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飛機的誕生
"成功的花,人們只羨慕她現(xiàn)時的明艷,然而當初她的芽兒,浸透了奮斗的淚泉,灑遍了犧牲的血雨。"
用冰心的這首詩來形容飛機的誕生是再恰當不過的了。
自從蒙特哥菲爾兄弟的熱氣球成功升空以后,氫氣球和飛艇也都陸續(xù)升上了天空。一時間各種各樣的氣球和飛艇成了人們談?wù)摰慕裹c和寵兒,其間最輝煌的成就莫過于一架名為"挪威號"的飛艇于1925年5月成功開辟了北極航線。然而,隨著人們研究的深入和不斷發(fā)生的飛行事故,航空先驅(qū)者們清楚地意識到:這些輕于空氣的航空器無論是在安全性、操縱性還是發(fā)展前途上都存在著很大的局限性,它們的飛行速度低,不易操縱和控制,而且對載人來說也不安全。因此,人們的注意力逐漸轉(zhuǎn)向了重于空氣的航空器(飛機和滑翔機)的研究上。
說到飛機和滑翔機就不得不提到兩個天才的設(shè)計家:意大利的列奧納多.達.芬奇和英國的喬治.凱利。達.芬奇出生于1452年,他是第一個運用科學知識對飛行問題進行研究的人,并曾設(shè)計出了降落傘和直升機的雛形。而喬治.凱利從男爵(1773--1857)則被公認為飛機的創(chuàng)始人,被后人譽為"航空之父"。他為重于空氣的航空器創(chuàng)立了必要的飛行原理,而在這之前,航空是"一門在公眾眼中接近于荒謬可笑的科學"。在喬治.凱利23歲的時候,制造了一個直升機模型,大約在1801年,喬治.凱利研究了鳥的推動力,并于1804年在旋轉(zhuǎn)臂上試驗了一架滑翔機模型。在隨后的時間里,這位偉大的先驅(qū)者曾多次制造了改進型的滑翔機原型機。在喬治.凱利的眾多追隨者中,最為著名的是英國工程師威廉.塞繆爾.亨森,他于1843年提出的飛機設(shè)計方案"空中蒸汽車"幾乎具備了成功的載人動力飛行所需要的一切要素,他設(shè)計的飛機草圖非常簡單而且合理,令人覺得建造飛行器這一幻想離現(xiàn)實只有一步之遙。然而由于在當時缺乏必要的理論和技術(shù)基礎(chǔ)知識,亨森也只有停下他的探索工作。
在滑翔機研究方面最重要的先驅(qū)者是德國的工程師奧托.李林塔爾(1848--1896),他于1889年出版了一部航空經(jīng)典著作--《作為航空基礎(chǔ)的鳥類飛行》,仔細地分析了鳥翼的形狀和結(jié)構(gòu),從中得出了許多重要的數(shù)據(jù),并應(yīng)用于人的飛行。更為可貴的是,李林塔爾在1891至1896年的六年時間里,親自進行了2000多次滑翔飛行試驗,積累了大量的經(jīng)驗和飛行數(shù)據(jù)。1896年8月9日,這位偉大的先驅(qū)所駕駛的滑翔機不幸從空中墜落下來,他的臨終遺言是:"要想學會飛行,就要做出犧牲。"
經(jīng)過無數(shù)先驅(qū)者的不懈努力,自由飛行的夢想和我們越來越接近了。威爾伯.萊特(1867--1912)和奧維爾.萊特(1871--1948)(兄弟倆是美國俄亥俄州一名牧師的兒子,他們從少年時代起就對飛行十分感興趣。1895年他們開了一間自行車修理和制造作坊,并開始研究和制造飛機。萊特兄弟沒有受過高等教育,但他們虛心好學,十分重視理論和實踐,閱讀了大量的空氣動力學方面的文獻,為了讀李林塔爾的著作,他們自學了德文。1899年,哥哥威爾伯.萊特向史密森學會索取了大量的有關(guān)航空的書籍和文章,進行了系統(tǒng)的研究,兄弟倆在總結(jié)前人的經(jīng)驗和教訓的基礎(chǔ)上,開始了他們的滑翔飛行試驗。
從1900年至1902年,萊特兄弟先后制造了三架滑翔機,進行了上千次的飛行試驗,每次都詳細地記錄了不同情況下的升力、阻力、速度等數(shù)據(jù),并對操縱進行了反復的改進。1901年9月,萊特兄弟自己設(shè)計了一個小型風洞,用來精確測量氣流吹到薄板上所產(chǎn)生的升力,并自己設(shè)計制造出了測量升力和阻力的儀器。
兄弟倆于1902年設(shè)計出了他們的第一架飛機,但在當時卻沒有哪一個公司愿意冒險制造航空發(fā)動機和螺旋槳,于是萊特兄弟又只有自己動手了。他們首先設(shè)計出圖紙,然后在自行車技師泰勒的幫助下,花了六個星期的時間制造出了一臺12馬力的活塞式發(fā)動機。這臺發(fā)動機有四個汽缸,采用水冷方式,其總重(包括附件、水和燃料)約為91公斤。至于螺旋槳,當時根本沒有什么數(shù)據(jù)資料或是計算公式可以供萊特兄弟參考,他們只得從頭開始,研究理論。經(jīng)過艱苦的努力,終于制造出了一種效率比較高的螺旋槳。
經(jīng)過幾年的努力,萊特兄弟的第一架飛機--"飛鳥"(flyer)一號終于出現(xiàn)在人們的面前。1903年12月17日,在北卡羅萊納州的基蒂霍克海灘上,"飛鳥"一號象一只白色的巨鳥昂然挺立,顯得十分輕盈。它的機身骨架和機翼都是用又輕又牢的樅木和桉木制成的,螺旋槳也是樅木的,彎曲的機翼上蒙著薄薄的但十分結(jié)實的棉布。飛機的長度為6.5米,翼展12.3米,整架飛機的重量為280公斤,飛機完全靠螺旋槳的推動力起飛。這天"飛鳥"一號總共進行了四次飛行,第一次試飛是由弟弟奧維爾.萊特駕駛的,飛機搖搖晃晃在空中飛行了12秒鐘,在36米遠的地方降落下來。而后來得到世界公認的第一次自由飛行則是由哥哥威爾伯·萊特駕駛的第四次飛行,飛機在空中用59秒的時間飛行了260米。
萊特兄弟在第一架飛機成功以后,迎接他們的不是鮮花和掌聲,而是懷疑與挑剔。保守的學究們不相信"自行車工人"能造出飛機,在很長時間里,"第一架飛機的制造者"的榮譽被不公平的安在斯密森學會的主席蘭利的頭上。然而萊特兄弟仍然不斷地探索和進取,并多次到世界各地作飛行表演,散播航空的種子,他們將自己的一生都獻給了航空事業(yè),終身沒有結(jié)婚,后來被人們譽為航空奠基者。
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