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飞越大西洋的导航地图

2020-01-05 14:00

来源：澎湃新闻·澎湃号·政务

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本文内容摘自《中国测绘》2019年第12期

大西洋

地球上第二大洋，不包括属海的面积为8655.7万平方千米；位于欧洲、非洲与南、北美洲和南极洲之间，北接北冰洋，南接南冰洋，西南与太平洋为界，东南与印度洋为界。

大西洋英文名称Atlantic Ocean；阿特拉斯，希腊神话里的擎天神，属于提坦神族，因反抗宙斯失败，被降罪用双肩支撑苍天。传说大西洋是阿特拉斯居住的地方。此名称在1650年为荷兰地理学家伯思哈德·瓦寺尼（1622-1650年）所引用。

1595年出版的墨卡托世界地图集主页上的阿特拉斯神

古代对大西洋的有关知识，均载于托勒密的地图里。1440～1540年间，大西洋上的几乎全部岛屿以及大洋的陆界基本测绘清楚。我们现在还能看到不少当时的大西洋海图。

佛兰德地图学家墨卡托编制的世界地图集，1595年在杜伊斯堡出版，采用古希腊神话中半身半人阿特拉斯（Atlas）身负地球的形象装饰图集，并以这个巨人的名字命名。从此，阿特拉斯成为欧洲语言地图集的专名，沿用至今。

1919年，美国飞行员柯蒂斯驾驶的NC-4成为第一架横渡大西洋的飞机，尽管其间有两次降落至小岛及大海，在水面上滑行几百英里。同年后期，由阿尔科克与布朗（Alcock and Brown）驾驶的英国飞机由纽芬兰岛至爱尔兰岛横渡大西洋。

1927年，美国飞行员查尔斯·奥古斯都·林德伯格（C h a r l e s A u g u s t u s Lindbergh，又译林白，1902年2月4日－1974年8月26日），驾驶单引擎飞机圣路易斯精神号（Spirit of St.Louis.），从纽约罗斯福机场场横跨大西洋飞至巴黎勒布尔热机场，成为历史上首位成功完成单人不着陆飞行横跨大西洋的人。

林德伯格是瑞典移民的后代，生于美国密执安州底特律，在明尼苏达州小瀑布成长。他在1920年进入威斯康辛大学麦迪逊分校就读，但是后来于1922年2月停止机械工程的课程，开始参加了飞机师和机械师训练。1922年，林德伯格成为内布拉斯加州飞机公司飞行学校学生，1923年5月在乔治亚州阿梅里克斯进行第一次单人飞行。他在那里用500美元购买了第一次世界大战剩余的柯蒂斯“珍妮”双翼飞机（Curtiss J N-4），独自进行飞行。1924年3月19日，他开始随美国陆军航空队接受飞行员训练，1925年3月以第一名成绩毕业，成为一位航空军事预备队少尉飞行师，11月晋升为中尉。

1925年10月，林德伯格进入圣路易罗伯逊飞机公司（RAC），成为一名空邮飞行员，在圣路易斯和芝加哥之间飞行。

1919年，法国商人奥特洛在纽约宣称，愿意发起一项挑战，向第一位实现从纽约到巴黎的跨大西洋飞行提供2万5千美元的奖金（这在当时可不是一笔小数目）。1926年初，林德伯格得知奥特洛奖（Orteig Prize），他决定建造一架飞机进行跨大西洋飞行。

由于林德伯格的默默无闻，为历史性飞行的运营提供资金是一项挑战，但两名密苏里州圣路易斯商人最终获得了15000美元的银行贷款。林德伯格从他作为航空邮件飞行员的工资中贡献了2000美元（这笔钱到2017年值27280.45美元）自己的钱。最终，规模较小的圣地亚哥瑞恩飞机公司同意以10580美元的价格，设计和制造定制单翼飞机，并于2月25日正式签订了协议。

1927年2月中旬，林德伯格前往加利福尼亚州圣地亚哥，监督设计和建造了一架预备飞越大西洋的特殊的飞机，这架单座单引擎“Ryan NYP”高翼单翼飞机（CAB注册号：NX-211），由林德伯格和瑞恩的总工程师唐纳德·霍尔（Donald A.Hall）共同设计。为了向支持者们表示敬意，林德伯格将这架飞机命名为圣路易斯精神号（The Spirit of St.Louis）。

两个月后，经过一系列测试飞行，林德伯格于5月10日驾驶圣路易斯精神号从圣地亚哥起飞，他先去了圣路易斯，然后去了纽约长岛的罗斯福机场。

1927年5月20日，星期五，上午7点52分，25岁的林德伯格驾驶单引擎飞机圣路易斯精神号，从纽约罗斯福飞行场起飞，横跨大西洋前往法国巴黎，飞行距离3600英里。

林德伯格此次飞行，并不是第一次成功地跨大西洋飞行。在此之前，1919年5月，柯蒂斯驾驶NC-4飞机实现了这一目标。

然而，林德伯格的飞行，是第一次在美欧两个主要城市之间、独自一人地、不间断地跨大西洋飞行。

他的单翼飞机装载了450加仑（1,704升）燃料，这些燃料反复过滤，以避免燃油管堵塞。满载的飞机重达5,135磅（2,329千克），受到雨水浸湿的跑道泥泞的影响，起飞时速度非常缓慢，飞起来就像一只喝醉的海鸥，差点擦上跑道终端的树梢。

在接下来的33个半小时内，林德伯格和他的飞机面临许多挑战，其中包括在10000英尺（3000米）处掠过暴风云，以及在10英尺（3米）低的海面低空飞行。他在云雾中迷航了好几个小时，而林德伯格只是通过航位推算导航，他不太熟悉太阳和星星的航行，他拒绝了无线电导航设备的重量和不可靠。林德伯格曾出现过幻觉，疲困不堪，但他强迫自己把睡觉当作一件“小事”。

林德伯格很幸运，这一天大西洋上空的风相互抵消，赐给他零风漂移，从而在无边的海洋的长途飞行中，做到了从容、准确地导航。

5月21日，星期六，晚上10点22分，林德伯格终于降落在巴黎布尔歇机场（Le Bourget Aerodrome）。林德伯格的地图上没有标记机场，他只知道它位于城市东北七英里处；因为明亮的灯光向各个方向蔓延，他最初把它误认为是一些大型工业综合体，实际上，那是成千上万的观众车头灯光在“巴黎历史上最大的交通拥堵”中闪耀。估计有15万人冲进了机场，将林德伯格拖出了驾驶舱，并将他带到他们的头顶上“近半个小时”。

尽管有了法国飞行员、士兵和警察的帮助，林德伯格和飞机在安全到达附近机库之前，索取纪念物的人群还是对圣路易斯精神号造成了一些损害，尤其是机身上的精细的银色亚麻布。

林德伯格的飞行，由国家航空协会根据圣路易斯精神号中密封的气压计的读数进行了认证。林德伯格立刻成为世界著名的人物，更因此获奥特洛奖（Orteig Prize）。

林德伯格甚至在历史性飞行之中就获得了前所未有的崇拜。当时，宾夕法尼亚州一个五金商店老板19岁的儿子斯图尔特正在家休养，他用木头雕了一架“圣路易斯精神”号的模型，然后向父亲要了一大张海狸皮，在上面画了一张北大西洋地图。斯图尔特用蜡笔在左边画了纽约的伍尔沃斯大厦的轮廓，右边则是埃菲尔铁塔。他把这张海狸皮地图卷起来，形成地球的弧状，随后把飞机模型钉在上面，在五金商店的橱窗中展示他的作品，随着电台的追踪报道，在地图上一点一点地移动着飞机。

多年之后，斯图尔特回忆道：“我认为我并不比林德伯格睡得更多……林德伯格的问题是怎么让自己不睡着，我的问题是，周五的那个晚上，当他从纽芬兰跨越大西洋飞向爱尔兰的途中音讯全无时，我怎么让自己睡着。”这位斯图尔特，就是日后成为好莱坞著名影星的詹姆斯·斯图尔特（James Stewart），1999年，他被美国电影学会选为百年来最伟大的男演员第3名。第二次世界大战期间，斯图尔特到美国空军参战，担任和领导过不计其数的危险作战任务。他1959年被擢为空军预备役准将。他和友人集资创办“雷鸟”战时飞行学校（Thunderbird Field），在第二次世界大战期间，为美国、英国、加拿大、中国培育了超过200000名飞行员。

在这次飞越大西洋的著名飞行中，林德伯格依靠天文航海技术，以及几张地图，以航位推算法（Dead reckoning）来引导飞行方向。

美国地理学会(American Geographical Society)图书馆藏有林德伯格在具有历史意义的横跨大西洋飞行中所使用的四幅地图。

1927年2月，当加利福尼亚州圣地亚哥瑞安航空公司为林德伯格制造飞机圣路易斯精神号时，他开始忙于购买地图和规划航线。为了获得北大西洋的地图，林德伯格不得不飞往加利福尼亚州的圣佩德罗。

在林德伯格1953年所著的《圣路易斯精神号》一书中，林德伯格描述了在圣佩德罗的一家商店购买了许多地图，包括世界时区图表：“店员拿出两张椭圆形的地图。它们是墨卡托投影地图——是的，我很幸运——它们将内陆延伸得足够远，纽约和巴黎都在地图上。然后，就像走在路上捡到金子一样，我看到一个覆盖它们的大圆形航海图（gnomonic）投影在更远的地方咆哮，我找到了一个世界的时区图表，磁力变化图表，以及显示大西洋上四月、五月和六月季节风的地图。我把它们全都买下。”

林德伯格使用的地图，世界时区图（1927）

这幅世界时区图上的注解写道：“纽约至巴黎飞行航线规划用图，加利福尼亚州圣地亚哥，1927 C.A.L.”。

在书中，林德伯格没有提供他在圣佩德罗商店购买的地图的确切数量。然而，他似乎购买了“墨卡托投影”地图，并在图上绘制了他在100英里段内的预定路线。这张在飞行中使用的地图，现在保存于美国地理学会。美国地理学会图书馆书库中，还有一张在飞机上使用的大西洋东北方地图剪下的碎片和1922年北太平洋的大圆形航海图。由图书馆提供的这些地图虽然是由林德伯格注写，但没有导航数据。

在“世界时区图”上，林德伯格按照从纽约到巴黎的大圆航线，以500英里为航段规划航线，这也是飞行中实际采用的航线。地图上还说明了在东部飞行情况下损失的时间数为5小时。

林德伯格使用的地图，北大西洋：东北片[部分]

林德伯格所使用的四幅地图中的另一张，是北大西洋：东北片（部分），这张地图显示了林德伯格用来减轻飞机重量的极端措施。为了消除飞机上每一盎司不必要的重量，林德伯格甚至切下了飞行中他不需要的地图部分。

地图上的注释是：“1927年纽约至巴黎航班的未使用部分。C.A.L.和“查尔斯A.林德伯格的礼物，1950年12月18日”。

带有球心投影的“北大西洋大圆航线图”，就是被林德伯格称为“捡到金子”的那幅地图。林德伯格正是依靠这幅图，得以在标绘航线时快速准确地确定大圆航线的经度和纬度。

林德伯格在1953年出版的《圣路易斯精神号》一书中这样描述这幅地图的用途：“我的导航问题开始变得清楚了。我发现，我买的这些地图上印的说明足以规划大圆航线。我在球心投影上用霍尔(Hall)借给我的仪器绘制出纽约到巴黎之间的直线。然后，我在这条直线上每隔一百英里取一个点，把这些点转注到墨卡托投影上，再用直线连接这些点。在每个点上，我都记下了它与与纽约之间的距离以及它与下一个角度变化之间的磁航向。”