图15-2　直升机

在科学技术飞速发展的今天，飞机仍然有着不可取代的地位。在运输方面，它既可载物，也能载人，飞行变得愈来愈快速及便利。是谁发明了世界上第一架飞机，创造了人类航空史的骄傲？是莱特兄弟，是他们首次代表人类飞上蓝天。“飞行者”号是莱特兄弟发明创造的，在它身上，凝聚了此前众多航空先驱的心血和对航空事业的伟大贡献。莱特兄弟，指的是维尔伯·莱特（图15-3）和奥维尔·莱特（图15-4），两位美国发明家，飞机的制造者。他们于1903年12月17日首次完成完全受控制、附机载外部动力、机体比空气重、持续滞空不落地的飞行，因此“发明了世界上第一架飞机”的成就就归功于他们。

图15-3　维尔伯·莱特

图15-4　奥维尔·莱特

少年时代的莱特兄弟

莱特兄弟几乎在懂事的时候就对机械产生了浓厚的兴趣。成年后的奥维尔每当向别人回忆自己童年生活时，讲的几乎都是与机械设计有关的故事。他常常津津乐道地回忆起他在5岁生日那天，在一大堆生日礼物中，首先看中了一只回旋陀螺，尽管它支撑在刀形支承的刃口上，但仍能够保持自身的旋转和平衡。

1877年冬天，一场大雪降在美国的代顿地区，城郊的山冈上到处是白茫茫一片。一群孩子来到堆着厚厚白雪的山坡上，乘着自制的爬犁飞快地向山坡下滑去。在他们旁边，有两个男孩静静地站着，眼睁睁地看着欢快的爬犁从上而下滑过。大一点的男孩叹道：“嗨！要是我们也有一架爬犁该多好啊！”另一个孩子噘着嘴说道：“谁叫我们爸爸总不在家呢！”他灵机一动，又接着说道：“哥哥，我们自己动手做吧！”被叫作哥哥的男孩一听，顿时笑了起来，愉快地说道：“对呀！我们自己也可以做。走，奥维尔，我们回去！”于是，两个孩子一蹦一跳地跑下山坡，飞快地向家里跑去。

这两个男孩就是莱特兄弟，年龄大的叫维尔伯，年龄小的便是奥维尔。他们从小就喜欢摆弄一些玩意，经常在一起做各种各样的游戏。他们的爷爷是个制作车轮的工匠，屋里有各种各样的工具，兄弟两个把那里当作他们的乐园，经常跑去看爷爷干活。时间一长，他们就模仿着制作一些小玩具，因此，兄弟俩决定，要作架爬犁，拉到山坡上与同伴们比赛。当天晚上，兄弟俩就把这个想法告诉了妈妈。妈妈一听，非常高兴地说道：“好，咱们共同来做吧！”于是，兄弟俩就跑到爷爷的工具房里，找到很多木条和工具，不假思索地就做了起来。“不行！”妈妈阻止他们说，“干什么事情得有个计划，我们首先得画一个图样，然后再做！”

兄弟俩明白了这个道理，就同妈妈一起设计图样。妈妈首先量了兄弟俩身体的尺寸，然后画出一个很矮的爬犁。“妈妈，别人的爬犁都很高，为什么你画的爬犁这么矮？这能行吗？”弟弟奥维尔不解地问。“孩子，要想让爬犁跑得快，就得制成矮矮的，这样可以减少风的阻力，速度也就会快多了。”妈妈温和地解释道。兄弟俩这才明白，做任何事情都不应莽撞，应首先弄懂道理。

过了一天，莱特兄弟的矮爬犁做成了。兄弟俩把它推到小山冈上，刚放在山坡上，就跑来了一个男孩。“快来看呀，莱特兄弟扛了一个怪物！”那个男孩大惊小怪地叫道。不一会儿，孩子们都围了上来，指手画脚地议论着这个怪模怪样的东西。莱特兄弟不以为然，勇敢地说道：“谁和我们比赛！”先前跑过来的男孩连忙叫道：“我来！我来与你们比赛！”说完，就把自己爬犁拉了过来。比赛结果，自然是莱特兄弟获胜，孩子们再也不嘲弄那个爬犁，反而围起来左瞧右看，似乎想从中找到什么。莱特兄弟非常高兴，带着胜利的喜悦回家去了。

圣诞节快到了，莱特兄弟的爸爸也从外地回来。在圣诞节早晨，爸爸送给了他们礼物，兄弟俩急不可耐地打开一看，是一个不知名的玩具，样子挺奇怪的。爸爸告诉他们，那是飞螺旋，能在空中高高地飞行。“鸟才能飞呢！它怎么也会飞！”维尔伯有点怀疑。

爸爸笑了笑，当场做了表演，只见他先把上面的橡皮筋扭好，一松手，飞螺旋就发出“呜呜”的声音，向空中高高地飞去。兄弟俩这才相信，除了鸟、蝴蝶之外，人工制造的东西，也可以飞上天。于是，兄弟俩便把它拆开了，想从中探索一下，为何它能飞上天。

从那以后，在他们的幼小心灵里，就萌发了将来一定制造出一种能飞上高高蓝天的东西，这个愿望一直影响着他们。

为梦想而努力

莱特兄弟一直着迷于当时誉满大西洋两岸的无动力滑翔飞行家—德国的李林达尔。通过自学，两个人读了大量的书，掌握了基本航空理论，开始了艰难的探索。

1896年，兄弟俩听闻了德国航空先驱奥托·李林达尔在一次滑翔飞行中不幸遇难的消息。按说，这条消息对那些梦想飞行的人是一个打击，但熟悉机械装备的莱特兄弟却从中认识到，人类进行动力飞行的基础实际上已经足够成熟，李林达尔的问题在于，他还没有发现操纵飞机的诀窍。对李林达尔的失败进行了一番总结后，莱特兄弟满怀激情地投入了对动力飞行的钻研。那时候，莱特兄弟开着一家自行车商店。他们一边干活挣钱，一边研究飞行的资料。三年后，他们掌握了大量有关航空方面的知识，决定仿制一架滑翔机。

首先他们观察老鹰在空中飞行的动作。他们常常仰面朝天地躺在地上，一连几个小时仔细观察鹰在空中的飞行，研究和思索它们起飞、升降和盘旋的机理，然后一张又一张地画下来，之后开始着手设计滑翔机。

1900年10月，莱特兄弟终于制成了第一架全尺寸的滑翔机，是一架无人驾驶的双翼滑翔机，可以像风筝一样把它放上天。他们在飞机的前面安装了升降舵，也就是一种摆动舵，可以用来操纵横轴，然后，他们把它带到离代顿很远的吉蒂霍克海边，那里十分偏僻，周围既没有树木也没有民房，而且那里风力很大，非常适宜放飞滑翔机。

兄弟俩用了一个星期的时间，把滑翔机装好，然后把它系上绳索，像风筝那样放飞，结果成功了。然后，由维尔伯坐上去进行试验，虽然滑翔机飞了起来，但只有1米多高。

第二年，兄弟俩在上次制作的基础上，经过多次改进，又制成了一架滑翔机。这年秋天，他们又来到吉蒂霍克海边进行试验，飞行高度一下子达到180米。

1900～1903年，他们制造了3架滑翔机并进行了1000多次滑翔飞行，设计出了较大升力的机翼截面形状。在此期间，他们的滑翔机滑翔距离多次超过1000米。弟兄俩非常高兴，但对此并不满足，他们想制造一种不用风力也能飞行的机器。从1903年夏季开始，莱特兄弟着手制造这著名的“飞行者”1号双翼机。

兄弟俩认为要建造一架飞行机器，主要有三个障碍：如何制造升力机翼；如何获得驱动飞机飞行的动力；在飞机升空之后，如何平衡以及操纵飞机。针对这些问题，他们首先仔细研究了前人的试验数据，再通过大量风筝、滑翔机以及风洞试验做验证，设计出了最佳的机翼剖面形状和角度，以获得最大的升力。然后又把一般大小的机翼增大一倍，达到308平方英尺（1平方英尺=0.09平方米）。最重要的是，他们设计了通过直接控制机翼来操纵飞机飞行姿态的机构，同时，在飞机整体的升力增加后，飞机对于驾驶员自身位置的变化也不那么敏感了，这就使得飞机尽管机翼面积大大增加，但可操纵性能并不比小机翼飞机差。三个问题解决了两个。

兄弟俩反复思考，把有关飞行的资料集中起来，反复研究，但始终想不到用什么动力可以把庞大的滑翔机和人运到空中。有一天，他们家门前停了一辆汽车，司机向他们借一把工具来修理汽车的发动机。兄弟俩灵机一动，能不能用汽车的发动机来推动飞行？

从那以后，兄弟俩围绕发动机开动了脑筋。他们首先测出滑翔机的最大运载能力是90千克，于是，他们向工厂订制一台不超过90千克的发动机。但当时最轻的发动机是190千克，工厂无法制出这么轻的发动机。后来，一名制造发动机的工程师知道了这件事情，答应帮助莱特兄弟。过了一段时间，这位工程师果然造出了一部12马力、重量只有70千克的汽油发动机。兄弟俩非常高兴，很快便着手研究怎样利用发动机来推动滑翔机飞行。经过无数次的试验，他们终于把发动机安装在滑翔机上，并在滑翔机上安上螺旋桨，由发动机来推动螺旋桨旋转，带动滑翔机飞行。

“飞行者”1号的结构，如图15-5所示。

“飞行者”系列共有3架，分别命名为“飞行者”1号、2号、3号。“飞行者”1号采用了双层翼，机身为木制构架，布制蒙皮，机翼剖面呈弧形，翼尖上翘，翼展13.2米，起飞着陆装置为木制滑橇，依靠滑轨起飞，机上安装一台88千瓦的水冷式内燃机和两副推进式螺旋桨。

图15-5 “飞行者”1号的结构

“飞行者”号采用了升降舵在前、方向舵在后的鸭式布局，包括一名飞行员在内飞机总重340千克，机翼总面积47.4平方米，翼尖有卷角，以便飞机的横侧操纵和稳定，飞行员基本上是趴在敞开的驾驶舱内驾驶的。

实现人们的飞天梦想

1903年9月，莱特兄弟带着他们装有发动机的飞机再次来到吉蒂霍克海边试飞，虽然试飞失败了，但他们从中吸取了很多经验。过后不久，他们又连续试飞多次，但仍旧存在很多问题，不是螺旋桨的故障，就是发动机出了毛病，或是驾驶技术的问题。

莱特兄弟毫不气馁，仍然坚持试飞。就在当时，一位名叫兰莱的发明家，受美国政府的委托，制造了一架带有汽油发动机的飞机，在试飞中坠入大海。莱特兄弟得知这个消息后，便前去调查，并从兰莱的失败中吸取了教训，获得了很多经验。他们对飞机的每一部件做了严格的检查，并制订了严格的操作规定。1903年12月14日，莱特兄弟又来到吉蒂霍克海边进行试飞试验。

那天下午，兄弟俩先在地面上安置两根固定在木头上的铁轨，铁轨有一定的斜度，好让飞机方便地滑行。接着，他们就把制造的飞机放在铁轨上面。维尔伯上机后，伏卧在飞机正中，不一会儿便发动了飞机，发动机传出轰鸣的声音，螺旋桨也慢慢地转了起来，飞机在斜坡上刚滑行3米，就挣脱了结在后面的铁丝升到空中。“飞起来啦！”奥维尔兴奋地叫道，话音未落，飞机突然减慢速度，很快掉落在地上。奥维尔赶快跑上前去，维尔伯已从掉落的飞机里跳了出来，兄弟俩赶紧观察飞机，发现飞机并未受损。“是什么问题呢？”兄弟俩左思右想，逐一检查。发动机没毛病，螺旋桨转动很好，技术操作也完全正确……

“哥哥，我知道原因了！”奥维尔满面笑容地说道，“咱们是利用斜坡滑行的，只有3米距离，飞机就起飞了，而这时螺旋桨的转动还没有达到高速，所以一会儿就掉了下来。”“对呀！”维尔伯点头称道，接着说道，“咱们不能利用斜坡滑行起飞，而要靠螺旋桨的力量飞上去，这样吧，把铁轨装在平整的地方再试验一下。” 他们连续工作了三天，把铁轨又重新安置在一片平坦的地面上。

1903年12月17日上午10点钟，在美国大西洋沿岸北卡罗来纳州吉蒂霍克的基尔德维尔山海边，天空低云密布，寒风刺骨。莱特兄弟将他们的作品—“飞行者”1号放在预先安装好的滑轨上。今天对他们来说，是意义重大的一天，无数的心血和探索，都将在随后的试飞中得到检验。兄弟俩决定以掷硬币的方式确定谁先登机试飞，结果奥维尔赢了。只见他爬上飞机，伏卧在操作杆后面的位置上，手中紧紧握着木制操纵杆。然后维尔伯开动发动机，并推动它滑行。

飞机在发动机的作用下先是剧烈震动，发动机开始轰鸣，螺旋桨开始转动。经过短暂的震动后，飞机便在滑轨上加速前进，很快便像一只刚学会飞行的小鸟一样飞了起来。

“飞起来啦！飞起来啦！”附近的几个农民高兴地呼喊着，并且随着维尔伯在飞机后面追赶着。

飞机飞行了36米后，稳稳地着陆了。维尔伯冲上前去，激动地扑到刚从飞机里爬出来的弟弟身上，热泪盈眶地喊道：“我们成功了！我们成功了！”尽管这第一次升空仅仅持续了12秒，但它具有的意义却是非凡的，它标志着人类开始征服蓝天，向着更自由的领空跃进。

45分钟后，维尔伯也飞了一次，飞行距离达到53米，又过了一段时间，奥维尔又飞了一次，飞行了61米，最后一次是维尔伯飞行了59秒，距离达到260米。这标志着，人们梦寐以求的空中载人持续动力飞行终于成功了！但随后，突然刮来的一阵狂风把“飞行者”1号掀翻了，尽管飞机严重损坏，但它已经完成了历史使命，人类动力航空史就此拉开了帷幕。

1904~1905年，莱特兄弟又相继制造了“飞行者”2号和“飞行者”3号。其中“飞行者”3号是世界上第一架适用型飞机，能在空中转弯、倾斜盘旋和做8字飞行，留空时间长达38分钟，飞行超过38千米。不久，兄弟俩又制造出能乘坐两个人的飞机，并且，在空中飞了一个多小时。

消息传开后，美国政府非常重视，决定让莱特兄弟做一次试飞表演。1908年9月10日这天，天气异常晴朗，飞机场上围满了观看的人群，大家兴致勃勃地等待着莱特兄弟的飞行。10点左右，弟弟奥维尔驾驶着他们的飞机，在一片欢呼声中，自由自在地飞向了天空，两支长长的机翼从空中划过，像一只展翅飞翔的雄鹰。

人们再也抑制不住他们内心的激动，昂首天空，呼唤着奥维尔的名字，多少人的梦想终于变为现实。飞机在76米的高度飞行了1小时14分，并且运载了一名勇敢的乘客。当它着陆之后，人们从四面八方围了过来，庆祝飞行的胜利。

就在那一年，莱特兄弟接受了美国陆军的订货，并成立了莱特飞机公司。同年，莱特兄弟还赴法国进行了100多次飞行表演。从此，世界范围内掀起了航空的热潮，飞机成为人类征服蓝天的有利工具。

可以说，是“飞行者”号的成功，让人类增强了信心，同时也加快了人类航空技术发展的步伐。

我平生从来没有做出过一次偶然的发明，我的一切发明都是经过深思熟虑和严格实验的结果。

——爱迪生

本文内容摘自化学工业出版社图书（图书详情），由金属加工整理，如需转载请联系金属加工微信公众号（ID：mw1950pub）。

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