文/劇柏含
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人類動力飛行100周年紀念:萊特兄弟的故事
12月17日,12月17日這件事兒是航空史上具有里程碑意義的事件,所以,確實值得說一說!
1903年12月17日,人類第一架飛機成功飛行,之前人們做過無數次的嘗試,1903年,歷史上的今天,世界上第一架飛機成功飛行,萊特兄弟制造的“飛行者一號”在美國美國北卡羅來納州試飛成功,這是人類發展史上一次重大進步。
如果你經常閱讀我的文章,你應該記得以前我講過好多的,比如氣球,這是法國人搞的最早的飛行器,然后有飛艇,氣球它不是圓的嘛,如果那個氣囊是紡錘形的,油線型的,再有個什么發動機啊,空氣螺旋槳啊,有個吊艙人在里面待著,這不就是飛艇嘛,這個東西能飛當然非常慢,而且很危險,當年里邊充的是氫氣,然后才是飛機。
飛機逐漸地后來居上,那么氣球啊飛艇啊,就成為配角慢慢地淡了出歷史舞臺。而飛機的發明從人類這個視角看,就是個循序漸進的過程,很多飛行先驅者通過艱苦努力,甚至搭上自己的性命,一點點地摸索。到了1903年,萊特兄弟把有動力的飛機真正地搞出來,獲得成功。
萊特兄弟即威爾伯·萊特(Wilbur Wright)和奧維爾·萊特(Orville Wright),他們出生于美國俄亥俄州。,他們的父親是一個木匠。當然手很巧了,母親是一個教音樂的老師,也不是教理科的,這哥倆,哥哥叫威爾伯萊特,他是1867年生人,弟弟是奧威爾萊特,1871年生人。這倆人從小對各種機械有濃厚的興趣,他們的父母也鼓勵吧,并不阻擋他們在這個領域的愛好。
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【科學故事會】《萊特兄弟和飛機》(科學家的故事)
在1878年的圣誕節,美國人過圣誕節萊特兄弟給父親給送個禮物是一個飛螺旋,萊特兄弟當時就思考這個問題,這玩意怎么能飛呀?就拆了,研究嘛,在幼小的心靈里種下了一粒種子,就是發明研究可以幫人類飛行的工具。
到了1889年的7月4號,萊特兄弟的母親去世,這兄弟倆當然就很悲傷,當然那個時候他們已經成家立業了,但母親去世,他們在父親的書房度過了段時間,方面是悲傷,父親的書房就看書唄。閱讀了大量書籍,甚至有人說他父親的書房成了他們的臥室了,就宅著啊,就閱讀就思考。
萊特兄弟在中學時期為了補貼家用就不再讀書了,奧威爾的弟弟是在高中的時候,曾經嘗試著搞個報社,還自己研究了一個印刷機, 再之后,哥哥威爾伯建議說,算了吧,算了吧,不搞印刷廠了,那為什么搞不下去了?也不是,他們是改開了一家自行車修理店,因為修自行車行業更合他們的胃口,因為仍然是和各種機械打交道。
而之前的印刷廠已滿足不了他們了,到1896年,他們聽奧托·李林塔爾不幸逝世。奧托·李林塔爾(Lilienthal,Otto,1848~1896),他是德國工程師、滑翔飛行家,也是世界航空先驅者之一,被稱為“滑翔機之父”。就是研究飛行的,那是人類歷史上大名鼎鼎的飛行先驅,他是搞滑翔,滑翔其實也是很危險的,就是制作一副滑翔翼。在當時人們認知有限,就是按照鳥兒那個翅膀的樣子制作滑翔翼,然后找高處,還蹦把胳膊伸直了滑翔,是比較原始的一個做法,因為當時對飛行原理大家都在摸索探計,可是飛行這個東西跟別的不一樣,在地面上怎么也安全,而飛起來3維空間試錯就有生命為代價。
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1903年的今天!萊特兄弟的第一架飛機試飛成功
比如飛著飛著遇到側風,那個滑翔翼連個舵面都沒有,人的身體和鳥不一樣,控制不住方向,所以,摔下來也很正常。奧托·李林塔爾就這么逝世的,成為飛行先驅,讓全世界都很尊敬他。但他不幸離世,反而堅定了萊特兄弟的一個想法,他們說人類進行動力飛行的時機已經成熟了,所以接下來的時間他們就開始對動力飛機進行研究。
而他們的能力在哪兒?一個是汲取大量前人的經驗,另外觀察鳥類飛行的軌跡。比如躺在草坪上,一連躺幾個小時,就看天上的鳥,研究它們的起飛,飛行中運行的速度,控制方向的辦法呀,他們提出很多想法,但在當時實現不了,不過后來在航空領域逐漸的還是被運用了。
1903年,他們制造了3臺滑翔機,做了上千次的空中試驗。不用劃線,你看這倆人修自行車的,但他們可不是粗人,不是很莽撞的啊,我膽兒大,我做翅膀兒滑翔,不怕死,不這個怎么去尋找那些規律的東西,因為我對航空史也比較感興趣。我知道他們曾經搞了一臺風洞,就最原始的風洞,他們都搞了,他們通過大量的研究積累數據和經驗,后來,通過大量的試驗驗證,修正了奧托·李林塔爾的一些錯誤的飛行數據,他們設計出升力比較大的機翼,這個機翼飛機的翅膀,現代飛機沒法說了,噴氣式,速度很高,超音速幾倍就不說了,就相對原始的升力系數比較大的那個機翼,就是平直翼,翼型的剖面,要把翅膀切開,你看它的剖面,你看那個異類的形狀,有點兒像蒜瓣,機翼前緣,他不是特別尖銳的,他是有弧度的,上表面和下表面都是弧度。都是有弧度,弧度一樣,這很講究。
鳥類翅膀本身它其實也是有一個異形,剖面也是類似這個樣子,但是它特別彎曲,而且特別薄,實話實說,萊特兄弟的父親是個木匠,這都是心靈手巧的主,就是要模仿鳥類的形狀,制作生理系數比較大的機翼并不容易,當時他們能掌握的材料木材沒問題,比如說亞麻布,用這些東西能做出一副和鳥類的翅膀,生理系數就接近,就模仿嘛,有相當的弧度,還得有強度啊,不能飛到半空,風一吹散架了,那不行,所以,飛機結構是什么樣的,形狀是什么樣的,怎么保證相對的強度要高又要輕,這不只是航空動力學的問題,還包括材料學、力學等等非常多的知識。當年他是開創性的。
他們研制出的滑翔機,滑翔距離可以超過千米,這在歷史上應該說是突破性很大的成就。直到了1903年12月17號,他們研制的飛行者一號,在美國北卡羅拉納州進行了試飛,這我還得說1句,這萊特兄弟是修自行車賣自行車的,他們是手工打造人類歷史上第1臺航空發動機。在他們之前,發動機有沒有,蒸汽機,柴油機有,但那玩意太沉太笨重。 用那個東西驅動螺旋槳,能夠讓飛機飛起來做不到,所以他們很早就認識到這個發動機得自己搞,自己造一臺發動機,有了這種航空發動機相對來說比較輕,才能夠讓飛機飛起來。
1903年12月17號飛行者一號進行了試飛,當時,沒多少觀眾,說有幾個人吧,那天上午10點35分,一切準備就緒,首先是弟弟奧維爾登機試飛,為什么是弟弟先飛?所說,哥倆投了個硬幣,以此來決定誰先誰后第一次飛,并不理想,飛機不穩,飛機是個雙翼機,而且它和大多數今天我們熟悉的飛機布局不一樣。 是有壓抑的,就是前面小翅膀,后邊大翅膀這么一個布局,也沒有所謂的座艙,也沒有一般飛機的機身,機身沒有,就是一些邊條把小翅膀大翅上下摞著兩層機翼連接在一起,飛行員趴在這兩層機翼中間,發動機也在那個位置。
以我們今天的認知,看到飛機的構型,你就會意識到他們可能是真的要接近成功了。為什么?因為傳統就說自有人類就有飛行的夢想,他們首先考慮的是向鳥類學習。鳥兒,有身子,有翅膀,有尾巴,所以要學這個鳥兒,你知道很多古人就是這樣,做一副大翅膀,也沒有想到這個異形的問題,就用個什么材料盡可能兼顧,盡可能輕,綁在自己胳膊上,這不就飛了嗎,哪兒那么容易啊,鳥和人是不一樣的。
三點兒:第1就是鳥的胸大肌肯定發達,他撲人翅膀,人沒有那樣胸大肌嗎?結構也不一樣。第2,鳥能吃能拉,邊吃邊拉,從食物里汲取能量,同時身體又變得很輕。再就是鳥的骨頭都是中空的,它的結構非常適合飛行,人是不行的。所以人簡單的去學習鳥類,按照鳥那個樣子坐個飛機就飛了,毫無可能。
所以,萊特兄弟這種創新和飛機的構型和鳥完全不一樣,跟人想象中的飛行器完全不一樣,這種創新也是需要魄力需要膽量的。當然一開始飛的不理想,弟弟也是第一次,過去也沒干過,所以飛機飛的是跌跌撞撞,反正你不能說沒飛起來,但你說飛的多優雅,談不上,飛了幾次都不是很理想。
最后一次,哥哥說說我來,在時速30公里的風速之下,59秒時間飛了260米,這被認為是人類第一次真正成功的動力飛行了,飛起來了,這叫一飛沖天,當時也沒有什么視頻,沒有網絡傳播,有報紙,但語言也不詳,但這個事兒逐漸的還是為世人所知。
1908年美國軍方說你要不給我們表演一下我們看看唄?法國也想出高價購買萊特兄弟的飛行專利,大家對這事兒越來越重視,1908年的8月8號在法國巴黎附近的馬場。 萊特兄弟駕駛當時他們最新的制造的飛機繞場飛了一周,沒有任何問題,那大家震驚不已,當時有電報了,這個消息就傳到全世界各地,歐洲很多國家一看,高價買專利。
到1909年美國軍方直接下訂單,萊特兄弟就考慮軍方要用的話,咱得加點設置,有這個瞭望員啊機槍手啊,有些特別的座位吧,這樣,飛機就逐漸應用于軍事了。
1907年7月30號,他們向陸軍部交付了第一架軍用飛機,甚至還要訓練飛行員。到了1911年,哥哥威爾伯染上了風寒,不久離世,44歲人就不在了。
弟弟奧威爾傷心欲絕,把公司就賣了,然后回到老家,在那兒度過了自己的后半生,1948年1月30號,77歲在老家去世。
(作者:劇柏含/系國家二級作家/國家高級書畫師/高級政工師職稱)
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