第一章飛行的探索和飛機的發(fā)明

1、第一章 飛行的探索和飛機的發(fā)明第一節(jié) 緒論第二節(jié) 飛行的探索和飛機的發(fā)明一、飛行之夢飛行，是人類對自身和自然界的一個挑戰(zhàn)，也是人類從有史以來就不斷追求的一個夙愿。在古代，人們向往神秘莫測的天際，卻上天無路，只能寄托于神話般的幻想，人類征服天空的歷史正是從神話傳說開始的。1、飛行神話、傳說古代人類在艱難的生活和生產(chǎn)中，與自然做斗爭而產(chǎn)生飛行幻想?？罩邪肯璧您?，撲翼飛行的鳥和蝴蝶，甚至天上漂浮的白云，都足以引起人們對飛行的向往，古代種種美麗的神話傳說也就此產(chǎn)生。這些飛行神話傳說不僅豐富了古代人類社會文化，也孕育了后代航空航天技術的萌芽。在中國古代民間傳說中，有許多能在天地間飛來飛去的故事，如牛郎織

2、女故事、七仙女下凡、嫦娥奔月等。在古代關于舜帝的傳說中，說到舜在受到其繼母迫害，將被燒死在谷倉頂上時，得到了一件由天女贈送的鳥形彩紋披風，他利用這件披風滑翔而下，逃離了熊熊大火。這個故事被收入到許多外國文獻中，認為這是人類第一次關于降落傘使用的想象。封神演義里有雷震子，他肋下生翅，能在空中自由來去。這個故事反映出人們幻想升空的強烈愿望。據(jù)傳在公元923年的王莽時期，有一個人用鳥翎編成一對大翅膀，綁在身上，居然滑翔了數(shù)百步之遠。這是人類最早實現(xiàn)人力飛行的記載。 王莽飛人在山海經(jīng)的記載中，有個羽民國的國民，身上生有翅膀，雖可以飛但飛不遠；有個三苗國的國民，胳肢窩下也有翅膀但不能飛，還特別提到在北方

3、有個奇肱國，其國民造飛車，可乘風遠行。 在古希臘和古羅馬的神話中，許多眾神都長有翅膀，或擁有飛車和飛鷹作為座騎，至于長著一對小小肉翅的可愛的小天使，至今還被人們當作吉祥物。在古希臘，人們廣泛傳誦著伊卡洛斯與他父親一起用羽毛和蠟作了一對翅膀，竟成功地從克里特島上的監(jiān)獄里逃出來的故事，勇敢的伊卡洛斯不聽父親忠告，執(zhí)意高飛，想接近太陽，結果因他的翅膀被熔化，掉進了大海；在圣經(jīng)里對耶和華乘坐的飛行器的詳盡描寫，還被以后一些學者看作是外星人的飛船。在中世紀成書的北歐神話集埃達里，講述了有個鐵匠造了一套可以穿在身上的飛行翅膀，穿了這種飛行服后可以頂著風升高，順著風下降，反映了人們對鳥飛行的向往。在阿拉伯有

4、名的傳說一千零一夜中，也有許多飛行的神話，其中有名的“飛毯”是對直升機飛行器的向往；至于“神燈”中的可飛行百里的巨大，實際上是人們對能在空中跨海越山運輸飛機的渴望。二、飛機的始祖風箏中國早在漢代以前就發(fā)明了風箏。英國的航空權威性著作航空發(fā)展史（History of Aviation， London 1972）也確認風箏起源于中國。風箏是中國勞動人民對人類實現(xiàn)飛行夢想的最杰出的貢獻之一，它被傳到西方后，許多航空先驅(qū)者就是從研究和試驗風箏開始的。相傳最早的風箏是出自楚漢相爭時的韓信之手。當韓信把項羽圍困在 古老的風箏垓下以后，就做了一個很大的紙鳶，讓身材輕巧的張良坐在其上，高唱楚歌，瓦解楚軍軍心。

5、能夠造出載人的風箏，讓人難以置信。但風箏用作傳言之用是完全有可能的，在以后的許多記載里，風箏主要的軍事用途就是傳遞書信和宣傳品。唐代之前，我國的風箏還都稱為紙鳶，并都以絲、綢、竹為原料，由于那時都為軍用，數(shù)量不多，價格也相對較高，所以沒有被廣泛流傳。到了唐代，有人把竹笛系在風箏上，在空中能發(fā)出古箏的響聲，稱謂也開始變成“風箏”。到宋代，風箏開始在民間流行，材料也改用價格低廉的紙和竹了。經(jīng)過千百年的演進，中國的風箏制作已達到很高的水平，如造形多種多樣，既有巨型的“龍”形風箏，又有微型的“蝶”形風箏，還有特種造型會發(fā)出光和聲響的娛樂風箏等，觀賞性極強。風箏不僅有很好的軍事用途和娛樂用途，它也是一種

6、科學工具，如萊特克弟等用它作為發(fā)明飛機的啟蒙試驗工具，美國著名的物理學家富蘭克林在一個雷雨交加夏天，通過高放在空中的風箏將雷電引到他自制的充電器上，完成了震驚世界的“捕足天電”的試驗，并以此發(fā)明了至今還在為人類造福的避雷針。風箏被傳到西方后，它的滑翔原理成了飛機空氣動力學的最有價值的飛行機理之一，萊特兄弟就是從研究和試驗風箏開始，悟出了飛機飛行的一些基本規(guī)則，最終成功地發(fā)明了飛機?，F(xiàn)在，在一些國家的博物館里，還展示有中國的風箏，英國的博物館還把中國的風箏稱之為“中國的第五大發(fā)明”。風箏在性質(zhì)上是一種重于空氣的飛行器。風箏產(chǎn)生升力的原理是：當迎面的風吹到傾斜的動力面上，產(chǎn)生一向后、向上的空氣動力

7、，地面上的牽引克服一部分向后的阻力和一部分向上的升力，余下一部分向上的升力支持風箏的重量，使它上升，而余下的一部分拉力則使風箏向前飛翔。風箏與人類飛行探索有著密切的關系，中國風箏具有良好的空氣動力性能，它向人們證明，除像飛鳥、昆蟲那種撲翼的方式以外，采用合理的拉力和升力分開的固定翼面，也可以實現(xiàn)飛行。19世紀中期以后，人們逐漸將注意力集中到固定翼飛行器的研究。1804年英國的凱利曾用風箏作為機翼制成一架滑翔機，用繩牽引起飛。俄國的莫扎伊斯基和飛機發(fā)明人美國的萊特兄弟，都曾用放風箏的方法來研究他們的飛機。中國的筒形風箏發(fā)展為盒形風箏，成為雙翼飛機的雛形。英籍美國人科迪模仿風箏的形狀，制成英國第一

8、架雙翼飛機。沙雁風箏的翅膀已經(jīng)采用了弧形剖面橢圓形翼尖和大約等于5的展弦比，從空氣動力學的觀點看這些都是性能較好的機翼所具有的特征。因此，我們也可以這么講風箏是飛機的始祖。三、孔明燈熱氣球的鼻祖孔明燈的升空原理與500年以后出現(xiàn)的熱氣球幾乎完全一樣，許多外國文獻里認為中國是最早知道利用熱空氣獲得升力原理的國家。中國古代的“孔明燈”，被公認為是熱氣球的鼻祖，但它不是孔明發(fā)明的。據(jù)說在五代時(公元907960年)，有一個莘七娘隨夫出征，用竹和紙做成一方形燈籠，底盤用松脂油點燃后，隨著燈籠內(nèi)空氣變熱，燈籠就可扶搖直上，用作聯(lián)絡信號，這中燈當時被稱作“七娘燈”。后來由于孔明對這種燈的軍事應 莘七娘的松

9、脂燈用很出名，為紀念他逐漸稱之為“孔明燈”了。18世紀初，中國的“孔明燈”逐漸流傳到了西方。1782年在法國巴黎的一閃博覽會上，有一些藝人表演了一種很像中國“孔明燈”的日本燈，將燈籠底部的蠟燭點燃后，燈籠就慢慢地升到了空中。當時在觀燈的人群中有一對法國兄弟，哥哥叫約瑟夫·蒙哥爾費，這次日本燈的表演使他們興奮異常。從巴黎回到昂諾內(nèi)家中后，兄弟倆先將一個大紙袋的口朝下入在爐子上加熱。很快，紙袋升到了屋頂上。接著他們又用布做了一個口袋，同樣將空氣加熱后，布口袋竟然上升了約20米。1783年9月19日，在巴黎凡爾賽宮前，蒙哥爾費兄弟讓一個直徑14米、高17米的大氣球升到空中，氣球下面還系著一

10、個用柳條編的吊籃，里面有一個只雞、一只鴨子和一只山羊。接著蒙哥爾費兄弟開始第一次載人熱氣球的飛行準備。他們把氣球直徑加大到15米，高度加大到23米，氣球容積約有2200立方米。1783年11月15日下午1點54分，地面操作人員解開了系留氣球的繩索，載有兩個人的氣球像脫韁的野馬騰空而起。這只華麗而巨大的氣球一直上升到900米，飛行了25分鐘，最后降落在巴黎的意大利廣場上，人類終于實現(xiàn)了幾千年來升空的夢想。四、航空先知達·達芬奇他是世界上公認的第一位以科學方法和科學知識研究飛行的偉大學者出生于1452年的達·芬奇(L.da Vinci)既是著名的藝術家、科學家和工程師，又是航空

11、科學研究的創(chuàng)始人。在航空史的記載中，第一個以科學的態(tài)度研究鳥類飛行，并設計出人力撲翼機草圖的，是15世紀意大利杰出的藝術家和發(fā)明家萊奧納多·達·芬奇(Leonardo da Vinci,14521519)。他觀察了鳥類的飛行，發(fā)現(xiàn)氣流越快，升力越大。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，他在1505年寫成了論鳥的飛行Sul Volo degli Uccelli)一文，并繪制了撲翼飛行機的草圖。他設想通過人力向后下方撲動雙翼來實現(xiàn)飛行。他的人力撲翼機沒有飛起來，后來的研究證明，也不可能飛起來。1680年，意大利的齊奧凡尼·與前人不同，達·芬奇是先通過對鳥飛行的觀察、解剖和試驗，對

12、鳥的飛行原理有了深刻的認識后，才提出人類有能力仿制一種機器來模仿鳥的全部運動。達·芬奇對飛行問題研究的另一重大貢獻是，他認為在研究鳥的飛行的同時，還必須研究鳥飛行的環(huán)境，即流動的空氣或風對鳥飛行的影響，而空氣的運動特性還可以通過水的流動來模擬研究。實際上，現(xiàn)代空氣動力學的許多原理就是通過“風洞”和“水洞”得到的。達·芬奇觀察到鳥都喜歡逆風飛行，鳥在向前飛行時，翅膀總是與風的方向有一角度，現(xiàn)代飛機也正是這樣飛行的；而達·芬奇認為鳥的升力是來自于鳥翅膀?qū)諝鈮嚎s后空氣產(chǎn)生的反作用力，這一結論比牛頓的作用力與反作用力理論整論整整提前了200年，可見達·芬奇的研

13、究超時代意義。達·芬奇的論鳥的飛行一書中還有許多飛行器的設計草圖包括撲翼機，降落傘和直升機。達·芬奇在論鳥的飛行中闡述了關于鳥的飛行的三個原理。第一原理是鳥的持續(xù)飛行原理，或者說空氣的升力原理。他指出：“由于大氣是具有可壓縮性質(zhì)的物質(zhì)，當有某種物質(zhì)以比它的流動更快的速度拍擊空氣時，它就要受到壓縮”；“除非翅膀撲打空氣的運動比空氣壓縮時自身的運動速度快，否則翅膀下的空氣不會變得很密，因此鳥就不會在空中支承自己的重量。”第二個原理涉及鳥有效利用氣流飛行的技術。在山谷和其他地區(qū)，由于溫度差作用，會產(chǎn)生上升熱氣流。達·芬奇注意到鳥經(jīng)常利用這種氣流毫不費力地飛行。第三個原理

14、討論的是鳥如何采取各種省力措施。這種辦法是利用氣流和風的作用，使體重降低，再結合翅膀扇動的力量，鳥類可以在消耗很小能量的前提下，進行長時間的自由飛行。這一點給達·芬奇以很大啟示和鼓勵，他由此認為人類的飛行是完全可能的。達·芬奇的航空學研究可以分成三大部分。前面所講的是關于飛行的理論和原理，第二大部分是關于飛行的穩(wěn)定和控制，第三大部分是飛行器設計。他設計過撲翼機、降落傘和直升機，但投入精力最多的是撲翼機。設計撲翼機完全來自對鳥的模仿。作為第一個科學地研究航空學的人，飛行器設計的先驅(qū)，在這里不能過分地指責他。大約在1485年，達·芬奇設計了第一架撲翼機，1487年畫出

15、了設計草圖。他認為人的臂力不足以扇動機翼，便設想使人處于俯伏狀態(tài)，加上大腿肌肉的力量來驅(qū)動。他又研究了當時已有的機械動力裝置，包括彈簧和弓弦等。在達·芬奇的研究手稿中，還畫有降落傘的草圖，其外形呈四棱錐形，象一座小金字塔。他還被許多航空史家看作直升機的發(fā)明者，并認為這是他對航空學的真正貢獻。在一張草圖上，他畫出了一個直升機設計圖，它的主要部件是一個螺旋面，其幾何圖形相當于槳葉旋轉(zhuǎn)與前進合成運動畫出的曲面，兩個端面間的夾角約540°。中間是一個直軸，上面纏繞彈簧來驅(qū)動螺旋面旋轉(zhuǎn)。談到這個設計時他指出：“我覺得，如果這個帶螺旋的裝置能很好地制造那么螺旋就會高速旋轉(zhuǎn)，并在空中畫出

16、螺旋線來，然后升入空中?！边@段論述表明，達·芬奇在歷史上第一次闡述了直升機原理。1519年，達·芬奇在他去世前，把自己的全部手稿贈給他最得意的門生弗朗切斯科·梅爾齊(Francesco Melzi)。此后，這些手稿一直被束之高閣，直到19世紀后期才被發(fā)現(xiàn)。因而，他的研究成果沒能對飛機的發(fā)明起到應有的作用。直至18世紀末，拿破侖把論鳥的飛行和達·芬奇的其他手稿作為戰(zhàn)利品帶回了法國，才使達·芬奇的偉大研究重見天日，但研究這些手稿的都是些藝術家和歷史學家，并沒有發(fā)現(xiàn)手搞的科學價值，人們還是只知道他是一位偉大的藝術家。直到20世紀20年代，人們才發(fā)現(xiàn)他

17、還是一位航空科學的開創(chuàng)者，早在500年前他就對航空科學作了大量的極有價值的研究。五、航空先導1783年11月21日，羅齊埃和阿爾斯朗乘熱氣球首次實現(xiàn)人類升空氣球是輕于空氣的飛行器，比重于空氣的飛行器飛機，早100多年問世，在飛機之前成為人類征服天空的先導。中國早在五代時期就使用過原始的熱氣球孔明燈，歷史上還出現(xiàn)過各種輕于空氣飛行器的其他設想和嘗試，但首次制造成功輕于空氣航空器氣球的是法國人蒙哥爾費兄弟。1、熱氣球飛行成功發(fā)明熱氣球的是法國的蒙哥爾費兄弟。哥哥約瑟夫·米歇爾·蒙哥爾費和弟弟雅克·艾蒂爾·蒙哥爾費的功績在于研制出世界上第一個熱空氣氣球。178

18、3年兄弟二人用麻布和紙制成一個直徑達10米的熱空氣氣球，以燃燒濕稻草和碎羊毛產(chǎn)生的熱空氣充滿氣球，經(jīng)過實驗和多次改進，于1783年6月14日在昂諾內(nèi)省首次升空，轟動全國。1783年9月19日，蒙哥爾費兄弟奉命為國王路易十六表演，9時許，熱氣球在三萬民眾的歡呼聲中，載著綿羊、公雞和鴨子，升到450米高，在8分鐘里飛出3200米遠并降落在小樹林中，這是人類飛行前用動物所作的搭乘實驗飛行！被公認為世界上第一個熱空氣氣球。1783年9月19日，為國王路易十六首次舉行動物飛行表演1783年10月15日，法國人羅齊埃乘熱空氣氣球上升到26米，飛行約4.5分鐘。同年11月21日，他和達爾朗德又乘熱空氣氣球作

19、了一次自由飛行，在約300米的高度上用25分鐘飛行了約8千米，這是人類科航空器進行的第一次空中航行。1908年，清政府軍隊雖然還在使用著長槍短矛，但在維新派推崇下，新軍成立了三支氣球隊，這也許就是中國最原始的空軍呢？10月，湖北第八鎮(zhèn)氣球隊首次參加 “太湖秋操”軍事演習。演習當天，秋高氣爽，文武百官坐滿了太湖附近的山丘，誰都想一飽眼福，看一看人是怎么飛上天的。因為操縱比較復雜，氣球暫由日本教官操作。只見令旗一揮，日本人就忙開了，又是充氣、又是放線。但不知何故，氣球遲遲無法升空。中國炮兵標統(tǒng)是個急性子，眼看部下出丑，他惱羞成怒，揮鞭就打鬼子的屁股，日本人哪敢吭聲，急得直掉汗珠子。說也奇怪，這洋人

20、還不打不成器呢，幾經(jīng)調(diào)試，氣球終于冉冉升起。引來四下一片叫絕聲它成為中國最早使用飛行器的實例。清軍氣球隊在“太湖秋操”演習現(xiàn)場2、氫氣球及其應用蒙哥爾費氣球的出現(xiàn)引起法國科學院的注意，法國科學家查里認識到，對于提供升力來說，氫氣比熱空氣更為有效。于是他用涂以橡膠的綢布制成了一個氫氣球，世稱查里氣球。1783年12月1日，查里和羅伯特乘氫氣球在空中飄行50千米，留空時間超過2小時，實現(xiàn)了首次氫氣球載人飛行。3、飛艇的發(fā)明 氣球只能在空中隨風飄流而不能控制前進的方向，于是帶有動力并可以操縱的氣球飛艇應運而生。飛艇是輕于空氣航空器發(fā)展必然的結果。1852年，法國人吉法爾終于制成第一艘部分可操縱的飛艇

21、。該飛艇呈雪茄煙形，長44米，最大直徑12米，用一臺3馬力的蒸汽機做動力裝置，驅(qū)動一副3葉螺旋槳，并設有方向舵，人員和發(fā)動機均裝在吊艙內(nèi)。1852年9月24日，吉法爾駕駛這艘飛艇由馬黎飛到特拉普，航程為28千米。早期飛艇都是軟式或半硬式結構。19世紀末鋁問世后，開始用鋁做骨架，用薄鋁板做氣囊的外殼，制成了硬式飛艇。4、齊伯林飛艇1929年8月8日，長236米的超級飛艇“齊伯林伯爵”號載客環(huán)球飛行，開始了充滿冒險和刺激的探險之旅。途中，旅客們可以觀賞沿途美麗風光、或欣賞樂隊的表演。當飛艇穿越云層時，他們可以在寬敞的酒吧暢飲啤酒，然后翩翩起舞。也可以去觀景走廊品咖啡、飽覽天地之間的夢幻美景。陣容強

22、大的廚師團則24小時制作著美味佳肴，供大家享用。人們似乎已忘記身處何方，都以為來到了人間天堂。當飛艇掠過我國東北三省時，已是艷陽高懸的響午時分。49天后，這個龐然大物徐徐降落在起點站萊克赫斯特，從而結束了這次歷時21天7小時34分、行程31500千米的遠航，譜寫了飛艇史上最輝煌的一頁。19世紀末至20世紀初，是飛艇發(fā)展的全盛時期，德國的齊伯林伯爵在這方面獲得的成就最大。1894年他完成了硬式結構飛艇的設計，于1900年制成LZ-1號飛艇，長128米，氣囊容積為11300立方米。1909年齊伯林創(chuàng)設了德國航空運輸有限公司，以飛艇作為運輸工具。1910年6月22日，開始用LZ-7號齊伯林飛艇在法蘭

23、克福、巴登和杜塞爾多夫之間作載客定期飛行，航程共193千米。第一次世界大戰(zhàn)后，齊伯林公司又建造了兩艘巨型飛艇，“齊伯林伯爵”號和“興登堡”號，在歐洲到南美和美國的商業(yè)航線上飛行。1937年5月6日齊伯林從德國飛往美國時，在美國新澤西州萊克赫斯特上空，飛艇尾部突然起火，迅速蔓延全艇，36遇難，從此結束了飛艇的商業(yè)飛行。20世紀70年代以后，有的國家又開始利用現(xiàn)代科學技術研制新型的充氦飛艇，用于林區(qū)集運木材、油田巡邏和，吊運大型設備等，但起色不大。5航空先驅(qū)的探索就在飛機發(fā)明前夜，許多航空精英曾為研制人類第一架飛機進行過終生努力，甚至獻出自己的生命。英國科學家凱利就在1849年用滑翔機載著一名男孩

24、從山坡上向下滑翔成功。4年后又載著他戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢的馬車夫滑翔飄飛過一個小峽谷。凱利在1853年就用這樣的滑翔機命令他的馬車夫飄過峽谷1842年，英國人亨森設計的“空中蒸汽車”飛機申請到“重于空氣的飛行器”的專利。1882年夏，俄國軍官莫扎伊斯基的飛機交由士兵駕駛在彼得堡市進行了有名的飛行嘗試，但只屬于“幼稚的跳躍飛行”。1884年，俄國海軍軍官莫扎伊斯基設計制造了一架單翼機，并作過試飛。早年的莫扎伊斯基曾對鳥類和船用螺旋槳進行過仔細研究，萌發(fā)了發(fā)明載人飛行器的念頭，他曾用3匹馬拉著馬車飛跑，車上的人高舉兩只大風箏，以此作飛行嘗試。他設計的單翼機具有機身、尾翼、四輪起落架，2臺英國制造的蒸氣發(fā)動機和

25、5副螺旋槳，發(fā)動機的功率為10馬力，飛機的翼展為22.8米，翼弦為14.20米，機長23米，總重934千克，載一名駕駛員的同時還可以載幾名乘客。莫扎伊斯基的單翼獲得專利權，并在彼德堡附近的紅村作過試飛，但只能躍飛2030米的距離。法國人阿代爾先后研制過4架蝙蝠形飛機，1890年，其“伊奧利”號蒸汽動力飛機向前“跳飛”了一段距離，也不算水平飛行。1890年法國電氣工程師克里門特·阿代爾設計制造了一架蝙蝠式飛機，取名為“風神”，于當年10月9日在阿美韋里斯從平地起飛高度約20厘米，飛越距離約50米，然后摔下。1897年阿代爾又設計制造了“飛機”號飛機，與“風神”號外型相似，裝有2臺蒸汽機

26、，每臺20馬力，帶動2副螺旋槳，其翼展為16米，總重達400千克?！帮w機”號也作了幾次短暫的跳躍飛行，未能持續(xù)飛行，其原因可能是：阿代爾的飛機未能解決操縱穩(wěn)定問題；發(fā)動機的重量太大；從仿生角度出發(fā)，采用蝙蝠翼撲動的方式，所以未能成功。1897年，他的 3號機在巴黎數(shù)次“躍離地面”飄飛，后因軍方撤消資助而作罷 1901年8月14日， 旅美巴西人懷特海德的飛機據(jù)稱飛過800米遠！1902年，他的“22型”飛機號稱飛行了3000米才落入海面。同年8月，德國人雅托的飛機作了距離18. 3米的“跳躍飛行”但這些原始的“飛機”均未獲國際航空界的承認。就在萊特發(fā)明飛機前夕、1903年的10月7日和

27、12月8日，美國人蘭利的“空中旅行者”號飛機兩次從波托馬克河一條游船的頂棚上作過不載人彈射試飛，可惜均因與發(fā)射架相磕碰而墜河。據(jù)后人分析，如再堅持一下，蘭利很可能成為飛機第一發(fā)明人！ 在萊特兄弟1903年歷史性飛行之前的十年中，一個生于法國的美國土木工程師查紐特研制并飛行了當時世界上最先進的飛行器，他的雙翼滑翔機是當時世界上所有飛行器中的工程杰作，是20世紀現(xiàn)代飛機的基礎。他的助手赫林等人成為有經(jīng)驗的滑翔機駕駛員，突破了當時所有重于空氣飛行器的飛行記錄?！?、李林達爾的滑翔機德國工程師奧托·李林達爾(O.Lilienthal)是世界上成功地把載人骨翔機飛上天的第一人。德國工程師、骨翔

28、飛行家奧托·李林達爾自幼酷愛飛行，少年時代的李林達爾曾進行撲翼飛行試驗，長期觀察研究鳥的飛行規(guī)律，并用自制的儀器驗證觀察的結果。他認識到撲翼飛行的不現(xiàn)實性，轉(zhuǎn)向固定翼滑翔機的研究和試驗，并與其弟古斯塔夫合作，于1891年制成一架弓形翼面的滑翔機，成功進行了滑翔飛行，飛行距離超過30米。李林達爾經(jīng)過反復試驗，證實了當許多人使用的平板翼面完全不適合飛行，只能像鳥兒那樣的拱形翼面才適用于飛行，而且能大大節(jié)約動力。這個發(fā)現(xiàn)是當時航空技術的重大突破。此后年間共制造了18種滑翔機，并親自飛行了2500多次，其中最遠可達300米，還完成了180度的轉(zhuǎn)彎飛行，被人們稱為“蝙蝠俠”。1896年8月9日

29、清晨，奧托·李林達爾匆匆地吻別了一直支持他的妻子，和他的弟弟直奔斯圖侖山附近一個山坡，由于山坡上的風很適合進行滑翔飛行。李林達爾十分興奮地告訴弟弟，今天他要用他很喜歡的11號滑翔機試驗一個新的操縱動作。古斯塔夫幫助他調(diào)整好滑翔機后，李林達爾急不可待地迎風跑了起來。一股強勁的上升氣流很快使李林達爾和滑翔機飛上了天空，并一上向高空飛去，一切似乎很順利。在地面的古斯塔夫感到滑翔的機翼角度似乎太大了些，于是向他的哥哥大喊“小心!”但是為時已晚，當李林達爾準備挪動一下身子調(diào)整飛行姿態(tài)時，滑翔機由于失速，一下子就頭朝下栽向地面而墜毀，李林達爾的脊椎被摔斷。在送往醫(yī)院的途中，李林達爾對淚流滿面的弟

30、弟說的最后一句話是：“犧牲是必需的?！崩盍诌_爾第二天在醫(yī)院中死去，年僅48歲。李林達爾的犧牲震動了當時還屬幼年的航空界，但滑翔機制造和飛行運動的熱潮卻因此在全世界擴散開來，英國、美國到處都有人在制造和飛行滑翔機。盡管李林達爾的滑翔機機構十分簡陋，必須通過自身身體的移動來操縱飛機的運動，但它卻是世界上第一種可操縱的飛行器，從而為7年以后有動力飛機的成功打下基礎。六、 飛機的發(fā)明飛機發(fā)明人是美國的萊特兄弟。哥哥威爾伯·萊特，弟弟奧維爾·萊特。兄弟倆在家鄉(xiāng)俄亥俄州代頓僅讀完中學課程，即從事自行車修理制造業(yè)。兄弟二人自幼對飛行懷有濃厚的興趣，曾潛心觀察和研究鳥的飛行，制作風箏和竹蜻

31、蜓，閱讀有關飛行試驗的新聞和報道。德國飛行大師李林達爾對萊特兄弟有著深刻的影響，1896年李林達爾在飛行中失事犧牲的消息傳到美國，使他們十分痛心，兄弟倆決心完成他的未竟事業(yè)，將動力飛行器研制成功。萊特兄弟刻苦鉆研李林達爾的著作和當時能找到的其他有關飛行試驗的書籍，綜合前人100多年的探索工作，并依據(jù)自己的研究成果，萊特兄弟研制的“飛行者”號飛機首先試飛成功，開創(chuàng)了人類航空新時代。其他航空先驅(qū)也緊隨其后，大力改進，使之日臻成熟。1903年12月17日，這是一個載入 萊特兄弟史冊的日子。這天清晨，天氣陰冷，不斷的陣風帶著剌骨的寒意，在美國北卡羅來納州的基蒂·霍克的一塊空地上，幾個身影在晃

32、動著，萊特(Wright)兄弟正在準備對他們制造的“飛行者”1號進行第一次試飛。孤零零的“飛行者”1號靜靜地停在冷冷清清的場地上，除了一名見證人、幾個救生人員和幫手外，沒有任何觀眾?！帮w行者”1號盡管體型很龐大，但“身子”卻十分單薄。它采用了一副前翼和一副主機翼，并且都是雙翼結構，用蒙皮木支柱和張線聯(lián)結而成。一臺汽油塞發(fā)動機被固定在主機翼下面的一個翼面之上，機翼后面安裝著左右各一副雙葉螺旋槳，機尾是一個雙翼結構的方向舵，用來操縱飛機的方向，而飛機上下運動則由前翼來操縱。飛機沒有起落架和機輪，只有滑橇。起飛時飛機裝在滑軌上，用帶輪子的小車拉動和輔助彈射起飛。駕駛員俯伏在主機翼的下機翼中間拉動操縱

33、繩索的手柄操縱飛機。連同駕駛員在內(nèi)，飛機總重量大約為360公斤。上午11時左右，發(fā)動機經(jīng)過暖機后，萊特兄弟中的弟弟奧維爾·萊特在飛機上俯伏就位。發(fā)動機啟動后，飛機開始向前滑動，由于不時有大風迎面吹來，哥哥威爾伯·萊特用一只手扶著飛機的翼尖跟著向前跑，不讓飛機有太大的晃動?；兴俣仍絹碓娇炝?，威爾伯·萊特不得不放開了手，“飛行者”1號終于晃晃悠悠地升到了空中。這次飛行的留空時間只有短短的12秒，飛行距離只有微不足道的36米，但它卻是人類歷史上第一次有動力、載人、持續(xù)、穩(wěn)定和可操縱的重于空氣飛行器首次成功升空并飛行，具有十分偉大的歷史意義，標志著人類征服天空的夢想開始

34、變?yōu)楝F(xiàn)實，從而被世界航空界公認為世界航空世紀的第一日。在飛機誕生之前，航空的發(fā)展經(jīng)歷了從幻想到冒險，從理論探索到實踐的漫長過程。古代有許多勇敢的人嘗試利用鳥的翅膀飛上蘭天，但這些冒險活動往往落得非死即傷的悲慘命運。人們逐漸認識到，飛行是復雜的，單靠冒險無濟于事。要想實現(xiàn)升空飛行的理想，首先必須研究飛行這門新的科學。偉大的藝術家達·芬奇是第一位以科學的態(tài)度研究飛行的人。他在設計撲翼機的同時，還設計了直升機和降落傘。到了19世紀，飛機的研制進入一個空前活躍的時期。一方面有關飛機升力、阻力、穩(wěn)定與操縱的理論初步建立起來，另一方面動力飛機的研制探索取得了可貴的經(jīng)驗。盡管先驅(qū)者們沒有最終研制成

35、功有動力、可持續(xù)飛行的飛機，但他們的工作為萊特兄弟打下了堅實基礎。大科學家牛頓有一句名言：“如果我比別人看得遠些，那是因為我站在巨人們的肩上?！边@句話同樣適用于最終發(fā)明成功第一架飛機的美國萊特兄弟。在萊特兄弟之前，喬治凱利、李林塔爾、查紐特、蘭利、漢森、馬克辛、阿代爾等在飛機結構、升力與阻力研究、穩(wěn)定與操縱、滑翔飛行等方面做了大量工作，取得了一個又一個成果。沒有他們的先驅(qū)性工作，就沒有萊特最終的成功。從1899年開始，萊特兄弟先后研制了三架滑翔機。頭兩架滑翔機滿意地解決了飛機的穩(wěn)定和操縱問題。但由于完全使用了過去留下的機翼升力和阻力數(shù)據(jù)，因此這兩架滑翔機的飛行性能不高。于是他們決定自己進行實驗

36、，以獲得盡可能準確的數(shù)據(jù)，用以指導飛機設計。這些實驗是利用自行車輪加裝實驗件旋轉(zhuǎn)進行的。爾后他們又自制了風洞進行精確實驗。1901年9月1902年8月間，他們共進行了幾千次試驗，開展了大量有關機翼升力、阻力、翼型的試驗研究利用自己獲得的精確數(shù)據(jù)，他們制成第三號滑翔機。它在試驗時取得了極大成功。利用它共近700次滑翔飛行，并能保持行穩(wěn)定和安全，即使在每小時36千米的強風下也能照常進行。第三號滑翔機的高度成功為他們研制動力飛機提供了直接依據(jù)并增強了取得最終成功的信心。萊特俯臥在機翼上完成了歷史性創(chuàng)舉在第三號滑翔機基礎上，萊特兄弟研制了第一架有動力的飛機-“飛行者一號”，這是一架雙翼機，前面有兩只升

37、降舵，后面有兩只方向舵，操縱索集中連在操縱手柄上。翼展達12.3米，翼面積47.4平方米，機長6.43米，連同駕駛員在內(nèi)總重約360千克。發(fā)動機由萊特自行車公司技師查理·泰勒設計制造的。它能夠發(fā)出9千瓦的功率，最大功率可達12千瓦。1903年12月17日是人類歷史上意義深遠的日子。上午11時，奧維爾·萊特作第一次試飛。他駕駛“飛行者一號”終于成功地升空飛行。第一次飛行留空時間很短，只有12秒時間，飛了約36.6米，但這是一項偉大的成就：它是人類歷史上第一次有動力、載人、持續(xù)、穩(wěn)定、可操縱的重于空氣飛行器的首次成功飛行。這次飛行具有十分深遠的歷史意義，為人類征服天空揭開了新的

38、一頁，也標志著飛機時代的來臨。11時20分，威爾伯·萊特又駕駛"飛行者一號"作了第二次飛行，也取得了成功，留空時間約11秒，飛行距離約60米。奧維爾作了第三次飛行，留空時間15秒，飛行距離61米。第四次也是當天最后一次飛行由威爾伯駕駛，取得了成功并達到當天的最好成績：留空時間59秒，飛行距離260米。1904年1月5月，萊特兄弟制造了“飛行者二號”飛機，性能有了很大提高。1905年又制造了“飛行者三號”。它在試驗中留空時間多次超過20分鐘，距離超過30千米。10月5日的試飛取得的最好成績是：飛行時間38分鐘飛行距離38.6千米。“飛行者三號”共飛行了50次，全面考

39、察了飛機具有重復起降能力、傾斜飛行能力、轉(zhuǎn)彎和完全圓周飛行能力、字飛行能力。能進行這些難度較大的機動飛行和有效操縱表明，這架飛機已具備實用性，因此被看作是第一架實用飛機。維爾伯·萊特和奧維爾·萊特兩兄弟，在人類航空史上，有三大貢獻：1、首次在有動力的飛機上，完成持續(xù)和可操縱的飛行，并降落于起飛的地面(1903年12月17日)；2、首次制造成功實用的動力飛機，用它可以完成起飛、直線飛行、轉(zhuǎn)彎和“8”字盤旋等飛行動作，并能安全地著陸(1905年秋)，3、首次制造和試飛了可以載乘客的實用飛機(1908年)?！帮w行者”1號主要技術數(shù)據(jù)：翼展12.29米、機長6.43米、機高2.87

40、米、機翼面積47.4平方米、總重340千克、發(fā)動機1臺自制水冷4缸活塞式、功率12馬力(8.9千瓦)， 最大平飛速度48千米/小時， “飛行者”1號 駕駛員1人。七、中國近代航空先驅(qū)中國是世界文明古國，中國古代飛行技藝被認為是現(xiàn)代飛行的啟蒙，對航空器的產(chǎn)生起了重要作用。1840年鴉片戰(zhàn)爭后，西方航空知識傳入中國，清朝政府也派留學生出國學習航空、購買氣球和飛機，旅居海外的中國人也有人設計和制造飛艇和飛機，一時出現(xiàn)不少為祖國航空事業(yè)奮斗的先行者。1、中國最早的氣球和飛艇1887年，天津武備學堂教習華衡芳制成直徑5尺(約1.7米)的氣球，灌入自制的氫氣成功起飛，這是中國人自制的第一個氫氣球。澳洲華僑

41、謝纘泰1899年完成“中國”號飛艇的設計，該艇用鋁制艇身，靠電動機帶動螺旋槳推進。2、馮如“中國始創(chuàng)飛行大家”馮如(18831912年)是中國最早的飛機設計師和飛行家，1883年12月15日出生于廣東省恩平縣，幼時赴美，在舊金山和紐約做工，刻苦鉆研工藝技術。美國萊特兄弟1903年發(fā)明試飛成功第一架飛機，1904年日俄兩國為爭奪在中國的利益而在中國領土打仗。這兩件事對馮如影響觸動很大，立志研究制造飛機，用以加強中國國力，振興中華。1907年秋，馮如得到當?shù)厝A僑的資助，在舊金山奧克蘭設廠研制飛機。華僑青年朱竹泉、朱兆槐、司徒璧如等先后作其助手參與飛機制造。1908年4月，馮如制造成功了第一架飛機。但飛機在試飛時沒有成功。接著，馮如對這架飛機進行了大量修改，設計成功第二架飛機。1909年2月在試飛時，只飛起了十幾米便摔了下來。馮如并不氣餒。當時他父母多次來信催他回國與家人團聚，他周圍親友也勸他回來。馮如婉謝了親友，并發(fā)誓說：“飛機不成，誓不回國”。1910年2月下旬，奧維爾·萊特在洛杉磯表演飛行，馮如專程前往參觀，然而只能在5千米以外觀看，令他大失所望，但也激發(fā)了他奮發(fā)向上、自力更生研制飛機的決心。馮如回到奧克蘭后，繼續(xù)研制飛機，但