【簡介:】20世紀初,美國的萊特兄弟在世界的飛機發(fā)展史上做出了重大的貢獻。在1903年制造出了第一架依靠自身動力進行載人飛行的飛機“飛行者一號”,并且獲得試飛成功。他們因此于1909年
20世紀初,美國的萊特兄弟在世界的飛機發(fā)展史上做出了重大的貢獻。在1903年制造出了第一架依靠自身動力進行載人飛行的飛機“飛行者一號”,并且獲得試飛成功。他們因此于1909年獲得美國國會榮譽獎。同年,他們創(chuàng)辦了“萊特飛機公司”。自從飛機發(fā)明以后,飛機日益成為現(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,開啟了人們征服藍天的歷史。
1896年,兩兄弟聽聞了德國航空先驅奧托·李林達爾(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,這條消息對那些夢想飛行的人是一個打擊,但熟悉機械裝置的萊特兄弟卻從中認定,人類進行動力飛行的基礎實際上已足夠成熟,李林達爾的問題在于他還沒有來得及發(fā)現(xiàn)操縱飛機的訣竅。對李林達爾的失敗進行了一番總結后,萊特兄弟滿懷激情地投入了對動力飛行的鉆研。
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——鳥類學習。他們常常仰面朝天躺在地上,一連幾個小時仔細觀察鷹在空中的飛行,研究和思索它們起飛、升降和盤旋的機理。當年他們提出的許多新穎想法,都在以后的航空工業(yè)中得到了應用。
在吸取前人經(jīng)驗教訓的基礎上,萊特兄弟開始了飛行器的研制。在無法得到別人資助的情況下,他們用自行車生意賺來的錢進行飛機的研制。兄弟倆的配合是完美無缺的。哥哥威爾伯勤勤懇懇,扎扎實實,擁有工程師的細致和謹慎;弟弟奧維爾則富有藝術家的想象力,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:“奧維爾和我一起生活,共同工作,而且簡直是共同思維,就和一個人一樣。兩兄弟認為飛機能不能順利飛行,關鍵就在于如何設計和控制它在飛行過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問題:如果讓它自由落下,在理想的平靜空氣當中,我們可以想象它一定是平穩(wěn)落下,但理想條件是很罕見的,任何一點氣流都會使得紙張翻轉和飄蕩。對于飛機來說,完全理想的空氣條件下,要實現(xiàn)上天并不難,但是天空中總是存在風,這就使得實現(xiàn)飛機飛行的關鍵,在于如何調節(jié)飛機前后左右各個方向的受力平衡,特別是飛機的重心和升力受力點之間的關系。 早期由于擔心機翼過大,會使得飛機難于操縱,因此一般機翼面積都不是太大。例如李廉薩爾的機翼面積為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重地影響飛機的重心,而當時一般的設計思路就是順勢利用這點,由駕駛員改變身體位置來控制飛機的飛行姿態(tài)。然而正是這樣一種思路嚴重制約了飛機操縱性能的提升,因此萊特兄弟決定改變這個技術思路。 他們首先仔細研究了前人的試驗數(shù)據(jù),再通過大量風箏、滑翔機以及風洞試驗做驗證,設計出了最佳的機翼剖面形狀和角度,以便獲得最大的升力;然后決定把一般大小的機翼增大一倍,達到308平方英尺。最重要的是,他們設計了通過直接控制機翼來操縱飛機飛行姿態(tài)的機構,同時,在飛機整體的升力增加后,飛機對于駕駛員自身位置的變化也不那么敏感了,這就使得飛機盡管機翼面積大大增加,但可操縱性能并沒有比小機翼飛機降低! 兄弟倆認為要建造一架飛行機器,有三個主要的障礙:(1)如何制造升力機翼;(2)如何獲得驅動飛機飛行的動力;(3)在飛機升空之后,如何平衡以及操縱飛機。前兩個問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,接連四個夏天,他們前往北卡羅來納州旅行,目的地是個與世隔離的岬角。氣象部門向他們建議,岬角風力大,是有利的練習場。之后不久,他們制作了第一架無人駕駛雙翼滑翔機,把它象風箏一樣放上了天。他們又在飛機的前面安裝了升降舵,也就是一種擺動舵,可以用來操縱橫軸。
1900年10月的一個傍晚,威爾伯·萊特趴在易碎的滑翔機骨架上,迎著海風飄了起來,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了試圖靠移動身體重量操縱飛行的李林達爾。第二年,兄弟倆在上次制作的基礎上,經(jīng)過多次改進,又制成了一架滑翔機。這年秋天,他們又來到基蒂霍克海邊,一試驗,飛行高度一下子達到180米之高。
1900—1903年,他們制造了3架滑翔機并進行了1000多次滑翔飛行,還自制了200多個不同的機翼進行了上千次風洞實驗,修正了李林達爾的一些錯誤的飛行數(shù)據(jù),設計出了較大升力的機翼截面形狀。在此期間,他們的滑翔機多次滑翔距離超過1000米。在當時看來,這可是不小的成就。經(jīng)過不斷鉆研,不斷改進,萊特兄弟不僅迅速掌握了當時的飛行器制造技術,而且在許多方面取得了重大突破?!?903年夏季開始,萊特兄弟著手制造這架著名的“飛行者一號”雙翼機。動力飛行首先需要一臺發(fā)動機,但當時市面上根本沒有飛機的發(fā)動機出售,也沒有一家公司愿意冒險制造航空發(fā)動機。但是兄弟倆并沒有氣餒,他們請了機械師查爾斯?泰勒(Charles?Taylor)來幫他們制造了一臺大約12馬力、重77.2千克的活塞式發(fā)動機。有了發(fā)動機,威爾伯和奧利弗只盼著多風的秋季能早日到來。10月中旬,“飛行者號”組裝完畢,奧維爾對新飛行器非常滿意,“這是我們迄今為止造得最好的一架飛機?!浅B犜??!?奧維爾的感情不難理解,“飛行者一號”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,美國北卡羅萊納州的基蒂霍克還在沉睡,天氣寒冷,刮著大風,空曠的沙灘上靜靜地停放著一個帶著巨大雙翼的怪家伙,這就是人類歷史上第一架飛機——“飛行者一號”??諘绲膱龅厣侠淅淝迩?,到現(xiàn)場觀看的只有5個人。10時35分,一切準備就緒。為了能夠率先登機試飛,兄弟倆決定以擲硬幣的方式確定誰先登機機,結果弟弟奧維爾贏了。
奧維爾爬上“飛行者一號”的下機翼,俯臥于操縱桿后面的位置上,手中緊緊握著木制操縱桿,威爾伯則開動發(fā)動機并推動它滑行。飛機在發(fā)動機的作用下先是劇烈震動,幾秒鐘后便在自身動力的推動下從“斬魔丘”上緩緩滑下,在飛機達到一定速度后,威爾伯松開手,飛機象小鳥一樣離地飛上了天空。雖然“飛行者一號”飛得很不平穩(wěn),甚至有點跌跌撞撞,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,他們又輪換著進行了3次飛行。在當天的最后一次飛行中,威爾伯在30千米的風速下,用59秒飛了260米。人們夢寐以求的載人空中持續(xù)動力飛行終于成功了!不幸的是,幾分鐘后,一陣突然刮來的狂風把“飛行者”1號掀翻了,飛機嚴重損壞,但它已經(jīng)完成了歷史使命。人類動力航空史就此拉開了帷幕。