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萊特兄弟與飛行探索者 萊特兄弟的飛行故事2.5

航空人物(2.5)

萊特兄弟的飛行故事

    189972日,維爾伯收到了史密森尼學會的回復及論文和航空著作清單,分別購買了蘭利的《空氣動力學試驗》和夏努特的《飛行器進展》,并進行了大量的航空資料研究。

    萊特兄弟也同時把大量時間和金錢投入到發明飛行器中來,觀察鳥類飛行與前人資料相結合來面對飛行的難題。

    萊特兄弟完成了所有理論研究就開始動手實踐,他們的自行車店員Charlie Taylor成為了小組的重要一員,三人共同合作建造了第一架飛機引擎。

 

萊特兄弟與飛行探索者

    ……

    十五世紀,達.芬奇是第一位以科學的態度研究飛行的人,他設計撲翼機的同時,還設計了直升機和降落傘。

    十八世紀80年代,法國蒙哥費爾兄弟發明了能夠載人升空的熱氣球。

    十九世紀初,喬治.凱利提出了現代飛機布局思想、奧托.李林塔爾成功地用滑翔機和空氣動力學試驗、塞繆爾.蘭利成功地用以蒸汽機為動力的飛機,都證明重于空氣飛行的技術可行性……他們對飛行的研究與探索都為萊特兄弟后來的發明奠定了基礎。

    ……

讓我們先認識與萊特兄弟飛行直接有關的幾位航空先輩吧!

1.喬治.凱利之空氣動力學之父

George Cayley17731227~18571215日)英格蘭

圖:1853年喬治·凱利的載人滑翔機可飛出十米遠

    西方一些研究空氣動力學的專家稱喬治.凱利為空氣動力學之父。

    奧維爾說“我們的成功完全要感謝那位英國紳士喬治.凱利,他寫的有關航空的原理,他出版的著作,可以說毫無錯誤,實在是科學上最偉大的文獻。

    1792年,用一種“竹蜻蜓”玩具作一連串的試驗。

    1796年,在科學計算的基礎上制作出第一個飛行器——相對旋轉的模型直升機。

    1799年,設計已具備現代飛機主要部件的飛行器草圖,并刻在一個小銀盤上。這個銀盤現藏于倫敦科學博物館。

    1804年,研究鳥的推動力,在旋轉臂上試驗了一架滑翔機模型。他還設計了一架有固定翼和撲翼復合式飛機。

    1807年,研究熱氣發動機和采用火藥的發動機。

    1808年,研制了“旋翼”和“槳輪”飛機,設計了一架撲翼機。

    1809年,開始研究魚的流線型,成功地制造出航空史上第一架全尺寸滑翔機并進行試飛。他題為《論空中航行》的論文在自然哲學雜志上發表,被后人視作是航空學說的起跑線。

1857年,凱利爵士84歲,臨終前仍在工作間內敲敲打打,希冀制成一臺輕質量的發動機,然而終無所成。

2.奧托.李林塔爾滑翔機之父

Otto Lilienthal1848523日-1896810日)德國

    1893年,在柏林附近的溫德米倫山上,已有五年飛行試驗經驗的奧托.李林塔爾把自己固定在滑翔機下,跑動,蹬腳,離開地面,在天空飛起,飛行15秒……人類證明,從此開始學會滑翔飛行。故后人稱他為“滑翔機之父”。

圖:在1893到1896年的三年內,李林塔爾進行了兩千次以上的滑翔飛行試驗

    李林塔爾曾制作了18架不同形狀和大小的滑翔機進行了2000多次滑翔試驗,用科學的態度和方法記錄滑翔試驗數據,包括計算出機翼大小、形狀以及風力對飛行的影響,因此形成《常規壓力和曲線壓力表》第一部專著,他在完成的《鳥類的飛行——飛行藝術的基礎》書中提出曲面機翼比平面機翼受風提到更強的升力,從而糾正了前人“多層疊置窄條翼”的片面做法。

    894年,他操縱滑翔機從50米高山坡上滑翔而下,飛行了350米,最遠一次達到1000米。人們因此授予他“蝙蝠俠”的美稱。

    189689日,里諾韋山,李林塔爾駕駛一架滑翔機飛行時,突然遇到迎面突風墜落去世。德國人為了紀念他的功績,為李林塔爾樹立了一座紀念碑,上面寫著最偉大的老師

    萊特兄弟在奧維爾患病期間得悉此信息后,再次燃起投身到飛行研究的實驗與研究之中。也真正開始從自行車修理匠、經銷商到偉大的科學家、發明家的轉變。

3.繆爾·皮爾龐特·蘭利與史密森學會

Samuel Pierpont Langley1834822日-1906227日)

    美國天文學家、物理學家,航空先驅,測熱輻射計的發明者1887年當選史密森學會(研究所)的會長,嘗試進行飛行技術可行性的研究和試驗,以科學方法證明帶動力、重于空氣飛機的可行性,也最先用確切的數據來說明大展弦比機翼的優越性,這是蘭利在空氣動力學方面的最重要貢獻。

    當蘭利收到威爾伯的來信之后,提供了一份資料清單和學會資料寄回,威爾伯化一美元購得包括奧克塔夫.夏努特寫的《飛行器進展》等資料,正式開始研究與實踐飛行的科技技術。

    但同行之間的競爭與矛盾也隱藏其中。

 

圖:1903年10月7日,蘭利進行的飛行試驗以失敗告終

    1891年,根據對空中平面移動的研究,蘭利制造出了一架有前后并置的兩幅機翼的30磅模型,并公開聲明制造出依靠動力推進的飛行器是有可能的。

    1896年5月6日,蘭利在華盛頓附近的波托馬克河上進行了無人飛機模型的試驗其中一次飛行持續90秒鐘,這是世界上首次一個重于空氣的機器在空中飛行。

    同年11月11日,他的另一架飛機模型又成功飛行了五千多英尺。隨后,蘭利獲得了美國政府5萬美元以及史密研究所2萬美元的支持,試圖建造一架有人駕駛的飛行器

    1902年,蘭利得知萊特兄弟的滑翔機試驗取得了成功想現場觀看其試飛,但被萊特兄弟婉言謝絕

    1903年10月7日和12月8日,蘭利的飛機在波托馬克河上兩次試驗失敗,飛行員曼利落水被救此時,報紙對蘭利的飛機進行猛烈的抨擊。

    1906年蘭利在南卡羅來納州埃肯去世。

    1914年蘭利去世8年后美國著名飛機設計師格倫·柯蒂斯將他的飛機打撈上來,進行了徹底的改造,安裝了功率更大的發動機,結果試驗成功,飛機飛行了數百英尺。

    史密森學會1908年設立了蘭利獎章,萊特兄弟成為獲得首個蘭利獎”獲得者

    蘭利在其他領域更加輝煌:美國第一艘航空母艦“蘭利號航空母艦”是以他的名字命名把每平方厘米1卡路里的輻射強度通用單位稱作1蘭利。

4. 奧克塔夫.查努特與《飛機器進展》

Octave Chanute 1832-19101123)法國裔美國人

    查努特是美國土木工程師,在掙錢養家的同時也研究人類飛行,開始研究航空飛行那年是1875年,他已有45歲時,并于1894年出版《飛行器進展》(ProgressinFlyingMachines)一書,成為萊特兄弟啟蒙與學習的重要書籍之一,該書總結了歐洲各國研究飛機的經驗,匯編飛行先驅者的航空成就,對傳播飛機研究起了重要的作用,為從事飛行研究者提供了富貴的信息與建議。

    查努特也從事李林塔爾滑翔機的研究與試驗,制造了很多型號各不相同的滑翔機,單從機翼的數目來分,就可以分出10種,其中有一架滑翔機做了12幅機翼。1896年,他開始通過設計和制造一系列成功飛行的滑翔機來尋求自動飛行控制。

    他的三幅機翼的飛行器飛出了77.1米的距離,空中停留10秒之久,比蘭利少了5秒,成為19世紀90年代飛行方面的重要權威之一。

圖:1896年,夏努特多翼化滑翔機“第一形態”

    1901年,查努特特意趕到萊特兄弟試飛地,提供一些建議,并鼓勵萊特兄弟進行滑翔實驗,后成為眾多飛行研究先行者中與萊特兄弟聯系最緊密的一個顧問和知己。

    也正是他在歐洲的演講和宣傳,把萊特兄弟的飛行成功傳播了開來,許多歐洲工程師重新燃起了對飛行的興趣。

5.格倫·柯蒂斯與飛機副翼

Glenn Curtiss1878521--- 1930723)美國

    柯蒂斯與萊特兄弟有些相同的愛好與經歷,也是后來俱上成為萊特兄弟同時期的飛機發明者,并與萊特兄弟有過一段影響飛機發展的法律訴訟。

    柯蒂斯是從郵差到自行車店主,經營改裝、維修和銷售自行車業務,而后用德國工程師發明家戈特利布·戴姆勒1885年發明的摩托車技術改裝自己的自行車1903年,柯蒂斯開著自行改裝摩托車跑出了103km/h的記錄,這個記錄當時最快奔馳Simplex 60hp117km/h記錄相差不多,被稱為地球上跑得最快的人

圖:柯蒂斯登上1924年10月的時代雜志封面,建起當時世界上最大的飛機制造廠

    曾在萊特兄弟在飛機試飛成功后,與威伯爾進行過交流,柯蒂斯表示自己可以提供更好的發動機技術,當時萊特兄弟自信滿滿地婉言謝絕,主要原因是萊特兄弟曾懷疑柯蒂斯把試飛前的技術信息透露給了蘭利

    不久,柯蒂斯受到“電話之父”貝爾邀請,加入了空中試驗協會AEA開始聯合研制飛機,引用萊特兄弟的試飛經驗幫助貝爾飛行成功,更引起萊特兄弟的不滿,以致后來矛盾加劇,發生了影響航空發展的副翼”之爭。

    柯蒂斯為了避開萊特兄弟在機翼的產權,設計發明了這個沿用至今的副翼技術,即通過改變主翼上的副翼角度可以讓升力產生改變,從而可以使飛機以機身為軸線隨意轉動。

圖:裝有副翼的六月甲蟲號

    1904年,設計了“加利福尼亞之箭”飛艇并制造了一臺發動機。

    1908年,駕駛自己設計的“金甲蟲”飛機飛行,飛行距離大大超越了萊特兄弟的最遠距離。獲得“科學美國人”獎杯。

    1909年,在法國蘭斯舉行的飛行競技會上,駕駛No.1雙翼飛機取得飛行速度冠軍。

    1911年,研制成功世界第一架實用型水上飛機,在起落架上安裝了浮筒并完成首次在艦船上的著艦與起飛。

    1913年,完成對水上飛機的革命性改進,船身式水上飛機就此誕生,并成為主流機種。

圖:柯蒂斯在艦載機上試飛

    柯蒂斯的很多設計仍然被現代飛機所采用,從副翼到飛行學校,從第一個裝備槍支的飛機到艦載機,這些壯舉都讓柯蒂斯在航空史上留下美名。

圖:1911年3月8日,美國海軍向柯蒂斯訂購了一架A-1型水上飛機,這一天也被視為海軍航空兵的誕生日。

圖:海軍航空司令部大廳天花板上掛著的 A-1型水上飛機

    利用第一次世界大戰的機會,柯蒂斯大力地推銷自己的飛機,甚至建起了當時世界上最大的飛機制造廠幫助美國贏得了戰爭。1916年柯蒂斯飛機與發動機公司成立,并于1929年與萊特航空及其各自下屬的11家子公司和并成為柯蒂斯-萊特公司

    柯蒂斯與萊特兄弟在于產權訴訟帶來的矛盾,實質上是在科技發明中迅速發展和不斷超越所形成的技術產權與社會法律滯后之間的關系。(具體在第十章節中闡述萊特兄弟與發明紛爭的故事)

【做做玩玩5】做一架風車玩玩

選正方形彩色紙兩對角折,延對折印跡各剪向中心2/3處。

用大頭針把同方向一角疊在一起后,按進一小木榻最上方。

小風車就做成了。

你向它吹風氣,它就能轉起來。

若迎著風奔跑,它會轉的更快。

【學習拓展5】探究風箏怎么會飛?

    

航空人物(2.1)萊特兄弟的飛行故事-紙飛機

航空人物(2.2)萊特兄弟的飛行故事-零件庫

航空人物(2.3)萊特兄弟的飛行故事-自行車

航空人物(2.4)萊特兄弟的飛行故事-汽車

航空人物(2.5)萊特兄弟的飛行故事-飛行探索者

航空人物(2.6)萊特兄弟的飛行故事-滑翔機

航空人物(2.7)萊特兄弟的飛行故事-風洞

航空人物(2.8)萊特兄弟的飛行故事-機翼

航空人物(2.9)萊特兄弟的飛行故事-發動機

航空人物(2.10)萊特兄弟的飛行故事-飛行者

航空人物(2.11)萊特兄弟的飛行故事-踐約合同

航空人物(2.12)萊特兄弟的飛行故事-發明紛爭

航空人物(2.13)萊特兄弟的飛行故事-貢獻

作者:胡鑫川

修改于20220926

公眾號:山川留言

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