登陆注册
12068500000001

第1章 千姿百态的飞机(1)

飞机,专业术语是固定翼机(fixedwingaircraft),泛指比空气重,有动力装置驱动,机翼固定于机身且不会相对机身运动,靠空气对机翼的作用力而产生升力的航空器。这种定义是为了与滑翔机和旋翼机有所区别。固定翼飞机是目前最常见的航空器形态。动力的来源包含活塞发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机和火箭发动机等等。同时飞机也是现代生活中不可缺少的运输工具。

飞机具有两个最基本的特征:

其一是它自身的密度比空气大,并且它是由动力驱动前进;

其二是飞机有固定的机翼,机翼提供升力使飞机翱翔于天空。

不具备以上特征者不能称之为飞机,这两条缺一不可。譬如:一个飞行器的密度小于空气,那它就是气球或飞艇;如果没有动力装置、只能在空中滑翔,则被称为滑翔机;飞行器的机翼如果不固定,靠机翼旋转产生升力,就是直升机或旋翼机。

千姿百态的飞机

人类第一架升入空中的飞机是由莱特兄弟发明的。虽然莱特兄弟的首次升空时间只有12秒,飞行距离不过36.6米,他们却开创了人类飞行的新纪元。

如果你走进美国国家航空航天博物馆参观,会发现最显赫的位置上悬挂着由莱特兄弟发明的世界上第一架飞机——“飞行者1号”,其说明词是:“世界上第一架重于空气的动力飞行器。莱特兄弟驾驶它进行了自由的、可操纵的持续动力飞行。威尔伯·莱特和奥维尔·莱特发明和制造。他们自己驾驶它于1903年12月17日在北卡罗来纳州的基蒂·霍克进行了飞行。莱特兄弟依据最初的科学研究,发现了人类飞行原理。作为发明家、制造者和飞行家,他们又进一步发展了飞机,教人们学习飞行,开创了航空历史新纪元。”

这一段平平无奇但又惊天动地的文字,谱写了一个伟大的历史创举——人类开始飞了!飞向天空,飞向宇宙!莱特兄弟发明的“飞行者1号”飞机在1903年夏就制造完成了。最初决定的首飞日期是12月12日,但因天气不好又推迟了两天。12月14日,他们决定正式首飞,为此还从附近的救生站请来几位朋友做见证人。兄弟俩掷硬币决定由哥哥威尔伯·莱特先飞,可惜他运气欠佳,在飞机起飞时,他把机头拉高了,造成飞机失速,旋即栽下来,陷进沙滩里。这次试飞失败了。

摔坏的飞机经过修理,于1903年12月17日(星期四)进行第二次试飞。这次轮到奥维尔·莱特先飞了。当时天气寒冷,试飞的场面也颇冷清。试飞场地是基蒂·霍克以南6千米处的基尔德夫尔沙丘附近的海滩上。在场观看试飞的只有5个人,其中包括约翰·T·丹尼尔斯和小男孩汤姆·怀特。尽管前一天莱特兄弟曾贴出告示:“明天上午在沙丘上空进行世界上第一次载人飞机试飞,欢迎参观。”但几乎无人相信他们会取得成功,因此,来者寥寥无几。

据目击者回忆,10时30分,奥维尔爬到飞机上进行驾驶。因为“飞行者1号”没有起落架,它是用带轮子的小车在滑轨上滑跑来起飞的。威尔伯扶着机翼以使飞机在滑跑时平衡,飞机向前滑行,威尔伯还跟着跑了一段。飞机迎风起飞了,在空中飞行还不平稳,有点颠簸,最后滑下来着陆了。经测算,飞机留空时间12秒,飞行距离36.6米。飞行成功了!

当天的试飞共进行了4次,最好成绩是哥哥威尔伯创造的:留空时间59秒,飞行距离260米。人类首次升空的时间只有12秒,这短暂的飞行瞬间对于乘飞机旅行已成寻常事的今天,似乎难以成为什么激动人心的事情。但是莱特兄弟飞行瞬间的意义却非同寻常,因为它宣告了飞机的诞生和航空时代的发轫。

当天下午奥维尔给他的父亲发了电报:“星期四上午进行4次成功飞行都是在21千米/时的风速下,单靠发动机动力水平起飞的,在最长的59秒的飞行中,平均速度为31千米/时,通知家乡的报社,圣诞快乐。”

莱特兄弟为什么会取得成功?航空史学家在研究中发现,这并不是因为他们学识丰富,也不是因为他们比别人智商高明多少,而主要有3个因素。

一是他们继承了前人的成果,也吸取了前人失败的教训。他们几乎研读了航空先驱们所有航空方面的著作,充实自己的理论知识,同时进行了大量的科学试验。为了准备这次试飞,他们在前3年,先后制造了3架滑翔机,进行了逾千次的滑翔飞行,逐步体会、掌握操纵飞机的方法。他们特别推崇德国航空先驱,被誉为“世界滑翔机之父”的李林达尔,从他的关于飞行的著作中学习航空知识,为此他们甚至攻读了德文,以便能直接阅读李林达尔的原文,这对于只受过4年中学教育的莱特兄弟来说无疑是很困难的。他们按照李林达尔著作的指点,利用一切时间观察鸟的飞行,研究鸟的飞行,以便从中悟出规律性的东西。有时他们爬到山顶,仰望天空中老鹰的飞行动作,一看就是几个小时,几乎到了痴迷的程度。莱特兄弟在飞机操纵系统上超过了李林达尔。后者靠移动自己的身体,改变重心来操纵滑翔机飞行,而莱特兄弟则通过机械装置使整个翼尖卷曲来操纵飞机(后来靠操纵副翼来完成)。莱特兄弟在研究中发现,前人之所以未取得成功,原因在于他们只关注飞机的一个或几个方面,没有从整体上寻求解决问题的方法。

二是莱特兄弟在研制飞机上遵循了科学规律,注意理论与实践相结合。他们在航空理论上也许比较弱,这一点可以通过学习来加以弥补,但他们有丰富的机械设计经验,有很强的动手能力。他们把理论、设计、制造、试验、试飞结合起来,兄弟俩集设计师、工程师与飞行员于一身,这是很大的优势所在。

三是莱特兄弟具有勇于探索、百折不挠和不怕牺牲的科学精神。飞机试飞风险很大,甚至要付出生命的代价,如德国人李林达尔和英国人皮尔彻就是在试飞中丧生的。但莱特兄弟却争先恐后驾驶飞机进行首次飞行,互不相让,以至于要通过掷硬币来决定谁先飞。莱特兄弟说:“要得到驱驭烈马的最好办法,绝不是在旁边指指点点所能完成的,最重要的是自己骑上烈马驾驭它。”正是由于这种精神,莱特兄弟终于成功驾驭“飞行者1号”这匹“烈马”,创造了划时代的飞行瞬间。

莱特兄弟首次试飞成功,并没有引起当时的新闻界和全社会的重视。虽然1906年美国专利局授予莱特兄弟飞机设计专利,但也未能为他们带来商业利益。直到1908年,即飞机发明5年后,情况才有所转机:一是美国国防部与莱特兄弟达成制造飞机的协议;二是兄弟俩分别驾机在欧洲与美国进行巡回飞行表演,均引起巨大轰动,大西洋两岸都传开了莱特兄弟的名字。从此,航空时代才真正到来了。

知识点飞机制造

飞机制造是按设计要求制造飞机的过程。通常飞机制造仅指飞机机体零构件制造、部件装配和整机总装等。飞机的其他部分,如航空发动机、仪表、机载设备、液压系统和附件等由专门工厂制造,不列入飞机制造范围。但是它们作为成品在飞机上的安装和整个系统的联结、电缆和导管的敷设,以及各系统的功能调试都是总装的工作,是飞机制造的一个组成部分。

西科尔斯基的直升机

世界上第一架直升机是由法国工程师保罗·科尼尔发明的。但由于科尼尔设计上的缺陷,直升机总是在空中打转,他的发明影响不大,也未能对后来的直升机发展产生重大影响。直到1939年西科尔斯基解决了打转问题,实用直升机才宣告诞生。但令人意想不到的是,促成它试飞成功的是出自一般人没有想到的“尾桨”。

1940年,51岁的俄裔飞机设计师西科尔斯基,在美国亲自驾驶他设计的VS-300直升机桨的扭矩,有的航空权威事后谈到此事时说:“幸好设计者没有事先来征求我的意见!如果来问我的看法,我会首先反对他用的那个尾桨,而那却恰恰是成功的关键……”

西科尔斯基1889年出生于俄罗斯。他父母都是著名的医生,属于当时的上层知识分子。西科尔斯基在少年时就热衷于阅读科学书籍、科学幻想小说等。他知道400多年前意大利著名画家、科学家达·芬奇绘过世界上第一张关于直升机结构的想象图。他在12岁时就制造了一架旋翼类飞机模型,使用橡筋动力,而且确实能飞。14~17岁时,他在俄罗斯的圣彼得堡海军学校和基辅工业学院的机械工程系学习。

他酷爱飞行。莱特兄弟是他青年时代心目中至关重要的英雄人物,但此时他迷上的却是直升机。20岁时他身带足够学习航空知识和购买一台发动机的钱来到法国巴黎,这些钱是他开办学校的姐姐向他提供的。

1909年的巴黎是世界航空活动的中心,不少欧洲的飞行家们正热衷于飞行试验。已经有人造出几十架外形古怪的各种各样的飞机,有的根本不能飞离地面,有的只能跃起飞行几秒钟。但这些却无比地鼓舞了西科尔斯基的少年壮志,他宣布了一项惊人的计划:他要设计出直升机!

竹蜻蜓是中国古代发明的一种玩具。可以注意到,世上没有一种鸟类或昆虫是用旋翼的方式来飞行的。竹蜻蜓完全是人根据事物的原理进行的一种智慧的创造。同样产生在中国的古代玩具中,竹蜻蜓和风筝体现了两种不同的飞行方式:风筝是利用风力飞起来的,而竹蜻蜓则是利用自身的旋转造成对空气的相对运动,在静止的大气中也能飞升。

在人类尝试飞行的漫长历史中,这两种方式都曾被人们试探过。意大利画家达·芬奇留下的设计草图中,就有他作出的两种飞行器的设想:一种有机翼,另一种则是利用了竹蜻蜓原理。在19世纪末的航空先驱们试验的飞行器中,用机翼飞行的和用旋翼飞行的都有。也许因为定翼类的飞机构造比较简单,需要的功率较小,所以先取得了成果,在1903年胜利诞生。但是人类没有停止对“拔地而起”的飞行方式的向往,直升机的研制仍在不断地进行。

1909年5月,西科尔斯基从法国回到俄罗斯,立即开始了他第一架直升机的研究项目。万事开头难,他的第一个作品飞不起来。第二年,他又制造了第二架直升机,还是没有成功。当时人类的飞行还处在蹒跚学步的年代,对于如何用竹蜻蜓似的旋翼将直升机托举飞升起来,也还没有找到成熟的道路。看起来要成功地研制出直升机,并不像当初设想得那样容易。西科尔斯基不得已采取了一种迂回的道路,暂时中断了他的直升机研究计划,而将精力转移到定翼飞机的研制上。在当时人类拥有的技术能力条件下,研制定翼飞机是一种更便于取得成果的方向。

从1910年开始,西科尔斯基以惊人的速度在2年内接连研制出6种飞机,第一种是初入门的试探,没能飞离地面。但他的第二架飞机就胜利腾空了。接着一架比一架飞得好,他的后5种飞机都飞上了天空。他的第6种飞机,竟然创造了乘员3人、速度112千米/时的世界纪录。

1913年,在莱特兄弟的第一架飞机升空10年后,他研究出当时世界上最大的“俄罗斯勇士”号飞机。这是他研制的飞机中传之后世最令后人瞩目的一架。这是世界上大型飞机的鼻祖,也是世界第一架装有4台发动机的飞机。在第一次世界大战中,它成为沙皇俄国的主要战略攻击力量,是世界公认的第一种重型轰炸机。

这架飞机改变了过去飞机的驾驶员都是暴露在空气气流中的做法,而在机头部位设计了封闭式的驾驶舱。这种在后来的飞机很通用的设计,在初次出现时竟被一些人警告说,封闭的驾驶舱将使驾驶员的面部无法受到气流的冲击,使得驾驶员不能鉴别飞行的方向和风力的变化,因此将会使这种飞机无法飞行!

大型飞机“俄罗斯勇士”号的首次试飞很有戏剧性。1913年5月13日19时,西科尔斯基才开始为第二天的试飞进行准备。这时飞机所在的军用机场很空闲。时值俄罗斯的“白夜”开始,天空还是很亮,光线很充足,最少还能保证一个小时的飞行。西科尔斯基当时虽然已经很疲劳,但根据当时的情况,他觉得试飞挺合适,于是决定驾驶这架大飞机起飞升空。

当时有驾驶员、机械员和另一人,一共3人在飞机上。飞机经过一段滑行后顺利地起飞了。飞机飞得相当好。飞机在离机场约1.5千米的地方转弯着陆。当飞机着陆后,观看到这次飞行的人群冲进机场,像潮水般拥向这架大型飞机,3名试飞人员则站在飞机的“平台”上频频向人群挥手致谢。

十月革命之后,西科尔斯基离开了苏联,移居美国。初到美国时,他的境况十分拮据。但是,他一生最鲜明的特点便是他那坚定的意志。经过不懈的努力,他在美国又陆续研制出许多飞机型号,其中包括一些水陆两用飞机及大型水上飞机,被用在飞越大西洋的定期水上飞机航线上。

30年的飞机设计生涯,使西科尔斯基从事科研开发的能力得到增强。他也从未丧失过对直升机的兴趣。他在1931年申请了一项直升机的专利。1937年,他在中断直升机研究30年之后,重新把精力转向了这个领域。当人们问起为什么时隔30年又重新拾起当初放弃的项目时,他说是因为30年前发动机的功率只有约18.4千瓦,功率太小是设计不出可以使用的直升机来的。而再次回到这个项目时,在动力上已经有了更合适的选择。

同类推荐
  • 生存与毁灭:长江上游及三江源地区生态环境考察纪实

    生存与毁灭:长江上游及三江源地区生态环境考察纪实

    本书以报告文学的形式、对三江源头和长江上游地区生态危机进行记述与表现,针对人类对大自然的破坏、作者对“人类与自然和谐相处”进行了呼吁。
  • 传统米制品加工技术

    传统米制品加工技术

    本书共分为六章,内容涵盖我国各地具有传统特色的米粉、米糕、米粥、米饼、油炸米制品、汤圆等米制品的加工技术,重点介绍了250多种具有代表性的米制食品加工实例的原料配方、技术要点和产品特色。本书内容详实,结构清晰,通俗易懂,注重实用技术与方法,具有较好的实用性。本书适合米制品加工企业、传统食品加工作坊的生产技术人员及食品餐饮从业人员使用,也适合广大城乡家庭使用。
  • 月球的新姐妹:卫星(征服太空之路丛书)

    月球的新姐妹:卫星(征服太空之路丛书)

    刘芳主编的《月球的新姐妹——卫星》是“征服太空之路丛书”之一。《月球的新姐妹——卫星》讲述了:人造卫星;通信卫星;侦察卫星;导航卫星;气象卫星;地球资源卫星等内容。
  • 向太空进军(征服太空之路丛书)

    向太空进军(征服太空之路丛书)

    《向太空进军》是“征服太空之路丛书”之一,从人类早期的探索太空的活动开始介绍,一直到如今的探索活动,期间有关的发明发现也一并介绍,另外,还适当地介绍了一些有趣的太空话题,如一些前端构想和探索传奇等。
  • 地球是烫的:低碳是人类的必然选择

    地球是烫的:低碳是人类的必然选择

    本书分上、下两篇,共12章。其中,上篇讲述了低碳概念的成因及高碳对未来人类影响,包括“后天也许不是一个传说”“生活在碳基社会”“我们的生活环境”“不得不做的选择”“开疆拓源勇往直前”“低碳城市”。下篇介绍了低碳与我们生活方方面面的联系,并介绍如何才能更经济地走向低碳、走向绿色健康生活的方式,包括 “低碳生活我做主”“消费低碳”“低碳起居”“交通低碳”“办公低碳”“低碳旅游”。全书事例清楚、条理清晰,方法简便易行、经济实惠。
热门推荐
  • Money小姐的日记

    Money小姐的日记

    《Money小姐的日记》立足于当今社会现实,将金钱拟人化,以趣味性与哲理性乃至颠覆性兼备的笔触,深度剖析了人与金钱的方方面面,并站在“道”的高度,结合作者的亲身经历和各行业精英的创业轨迹,提供了大量作者思之良久总结出的创富之道,做到了人无我有,人有我精,具有不可复制性和独创性,妥善运用可改善个人财富现状,突破人生瓶颈,促进个人价值观、人生观及和谐社会的良性发展。《Money小姐的日记》由桑斩龙侠所著。
  • 智慧书

    智慧书

    人类思想史上最伟大的三部智慧奇书之一。本书汇集了300则绝妙的格言警句,论及识人观事、慎断是非、修炼自我、防范邪恶等处世智慧和谋略。自1647年问世以来,深受读者喜爱,历经几百年时光淘洗而不衰。
  • 极品星君

    极品星君

    浩瀚的宇宙星空里,星辰大陆上人杰层出不穷。星器师打造星器,星甲师制作星甲,星魂师负责星器和星甲的启灵。来自地球的少年,意外的成为了星辰大陆上第一个星炼师。星器、星甲第一次在同一人手里制作出来,于是星辰大陆沸腾了。左手通天巫塔,右手天龙苍钟。人称极品星君!*******************************************************************江南书友群:242583820,希望喜欢本书的朋友进群交流。新书上传,求收藏、推荐、点击等一切支持!
  • 阴人勿扰

    阴人勿扰

    傻子娶得新媳妇儿真好看,死了之后,为了看个明白,我们不惜挖坟掘墓。
  • 僵山如此多娇

    僵山如此多娇

    本是特种兵的高阳,因为一次任务,变成了僵尸,回到都市的高阳,却发现自己并不是唯一的异类,所遇的人与事竟然都和自己有莫名的联系,他甚至还发现,自己变成僵尸并不是意外,背后,似乎还隐藏着一只无形的手,一个阴谋......
  • 女神的星球攻略

    女神的星球攻略

    权力和地位,如果要用自由和良心去兑换,她选择拒绝,为此她离开军部,成为了一名运货女司机。原以为奉命偷敌邦的税走友邦的私也算是好好挣钱远离争端,没想到某天一个从天而降的麻烦将她扯入席卷整个星球的风波。在解决一个又一个麻烦后,她发现自己居然收集了越来越多足以掌控星球命运的道具。能力越大责任越大,在这个过程中,她改变了无数人的命运,找到了真正属于自己的路,顺带还和小伙伴们建立了星球上第一个国家。星球攻略完成了,个人幸福呢?那个外星人,说你呢,别跑!
  • 逆转天下吧郡主

    逆转天下吧郡主

    她乃是看上去没有灵力的废物郡主,他乃是别人都崇拜的魔皇,他守护她三生三世。她错过他三生三世。此生....
  • 我爱那流氓

    我爱那流氓

    啊~我惹!我惹!我热谁不好,就偏偏遇上你这个臭流氓、臭恶魔!555555...什么?不道歉就做你的跟班?没办法我只好认栽、谁让我就是个coward!!从此..我的生活将处于水深火热之中、
  • 团队学习力:从学习型团队到基业长青

    团队学习力:从学习型团队到基业长青

    越来越多世界级企业的成功证明,学习力是一个优秀团队不可或缺的核心竞争力。《团队学习力:从学习型团队到基业长青》从学习力入手,对企业领导者如何引爆学习力,如何铸造永葆学习激情的团队,如何打造具有持久竞争优势的企业,做了深入分析和细致介绍。理论通俗易懂,论述鞭辟入里,案例精彩丰富。
  • 迷茫管家与懦弱的我宇佐美同人

    迷茫管家与懦弱的我宇佐美同人

    宇佐美兔子线圆了在动画里走管家线的遗憾管家有什么好的我大兔子才是天下第一