理论教育 美国科技奇迹:兰格莱飞机试飞成功引发新时代

美国科技奇迹:兰格莱飞机试飞成功引发新时代

时间:2023-12-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:兰格莱飞机试飞成功的消息被美国政府知道以后,他们立即意识到这是一个新时代到来的标志,发了五万美金给他作为大规模实验费用,兰格莱要飞机上天的信心更加十足。他制造了一架较大的飞机,又发明了一个小巧玲珑的发动机,安装在飞机上,他满怀信心的把飞机拉出去试飞,不料发动机出了故障,飞机坠入河中。第二天,全美国的各大报纸都登载了兰格莱飞机试飞失败的消息。莱特兄弟的实践证明,这是飞机发明的唯一正确道路。

美国科技奇迹:兰格莱飞机试飞成功引发新时代

我们今天乘座飞机飘洋过海,观光旅游,求学访问,运货救灾,甚至于乘航天飞机奔驰太空与地球之间,可是飞机的创造发明却是经过了很多人的艰辛努力,甚至于付出了生命的代价才研制成功的。

兰格莱造出第一架动力飞机

赛谬尔兰格莱1834年出生在美国马萨诸赛州,他在科学上有多项成就,最主要的是造出了第一架人可以操纵的动力飞机。

兰格莱小时候家庭生活并不富裕,他在波士顿中学毕业后,就跑到芝加哥去寻找职业,在那里当了建筑工程师。过了七年他的兴趣发生了变化,开始钻研起科学来了。30岁研究望远镜的制造,由于在天文学方面有一些知识和研究的小成果,就在哈佛观象台当了观测助手。不久,兰格莱又到亚那波里海军学校担任观象台主任兼数学教授;此后,又到匹兹堡的西方大学任教授,由于经济条件的好转,便全力以赴地从事科学研究,他的爱好是多方面的。他最初的研究方向是光学分析。为了在光学上取得更好的研究成果,他创制了一种非常精致的电阻热辐射计。他用这种测热辐射计精确地测定了地表热辐射的太阳常数值,由于他的创造性研究,人们开始了对太阳辐射的研究。就在他反复测试的过程中,发现了一种从未见过的光线——红外线。他是世界上红外线的第一个发现者。

从小对鸟类飞行感兴趣的兰格莱,又着手研究飞行了,他想探求一条根本的定律,解释鸟类飞行的原因。189656日,兰格莱兴致勃勃地带了一架小飞机,在波多马克河的河面上进行试飞。

飞机长约4.9米,机翼约4米,重约44千克。当飞机第一次飞上天空时,他兴奋万分,激动得说不出话来,只知鼓掌,跳跃蹦腾,参观的人群也为他啪手叫好。这一天共试飞了两次,每次1.5分钟,飞行距离是800米,尽管时间这样短,距离这么近,但足以说明,人类可以由陆地进入茫茫天空进行翱翔了。

兰格莱飞机试飞成功的消息被美国政府知道以后,他们立即意识到这是一个新时代到来的标志,发了五万美金给他作为大规模实验费用,兰格莱要飞机上天的信心更加十足。他制造了一架较大的飞机,又发明了一个小巧玲珑的发动机,安装在飞机上,他满怀信心的把飞机拉出去试飞,不料发动机出了故障,飞机坠入河中。第二天,全美国的各大报纸都登载了兰格莱飞机试飞失败的消息。但兰格莱毫不气馁,他有决心,把它研制成功。第三次试飞又不幸失败了,飞机又冲进了水里,拖上来时,已经是千疮百孔,面目全非了。报纸上讥笑兰格莱是傻子,尤其是那些牧师们更是幸灾乐祸地说: “如果上帝的意思是叫人飞的,早就会替人生上了翅膀。”有些守旧的科学家也随声附和地说: “地心吸力是不能胜过的,雀鸟之所以能飞,是因为有空心骨头和轻的羽毛的原因。”然而兰格莱却一点也没有灰心丧气,他从失败中得出这样的结论: “飞机是一定能够飞的,问题在于帮助起飞的机器。”他把存在的关键问题找到了,但试飞的经费已经全部用光了。他痛心而惋惜地停止了实验。19062月,兰格莱在讥讽和嘲笑声中带着遗恨离开了人世,使飞机创新史上失去了一位名星。兰格莱的飞机在华盛顿博物馆躺了十几年,直到19145月,有人在这种飞机上安装了新的发动机,又进行了新的试飞,结果试飞成功,实践证明了他设计的飞机可以持久地在天空飞行。他终于含笑九泉之下,可以瞑目了。

莱特兄弟研制的飞行者成功上天

莱特兄弟两人中哥哥韦伯莱特18674月生于美国印第安纳州的纽斯卡斯特,弟弟维尔莱特是全家迁居到俄亥俄州的代顿市后出生的,比哥哥小4岁。兄弟俩虽然都没有受过学校的正规教育,但他们对自然科学工程技术却十分热爱,更喜欢幻想和追求新奇事情。一个偶然机会,在旧货店见到一台旧打字机,他们好奇地买下了,并由此用它办起了一份小报《西边新闻》,居然办得小有名气。19世纪末,自行车在美国是比较新鲜的玩意儿,他俩又喜欢上自行车,因为办报挣了一些钱,不但买车骑着开心,还办起了自行车修理部,因此掌握了不少机械知识。1894年,他们正式创办了莱特自行车公司,不仅修车,而且自己设计制造自行车,生意越做越大,挣了不少钱。这些,为他们以后研制飞机准备了必要的技术和资金。

1899年,韦伯莱特写信给史密森研究院,索取有关航空飞行的文献资料,他在信中说: “我坚定地相信,人类的飞行是可能的,也是现实的,我准备系统地进行这一课题的研究,并实际去工作。

我是一个热心者,但绝非幻想者,因为我已拥有一定的制造飞行机器所需要的理论基础。我希望任何已知的理论知识都对我有所帮助。

如果我有可能做出一份微薄贡献,会对那些未来最终成功者提供有益的借鉴。”

史密森研究院及时为他们提供了有关航空的书刊,结果在两个方面使他们受益:一是学到了比较系统的航空知识,特别是飞机的基本结构及其部件,以及空气动力学知识。二是认识到飞机发明的难度所在,以及前人未能取得成功的经验教训。由此,他们兄弟俩找到了研制飞机的正确途径,那就是先要从滑翔机开始,解决稳定与操纵问题,从中积累飞行经验;然后给它加装动力,使之成为一架有动力、可操纵、能保持稳定的载人“飞机”。莱特兄弟的实践证明,这是飞机发明的唯一正确道路。

1900年莱特兄弟设计并制造出第一架滑翔机,但在试飞中发现,作为风筝可以顺利上天,但是要真正载人上天是根本不可能的。

经过分析改进,这年冬天,机翼面积明显增大的第二架滑翔机面世了。试飞证明,它比第一架的性能大大改善,能滑翔上百米的距离。

根据这一经验,1902年的秋天,第三架滑翔机又研制成功。这架滑翔机的特点除了在大幅度提高机翼面积的同时,还在升降舵上安装了两个垂直安定面,整个机身重53千克,加上驾驶员共重150千克左右。第三架滑翔机的试飞员由奥维尔莱特担任。在不到两个月的时间内,他们共进行了700多次的试飞和改进,最远的飞行距离达到了190米,稳定和操纵性能相当出色。其实,这第三架滑翔机与正式的飞机之间只有一步之遥了。这样的好情景,确使兄弟俩极度兴奋。决定沿着正确的道路继续走下去。(www.daowen.com)

莱特兄弟曾经说: “滑翔机的设计经验对我们而言,实在太重要了。因为有了它的基础,‘飞行者1飞机的机身设计很快就完成了。”它是用轻质木料和帆布制成的双翼飞机,机翼上装有方向舵可以操纵升降和左右盘旋,机翼下面有两条木质滑橇作为起落装置。在研制“飞行者1号”的过程中,莱特兄弟遇到的最大难题还是发动机。它的基本要求是功率至少达到6千瓦,而重量却不能超过89千克。为了得到这样的发动机,他们向好几家发动机厂求援订货,而得到的竟是相同的回答:这种高性能的发动机根本造不出来!

弟兄俩只好决定自己动手设计制造发动机。在发动机的研制过程中,莱特自行车公司的技师查理泰勒发挥了关键性的作用。泰勒利用车间里的一台内燃机,设计成一台4缸水冷式汽油活塞发动机,它能长时间产生8.8千瓦的功率,最高峰值达到12千瓦,重量却只有70千克,大大优于预期指标。大功率发动机的研制成功,使“飞行者1号”的性能有了进一步的提高,连同驾驶员在内仅重340千克。万事俱备,只待实地试飞了。

19031217日上午10时许在试飞场地,奥维尔莱特,登上飞机,绑上腰带,踩了一下油门,在一阵轰鸣声中发动机启动了,飞机向前滑行。一开始滑动得很慢,韦伯莱特在起飞轨道旁用手扶着飞机翼尖,跟着奔跑,直到飞机获得足够速度并保持这种稳定为止。“飞行者1号”载着奥维尔莱特终于离地飘上了天空。看热闹的人越来越多,人们不禁惊呼: “呀,这怪物真的飞起来了!”这次飞行的时间并不长,只有12秒,飞行距离只有36.6米,然而这却是一次真正意义上的飞行,是人类历史上第一次有动力、载人、持续稳定并可操纵的飞行,它标志着动力飞机时代的正式到来。试飞初告捷报,从此载入世界史册。

莱特兄弟回到代顿城,继续不断地改进飞机结构,而且进行了160多次的试飞活动。其中最长的一次持续飞行了38分钟,飞行路程达到15千米。经过多次改进完善到1905年,他们已经研制出了“飞行者3号”,这架飞机结构坚固,完全可以自主操纵。它可以倾斜、转弯,飞8字形和盘旋,并能以每小时57.6千米的速度轻而易举地飞行半个多小时。实用飞行器的时代终于到来了。1906年,美国专利局正式授予莱特兄弟飞机设计专利。1907年春天莱特兄弟制造了一架新飞机,驾驶舱里已有了两人的座位。19083月,莱特兄弟和美国国防部达成了制造飞机的协议,从此飞机已走上了商品化的生产阶段。

尽管后人对兰格莱是飞机发明的第一人,还是莱特兄弟是飞机发明的第一人持有不同的意见,这都无关紧要,他们都是飞机发展史上的开创者,都是为我们提供生活便利的伟大人物,都永远值得我们怀念和敬仰。

冯如带机回祖国

冯如1884年出生在广东省思平县。家庭贫苦,只读过几年书,但他从小热爱科学,常用火柴盒做轮船、机器模型,做的非常逼真。

12岁因家庭生活困难,不得不含着眼泪,背井离乡,告别父母与祖国,跟同乡一起去美国做工。到了美国,他边打工边学习机器制造,晚上刻苦学习英语和科技知识,经过10年的艰苦努力,他掌握了30多种机械制造方法,还发明了抽水机、打桩机。他制造的无线电发报机的电码很灵活,许多美国人都争着向他订购。1905年,日本和俄国为了争夺我国的东三省,互相厮杀,使那里的人民家破人亡,我国的大片土地被蹂躏。冯如义愤填膺,决心要以自己学到的知识和本领报效祖国。

1908年冯如制造的两架飞机都陆续失败,这时,年迈的父母亲催他赶快回国,他却坚决的表示: “不制成飞机,决不回国!”

从此他更加忘我地努力钻研飞机制造技术。他向前人学习,向莱特兄弟学习,借鉴他们成功的经验和失败的教训,对自己的飞机一次又一次的修改设计方案,一点一滴地改进飞机的机器零件,1910年终于制造出第三架飞机,这次试飞完全成功,喜讯传来,人们奔走相告,欢呼庆贺。正在美国从事革命活动的孙中山先生亲临飞机试飞场地参观,他拉着冯如的手高兴地说: “我国有你这样的人才,是大有希望的。”同年10月冯如带着他自己制造的飞机参加国际飞行协会举行的飞机比赛,他的飞机获得第一名,他为中华民族赢得了荣誉。

这个令中华儿女振奋的消息轰动了全世界,各国的报纸竞相登载,美国有人还想请他当飞行技术教授。但冯如说: “我不能忘记祖国啊!我衷心希望把自己的一点点才能贡献给祖国。”

1911年,冯如满怀着救国的热忱带着两架改进后的飞机,回到了祖国。48日,他在广州做了飞行表演。中国人驾驶的飞机上了天,这是历史性的突破,飞机场上欢声雷动,成千上万的观众无不拍手称赞,中国的蓝天,有中国人制造的飞机在翱翔。

1912105日,冯如在广州做第二次飞行表演,这一天碧空万里,天高气爽,参观的人如潮水涌来,期待着目睹飞机的精彩表演。但是由于飞机停放了一年多时间,有些零件已经生锈,事先又没有仔细检查维修,飞机凌空而上的时候,操纵用力过猛,机身急速上升,头高尾低,失去平衡,不幸坠落。冯如受了重伤,临牺牲前嘱咐助手说: “你们千万不要因这次事故丧失信心啊!要知道,失败和牺牲是难免的。”这年,他只有29岁!为祖国的航空事业献出了年轻的生命,他真正是我国航空事业的创始人,是中华民族的优秀儿女!

今年美国又研制成功了更好更先进的航空航天两用飞机,他的性能大大超过从前的任何航天飞机,不仅能自如地翱翔于宇宙空间;而且灵活机动,能在一小时左右的时间袭击地球上的任何目标,神出鬼没,令人难以置信。

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