射线、银河系中的反物质等都是首先靠气球获得的。
早在1873年，人类便开始了乘坐气球飞越大西洋的尝试，只是那个从纽约起飞的气球，飞离海岸不远便失败了。此后的100多年间，人们不断进行探索，试图开通这条航线，但一次次努力均告失败，留下的只是一个又一个悲壮的记录。
经过许许多多的挫折和失败，终于在1978年8月17日，“飞鹰”2号气球载着3名美国飞行家本·阿布鲁佐、马克西·安德森、拉里·纽曼，经历了6天6夜的飞行，从美国的缅因州海岸出发，飞越大西洋，降落在法国巴黎西北100公里的小镇米塞雷，完成了横渡大西洋的壮举，实现了100多年来飞行家们的梦想，同时创造了载人气球飞行距离最远和留空时间最长两项世界纪录。
1783年，人类利用热气球和氢气球首次实现了升空飞行。但使用气球在空中飞行，只能随风飘荡，无法控制它的航向，人们开始尝试在气球上安装推进装置。由于当时还没有发明发动机，所以只能依靠人力，于是出现了早期的人力飞艇。
1784年，法国的罗伯特兄弟制造了一艘人力飞艇。这艘飞艇长15.6米，最大直径9.6米，气囊容积940立方米，在充满氢气后可产生9800多牛顿的升力。由于制造者认为飞艇在空气中飞行也许和鱼儿在水中游泳差不多，因此把它制成鱼形。前进的动力则是靠人力划桨。划气桨是用绸子绷在直径近2米的框上制成的。1784年7月6日，飞艇进行了首次试飞，由7个人划桨，在空中近7个小时，沿着不同方向徐徐移动了几公里，进行了初步的尝试。
在以后的几十年里，人们不断地提出新的设计方案，陆续进行试验，但全部都是以人力为动力。直到18世纪末蒸汽机、内燃机相继出现，才真正实现了飞艇的动力飞行。
第一架飞机的问世
1903年，威尔伯·莱特和奥维尔·莱特兄弟发明了第一架以内燃机为动力的可操纵的有人驾驶飞机。
莱特兄弟是自行车技师，在美国俄亥俄州德顿城开了一个自行车小作坊。他们没有上过大学，只有中学文化程度。他们的外祖父和母亲都是技术很高的手艺人，因此他们从小受过很好的制造手艺的教育。
莱特兄弟少年时代就对飞机很感兴趣。小时候，父亲送给他一个用橡皮筋作动力可飞行的小玩具，他们照这个玩具仿制了几个都能飞起来，们在制造一个尺寸大得多的玩具时，却失败了。成年以后，他们从报纸、杂志上看到德国人奥托·李林塔尔从小山顶往下做滑翔飞行试验和几个月后滑翔时摔死的消息，少年时代对飞行的兴趣又萌发出来。于是，他们开始搜集有关飞行的书籍，不断思考着：既然鸟能不费力地用两个翅膀在空中翱翔，那么人为什么不能用同样的手段在空中飞行？
1895年5月30日，威尔伯·莱特写信给斯密森学会，询问有关飞行方面的书籍，几天后收到了由学会副理事长R.腊斯本签署的回信和一些航空书籍。通过仔细阅读他们找到的各种书籍，如法国人马雷著的《动物机理》、德国飞行家李林塔尔著的《飞行器的进步》等，他们不仅掌握了一定的航空知识，而且了解了前人飞行的经验和教训。
1901年9月，莱特兄弟搞了一个小型风洞，在里面做了多项测量工作。他们通过风洞出来的气流吹到薄板上产生压力，从而得到表面升力的精确数据，同时，他们还设计和制造了另一种测量升力和阻力比例的设备，用这两种设备对升力及升力和阻力的比例做了上千次的测量。
1902年，莱特兄弟设计出较大的带动力装置的新飞机。
为了给新飞机弄到一台发动机，他们写信给几家最有名的汽车制造商，但是没有得到满意的答复。于是他们开始自己设计。在自行车技师泰勒的帮助下，他们花了6个星期的时间制造出一台12马力、重77公斤的活塞式发动机，链式传动，带动两叶螺旋桨。
1903年12月17日，莱特1号飞机开始试飞。这架飞机长6.5米，翼展12.3米，全架飞机重280公斤。第一次飞行由奥维尔·莱特驾驶，飞行距离为36米，留空时间为12秒钟。在第4次飞行中，威尔伯·莱特驾驶飞机在59秒钟内飞行了260米，这是后来得到世界公认的第一次自由飞行的记录。
此后，莱特兄弟又不断对飞机进行改进和研究，并多次到世界各地进行飞行表演。后来，莱特兄弟被誉为航空奠基人。
现代飞机的大家族
多才多艺的水上飞机亨利·费勃1882年生于法国的一个船舶世家，从小他就目睹了风暴、海啸的凶猛以及在海洋中航行的艰辛，因此自飞机发明以后，他便立志制造一种能在水上起飞降落的飞机，以防备海上航行时遭遇不测。1910年3月28日上午，在法国南部最大的商港马赛港附近，亨利·费勃驾驶着自己设计制造的飞机，从海上起飞，以每小时60公里的速度飞行了500米，并安全降落。下午，他又做了公开飞行表演，飞行距离6000米。第一架水上飞机从此诞生了。亨利·费勃被人们誉为水上飞机之父。
我国旅美华侨谭根在1910年也设计制造出水上飞机，并在当年举行的万国飞机制造大会上参加比赛，获得水上飞机比赛第一名。
早期人们对水上飞机十分重视。1913年，在地中海沿岸的摩纳哥公园举行了第一次水上飞机的国际比赛，规定飞机绕一定的回路飞行。在比赛中，法国驾驶员姆·普雷伏斯特创造了每小时204公里的直线飞行速度纪录。
此后，水上飞机不断发展。30年代初投入使用的德国“多尼DO—10”水上飞机，用12台美国冠蒂斯发动机作动力，总功率7800马力。螺旋桨前后排列，前拉后推，起飞重量达56吨。机内设备豪华舒适，首次飞行运载169名旅客，环绕地球一周，在航空史上写下了壮丽的一页。
现在，随着陆上飞机性能的不断完善，以及直升机和航空母舰的发展，水上飞机在航空事业中的作用远不及20年代了。但是，由于它具有水上起落的特点，因此仍具实用价值。目前，世界上许多国家仍在发展水上飞机。
快如闪电的火箭飞机世界上的飞机，根据它们所选用动力装置的不同，可以分为活塞螺旋桨飞机、涡轮螺旋桨飞机、涡轮喷气飞机。涡轮风扇飞机、冲压式喷气飞机和火箭飞机等。火箭飞机是用火箭发动机提供动力的有翼飞行器。它的特点是速度快、飞得高，因此主要应用于航空和宇航事业进行的研究试验中。
世界上第一架以火箭为动力的飞机是德国海因克尔公司的HE—178，它的设计师就是后来成为美国“火箭之父”的但当时还不出名的工程师冯·布劳恩。HE—178火箭飞机于1939年6月20日首次试飞，该飞机装有一台推力为5880多牛顿的HWK—RI—203火箭发动机，用过氧化氢和甲醇作推进剂。在同年7月3日的一次试飞时，速度达每小时850公里，可算是当时的最高纪录。但由于飞行持续时间太短、不久又爆发了第二次世界大战，因此中断了研制工作。
两年后，德国的梅塞施米特公司设计制造出世界上第一架能作战使用的ME—163火箭飞机。ME—163机体很小，翼展10米，机长7米，无尾翼。后掠机翼采用了普通的翼型，但厚度与翼弦比很大，目的是为了把燃烧箱装在机翼里。在1941年10月2日的试飞中，ME—163的速度达每小时1003.77公里，首次突破时速1000公里的大关。
灵活机动的直升机20世纪内燃机的问世，推动了工业革命的发展，也使直升机的研究，进入载人试飞阶段，并逐步获得成功。
1907年，法国人保罗·科尔尼制造了历史上最早飞行的直升机。这架直升机机身前后各装有一副飞轮式的旋翼，每副旋翼有两片桨叶，靠24马力的发动机驱动。11月13日，保罗的直升机首次飞离地面，在20秒的时间内，上升了约30厘米的高度。
早期的直升机在发展过程中，除遇到动力问题外，还有操作性和稳定性差的难题。在攻克这个技术难题上，西班牙人马科斯·佩斯克拉做出了巨大贡献。他早在1919年便开始从事共轴式直升机的研究。1923年，他在第3个型号上，安装了现代直升机必不可少的有铰桨叶、总矩操作和周期交矩操纵系统，初步解决了直升机稳定性的操作性问题，并实现了侧飞、自转下降和瞬间增矩着陆等具有重大实用价值的机动飞行。
1942年1月，在美国陆军航空队某基地，诞生了人类第一架具有实用价值的XR—4直升机。XR—4的原型是被誉为“近代直升机之父”的伊格尔·西科斯设计的VS—300，它于1940年5月13日首次自由飞行试飞成功，成为世界上第一架单旋翼实用型直升机。
这架外形奇特的新式飞行器，骨架是由10根钢管焊接而成，装有一台75马力的四缸气冷活塞式发动机，发动机主轴经齿轮箱减速同时带动直径8.5米的三叶旋翼和呈水平状态的可操纵的两叶尾桨。XR—4为英美政界要人们作了在6米见方的地面上垂直起降、悬停、前飞、侧飞、垂直上升到150米的高度、关机自转下滑、近地悬停等飞行表演。最令人拍手叫绝的是吊一网篮生鸡蛋着陆而无一破碎。至此，直升机首次向人们展示出它奇特的飞行特性和技术上的初步成功。
1982年8月1日，美国人罗斯·帕罗特和詹伊·高波恩驾驶贝尔206L“远程突击队”直升机从得克萨斯州出发，向西绕地球一周，9月30日返回原起飞点，完成了直升机的首次环球飞行。此后，澳大利亚人戴伊克、史密斯驾驶贝尔206B“喷气突击队员”直升机进行了单人环球飞行，从而再次证明了直升机进行远程飞行的可靠性。
应用广泛的旋翼机旋翼机是介于定翼机和直升机之间的一种飞行器。在历史上，旋翼机无论在技术方面还是在应用方面，都曾比直升机要成熟得多，应用也更广泛。
早在1923年1月9日，西班牙人拉·西瓦亲自驾驶改良后的C8L型旋翼机，载着一名乘客，从伦敦起飞，首次成功飞越英吉利海峡直抵巴黎。这一创举还独创性地采用了旋翼有动力预转起飞的方法，从而缩短了起飞滑跑距离。
此后，人们一直不断研制各种旋翼机。
VX—15是美国贝尔直升机公司根据军事部门、国家航空与宇航局的要求研制的旋翼机。这种飞机在机翼两端各装有一部可以转动的短舱，内部安装有三叶螺旋桨式发动机。当短舱垂直上升时，它能像直升机一样垂直起飞，然后在空中转动发动机短舱，使其对准飞行方向，此时，飞机像普通飞机一样平飞。VX—15的最大起飞重量为5.9吨，飞行高度达9000米。在5000米的高度上，速度可达每小时550公里。
这种旋翼机实际上是直升机与普通飞机相结合的产物，其飞行速度、高度和经济效益都大大超过了现代直升机。各国军事专家普遍对研制这种具有直升机和普通飞机双重功能的旋翼机尤为感兴趣。“空中自行车”——人力飞机在近代人力飞机的发展过程中，英国的克莱默奖起了很大的促进作用。
1960年1月，英国皇家航空学会宣布，微电池公司主席兼经理、工业家克莱默提供了一笔5000英镑的奖金，授予能实现8字飞行的人力飞机。条件规定人力飞行必须完全依靠人力从地面起飞，绕相距800米的两根立柱飞出一条8字形航线，飞行高度要超过3米。
1967年，仅英国就制造了十几架人力飞机，但没有一架能完成8字航线的飞行。克莱默在失望之际决定将奖金由5000英镑提高到10000英镑，并宣布此项奖金不再局限于本国。而是面向全世界。1973年，世界上的人力飞机超过30架，但仍没有人能够完成此项飞行。于是克莱默又将奖金提高到50000英镑。这样克莱默奖一举超过诺贝尔奖，成为航空史上金额最大的一笔奖金。面对克莱默奖的巨额诱惑和飞行难题的挑战，英、日、法、美等国积极进行研制工作，展开激烈竞争。
1961年11月，由英国骚桑普敦大学的学生们制造的第一架由人力从地面自行起飞的人力飞机试飞成功。这架人力飞机具有自行车式驱动的推进螺旋桨，翼展24.4米，重58公斤，最远飞行了600米的距离，离地约1.5米。
此后不久，英国霍克·西德利宇航公司的职工制造一架更精致的人力飞机——“海鸭号”，并在1962年创造了直线飞行908米的纪录。这个纪录一直保持了10年，直到1972年，才被英国空军研制小组的“木星”号人力飞机所打破。“木星”号人力飞机长9米，翼展24.38米，重66公斤。1972年6月，它创造了人力飞机直线飞行距离1070米的新纪录，留空时间为1分47秒。它的特点是把螺旋桨由机尾移至机身中部的桨架上，从而简化了传动机构，提高了螺旋桨的效率。
日本从60年代开始研究人力飞机，日本的大学生用3年时间制造了“红雀”号人力飞机。后来又在“木星”号的启发下，研制成功“白鹤”号人力飞机。“白鹤”号飞行距离多次超过500米，并完成了180°转弯。1976年11月，还创造了2093米的飞行成绩，成为克莱默奖的有力争夺者。
1976年，美国加利福尼亚州的航空工程师麦克里迪制造了一架奇特的人力飞机——“飘忽秃鹰”号。麦克里迪曾经是一名优秀的滑翔运动员，还是伞翼滑翔的爱好者，他在设计中打破了最流行的人力飞机的设计方案，而应用了伞翼滑翔的原理。“飘忽秃鹰”号翼展长30米，重32公斤，翼表面蒙着一块极薄的薄膜，大机翼下方有一个驾驶座，座前挡了一块流线型挡板。驾驶座下方是一对脚蹬，它用传动链条带动飞机后方的双叶螺旋桨。机身前方伸出一根细长的铝管，管的前端安装了一只鸭式前翼，用来操纵飞机的飞行。飞行员是24岁的运动员布鲁安·艾伦，他在短时间内可蹬出1.2马力。
1977年8月23日，“飘忽秃鹰”号人力飞机飞行了7分28秒，航程2173米，不仅作了直线飞行，而且顺利完成了8字航线的飞行，从起飞到着陆，飞越指定标志线时，离地距离超过了3米。麦克里迪因此获得了举世瞩目的克莱默奖。
在8字航线被征服之后，1978年，英国皇家航空学会宣布了新的克莱默奖，即以10万英镑奖给第一架飞越英吉利海峡的人力飞机。
消息传出后，人们议论纷纷，飞越英吉利海峡是人力飞机所能完成的吗？人力飞机的研究者们无不苦心钻研、跃跃欲试，展开激烈的角逐。
1979年6月12日，在英国南部小镇福克斯通的码头上停放着一架古怪的飞机，这就是麦克里迪设计的又一架人力飞机“飘忽信天翁”号。它有一对细长的机翼，没有尾翼。翼展长30米左右。机翼正下方的座舱中安装了两只小小的塑料轮子。飞机不带发动机，只有一套用塑料链条传动的脚踏机构，带动机翼后面的塑料螺旋桨。飞行时，飞行员的脚踏动力使螺旋桨旋转，产生升力。
飞行员艾伦整装待发了。他的目的地是海峡对岸的法国加来地区。这是历史上首次乘坐人力飞机飞越海峡的尝试。
5点51分，飞机顺利起飞。原计划“飘忽信天翁”号可以在2小时之内飞完全程，但是1小时15分钟之后，海上波涛汹涌，引起海峡上空空气的扰动，这给飞行带来很大困难，艾伦顶风前进，速度减慢下来。由于闷热和脱水，艾伦的腿部发生了痉挛，他已经精疲力竭了，但仍然坚持着。
8点40分，“飘忽信天翁”号终于顺利抵达了法国的格里内角海滩。
此次飞行历时2小时49分，航程37公里，不愧为当代航空史上的又一奇迹、人力飞机发展道路上的又一里程碑。设计师麦克里迪因经再次摘取了克莱默奖。
此后，麦克里迪和助手们把“飘忽信天翁”号修复一新，送往当时尚未闭幕的巴黎航空博览会上公开展出。
以后，实业家亨利·克莱默再次向英国皇家航空学会捐赠10万英镑。作为人力飞机的速度竞赛的奖金。这个速度竞赛被称为克莱默世界速度竞赛。竞赛要求人力飞机在3分钟内沿三角形航线飞行1500米。奖金中2万英镑奖给第一个完成这种飞行的人，以后每打破一次速度纪录奖给5000英镑，直到10万镑发完为止。
1983年9月25日和27日，在美国加利福尼亚州萨夫特机场上，一架名为“仿蝙蝠”的人力飞机以每小时41公里的平均速度两次飞完了一个1600米长的锐角三角形的航线，平均每次飞行时间为2分38秒。“仿蝙蝠”人力飞机是在麦克里迪指导下，用石墨、Kevlar、聚苯乙烯和聚酯树脂制造的，重36.3公斤，翼展长14.6米。它带有电储能系统，在飞行前10分钟，飞行员踏动脚蹬带动发电机给电池充电。电池是与带动变矩推进式螺旋桨的发动机接通的，这样电动机可帮助飞行员驱动螺旋桨。
这次飞行由麦克里迪的儿子完成，使麦克里迪再度获得了克莱默速度竞赛奖。
翩翩翱翔的太阳能飞机太阳能飞机是以太阳能为动力飞行的飞机。世界上第一架太阳能飞机是由美国航空工程师麦克里迪设计的。
麦克里迪设计了“飘忽企鹅”号人力飞机，在机翼上安装了16000块光电池。光电池又叫太阳能电池，它是一种夹有光敏层的硅片，可见光通过硅片时，光粒子与光敏层的化学物质作用，释放出电子，产生的电流经过导线传递给发动机，发动机带动螺旋桨转动，使飞机飞行。
1980年8月，“飘忽企鹅”号由女驾驶员珍尼丝·布朗操纵，飞行了3.2公里，飞行时间为14分32秒。在初次飞行中，飞行的高度仅为30米，虽然在这一高度上不能保证获得足够的阳光，但初次飞行的成功，足以证明了麦克里迪的设计思想是可行的。
随后，麦克里迪决定进一步改进他的太阳能飞机，他得到了著名的杜邦公司的支持。杜邦公司为他提供了一系列航空和宇航用的新型材料——工程塑料，以及经费、工程师和摄影组等。
1980年12月，新设计的“太阳挑战者”号太阳能飞机试飞成功。它的主翼和尾翼上装有16128块太阳能电池，飞机全长9.1米，翼展14.3米，机体重量仅为90公斤。在8小时的时间里，飞机飞行了370公里，高度达到4360米。即使在云彩遮住阳光的时候，飞机下降的速度也仅有30米/分，能确保飞行安全。“太阳挑战者”号太阳能飞机几乎是一架全塑飞机。首先，在机翼的主支撑结构，以及操纵、着陆装置等部位，使用了强度是钢铁5倍的聚芳族纤维，在整个机体的增强部位，也都使用了这种材料。其次，在机休和机翼的蒙皮上采用了聚脂薄膜。最后，在主翼的夹层结构中，还使用了聚芳纤维纸蜂窝。此外，用得较多的材料是具有优异耐气候性和不易变色的丙烯酸薄膜和氟塑料薄膜。正是由于采用了这些性能优异的工程塑料，“太阳挑战者”号才既牢固又轻便，成功地完成了飞行。
1981年春天，“太阳挑战者”号即将飞越英吉利海峡的飞行。飞行员是28岁的普达塞克，他既进行过滑翔机的飞行，又驾驶过喷气式飞机，经验十分丰富。1981年6月，太阳能飞机由一艘航空母舰运往法国。7月7日，晴空万里，太阳能飞机就要起程了。普达塞克依次接通5组太阳能电池，开始驾驶“太阳挑战者”号滑跑起飞，经过7次试飞，飞机终于离开地面，以大约每分钟70米的速度迅速上升，几分钟后达到600米的高度，然后昂首飞向英吉利海峡。
普达塞克稳稳地爬升，同时不断调整航向和转动可调螺旋桨，以便进入最佳飞行状态。突然，平静的空气中出现了一股紊流，“太阳挑战者”号剧烈地俯仰、扭摆起来，原来附近出现了两架飞机，上面满载着新闻记者和摄影师。虽然距离相当远，但那强烈的尾流足以令轻盈的“太阳挑战者”号面临灭顶之灾。幸亏法国空中交通管制部门及时解围，才把热心的采访者打发走了。
此后，普达塞克耐心地斜飞Z字航线，避开云朵，捕捉更多的阳光。不久，英国的多佛尔海滩终于映入眼帘，太阳能飞机飞临英国领空。在连续飞行5.5小时、行程260公里以后，“太阳挑战者”号终于安全降落在蒙斯顿皇家空军基地。
这次具有历史意义的飞行，标志着太阳能作为一种崭新的能源进入了人类航空领域。
飞向太空的运载工具
——火箭俄国双耳失聪的中学教师齐奥尔科夫斯基，对火箭理论的研究和发展做出了震古铄今的贡献。他首先敏锐地指出，巨大火箭的动力应当是液体火箭发动机。他设计了用液体火箭发动机作动力的飞行器草图，并设想用煤油和液氧作推进剂（燃料）。
1857年9月5日，齐奥尔科夫斯基诞生于俄国的一户贫寒农家。9岁那年，由于患了严重的猩红热病，双耳丧失了听力，无法继续上学。从此，他在母亲的指导下，学习功课。童年的不幸，使他整天呆在家里阅读书籍，再也无法与别的孩子一起玩，从而疏远了与他同龄孩子的联系。两年后，他母亲去世，这种不幸，使他变得更加孤独，同时也使他开始沉醉在书本的海洋中。
16岁那年，父亲把他送到莫斯科学习。他住在一位贫苦洗衣妇女家里，每天忘我地自学，不论是炎热的夏天，还是寒冷的冬天，他都到附近图书馆里埋头读书，甚至常常忘记饥饿和寒冷。他认识到，刻苦自学，是猎取科学知识的唯一道路。尽管生活上很艰辛，只能用一点黑面包充饥，但在莫斯科的3年里，他自学完微积分、解析几何、球面三角、高等数学、物理学、化学、天文学等许多科学知识，其中关于飞行问题像吸铁石一样吸引着他，使他脑子里充满了各种幻想。
3年半后，他回到家乡，当了中学教师。
后来，齐奥尔科夫斯基全力以赴地投身于火箭和宇宙航行问题的研究之中。他确信只有火箭才是实现宇宙航行的最理想的交通工具，并首先提出多级火箭理想速度的计算公式。这个公式就是著名的齐奥尔科夫斯基公式。它解决了火箭及其运动的一系列理论问题。1898年，他完成了第一部有关火箭原理研究的科学论著。这部著作为航天事业树立了一个里程碑，为火箭技术的发展奠定了基础。
1935年这位前苏联火箭之父的心脏停止了跳动。但前苏联人们沿着他的足迹，于1957年首先发射了世界上第一颗人造地球卫星。
世界上第一个制成液体火箭并投入试验的，是美国科学家戈达德。1926年3月16日，在罗斯维尔的荒郊，架起了一座两米多高的发射架，上面竖着一枚高约3.9米的火箭，戈达德要在这里进行划时代的试验。开始发射了，火箭下面喷出燃气，火箭直往上窜，可是只飞了12米高、56米远。这和现代的火箭相比，自然不可同日而语，但它毕竟是世界上第一枚发射成功的液体火箭。戈达德的贡献是把航天理论与火箭技术结合起来，使火箭进入实际的研制阶段。戈达德不断地改进他的火箭，最终使火箭有了相当可观的高度和速度。戈达德是制造液体火箭的创始人。刚开始发射的火箭，由于没有控制设备，火箭不能按预定的方向飞行，1932年，戈达德开始用高速旋转的陀螺来解决火箭的稳定性。陀螺能绕某一个支点自由旋转。最简单的陀螺就是民间玩具“地转子”或称“地牛”。当“地牛”在地面围绕自身轴线飞快转动时，你越使劲抽它，它就转得越欢，立得越稳；不使劲抽就转得慢，开始摇晃；如果不抽，“地牛”最终会倒地，这一特性就是旋转物体的定轴性。火箭装上这种陀螺就能扶摇直上了。
火箭上升到一定高度后，还要改变方向，这就需要操纵。为了解决这个问题，戈达德发明了燃气舵，它的功用有如飞机的方向舵，不过飞机的方向舵是靠外部气流的作用，使其偏转以改变飞机的航向，而燃气舵却是装在火箭发动机的内部靠近喷口的地方，它利用燃气流的作用使其偏转，从而达到改变火箭方向的目的。1932年，戈达德完成了陀螺和燃气舵控制火箭飞行的试验。1935年，戈达德制造的火箭的速度超过音速，射程达到70公里，他的成功就使30年代一大批火箭研制者受到鼓舞，德国的奥伯特就是其中一个。
奥伯特提出许多关于火箭构造和飞行的新观点，他的名著《通向航天之路》又激发了许多青少年对航天事业的兴趣，许多国家相继成立了火箭和航天爱好者的组织。1927年，德国创建了太空旅行协会，由奥伯特任会长，1928年，前苏联成立了反作用运动研究会，随后英美等国也相继成立了星际旅行的学会或协会，这些组织中的不少成员后来都成为各国研究第一代火箭的领导者或技术骨干。
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