- 百年航空(升級版)
- 周日新編著
- 2983字
- 2020-11-11 19:09:14
2.2 萊特兄弟開創(chuàng)人類航空新紀(jì)元(1903年)
1903年12月17日上午10時35分,在美國北卡羅來納州基蒂·霍克南部海灘的一處沙丘上。一架外形古怪的“飛行機器”搖搖晃晃飛離地面,高度不過1米左右。它沒有起落架,沒有駕駛員座椅,俯臥在飛機上的飛行員和另一個站在飛機機翼旁,穿夾克戴禮帽的人就是后來名揚世界的萊特兄弟。這架“飛行機器”是他們發(fā)明的人類歷史上的第一架飛機——“飛行者”1號。
萊特兄弟在人類航空史上的創(chuàng)舉使他們載入史冊,在美國物理學(xué)家麥克·哈特所著《影響人類歷史進(jìn)程的100名人排行榜》中,萊特兄弟緊隨卡爾·馬克思之后,排在第28位。在華盛頓美國航空航天博物館最顯著的位置上,展覽著他們發(fā)明的世界第一架飛機。
由萊特兄弟所完成的人類首次飛行紀(jì)錄是:飛行12秒,飛行距離36.68米。
區(qū)區(qū)12秒,這是何其短暫的飛行瞬間!對于乘飛機已成尋常事、太空遨游也成為現(xiàn)實的今天,人們很難理解這12秒的意義。但萊特兄弟的飛行瞬間宣告了飛機的誕生和航空時代的發(fā)軔,是一件具有劃時代意義的大事。此后,在人類科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的20世紀(jì)中,飛機一直以令人驚奇的速度發(fā)展,并給我們的世界帶來了廣泛而深入的影響,可以毫不夸張地說:航空改變了世界,改變了人類歷史進(jìn)程!
鏈接 飛機
飛機是由動力裝置產(chǎn)生前進(jìn)推力,由固定機翼產(chǎn)生升力,在大氣層中飛行的重于空氣的航空器。其他航空器,如無動力裝置的滑翔機、以旋翼作為主要升力面的直升機都不能稱作飛機。在大氣層外飛行的航天飛機也不屬飛機的范疇。日常生活中,也有人習(xí)慣地將氣球、飛艇以外的航空器泛稱飛機。
鏈接 飛機上天的奧妙何在
飛機能夠在天空里翱翔,取決于4個因素:其一,飛機裝有發(fā)動機,產(chǎn)生飛機前進(jìn)的動力;其二,飛機有機翼,能夠產(chǎn)生向上的升力;其三,飛機有尾翼等部件,能使飛機趨于穩(wěn)定;其四,飛機有方向舵和副翼等,能夠產(chǎn)生操縱力,使飛機俯仰和轉(zhuǎn)彎。這里最重要的是前兩條,即發(fā)動機和機翼。
飛機飛上天的過程是這樣的:發(fā)動機在地面開動后,產(chǎn)生推力使飛機向前滑行,速度越來越快;迎面氣流吹過機翼,產(chǎn)生向上的升力,當(dāng)升力超過飛機自身的重量時,飛機就騰空而起,飛了起來。
萊特兄弟發(fā)明的“飛行者”1號飛機在1903年夏就制造完成了。最初決定的首飛日期是12月12日,因天氣不好又推遲了兩天。12月14日,他們決定正式首飛,為此還從附近的救生站請來幾位朋友做見證人。
萊特兄弟(見圖2-9)中威爾伯·萊特(Wilbur Wright)生于1867年,奧維爾·萊特(Orville Wright)生于1871年,兩人相差4歲,但兄弟倆從少年時代起就形影不離、興趣一致。1878年,父親給他倆買了一個會飛的竹蜻蜓,他倆十分喜歡,并由此與航空結(jié)緣。兄弟倆的生活軌跡幾乎完全一樣。兄弟倆的共同結(jié)晶與作品——“飛行者”1號飛機由誰先來試飛都可以,而且誰都沒有考慮可能發(fā)生事故的風(fēng)險,只想親身見證人類飛行的激動時刻。他倆都是勇敢的探索者,只好擲硬幣來決定誰先飛了!

圖2-9 萊特兄弟(右為奧維爾·萊特)
擲硬幣的結(jié)果是由哥哥威爾伯·萊特先飛,可惜他運氣欠佳,在“飛行者”1號飛機起飛時,他把機頭拉高了,造成飛機失速,旋即栽下來,陷進(jìn)沙灘里。這次試飛失敗了。
摔壞的飛機經(jīng)過修理,于1903年12月17日(星期四)進(jìn)行第二次試飛。這次輪到奧維爾·萊特先飛,并取得了成功。當(dāng)天的試飛共進(jìn)行了4次,最好成績是威爾伯創(chuàng)造的:留空時間59秒,飛行距離260米。
有張照片(見圖2-10)恰好記錄下了這一珍貴的飛行瞬間。它是由約翰·T·丹尼爾斯在10時35分拍攝的。從照片上看,“飛行者”1號離地約1米高,右邊一位穿夾克戴帽子的人背對鏡頭,是威爾伯·萊特;而趴在飛行員座位上的人則是奧維爾·萊特。這張照片后來被世界各地媒體廣泛轉(zhuǎn)載。

圖2-10 約翰·T·丹尼爾斯于1903年12月17日10時35分拍攝的珍貴歷史照片,記錄了“飛行者”1號的起飛瞬間
當(dāng)天下午奧維爾給他的父親發(fā)了電報:“星期四上午進(jìn)行4次成功飛行都是在21千米/時的風(fēng)速下,單靠發(fā)動機動力水平起飛的,在最長的59秒的飛行中,平均速度為31千米/時,通知家鄉(xiāng)的報社,圣誕快樂?!?/p>
在萊特兄弟首次試飛成功的當(dāng)時,并沒有引起新聞界和全社會的重視。
后來,萊特兄弟相繼研制了“飛行者”2號、“飛行者”3號飛機,進(jìn)行了多次試飛,特別是威爾伯駕駛“飛行者”3號飛機于1905年10月5日進(jìn)行了39.5分鐘的飛行,使該機成為世界上第一架實用化的飛機。2005年,馬丁駕駛復(fù)制的“飛行者”3號在原場地進(jìn)行了成功飛行(見圖2-11)。

圖2-11 2005年馬丁駕駛復(fù)制的“飛行者”3號在原場地進(jìn)行了成功飛行
1906年美國專利局授予萊特兄弟飛機設(shè)計專利。1908年,美國國防部與萊特兄弟達(dá)成制造飛機的協(xié)議。萊特兄弟分別駕機在歐洲與美國進(jìn)行巡回飛行表演(圖2-12為威爾伯在法國進(jìn)行飛行表演),引起了巨大轟動,大西洋兩岸都傳開了萊特兄弟的名字。從此,航空時代才真正到來了。

圖2-12 威爾伯在法國進(jìn)行飛行表演
鏈接 萊特兄弟成功的奧秘
航空史學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn),萊特兄弟取得成功的奧秘既不在于他們的學(xué)識,也不在于他們比別人高明多少,而主要有四個因素。
一是他們非常善于學(xué)習(xí)。他們繼承了前人的成果,也吸取了前人失敗的教訓(xùn)。他們幾乎研讀了航空先驅(qū)們所有航空方面的著作,充實了自己的理論知識,同時進(jìn)行了大量的科學(xué)試驗。
為了準(zhǔn)備首次試飛,他們在前三年,先后制造了3架滑翔機,進(jìn)行了逾千次的滑翔飛行(見圖2-13、圖2-14),逐步體會、掌握操縱飛機的方法。他們特別推崇德國航空先驅(qū)、被譽為“世界滑翔機之父”的李林達(dá)爾,從他的關(guān)于飛行的著作中學(xué)習(xí)航空知識,為了能直接閱讀他的著作,他們甚至攻讀了德文。

圖2-13 萊特兄弟利用滑翔機練習(xí)飛行技術(shù)

圖2-14 1901年,萊特兄弟試飛滑翔機,采用拉繩索扭轉(zhuǎn)機翼的方法控制飛行
萊特兄弟在研究中還發(fā)現(xiàn),前人之所以未取得成功,原因在于他們只關(guān)注于飛機的一個或幾個方面,沒有從整體上尋求解決問題的方法。
二是他們在研制飛機上遵循科學(xué)規(guī)律,注意理論與實踐相結(jié)合。他們在航空理論上也許比較弱,這一點可以通過學(xué)習(xí)來加以彌補;但他們有豐富的機械設(shè)計經(jīng)驗,有很強的動手能力。他們把理論、設(shè)計、制造、試驗、試飛結(jié)合起來,兄弟倆集設(shè)計師、工程師與飛行員于一身,這是很大的優(yōu)勢所在。
三是他們有一位重要助手查爾斯·泰勒(見圖2-15),為他們制造了第一臺成功上天的發(fā)動機。

圖2-15 查爾斯·泰勒
查爾斯·泰勒1868年5月24日生于美國伊利諾伊州。1898年受聘菜特兄弟,任自行車公司技師。1902年萊特兄弟準(zhǔn)備尋覓一臺為飛機進(jìn)行動力飛行的發(fā)動機,找了幾個廠家都不肯接受訂貨,無奈決定自行設(shè)計制造,并把制造任務(wù)交給了泰勒。泰勒僅憑一些草圖就用6個星期制造出了四缸水冷式汽油活塞發(fā)動機,并于1903年5月運轉(zhuǎn)成功。在試車試驗中,這臺發(fā)動機可發(fā)出9千瓦的功率,而發(fā)動機重量為75千克。
四是萊特兄弟具有勇于探索、百折不撓和不怕犧牲的科學(xué)精神。飛機試飛風(fēng)險很大,甚至要付出生命的代價,如德國人李林達(dá)爾和愛爾蘭人佩爾策就是在試飛中喪生的;但萊特兄弟卻爭先恐后駕駛飛機進(jìn)行首次飛行,互不相讓,以至于要通過擲硬幣來決定誰先飛。萊特兄弟說:“要得驅(qū)御烈馬的最好辦法,絕不是在旁邊指指點點所能完成的,最重要的是自己騎上烈馬駕馭它?!闭怯捎谶@種精神,萊特兄弟終于成功駕馭“飛行者”1號這匹“烈馬”,創(chuàng)造了劃時代的飛行瞬間。
圖2-16為藏于美國航空航天博物館的“飛行者”1號飛機,圖2-17為“飛行者”1號的發(fā)動機,圖2-18為萊特兄弟紀(jì)念碑。

圖2-16 藏于美國航空航天博物館的“飛行者”1號飛機

圖2-17 “飛行者”1號的發(fā)動機

圖2-18 萊特兄弟紀(jì)念碑