萊特兄弟是怎麽發明飛機的?
1903年12月17日,這是壹個寒冷的冬日。在美國北卡羅來納州基蒂霍克的壹片荒地上,寒氣襲人,朔風四起,天空布滿濃雲。萊特兄弟倆設計制造的“飛行者號”飛機,就要當眾試飛了。
前幾天,萊特兄弟在許多公***場所貼出了飛機試飛的海報,他們希望向更多的人展示自己多年來含辛茹苦制造的飛機。此時,他們熱切地期待著觀眾們的到來,可惜觀眾只來了五位。“等壹等,再等壹等”,然而仍然是那可憐的五名觀眾,他們不論是因為好奇,還是關心飛機試飛,總之,他們僥幸地成為幸運的觀眾,成為有史以來親眼目睹飛機升空的第壹批歷史見證人。
試飛時間到了,萊特兄弟決定不再等了。弟弟奧維爾坐進了飛機上的座椅,哥哥維爾伯啟動了汽油機,隨著壹陣震耳欲聾的轟鳴聲,“飛行者號”徐徐飛離了荒地。1米,2米……維爾伯的心吊在了嗓子眼,嘴裏數著數。在12秒內,“飛行者號”搖搖晃晃地飛行了大約35米的距離,飛機輪子超出地面1米。
“成功了!”“飛行者號”的輪子剛剛落地,五名觀眾和萊特兄弟便歡呼起來。維爾伯大哥緊緊擁抱了弟弟。眼睛裏噙著激動和喜悅的淚花。雖然這次試飛的滯空時間很短,飛行高度低得可憐,飛行距離近得很,但它確是人類第壹次實現機器動力飛行,打破了比空氣重的機器不能飛行的斷言,從而開辟了人類航空科學技術的新紀元。萊特兄弟的試飛成功,實現了人類依靠機器動力飛上天空的夢想。
萊特兄弟是美國俄亥俄州丹頓人。維爾伯·萊特1867年生,比弟弟大四歲。在兒童時代,兄弟倆就是形影不離的好朋友,同起同坐,同止同行。幼年時,父親送給他倆壹架會飛的竹蜻蜓,兄弟倆愛不釋手,仿制了幾架,都成功地飛上了天空。哥哥善於動手,弟弟善於動腦,二人合作,相得益彰,相輔相成,左鄰右舍無不欽慕。
由於萊特家中貧困,萊特兄弟倆失去了接受高等教育的機會,只能依靠修理當時剛剛在美國興起的自行車維持生計。在修理自行車的同時,兄弟倆經常閱讀、討論有關飛行的報道和文獻,關註著滑翔機研究的每壹項進展。雖然萊特兄弟文化水平不高,但他們能夠刻苦自學,不怕吃苦,善於鉆研,逐步掌握了飛行的基本理論。
經過多年的努力,萊特兄弟成功地制成了當時世界上最先進的滑翔機。從1900年到1902年,萊特兄弟先後進行了1000多次滑翔飛行實驗,獲得了大量的寶貴數據。小奧維爾還在飛行中成功地實現了傾斜滑行、空中轉彎等難度很大的駕駛動作,這在當時被人們視為“冒著生命危險”的飛行動作。根據新的實驗和發現,萊特兄弟在1902年制成裝有活動方向舵的滑翔機。
萊特兄弟深深懂得,光依靠無動力滑翔是不可能征服天空的,必須依靠動力才能完成真正意義上的飛行。飛機的動力依靠什麽呢?他們首先把目光落在了蒸汽機上。可是,當時再精巧的蒸汽機安裝在滑翔機上也顯得是龐然大物,根本不可能做到。他們就把研究方向轉向了當時剛剛興起的內燃機上。
從1885年德國人戴姆勒按奧托內燃機原理,研制成四沖程汽油機之後,本茨將汽油機用於汽車,形成了汽車工業。汽油機在汽車工業的推動下起步,由於航空工業的需要而取得了更大的發展。19世紀80~90年代,汽油機的轉速約為500~800轉/分,20世紀初提高到1000~1500轉/分,它具有安裝在飛機上的可能性。
1903年初,萊特兄弟在取得了大量滑翔飛行經驗和數據之後,大膽計劃往滑翔機上安裝當時最先進的汽油活塞發動機。然而,他們兩人對汽油機的知識幾乎等於零,只好白手起家,壹切從頭學起。他們買來壹臺廢棄的汽油機,卸下來再裝上去,裝上去再卸下來,最後總算可以使用汽油機了。但對於安放多大的發動機合適,他們不清楚;發動機的功率與飛機有什麽關系,他們也不知道。壹切都要依靠實驗。
為了測量滑翔機的運載能力,萊特兄弟壹次次地往滑翔機上裝沙袋進行實驗,最後總算弄清了他們制造的滑翔機最大載重不能超過90千克。也就是說安裝在滑翔機上的發動機不能超過90千克。可是當時制造出來的最小的發動機,也有140千克重。沒有合適的發動機就意味著永遠只能滑翔飛行,怎麽辦?萊特兄弟又陷入了困境。
自近代科學技術誕生以來。人類從其中取得的偉大業績主要可分為兩個方面,壹方面是從自然界中發現客觀的規律,另壹方面遵守規律創造自然界不存在的東西。萊特兄弟最大的樂趣就是從事從“無中創造有”的事業,沒有合適的發動機,“自己研制”!兄弟倆很快又變成發動機制造商。20世紀初期,汽油機的制造是壹門相當深奧的技術項目,萊特兄弟屢敗屢起,以精衛填海般的堅定意誌,從事著研制工作。就這樣,他們終於感動了壹位名叫狄拉爾的機械技師。
“妳們兄弟倆都問汽油機的事,看來想搶我的飯碗嘍,我肚子裏的那點真貨差不多被妳們掏空了。”狄拉爾幽默地說。
“我們壹定要制造出重量輕、馬力大的汽油機,然後把它裝在我們的滑翔機上。”
“小夥子們,妳們的精神感動了我。如果妳們不嫌棄我這個老頭子,算我壹個,怎麽樣?”狄拉爾其實並不老。
“太好了,狄拉爾大叔,這回飛機準會成功!”萊特兄弟幾乎高興得要把狄拉爾擡起來,拋向天空。
兄弟倆在狄拉爾技師的幫助下,經過許多曲折和艱辛,終於制造出了壹部四個汽缸、12馬力(1馬力約為735瓦)、重70余千克的汽油發動機。接著,他們又試制了螺旋槳。當他們把壹切安裝就緒時,就等待機會進行試飛了。
仲秋時節,秋高氣爽,萬裏無雲,壹個多麽難得的試飛好天氣呀。萊特兄弟心裏十分高興,看來勝利已經在向他們招手了。維爾伯轉動螺旋槳,奧維爾啟動汽油機,點火、給油、松開離合器,隨即汽油機突突地運轉起來,好兆頭,飛機發動機啟動十分成功。
螺旋槳呼呼地飛速旋轉著,奧維爾緩慢地把油門加大,然後放開了飛機制動器。起飛,飛機緩緩地向前駛去,速度由慢變快。奧維爾想操縱飛機從滑行進入爬升狀態,他把操縱桿拉到了盡頭,可是飛機還在地上滑行。最後,這架不會飛的飛機撞到壹個土堆上,停住了。試飛失敗了,奧維爾失望地哭了起來。
“奧維爾弟弟,不要哭了。我們應該找到失敗的原因!”大哥安慰著弟弟。
“什麽失敗的原因,我們永遠不會成功。”
奧維爾是壹個性格外露的人,容易感情沖動。參加試飛的狄拉爾卻從試飛中看出了門道,他認為不能光從發動機減少重量壹個方面考慮問題,飛機的自重也要減輕。經過發動機重量減輕和飛機自重減輕,飛機可以在瞬間離開地面飛行壹段短短的距離了。
1903年11月末,壹架用輕質木料為骨架、帆布為基本材料的雙翼飛機終於竣工了,萊特兄弟把它命名為“飛行者號”。該機以雙層機翼提供升力,活動方向舵可以操縱升降和左右盤旋,汽油發動機推動螺旋槳,駕駛者俯臥在下層主翼正中操縱飛機。1903年12月17日試飛成功,極大地鼓舞了萊特兄弟。
從此,萊特兄弟壹邊調試改造飛機,壹邊進行飛行表演,以擴大航空的社會影響,募集更多的研制資金。萊特兄弟在全國各地巡回表演他們的飛機和飛行,獲得了很大的成功。
壹轉眼到了1908年,萊特兄弟的飛機性能已經有了很大的改進。這壹年秋天,萊特兄弟應邀去法國進行飛行表演,創造了連續飛行2小時20分23秒的新紀錄。
如今,航空事業已經高度發達,然而人們仍然牢記著萊特兄弟的功績,他們的“飛行者號”被人們公認為世界上的第壹架飛機。
知識點
滑翔機
滑翔機是壹種沒有動力裝置,重於空氣的固定翼航空器。它可以由飛機拖曳起飛,也可用絞盤車或汽車牽引起飛,更初級的還可從高處的斜坡上下滑到空中。在無風情況下,滑翔機在下滑飛行中依靠自身重力的分量獲得前進動力,這種損失高度的無動力下滑飛行稱滑翔。在上升氣流中,滑翔機可像老鷹展翅那樣平飛或升高,通常稱為翺翔。滑翔和翺翔是滑翔機的基本飛行方式。