书城科普读物航天航空小百科-人类的飞天之梦
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第3章 人类梦想飞翔(3)

他们这种严谨的科学态度,为他们的成功奠定了坚实的基础。

还应提到的一点是,莱特兄弟还测量了飞机的飞行速度和高度。

在这些试验中,他们发现李林塔尔编制的大气压力数据表是有错误的,并对这个数据表进行了修正。

应该说,李林塔尔在当时的航空界是一位很有权威的人物,他通过试验编制的大气压力数据表是有“权威”的。

然而,莱特兄弟并没有迷信这个“权威”,他们相信自己通过千百次实验得出的结果。从这一点说,他们是十分勇敢的。

甚至可以说:正是莱特兄弟敢于向“权威”挑战,才使航空器的发展有了突破性的进展。

否则,他们只能停留在前人的基础上,裹足不前。

莱特兄弟设计的飞机,决定放弃沉重的蒸汽机,采用先进的内燃机带动螺旋桨的方式提供动力,但那时还没有出现结构轻、功率大的发动机,他俩决心自己制造。经过苦心研究,终于研制出第一台4缸8马力的活塞式发动机,用它带动枞木制造的螺旋桨推进,机上可以有人驾驶。

于是,世界上第一架有动力的、被莱特兄弟命名为“飞鸟”的飞机,在1903年夏季制成了。

1903年12月14日,莱特兄弟把“飞鸟”搬到了一个海滩上准备试飞。那么谁来当飞行员呢?兄弟两人都要第一个试飞,因为他们两人都明白,第一个试飞有很大的危险性。怎么办呢?兄弟两人决定投掷硬币来决定谁先飞。投掷的结果是哥哥威尔伯·莱特赢了。遗憾的是,哥哥威尔伯·莱特并没有真正成为第一个飞行员,在“飞鸟”起飞时,他把机头拉得太高,“飞鸟”失速了,离开地面几米的高度,就一头栽到附近的沙滩中,威尔伯·莱特只受了点轻伤,可“飞鸟”却摔坏了。“飞鸟”修好后,轮到奥维尔·莱特试飞。

1903年12月17日的早晨,奥维尔·莱特驾驶着“飞鸟”飞上了天空。这次飞行持续了12秒钟,飞行距离约37米。同一天,他们又进行了3次飞行。第二次飞行了约53米,第三次飞行约61米。第四次飞行是由威尔伯·莱特完成的,他飞行了约260米,持续时间59秒钟。

真遗憾,由于当时人们不相信比空气重的飞行器能飞上天空,这创纪录的世界第一次航行飞行,在场观看的只有5个人。

莱特兄弟试飞成功

莱特兄弟的飞机是双翼机,机身是木构架式的,没有蒙皮。机翼蒙了一层薄薄的麻布,翼尖翘起,机尾装有两片垂直尾翼,水平尾翼装在机头。飞机上有方向舵和操纵机构,没有起落架。飞机是靠木质滑橇在滑轨上起飞的。为了减少阻力,人俯卧在下机翼上进行操纵。飞机重量包括飞行员在内,只有340千克,其中发动机约重68千克。

1905年10月5日,由威尔伯驾驶的一次时间最长的飞行持续了38分钟,飞行了38.6千米。

莱特兄弟的成功并没有为美国政府和公众所承认。

虽然在第一次试飞时,邀请了记者观看,但由于天气的原因和飞机的故障,未能飞成,因此,被邀的记者们拂袖而去,认为这是浪费时间。

一些权威人士仍然坚持认为机械飞行是不可能的!莱特兄弟并没有因为受到人们的冷淡而灰心丧气,他们执著地追求着自己的目标。他们深信:飞行器的时代来到了。

1905年10月到1908年5月,在这段时间里,他们既不飞行,也不允许任何人去参观他们的“飞鸟”。他们潜心研究对“飞鸟”性能的改进。

1908年8月,莱特兄弟和美国军方达成了制造莱特飞机的协议。威尔伯·莱特重新恢复了飞行,8月8日进行了第一次公开表演,后来在一个练兵场又飞行了100次。这些飞机成了全世界的头条新闻,传播媒介对莱特兄弟的飞机大加赞扬。

“飞鸟”不仅打破了当时所有飞机的各项记录,而且还表明莱特兄弟已经研制出一种能爬高、倾斜、转弯,并能进行平稳的圆圈和8字飞行的飞机。

“飞鸟”和莱特兄弟的飞行技术,都远远超过了当时的任何飞行器和驾驶技术。

直到这时,人们才认识到:“飞鸟”标志着巨大努力和精心计划的一系列合理试验的顶点。在欧洲,没有一个人尝试设计像他们那样的飞行器。

中国的骄傲——飞行家冯如

1910年10月,国际飞行协会在美国的旧金山举行飞行比赛,有一架飞机同时获得了飞行高度、速度的冠军。“这是谁制造的飞机?”“驾驶飞机的是什么人?”许多新闻记者和航空界的人士都在打听。比赛结束了,国际飞行协会把一个优等证书颁发给了这次比赛的冠军,他就是中国的第一个飞行家——冯如。

冯如从小读书十分用功,学习成绩一直很好。在课余时间,他常和同伴一起动手,模仿近代机械的式样,制作一些模型。他们用火柴盒作轮船,用泥作螺旋桨,做得十分逼真。

冯如家中贫困,他的4个哥哥都先后在饥荒中和瘟疫中死去。后来,冯如离别亲人,远涉重洋,漂泊到美国旧金山。

1910年3月,莱特兄弟在美国洛杉矶进行了飞行表演,冯如专程前往,哪知表演者严加保密,限定参加者必须远离飞机。虽然未能在近处观看,但飞行表演对冯如还是有不少启发。没过多久,冯如制出了一架在当时看来很先进的飞机。

美国人十分钦佩冯如,想请他长期留在美国传授技术。但是冯如执意要把自己所掌握的知识和技术带回祖国。

冯如像

1911年,冯如带着他的一班人和自制的两架飞机回到了广州。1912年8月25日,冯如呈请广州革命军政府批准,在广州郊区燕塘操场做飞行表演。为唤起人们对航空事业的重视,在表演前,他向参观者详细介绍了飞机的性能和在国防、交通上的作用,然后他驾机由燕塘操场起飞,在40多米的空中飞行。操场四周人山人海,鼓掌声不绝。冯如驾驶飞机在空中灵活自如地旋转。当飞机飞行了一圈后,冯如移动操纵杆,继续爬升,不料用力过猛,飞机失控坠落,冯如的头、胸、大腿各部均受重伤。红十字会立即进行了抢救,但是因为药品不足,这天又适逢星期日,军医外出,冯如终因治疗不及时,与世长辞,牺牲时只有29岁。

在他弥留之际,他还嘱咐助手:“我死后,你们不要因此而丧失进取的信心。要知道牺牲是难免的,这是飞行中必经的阶段。”1912年9月24日,在冯如坠机牺牲的地方召开了追悼大会,群众送挽联极多。临时大总统孙中山命令:按照少将阵亡的待遇给予抚恤,并将他的事迹存入图史馆。

今天,如果我们来到广州黄花岗,就会看到冯如的墓,墓碑上刻着“中国创始飞行大家冯如君之墓”几个大字。

直升机的诞生

一说到直升机,人们自然会联想到孩子们爱玩的那种“竹蜻蜓”。它是用一根竹棒和几个竹片做成的,使劲一搓竹棒,它便“嗖”的一声窜向空中。由于无法持续给它提供动力,它飞到一定高度之后便开始旋转下降,最后落回地面。假若当初有人给它安装一个动力装置,那么它一定能在空中长时间飞行。“竹蜻蜓”是我国劳动人民的发明,后来它传到了西欧,被外国人称为“中国飞行陀螺”。“竹蜻蜓”在直升机的发展过程中,的确起过启蒙的作用。

15世纪,意大利的达·芬奇曾设想过一种直升机器,并画出了草图。至今,在纽约的一个博物馆里仍旧保留着一架达·芬奇的直升飞行器模型。不过,这个模型是后人根据达·芬奇的草图仿制的,从模型的外形来看,它不可能飞起来,但它的设计有许多值得借鉴之处。

达·芬奇设计的直升机

1843年,英国发明家知治·凯利制作了一架直升机模型。这个模型头部尖如鸟嘴,机身似海鸥,呈流线型,用一台蒸汽机为动力。但是,该机始终处在模型阶段。

1878年,意大利土木工程师恩里科·弗拉尼尼研制了一架直升机。试飞时,这架直升机飞到了12米的空中,在空中停留了12秒。

1907年8月24日,法国工程师布雷盖,驾驶着世界上第一架直升机,首次飞离地面。布雷盖直升机的这次飞行,在世界航空史上,尤其是直升机发展史上,是一个重要的起点。布雷盖直升机装有4副旋翼,每副由8个巨大的双层桨叶组成。这架直升机没有操纵系统,飞行稳定性极差,不能自由飞行。布雷盖紧接着又研制了第二架、第三架,但仍旧没有取得进展。著名的垂直飞机专家德保泰扎特,是一位移居美国的俄国科学家。

1916年,他发表了一篇关于垂直飞行理论的论文,详细地论述了直升机的设计,并给出了比较完整准确的设计数据。这篇论文具有重要的参考价值,论文刊登在美国的国家航空咨询委员会的报告上,深受美国陆军的重视。

1921年,美国陆军与德保泰扎特签订了一项合同,为美国陆军研制一种直升机。

1922年,德保泰扎特的第一架直升机首次飞行。这一天上午9时左右,美国军方的试飞员坐上了直升机。直升机的4副大旋翼就像4个巨大的风车一样旋转起来。只见直升机慢慢地离地升起,十分稳定。在场观看的人们,爆发出一阵欢呼声。

德保泰扎特的直升机操纵系统比较复杂,驾驶比较困难,虽然他在发动机上设计了一个油门调节器,用来控制旋翼的转速,但整架直升机的结构强度不高,飞行时振动大,旋翼的尺寸太大,机身超重。

经过几次飞行实验,美国军方对他的直升机仍不满意。德保泰扎特的直升机没有达到实用的要求。

双翼机试验

仰望蓝天,碧空万里,一架架银鹰在蓝天上自由翱翔。

今天的少年朋友们都知道,飞机像鸟儿一样,只有一对翅膀,我们把它叫做单翼机。但是,在20世纪初期,飞机的机身上都有两层翅膀,大家把它称作“双翼机”。这种飞机的特点是:结构简单,起落容易,造价低廉,升力大。

英国的阿·维·罗在1907年研制了一架双翼机。这架飞机的机翼表面蒙上了一层黄油纸,整架飞机的重量很轻。双翼机的最大特点是升力大。

阿·维·罗决定用汽车牵引他的双翼机,进行飞行试验。他准备了一根很长的钢索,用钢索把汽车与飞机联接起来。“起飞!”随着阿·维·罗的一声令下,牵引汽车向前疾驰。双翼机在汽车的牵引下飞快地滑行,渐渐地飞升起来。阿·维·罗操纵着双翼机一会儿升,一会儿降。

突然,飞机偏向一侧,阿·维·罗使足了力气也无法将飞机恢复常态。“快,快把钢索松开!”他向地面的汽车司机大声呼喊。当时,飞机飞得并不高,地面上的人们听到了呼喊。

起飞前,阿·维·罗就告诉过地面上的助手,一旦出现意外,一定要将钢索脱开,飞机凭借滑翔力也可以平安着陆。

可是,真正出现了意外,地面上的助手们真有些手忙脚乱,他们谁也没有去脱掉钢索,而是追逐着飞机忙乱地跑动。双翼机失去了控制,又被钢索牵着脱不开,一头栽到了地上,却坠毁了。这次坠机事件并没有使阿·维·罗退缩不前,他又继续研制、试飞双翼机。他进行了多次试验,又遭到了多次失败,却屡败屡试。

有一天,他突然收到了一位女作家的来信,这位女作家在信中述说了自己财力上的困难,生活的艰辛。她说:“我已经下定决心要投河,以了结我这困苦的生活,但是我看到你为了研制新型的飞机屡遭失败的消息,我改变了跳河一死的方法,我请求你,让我来替你进行试飞,我想用做对人类有益的事情的方法,来结束自己的生命。”

阿·维·罗的名字越来越响亮,后来,以他的名字命名了一家飞机制造公司“阿·维·罗有限公司”,他研制的504型飞机,被飞行员们称作“阿维罗”,在英吉利海峡降落。

在人类早期的航空史上,曾经有过两次最伟大的失败:一次是1909年飞越英吉利海峡的尝试;另一次是1919年飞越大西洋的尝试。这两次尝试的结果,都是飞机中途落在水面上。

事情是这样开始的。

1906年,英国一家报纸《每月邮报》为了鼓励航空事业中走在前面的人,拿出了1万英镑,奖励从伦敦到曼彻斯特的首次飞行。后来这家报纸又拿出1000英镑,奖励第一个完成英、法之间飞行的人。居住在英国的一位法国青年拉塔姆决定试一试。

早期双翼机

1909年7月19日清晨,法国一侧的海岸上几声炮响,宣告飞越英吉利海峡的飞行正式开始。

法国的一艘快艇在海面上负责安全,并与飞机一起航行。英吉利海峡英国一侧,人们通过无线电台知道了起飞的消息,等待的人们立即点燃了爆竹,无数只小船驶出了港口。

拉塔姆驾驶着飞机大约飞行了11千米,他准备按计划在空中拍摄照片。正当他准备照相的时候,发动机出现了异常情况。拉塔姆立即放下照相机,检查了所有能够摸到的电线接头,调试了发动机的汽化器、点火器,但这一切都无济于事,几秒钟之后,发动机完全停止了。

事后,一位新闻记者采访了拉塔姆。

“发动机停止时,你的飞行高度大约是多少?”“在那一瞬间,我看了一下地面,我估计高度大约在1500米左右。当发动机停止之后,我操纵着飞机向水面滑翔降落,过了很长时间我才接触到水面,可见高度是不低的。”“降落水面时,飞机的速度是多少?”“大约每小时50千米。”“飞机没有可能沉入水中吗?”“没有。根本不可能沉入海里。”拉塔姆用手比划着,“你看那架飞机本身就像一只船,再加上它的机翼很厚,有浮力,所以它不会沉没。但是为了防止飞机带着角度钻进海中,我在接近水面时,把飞机的姿态改平,所以飞机在降落到水面上时,是呈水平状态。当时,我坐在飞机上,把双脚抬起,放在一根横梁上,防止被水浸湿。然后,我取出一盒香烟,点上一支,等待救援。”拉塔姆很快被救了起来。他向记者表示,他还要进行第二次尝试。他这种顽强的精神受到了人们的热烈赞扬。就在第一次失败后的第八天,7月27日,拉塔姆驾驶着另一架崭新的飞机,进行飞越英吉利海峡的第二次试飞。这一次他又失败了,和上次一样,他又降落在水面上。这次,他的脸部也被破碎的风镜的镜片划破了。

本来,他应该再进行第三、第四次飞行,直至胜利到达彼岸。遗憾的是,他没有这样做。首次完成飞越英吉利海峡飞行的人,是英国著名的飞行驾驶员罗耳斯。1910年6月2日,他驾驶莱特式双翼机,完成了中途不着陆的往返飞行。不幸的是,一个月之后,在另一次飞行中,罗耳斯遇难。