莱特兄弟与第一架飞机

莱特兄弟与第一架飞机

  「别害怕飞行,要怕飞不起来。」1896年8月,德国工程师奥托‧李林塔尔(Otto Lilienthal)驾驶滑翔机坠落地面于36小时后丧生,悲剧性地印证了这句话的真实性。他不是唯一一个因无法控制飞行装置而死亡的航空先驱。

  李林塔尔的事件对于在美国俄亥俄州从事自行车维修与销售的莱特兄弟来说意义重大,他们对德国人的进展抱有极大兴趣。威尔伯‧莱特(Wilbur Wright)和奥维尔‧莱特(Orville Wright)将自行车机械知识应用到多年来的兴趣上,试图解决三个面向的「飞行问题」。

莱特兄弟与第一架飞机

  第一个挑战是如何从地面升起比空气还重的装置,这个问题过去就已经基本解决。达文西的事蹟众所周知,而比他更早的航空先驱还有九世纪安达卢西亚的柏柏人阿拔斯‧伊本‧弗纳斯(Abbas Ibn Firnas)与十一世纪英国马姆斯伯里修道院的教士埃默(Elmer of Malmesbury)。当莱特兄弟準备製造第一架滑翔机时,他们参考了同时代的奥克塔夫‧沙努特(Octave Chanute)和奥古斯都‧赫林(Augustus Herring)等人所设计的双翼飞机。

  第二个挑战是推进力,其他同行也对此进行了探索,例如塞缪尔‧兰利(Samuel Langley)、英国发明家海勒姆‧马克沁(Hiram Maxim)与法国发明家兼工程师克雷芒‧阿德尔(Clement Ader)等人,他们的研究着重在为装置配备强大的发引擎,但莱特兄弟的观点认为将来还有时间去思考推动飞机的最佳方式。起初,他们更倾向于滑翔,但如果要做到这件事就必须解决第三个也是最大的挑战:控制飞行。

莱特兄弟与第一架飞机

  莱特兄弟不仅想製造一架飞机,而且是要打造一架能够驾驶的飞机。他们一开始就不考虑李林塔尔的想法,即利用身体倾斜来控制飞行装置,也没有被其他航空先驱的想法所说服。莱特兄弟认为飞行员必须完全控制飞行,应该有更好的方法实现这点。

  威尔伯透过观察鸟类飞行发现了解决方法,鸟类飞行时会改变翅膀末端的角度,使其绕着纵轴倾斜来转弯,这种运动被称为「侧倾」。为了将其应用到模型上,他们发明出一种可以让机翼尾端变形的控制装置。现代飞机则藉由副翼达到这种效果。莱特兄弟还研究如何控制飞机的「俯仰」,为了避免像李林塔尔付出生命代价的失速情况发生,他们採用一种能抬起机头的升降舵。今天这种操控由飞机尾部的翼片所控制。

  从1900年到1902年,威尔伯和奥维尔在北卡罗来纳州沿海的小鹰镇测试滑翔机,并在代顿工作室建造的风洞来测试模型。在这些测试中,他们发现到机翼弯曲会导致一种不良影响:在翘曲运动中,上机翼的末端对空气的阻力更强,导致机头朝向相反方向,这种运动被称为「偏航」。莱特兄弟设计出新型的垂直尾舵,利用尾舵受到的压力抵消翼尖的阻力,使机头与在侧倾转弯时保持一致。

莱特兄弟与第一架飞机

  飞机控制是莱特兄弟于1903年3月提交的第一个专利项目。同年12月17日他们实现了最着名的壮举,用第一个螺旋桨推进装置使「莱特飞行器一号」(Wright Flyer I)起飞。那时候莱特兄弟已经为航空做出非凡的贡献,绝对能称得上飞机的发明者:他们有效地控制了三个空间轴的运动,这个概念在一个多世纪后的现在依然至关重要。

参考报导:OpenMind

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