1799年,英國工程師喬治-凱利爵士通過研究發(fā)現(xiàn)了飛行的基本規(guī)律,并應(yīng)用這一科學(xué)設(shè)計出比空氣重的飛行器。然而早期的先驅(qū)者們關(guān)注飛行穩(wěn)定性大于可操縱性,導(dǎo)致許
多嘗試都以失敗告終,很多人為此付出了生命的代價。直到1903年,萊特兄弟的飛行者一號橫空出世,為其他人指明了飛機(jī)的正確發(fā)展方向。同時期的歐洲航空先驅(qū)開始發(fā)力,雙翼機(jī)、三翼機(jī)乃至輕巧靈活的單翼機(jī)陸續(xù)出現(xiàn),讓越來越多的人意識到飛機(jī)的實(shí)用價值。若以萊特兄弟飛行者一號為時間節(jié)點(diǎn),前后數(shù)十年間,重于空氣的飛行器從無到有快速發(fā)展,揭開了航空發(fā)展的序幕。下面就隨著本文重返那個富有冒險精神的年代,看看與萊特同時期的航空杰作都有哪些。
凱利滑翔機(jī) 1849
喬治·凱利從小就對飛行著迷。早在1850年,還在上學(xué)的他便開始在筆記本上繪制“飛機(jī)”草圖。富有先見之明的凱利一早便認(rèn)定未來的飛行器一定是重于空氣的、有設(shè)備驅(qū)動且是可操縱的。1799年,凱利提出飛機(jī)在飛行時受到的四種力:重力、升力、推力和阻力。他不僅是一名偉大的航空理論研究者,更是一名實(shí)踐家,苦于沒有合適的動力設(shè)備,凱利最初只能制造滑翔機(jī),從1804年開始陸續(xù)制造了多架飛機(jī)。與同時期飛機(jī)設(shè)計者參考鳥類結(jié)構(gòu)布局不同,凱利在設(shè)計飛機(jī)時首先放棄了撲翼機(jī)構(gòu),而是采用了固定的機(jī)翼。機(jī)翼下方還懸吊著一個獨(dú)立的可載人的機(jī)身。1853年,年逾80歲的凱利設(shè)計出了當(dāng)時他最滿意的一款滑翔機(jī),并由其孫子約翰成功試飛。雖然直至1857年凱利逝世都沒有適合的動力設(shè)備出現(xiàn),但凱利一生對于航空技術(shù)的研究,為后世的航空先驅(qū)們奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
阿代爾“風(fēng)神”1890
阿代爾是法國的發(fā)明家和工程師,其被人銘記的除了是法國自行車運(yùn)動的先驅(qū)外,就是在航空領(lǐng)域的諸多創(chuàng)舉。阿代爾最初學(xué)習(xí)的是電氣工程專業(yè),因此曾多次試制發(fā)動機(jī)。1886年,在研究了路易斯-穆亞爾關(guān)于鳥類的飛行研究后,阿代爾制作了自己第一架飛行器,并將其命名為“風(fēng)神”(法語意義為飛機(jī))。當(dāng)時的“風(fēng)神”飛機(jī)外觀雖酷似一只蝙蝠,但并未采用撲翼方式驅(qū)動,而是加裝了一臺阿代爾自研的蒸汽發(fā)動機(jī)。盡管飛機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)存在許多不足,但,1890年10月9日阿代爾還是駕駛該機(jī)在距地面不到25厘米的高度飛行了約50米。這次飛行使“風(fēng)神”成為第一架依靠自身動力從水平地面起飛的飛行器,也使得很多支持他的人認(rèn)為阿代爾的飛機(jī)才是人類首架重于空氣的飛行器。
皮爾切“鷹”1895
皮爾切出生于1867年,早年曾在英國皇家海軍服役,之后在蘇格蘭造船廠從事工程師學(xué)徒工作。1891年,他到當(dāng)?shù)氐膶W(xué)校擔(dān)任講師,并開始對飛機(jī)這一新鮮事物產(chǎn)生了興趣。1895年,他制作了一款相對原始的滑翔機(jī)“蝙蝠”,可惜性能不佳,駕駛員必須通過移動身體的方式才能改變“蝙蝠的重心”,以達(dá)到轉(zhuǎn)向的效果。幸運(yùn)的是,皮爾切遇到了李林塔爾。在與他深入交流后,皮爾切又設(shè)計出了性能更優(yōu)的滑翔機(jī)“鷹”。為方便降落,皮爾切還在“鷹”上安裝了帶彈簧減震的起落架。這使得該機(jī)成為世界首架加裝了起落架的滑翔機(jī)。1896—1897年,皮爾切在學(xué)校附近成功測試“鷹”飛機(jī),并在1897年打破了滑翔距離的世界紀(jì)錄。可惜的是,皮爾切1899年在一次飛行中出現(xiàn)意外,墜地后因重傷不治逝世。
李林塔爾“標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備” 1894
生于1848年的李林塔爾是第一位使用滑翔機(jī)重復(fù)、成功完成滑翔飛行的航空先驅(qū),他一次次驚險的試飛讓重于空氣的飛行器成為現(xiàn)實(shí),并為日后飛機(jī)的發(fā)展起到了重要的推動作用。與此同時,李林塔爾還十分熱衷與同行交流經(jīng)驗(yàn),蘭利、茹科夫斯基、皮爾切、克雷斯等人都曾與他深入交流。李林塔爾一生設(shè)計過十余款滑翔機(jī),有單翼的,有撲翼的,甚至還有雙翼的。通過加裝操縱桿,他設(shè)計的滑翔機(jī)實(shí)現(xiàn)了可操縱的效果。其中,1893-1896年制造的“標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備”滑翔機(jī)被視為首款量產(chǎn)的滑翔機(jī)。他一生的飛行次數(shù)超過2000次,每次均有記錄,為后世飛行器的發(fā)展提供了重要的參考數(shù)據(jù)。1896年8月9日,一個正常的周末試飛時,李林塔爾駕駛的滑翔機(jī)突然失控。掉落到地面的李林塔爾摔斷了脊椎,最終不治身亡。他的遺言“必須做出犧牲”時至今日仍激勵著每一位航空人。
沙努特雙翼機(jī) 1896
奧克塔夫-沙努特是法裔美國工程師和航空先驅(qū),曾為包括萊特兄弟在內(nèi)的許多航空人士提供專業(yè)建議。1856年,沙努特在伊利諾伊州觀看熱氣球飛行活動后便對航空產(chǎn)生了濃厚興趣。退休后的他利用自己在工程領(lǐng)域的專業(yè)人脈收集到了大量與航空有關(guān)的一手?jǐn)?shù)據(jù)資料。1894年,他發(fā)表了《飛行器進(jìn)展》一書,成為當(dāng)時固定翼飛行器最權(quán)威的調(diào)查研究報告。雖然沙努特的年事已高無法親自駕機(jī)飛行,但他依然和年輕的航空愛好者們一起測試新型飛行器。1896年,他在李林塔爾的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上設(shè)計出一款雙翼滑翔機(jī)。通過自己多年來橋梁設(shè)計的經(jīng)驗(yàn),沙努特在兩個機(jī)翼間加裝了垂直和對角線式的支撐桁架。經(jīng)過數(shù)百次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),該機(jī)不僅具有一定的可操縱性,最遠(yuǎn)飛行距離達(dá)到107米,飛行時間超過14秒。這種特殊的雙翼布局成為包括萊特兄弟在內(nèi),未來數(shù)年飛機(jī)必備的基本結(jié)構(gòu)。
蘭利“飛行場” 1903
“飛行場”是蘭利于19世紀(jì)末設(shè)計的一系列動力驅(qū)動無人/載人飛行器,其名稱來源于史密森尼航空學(xué)會工作人員設(shè)計的一系列無人飛行器。在經(jīng)歷了4代改進(jìn)后,“飛行場5號”無人蒸汽動力飛行器在1896年5月6日以24米的高度成功飛行了90秒。同年11月,“飛行場6號”飛行了近1千米距離。這兩架飛機(jī)都是在水上通過彈射方式起飛的,并給觀看飛行的時任海軍部長助理留下了深刻印象。在美國海軍表達(dá)出對飛行器的興趣后,向史密森尼航空學(xué)會提供了50000美元的資金,用于研究載人版本的飛行器。有了資金支持,蘭利和他的技術(shù)團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了飛機(jī)的結(jié)構(gòu),并開發(fā)了一款53馬力的汽油發(fā)動機(jī),其動力是菜特兄弟飛行者一號的4倍。然而,載人版本的“飛行場”在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和控制方面還有許多問題。1903年10月7日,該飛行器彈射起飛后立即墜入水中。12月8日第二次嘗試時,飛行器在空中解體墜落。
桑托斯·杜蒙“豆娘” 1908
“豆娘”是巴西航空先驅(qū)桑托斯·杜蒙設(shè)計的一款輕型單翼飛機(jī)。該機(jī)采用鋼絲固定的機(jī)翼和竹子制作的開放式框架機(jī)身。飛行員的座位則放置在機(jī)翼正下方,主起落架之上。最初的“豆娘”型號為19型,始建于1907年,采用15千瓦水平對置雙缸發(fā)動機(jī)驅(qū)動。后續(xù)改型為“豆娘”20型,改變了方向舵機(jī)構(gòu)位置,換裝了22千瓦液冷雙缸發(fā)動機(jī)。為便于運(yùn)輸,組成“豆娘”20型飛機(jī)機(jī)身的竹子采用黃銅套件鏈接,運(yùn)輸時可拆卸下來?!岸鼓铩笔巧M兴埂ざ琶芍圃斓淖詈笠豢铒w機(jī),法國飛行先驅(qū)羅蘭·加羅斯曾購買了一架,并給出了極高的評價。更令所有人感動的是,后期杜蒙將“豆娘”的設(shè)計藍(lán)圖免費(fèi)公開,方便其他設(shè)計者參考。
布萊里奧ⅩⅠ型 1909
布萊里奧ⅩⅠ型飛機(jī)是雷蒙德-索爾尼耶在布萊里奧Ⅷ型飛機(jī)基礎(chǔ)上設(shè)計而成的一款單翼飛機(jī),其主起落架結(jié)構(gòu)與上代產(chǎn)品類似,但發(fā)動機(jī)直接安裝在了機(jī)翼前緣之前。駕駛座下方的起落架加裝了彈簧緩沖機(jī)構(gòu),翼展7米的主翼兩側(cè)加裝有固定鋼絲,機(jī)尾還裝有全動方向舵和帶曲面的平尾。該機(jī)于1908年12月的巴黎航展上首次公開展示,1909年1月公開首飛。1909年7月,布萊里奧駕駛ⅩⅠ型飛機(jī)成功飛越英吉利海峽后,該機(jī)在兩個月時間內(nèi)便獲得了103架訂單。其后續(xù)機(jī)型一直生產(chǎn)到了第一次世界大戰(zhàn)來臨,并衍生出了單座、雙座、軍用、民用等多種版本。
瓦贊雙翼機(jī) 1907
瓦贊雙翼機(jī)是歐洲第一架成功飛行的有動力載人飛機(jī),由航空工程師加布里埃爾·瓦贊設(shè)計制造。法國飛行員亨利-法爾曼曾駕駛它在歐洲進(jìn)行了首次持續(xù)超過1分鐘的飛行。瓦贊雙翼機(jī)采用一臺50馬力發(fā)動機(jī)驅(qū)動,后推式布局,翼展10米,機(jī)尾處裝有一個箱式尾翼。1907年2月28日首次試飛時,由于飛機(jī)支撐尾翼的連桿斷裂導(dǎo)致失敗。3月16日,經(jīng)過修改后的飛機(jī)終于順利起飛。之后在第三次飛行前,加布里埃爾的兄弟查爾斯為瓦贊雙翼機(jī)增加了一對起落架輪子,方便降落。1907年7月,法爾曼購買了一架瓦贊雙翼機(jī),并命名為法爾曼1號,后改稱瓦贊一法爾曼號。他駕駛著這架飛機(jī)以771米的距離創(chuàng)造了當(dāng)時的最遠(yuǎn)飛行紀(jì)錄。
便遠(yuǎn)離機(jī)頭的35馬力四缸水冷發(fā)動機(jī)。阿弗羅三翼機(jī)是作為教練機(jī)設(shè)計的,由于結(jié)構(gòu)簡單,操縱容易,該機(jī)培養(yǎng)出了不少優(yōu)秀飛行員。
阿弗羅三冀機(jī)是阿利斯特·弗登·羅從1907年開始制造的飛機(jī),其顯著的特點(diǎn)是最下面的機(jī)翼翼展明顯小于上兩個機(jī)翼,使其從正面看呈倒三角樣式,三副機(jī)翼由鋼絲連接固定。駕駛員的位置被安排在機(jī)冀后方,以機(jī)類似,為方便操縱,開放式駕駛艙前端還裝有類似現(xiàn)代汽車方向盤的轉(zhuǎn)向設(shè)備。該機(jī)推出后不久,美國陸軍航空兵就購買了一架用于訓(xùn)練,很快該機(jī)又成為首架完成從航母上起降的飛機(jī)。
肖茨S27 1910
肖茨S27是肖特兄弟制造的系列飛機(jī)之一,早期被英國皇家飛行隊(duì)和海軍用于飛行訓(xùn)練。該機(jī)是在法爾曼飛機(jī)的基礎(chǔ)上研制而成的,采用了上下兩副不等長的機(jī)翼,并分別裝有副翼。其中,S27型飛機(jī)的上翼支撐柱向機(jī)頭方向延伸較多,以增加機(jī)翼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。該機(jī)首飛日期不詳,但有記錄的是其在1910年6月20日打破了英國飛機(jī)的飛行高度紀(jì)錄,在360米高空持續(xù)飛行約30分鐘。
阿蒂斯D型 1911
柯蒂斯D型飛機(jī)是美國早期的推進(jìn)式飛機(jī),與其他格倫-柯蒂斯設(shè)計的飛機(jī)一樣,該機(jī)同樣采用了副翼機(jī)構(gòu),并通過其實(shí)現(xiàn)滾轉(zhuǎn)等復(fù)雜飛行動作??碌偎笵型飛機(jī)的機(jī)身主要由云杉木制造,機(jī)翼材料則為亞麻布。該機(jī)的控制方式與桑托斯·杜蒙的14型飛
布萊克單翼機(jī) 1912
羅伯特·布菜克本是英國最早的航空設(shè)計師之一,早年曾多次試飛自制的飛機(jī)。1911年,他制造了自己的第二架單翼機(jī),并取得了不錯的飛行效果。1912年,飛機(jī)進(jìn)行了升級改造,換裝50馬力星形發(fā)動機(jī),機(jī)身由木材制造并覆蓋了部分織物。該機(jī)采用了較薄但有一定曲率的機(jī)翼,通過與起落架連接的鋼絲固定。1912年底,該機(jī)進(jìn)行了首飛。第一次世界大戰(zhàn)期間,這架飛機(jī)受損嚴(yán)重,直到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束才修復(fù)好,目前已被博物館珍藏。