1.6 坦普爾動力飛行(1874年)
法國是世界上發(fā)展航空最早的國家之一,也是最早掀起“航空熱”的國家之一。在19世紀,海軍軍官費里克斯·杜·坦普爾(Félix du Temple)和電氣工程師克萊門特·阿代爾(Clément Ader)先后進行了動力飛行的嘗試。
坦普爾(見圖1-44)生于1823年。他在十幾歲的時候就制作了一架類似小鳥的飛行器模型,用鐘表發(fā)條作動力驅(qū)動模型的螺旋槳。這個飛行器模型真的飛了起來,雖然持續(xù)時間較短,但這在當時也是很大的成功,給坦普爾以極大的鼓勵。

圖1-44 坦普爾
1857年,坦普爾設計制造了比模型大得多的全尺寸飛行器,并獲得專利(見圖1-45)。飛行器的翼展近30米,機翼是由織物覆蓋的后掠翼。坦普爾在設計中注意到橫向穩(wěn)定性,所以機翼有一個很小的上反角。中間是發(fā)動機艙和駕駛艙,飛行器頭部是直徑4米的螺旋槳,尾部有尾翼,而著陸裝置是三點式,由三個支腳和滑輪組成。更不可思議的是,飛行時滑輪還可以收進機身,已經(jīng)有了現(xiàn)代飛機起落架的雛形。


圖1-45 坦普爾的單翼飛行器
1874年,坦普爾的飛行器在法國西部布雷斯特市一處斜坡的頂部進行飛行試驗,駕駛員是他屬下的一名水手。飛行動力由一臺相當于蒸汽機的熱空氣發(fā)動機提供,發(fā)動機啟動后,螺旋槳飛速旋轉(zhuǎn),拉著飛行器迅速下滑,然后飛離地面,但只飛了幾米遠便掉了下來,試驗歸于失敗,原因是發(fā)動機動力不足。
坦普爾是世界上進行駕駛動力飛行嘗試的第一人,他的嘗試被航空史專家稱為第一次有人駕駛的“跳躍飛行”。但坦普爾從此以后再無建樹,直至他1890年逝世。
鏈接 上反角
飛機機翼翼梢相對于翼根向上翹的角度稱為上反角,反之稱為下反角。凡低于聲速的飛機其機翼一般都有上反角。上反角的作用是飛機飛行時如果出現(xiàn)側(cè)滑現(xiàn)象,迎向側(cè)滑方向的一側(cè)機翼的迎風面積以及迎角就會比另一側(cè)機翼要大很多,這就會使飛機產(chǎn)生反向側(cè)滑的力量,即達到迅速修正側(cè)滑的目的。所以飛機的上反角是為了使飛機具備自動修正飛行姿態(tài)異常的功能而設計的。
在坦普爾之后,法國最有名望也最有爭議的動力飛行嘗試者當屬阿代爾(見圖1-46)。

圖1-46 阿代爾
阿代爾比坦普爾小17歲,是一位電氣工程師。他從少年時代就喜歡研究鳥類的飛行。1873年,阿代爾開始制作一架特制的滑翔機,用鵝毛做機翼。他收集了數(shù)千根鵝毛,請婦女們?yōu)樗幙椩跈C翼上。飛行試驗時,阿代爾用一條長長的繩子,一端拴住滑翔機,一端固定于地面,滑翔機被風吹起,飛了一段,由于繩子長度限制便停了下來。
阿代爾雖然遭遇失敗,卻越來越熱衷于研究鳥類。他向巴黎動物園借了很多鷹和大蝙蝠,在自己的工作室進行研究。他還親赴非洲,自己扮成阿拉伯人,雇用兩名阿拉伯向?qū)钊氚柤袄麃啠^察許多種類禿鷹的飛行。
阿代爾的下一步是設計一架巨大的鳥類飛行器,進行有人駕駛的動力飛行試驗。
1890年,阿代爾得到法國當局的資助,設計并制造了取名“風神”的蝙蝠式飛行器。機翼翼展長14米,極像蝙蝠的翅膀,可以折疊。機長6.5米,裝1臺功率15.2千瓦的蒸汽機,帶動一副用竹片制成的4葉螺旋槳。飛行器的總重為296千克。
“風神”于1890年10月9日在法國阿曼威利斯一座城堡的空地試飛,阿代爾駕駛飛行器做了超低空飛行,據(jù)阿代爾稱飛到了46米的高度。阿代爾為“風神”申請了專利(見圖1-47)。

圖1-47 阿代爾的設計“風神”1890年獲得法國專利
但這架飛行器的設計存在不少顯而易見的問題:一是飛機本身沒有控制系統(tǒng);二是發(fā)動機功率不足。
在“風神”之后,阿代爾于1892年開始制造第二架飛行器,但工作尚未完成就放棄了。
繼而他又制造第三架。他給這架飛行器取名為飛機(Avion),這個名稱后來被廣泛采用。阿代爾順次將其命名為飛機3號(見圖1-48、圖1-49)。


圖1-48 阿代爾的飛機3號

圖1-49 飛機3號在車間里進行制造裝配
飛機3號是“風神”的放大版:翼展長16米,總重400千克,發(fā)動機仍采用15.2千瓦的蒸汽機。另一項重大的改進是螺旋槳由一副改為兩副。
1897年10月12日,飛機3號在凡爾賽附近的軍事基地一個長1600米的環(huán)形跑道上進行了試飛,阿代爾駕駛飛機繞跑道滑行,他的兩個助手在機翼兩端控制飛機的平衡,飛機滑行了350米就停住了。雖然在阿代爾操縱下飛機回到了原點,但卻沒有飛上天空。
同年10月14日,阿代爾駕駛飛機進行第二次飛行。雖然飛機滑行時后輪離開了地面,但前輪卻沒有跡象表明離開過地面。究竟阿代爾飛沒飛起來,航空史上一直存有爭議。
由于飛行試驗未達到當局的要求,當局決定不再繼續(xù)支持這個費用昂貴的試驗,也沒有另外的渠道為他提供資金。在這種情況下,阿代爾終止了他的飛行探索事業(yè)。飛機3號后來進了法國國立工藝博物館(見圖1-50)。

圖1-50 飛機3號在展覽會上展出
不管阿代爾自稱飛上天空也好,有人否定也好,還是一些航空史專家認定的“短暫的、非持續(xù)的飛行”也好,畢竟,阿代爾的動力飛行嘗試是科學探索的腳步,他自己進行了堅韌不拔的努力,并為后來者提供了寶貴的借鑒,是世界航空史上值得記載的一頁。
大約一百年后,法國宇航公司將其投資4.11億美元新建的A330/340裝配廠以阿代爾的名字命名。1990年10月10日,法國總統(tǒng)密特朗在該廠落成典禮上宣稱:歐洲已經(jīng)擁有當今世界的主要前沿技術。
延伸閱讀 阿代爾關注天空
盡管阿代爾在飛機3號試驗后中止了飛行探索,但他對航空事業(yè)十分看好,特別是對航空的軍事用途十分關注。1910年,他在著作《軍事航空》中寫道:“那些沒有認識到空軍是未來武器的國家準會遭殃”;“隨著軍事航空的出現(xiàn),英吉利海峽將不再那么重要了,其中的無數(shù)戰(zhàn)艦將變得無用。那時英國必須成為自己領空的主人,海軍部的工作將集中在保衛(wèi)倫敦……”
在他臨終之前,他還發(fā)出這樣的預言;“誰掌握天空,誰就主宰世界……”