【簡(jiǎn)介:】20世紀(jì)初,美國(guó)的萊特兄弟在世界的飛機(jī)發(fā)展史上做出了重大的貢獻(xiàn)。在1903年制造出了第一架依靠自身動(dòng)力進(jìn)行載人飛行的飛機(jī)“飛行者一號(hào)”,并且獲得試飛成功。他們因此于1909年
20世紀(jì)初,美國(guó)的萊特兄弟在世界的飛機(jī)發(fā)展史上做出了重大的貢獻(xiàn)。在1903年制造出了第一架依靠自身動(dòng)力進(jìn)行載人飛行的飛機(jī)“飛行者一號(hào)”,并且獲得試飛成功。他們因此于1909年獲得美國(guó)國(guó)會(huì)榮譽(yù)獎(jiǎng)。同年,他們創(chuàng)辦了“萊特飛機(jī)公司”。自從飛機(jī)發(fā)明以后,飛機(jī)日益成為現(xiàn)代文明不可缺少的交通工具。它深刻的改變和影響了人們的生活,開(kāi)啟了人們征服藍(lán)天的歷史。
1896年,兩兄弟聽(tīng)聞了德國(guó)航空先驅(qū)奧托·李林達(dá)爾(又譯奧托·李林塔爾)在一次滑翔飛行中不幸遇難的消息。按說(shuō),這條消息對(duì)那些夢(mèng)想飛行的人是一個(gè)打擊,但熟悉機(jī)械裝置的萊特兄弟卻從中認(rèn)定,人類(lèi)進(jìn)行動(dòng)力飛行的基礎(chǔ)實(shí)際上已足夠成熟,李林達(dá)爾的問(wèn)題在于他還沒(méi)有來(lái)得及發(fā)現(xiàn)操縱飛機(jī)的訣竅。對(duì)李林達(dá)爾的失敗進(jìn)行了一番總結(jié)后,萊特兄弟滿懷激情地投入了對(duì)動(dòng)力飛行的鉆研。
萊特兄弟不僅努力掌握前人的研究成果,而且十分注意直接向活生生的飛行物——鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)習(xí)。他們常常仰面朝天躺在地上,一連幾個(gè)小時(shí)仔細(xì)觀察鷹在空中的飛行,研究和思索它們起飛、升降和盤(pán)旋的機(jī)理。當(dāng)年他們提出的許多新穎想法,都在以后的航空工業(yè)中得到了應(yīng)用。
在吸取前人經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,萊特兄弟開(kāi)始了飛行器的研制。在無(wú)法得到別人資助的情況下,他們用自行車(chē)生意賺來(lái)的錢(qián)進(jìn)行飛機(jī)的研制。兄弟倆的配合是完美無(wú)缺的。哥哥威爾伯勤勤懇懇,扎扎實(shí)實(shí),擁有工程師的細(xì)致和謹(jǐn)慎;弟弟奧維爾則富有藝術(shù)家的想象力,敢于不斷創(chuàng)新。兩顆智慧的大腦密切配合,相得益彰,正如威爾伯所說(shuō):“奧維爾和我一起生活,共同工作,而且簡(jiǎn)直是共同思維,就和一個(gè)人一樣。兩兄弟認(rèn)為飛機(jī)能不能順利飛行,關(guān)鍵就在于如何設(shè)計(jì)和控制它在飛行過(guò)程中各種受力間的平衡。維爾伯·萊特用一張水平放置的紙演示了這個(gè)問(wèn)題:如果讓它自由落下,在理想的平靜空氣當(dāng)中,我們可以想象它一定是平穩(wěn)落下,但理想條件是很罕見(jiàn)的,任何一點(diǎn)氣流都會(huì)使得紙張翻轉(zhuǎn)和飄蕩。對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō),完全理想的空氣條件下,要實(shí)現(xiàn)上天并不難,但是天空中總是存在風(fēng),這就使得實(shí)現(xiàn)飛機(jī)飛行的關(guān)鍵,在于如何調(diào)節(jié)飛機(jī)前后左右各個(gè)方向的受力平衡,特別是飛機(jī)的重心和升力受力點(diǎn)之間的關(guān)系。 早期由于擔(dān)心機(jī)翼過(guò)大,會(huì)使得飛機(jī)難于操縱,因此一般機(jī)翼面積都不是太大。例如李廉薩爾的機(jī)翼面積為151平方英尺,皮歇爾的為165平方英尺,查盧特的為143平方英尺。這就使得飛機(jī)所能夠獲得的升力并不充裕,相比之下,駕駛員的重量就占了升力的很大部分,那么在這種受力情況下,駕駛員自身的位置變化將嚴(yán)重地影響飛機(jī)的重心,而當(dāng)時(shí)一般的設(shè)計(jì)思路就是順勢(shì)利用這點(diǎn),由駕駛員改變身體位置來(lái)控制飛機(jī)的飛行姿態(tài)。然而正是這樣一種思路嚴(yán)重制約了飛機(jī)操縱性能的提升,因此萊特兄弟決定改變這個(gè)技術(shù)思路。 他們首先仔細(xì)研究了前人的試驗(yàn)數(shù)據(jù),再通過(guò)大量風(fēng)箏、滑翔機(jī)以及風(fēng)洞試驗(yàn)做驗(yàn)證,設(shè)計(jì)出了最佳的機(jī)翼剖面形狀和角度,以便獲得最大的升力;然后決定把一般大小的機(jī)翼增大一倍,達(dá)到308平方英尺。最重要的是,他們?cè)O(shè)計(jì)了通過(guò)直接控制機(jī)翼來(lái)操縱飛機(jī)飛行姿態(tài)的機(jī)構(gòu),同時(shí),在飛機(jī)整體的升力增加后,飛機(jī)對(duì)于駕駛員自身位置的變化也不那么敏感了,這就使得飛機(jī)盡管機(jī)翼面積大大增加,但可操縱性能并沒(méi)有比小機(jī)翼飛機(jī)降低! 兄弟倆認(rèn)為要建造一架飛行機(jī)器,有三個(gè)主要的障礙:(1)如何制造升力機(jī)翼;(2)如何獲得驅(qū)動(dòng)飛機(jī)飛行的動(dòng)力;(3)在飛機(jī)升空之后,如何平衡以及操縱飛機(jī)。前兩個(gè)問(wèn)題在某種程度上已經(jīng)獲得解決。
最初兄弟倆努力制造全尺寸的滑翔機(jī),接連四個(gè)夏天,他們前往北卡羅來(lái)納州旅行,目的地是個(gè)與世隔離的岬角。氣象部門(mén)向他們建議,岬角風(fēng)力大,是有利的練習(xí)場(chǎng)。之后不久,他們制作了第一架無(wú)人駕駛雙翼滑翔機(jī),把它象風(fēng)箏一樣放上了天。他們又在飛機(jī)的前面安裝了升降舵,也就是一種擺動(dòng)舵,可以用來(lái)操縱橫軸。
1900年10月的一個(gè)傍晚,威爾伯·萊特趴在易碎的滑翔機(jī)骨架上,迎著海風(fēng)飄了起來(lái),他成功了。雖然這只是幾秒鐘的飛行,只有1米多高,但萊特兄弟的成就超過(guò)了試圖靠移動(dòng)身體重量操縱飛行的李林達(dá)爾。第二年,兄弟倆在上次制作的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)多次改進(jìn),又制成了一架滑翔機(jī)。這年秋天,他們又來(lái)到基蒂霍克海邊,一試驗(yàn),飛行高度一下子達(dá)到180米之高。
1900—1903年,他們制造了3架滑翔機(jī)并進(jìn)行了1000多次滑翔飛行,還自制了200多個(gè)不同的機(jī)翼進(jìn)行了上千次風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),修正了李林達(dá)爾的一些錯(cuò)誤的飛行數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)出了較大升力的機(jī)翼截面形狀。在此期間,他們的滑翔機(jī)多次滑翔距離超過(guò)1000米。在當(dāng)時(shí)看來(lái),這可是不小的成就。經(jīng)過(guò)不斷鉆研,不斷改進(jìn),萊特兄弟不僅迅速掌握了當(dāng)時(shí)的飛行器制造技術(shù),而且在許多方面取得了重大突破?!?903年夏季開(kāi)始,萊特兄弟著手制造這架著名的“飛行者一號(hào)”雙翼機(jī)。動(dòng)力飛行首先需要一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),但當(dāng)時(shí)市面上根本沒(méi)有飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)出售,也沒(méi)有一家公司愿意冒險(xiǎn)制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)。但是兄弟倆并沒(méi)有氣餒,他們請(qǐng)了機(jī)械師查爾斯?泰勒(Charles?Taylor)來(lái)幫他們制造了一臺(tái)大約12馬力、重77.2千克的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。有了發(fā)動(dòng)機(jī),威爾伯和奧利弗只盼著多風(fēng)的秋季能早日到來(lái)。10月中旬,“飛行者號(hào)”組裝完畢,奧維爾對(duì)新飛行器非常滿意,“這是我們迄今為止造得最好的一架飛機(jī)?!浅B?tīng)話。” 奧維爾的感情不難理解,“飛行者一號(hào)”的每一根“肋條”都是他們親手制作而成。
奇跡發(fā)生在1903年12月17日!
這天清晨,美國(guó)北卡羅萊納州的基蒂霍克還在沉睡,天氣寒冷,刮著大風(fēng),空曠的沙灘上靜靜地停放著一個(gè)帶著巨大雙翼的怪家伙,這就是人類(lèi)歷史上第一架飛機(jī)——“飛行者一號(hào)”。空曠的場(chǎng)地上冷冷清清,到現(xiàn)場(chǎng)觀看的只有5個(gè)人。10時(shí)35分,一切準(zhǔn)備就緒。為了能夠率先登機(jī)試飛,兄弟倆決定以擲硬幣的方式確定誰(shuí)先登機(jī)機(jī),結(jié)果弟弟奧維爾贏了。
奧維爾爬上“飛行者一號(hào)”的下機(jī)翼,俯臥于操縱桿后面的位置上,手中緊緊握著木制操縱桿,威爾伯則開(kāi)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并推動(dòng)它滑行。飛機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)的作用下先是劇烈震動(dòng),幾秒鐘后便在自身動(dòng)力的推動(dòng)下從“斬魔丘”上緩緩滑下,在飛機(jī)達(dá)到一定速度后,威爾伯松開(kāi)手,飛機(jī)象小鳥(niǎo)一樣離地飛上了天空。雖然“飛行者一號(hào)”飛得很不平穩(wěn),甚至有點(diǎn)跌跌撞撞,但是它畢竟在空中飛行了12秒共36.5米,才落在沙灘上。接著,他們又輪換著進(jìn)行了3次飛行。在當(dāng)天的最后一次飛行中,威爾伯在30千米的風(fēng)速下,用59秒飛了260米。人們夢(mèng)寐以求的載人空中持續(xù)動(dòng)力飛行終于成功了!不幸的是,幾分鐘后,一陣突然刮來(lái)的狂風(fēng)把“飛行者”1號(hào)掀翻了,飛機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞,但它已經(jīng)完成了歷史使命。人類(lèi)動(dòng)力航空史就此拉開(kāi)了帷幕。