1903年誰(shuí)發(fā)明飛機(jī)
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1903年誰(shuí)發(fā)明飛機(jī)
1903年是飛機(jī)發(fā)明年。在這一年中,年近古稀的美國(guó)航空先驅(qū)塞繆爾 · 蘭利接連兩次試飛了他潛心研制多年的飛機(jī)——“空中旅行者”,卻遭遇了最接近成功的“失敗”,飛機(jī)發(fā)明權(quán)與他擦肩而過(guò)。
蘭利1834年8月22日出生于美國(guó)馬薩諸塞州。他自學(xué)成才,1866年起成為美國(guó)史密森研究院數(shù)學(xué)教授并兼任另一所大學(xué)天文學(xué)教授,在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)方面均有建樹(shù),成為世界知名的科學(xué)家。他于1887年擔(dān)任史密森研究院主席直至終生。
蘭利對(duì)航空的愛(ài)好與興趣是從童年觀察鳥(niǎo)類飛行開(kāi)始的。他常帶奇思妙想去觀察鳥(niǎo)類飛行,一次觀察往往數(shù)小時(shí)。他想探索鳥(niǎo)類飛行的奧秘:為什么鳥(niǎo)的翅膀不動(dòng)竟能上升、下降至翻騰?他想一定有什么神秘的力量在支配鳥(niǎo)類飛行,只不過(guò)人類還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)而已。但蘭利真正開(kāi)始航空科學(xué)研究卻是中年以后。
1886年,蘭利開(kāi)始采用科學(xué)方法研究飛行問(wèn)題。他設(shè)計(jì)了一座旋臂塔以進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn),使用蒸汽機(jī)作動(dòng)力。他定量研究了鳥(niǎo)翼和平板在空氣中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生升力和阻力的規(guī)律,得出了科學(xué)結(jié)論和公式。1891年他把試驗(yàn)得出的結(jié)論寫(xiě)成《空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)》一書(shū)出版。書(shū)中指出:可以制造出一種機(jī)器,當(dāng)它的傾斜平面以一定速度運(yùn)動(dòng)時(shí),完全能夠在空氣中支持比空氣重得多的全部機(jī)器重量,并且能夠以極高的速度飛行。蘭利這結(jié)論,對(duì)19世紀(jì)末一般所認(rèn)為的重于空氣的飛行器不可能飛行的理論無(wú)疑是大膽的挑戰(zhàn)。
蘭利在進(jìn)行理論研究的同時(shí)開(kāi)始了飛行器的設(shè)計(jì)工作,他先從較小的橡皮筋動(dòng)力模型開(kāi)始,后來(lái)發(fā)展到有動(dòng)h的蒸汽機(jī)模型即他所命名的“空中旅行者”。
他設(shè)計(jì)的“空中旅行者”0號(hào)模型總重22干克,發(fā)動(dòng)機(jī)功率僅0.7干瓦,由于功率太小而試飛失敗。而后第1、2、3、4號(hào)“空中旅行者”也是同樣原因歸于失敗。
1896年5月6日,蘭利設(shè)計(jì)的小比例動(dòng)力模型第5號(hào)“空中旅行者”終于進(jìn)行了成功的飛行。5號(hào)“空中旅行者”模型兩副機(jī)翼前后排列,機(jī)長(zhǎng)4.01米,翼展4.17米,總重11千克,發(fā)動(dòng)機(jī)功率0.7干瓦。試飛在華羅頓特區(qū)南部波托馬克江上上進(jìn)行,模型飛機(jī)由安裝在游艇上的彈射器發(fā)射,模型飛機(jī)升向空中,爬升了約300米,劃著弧線飛行了1006米后動(dòng)力用盡降落到水面。這是世界歷史上第一次重于空氣的有動(dòng)h的飛機(jī)不載人的成功飛行。
令人遺憾的是,在完成了這次有歷史意義的飛行后,蘭利卻放棄了進(jìn)一步進(jìn)行載人飛機(jī)的研究。在中斷研究工作3年之久后,由于美國(guó)政府提供5萬(wàn)美元經(jīng)費(fèi),蘭利和他的助手曼利才重新開(kāi)始研制全尺寸載入飛行的飛機(jī)。
他設(shè)計(jì)的全尺寸載人飛機(jī)“空中旅行者”在結(jié)構(gòu)上與成功飛行的模型很相似。金屬骨架,有兩副機(jī)翼前后串置,一個(gè)尾翼,發(fā)動(dòng)機(jī)置于兩副機(jī)翼中間,兩副螺旋槳。飛機(jī)機(jī)長(zhǎng)15.84米,翼展‘14.63米,飛機(jī)總重331干克。發(fā)動(dòng)機(jī)功率39干瓦,由蘭利的助手曼利制成,這是一臺(tái)具有5個(gè)汽缸的星形發(fā)動(dòng)機(jī)。飛機(jī)起飛方式還是船上彈射。
1903年10月7日,由蘭利設(shè)計(jì)、他的助手曼利駕駛的“空中旅行者”號(hào)飛機(jī)在波托馬克河的游艇上進(jìn)行首次飛行試驗(yàn)。飛機(jī)被架上了彈射器,敞口駕駛艙吊在機(jī)身下方,飛行員曼利坐進(jìn)了駕駛艙。飛機(jī)上沒(méi)有著陸裝置,不知道飛機(jī)將會(huì)怎樣降落在水上。
中午12時(shí)許,發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,船上彈射裝置將飛機(jī)彈出。只是飛機(jī)沒(méi)有躍上空中而是倒栽蔥式墜入水中,幸好曼利從飛機(jī)座艙中逃了出來(lái)。據(jù)曼利說(shuō),飛機(jī)起飛時(shí),尾部的張線碰到了發(fā)射架,飛機(jī)失去了平衡。
同年12月8日,修復(fù)好的“空中旅行者”號(hào)飛機(jī)進(jìn)行第二次飛行試驗(yàn),飛機(jī)彈射后頭部上仰,曼利操縱舵面飛機(jī)毫無(wú)反應(yīng),飛機(jī)尾冀斷裂,飛機(jī)垂直地墜入河中。據(jù)目擊者稱,彈射時(shí),飛機(jī)尾部碰到了發(fā)射架。曼利還是僥幸逃了出來(lái),飛機(jī)則受到了嚴(yán)重?fù)p壞。
9天以后,即12月17日,美國(guó)萊特兄弟駕駛他們研制的“飛行者”號(hào)首飛成功,宣告了飛機(jī)的誕生。
蘭利的飛機(jī)為什么會(huì)連遭兩次“失敗”?迄今沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的意見(jiàn)。美國(guó)陸軍和海軍的報(bào)告指出:飛機(jī)設(shè)計(jì)基本上是正確的,穩(wěn)定性良好。同時(shí)
他們還指出,即使飛機(jī)試飛能夠取得成功,其價(jià)值也不是很大,因此建議政府停止資助。美國(guó)航空專家查紐特評(píng)價(jià)說(shuō),蘭利飛行試驗(yàn)未取得成功的原因主要是發(fā)射架造成的,不能說(shuō)飛機(jī)本身是不成功的。1904年蘭利在給史密森研究院的報(bào)告中詳細(xì)分析了兩次試驗(yàn)的情況,他指出:不能看作是失敗,因?yàn)閱?wèn)題出在發(fā)射裝置上,飛機(jī)根本沒(méi)有進(jìn)入天空。
1914明4年6月,美國(guó)航空先驅(qū)寇蒂斯到蘭利的“空中旅行者”進(jìn)行了修復(fù),并且朋裝了浮筒,換上了新的發(fā)動(dòng)機(jī)。這架飛機(jī)沒(méi)有采取彈射方式,而是用水上起飛取得了成功,見(jiàn)圖2-6。它證明了蘭利的飛機(jī)設(shè)計(jì)還是成功的。但是蘭利本人瀨矓噠個(gè)情景,他已于1906年逝世。
在人類早期的航空探索中,通常有兩條路徑。第一條路徑是從研制滑翔機(jī)開(kāi)始,通過(guò)自身重量產(chǎn)生動(dòng)力,操縱滑翔機(jī)飛行,進(jìn)而再加裝發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力飛行。萊特兄弟走的是這一條路徑并取得了成功。第二條路徑是從動(dòng)力模型開(kāi)始,在取得經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上再發(fā)展到載人飛機(jī)。蘭利走的是第二條路徑。兩條路徑各有干秋。應(yīng)當(dāng)說(shuō),蘭利的“失敗”并非真正的失敗,它留給后人以深刻的啟示。蘭利仍然是偉大的航空先驅(qū)。1W7年,美國(guó)國(guó)家航空咨詢委員會(huì)成立的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)室便命名為“蘭利紀(jì)念航空實(shí)驗(yàn)室”,1958年美國(guó)國(guó)家航空航天局成立后改為蘭利研究中心。