站在巨人的肩上,萊特兄弟發明飛機之前,人類對翱翔天空的嘗試

2020-12-11 紫星薇辰

人們對天空的嚮往古已有之,比如中國古代就有嫦娥奔月的傳說,人們也希望能夠像鳥兒一樣,擁有一雙自由翱翔在天空中的翅膀。因此人類對浩瀚蔚藍天空的幻想從未間斷過。然而在萊特兄弟發明飛機之前,這一想法可能只會在神話當中才得以實現。萊特兄弟發明了飛機,不但實現了人們遨遊天空的夢想,也一定程度上推動了人們對宇宙的探索。雖然人們對於天空來說始終是一個渺小的存在,但是在航天飛行領域卻產生了一個又一個巨人,萊特兄弟就是站在這些巨人的肩膀上,才能摘得「發明飛機」的桂冠。那麼在萊特兄弟發明飛機之前,人們對遨遊天空又做過哪些大膽的嘗試呢?

飛機的構想與設計

世界上歷史悠久的文明古國中,人們都曾嘗試過飛向天空。有的人製造出了一雙巨大的翅膀,從高山懸崖上一落而下;有的人把自己綁在了一個大風箏上,風箏的另一端牽在馬車上,想要憑藉馬車拉動自己御風而行。然而這一切都被現實撞得粉身碎骨。後來人們便想到通過飛行器,實現遨遊天空的夢想。

羅吉爾·培根,英國著名唯物主義哲學家、自然科學家,也是實驗科學的先驅者。有著「奇異博士」之稱的他,可能是世界上首個想到飛行器的人。他認為人類單憑所謂外在翅膀的輔助,是無法實現飛行的。因此只能製造出一種飛行器,來實現人類飛行的夢想。於是一種像鳥拍打翅膀一樣的飛行器就出現了他的文章中。正是培根在飛行領域這一大膽的設想,使得後來的人前赴後繼投入到了飛行器的試驗領域當中。

達·文西不單單是一名畫家,他還在多個領域都造詣頗深。後人們在整理達·文西的遺作時,驚訝地發現了幾十張直升機的繪製圖。直升機的初步模型不僅早已經躍然於達·文西的遺作當中,甚至螺旋槳的構思也是由達·文西提出來的。達·文西還另闢蹊徑地為人們鋪好了如何操作飛機的這條道路。達·文西根據鳥的飛行特點,在培根「翅膀飛機」的構想之下,又設計出了能夠保持飛機平衡的尾翼。但無奈當時迫於技術限制,達·文西的這一系列構想雖然有合乎情理之處,但也沒有付諸實踐。在他之後在幾百年,人們雖然沒有乘坐飛機,可是依然能夠在天空中飛行了,那是因為熱氣球出現了。

飛機試驗的初步成功——熱氣球和滑翔機

1783年,蒙哥爾費兄弟一改培根和達·文西的設想,他們想到了空氣熱脹冷縮的原理,熱空氣可以高高飄在上空。因此世界上第一個熱氣球就這樣應運而生了。蒙哥爾費兄弟大費周折地製造出了一個龐大的熱氣球,上面搭載了兩名乘客。就這樣,熱氣球靠著煤火的作用,讓二名乘客從巴黎起飛,晃晃悠悠地飛上了天空。誰也沒想到的是,這一次實驗竟然成功了,在熱氣球飛行了幾千米之後,兩名乘客安全的著陸。這一新聞頓時轟動了整個世界。其他國家紛紛效仿,一個又一個熱氣球就這樣升上了天空,於是靠熱力牽引製造飛行器的想法也逐漸生出了萌芽。

其實除了熱氣球之外,人們也沒少嘗試過從懸崖邊上起飛。但可想而知,這一試驗曾經在歷史上付出了極為慘痛的代價。不過,最終人們還是取得了成功。1726年伯努利原理提出,既空氣流動速度越快,壓力越小。1799年,英國的一位鄉紳凱利,根據伯努利原理,於1804年製作出了第一架滑翔機模型。這個滑翔機不同於小孩子折的紙飛機,它可以滑行幾千米的距離。1809年凱利又設計出了一臺可載人的滑翔機模型。凱利的一生都奉獻給了滑翔機事業,他後來通過幾十年的不斷改進,最終在感覺萬無一失之時,便讓自己的滑翔機載著一個十幾歲的男孩在高空中飛行了一段距離。雖然凱利在滑行機領域的實踐是成功的,但是他終究沒有實現平地起飛的夢想。因為滑翔機的飛行必須要依靠高地俯衝而下。不過凱利讓人們從高處起飛的實驗,不再只是以粉身碎骨收場了。

蒸汽飛機的失敗與動力飛機的崛起

在凱利試驗成功之後,英國發明家威廉·亨森和約翰·斯特林費洛,就製造出了第一架蒸汽飛機。這一飛機不但翼展極為寬闊,而且可搭載200多名乘客。但飛機的唯一缺點就是,它的動力系統功能嚴重不足。靠著一臺只有17千瓦的蒸汽機來驅動,根本不足以使得如此龐大的飛機飛上天空。所以二人的發明最終也沒有付諸實踐。接下來法國的坦普爾也設計了一臺類似的蒸汽發動飛機,但也由於發動機微弱的動力,飛機就像一隻受傷的鳥,撲騰了兩下便墜落了下來。不過好在那是一架無人機,沒有造成人員傷亡。隨後,俄國的亞歷山大·莫扎伊斯基,也繼續遵循著蒸汽飛機的試驗,他比坦普爾的實驗要進步一些。亞歷山大的飛機在空中飛行了一段距離後,突然改變了方向,撞到了籬笆牆上。這次試驗雖然還是失敗了,但是卻使人們意識到:蒸汽飛機沒有任何的前途可言。

19世紀中期,隨著內燃機的逐步完善,新型的動力飛機就這樣產生了。1894年美國人馬克西姆,在一篇文章中論述了蒸汽飛機的不可能實現性。就這樣,法國的電力工程師阿黛爾設計出了一架靠內燃機驅動飛行的飛機,但由於飛機沒有返航系統,最終還是墜毀了。但阿黛爾卻頗為得意,1897年阿黛爾又親自坐上了自己發明的飛機,飛行了300多米,並成功降落。這無疑是飛機在新的動力系統下,載人飛行第一次的成功試驗。

雖然人們在飛機領域一次次地嘗試著頭破血流的冒險,但是人類也依然沒有停止對翱翔天空的追求。可緊接著而來的就是對飛機的有效操控問題。19世紀90年代生於德國後移居美國的懷特·赫德,他是一個可能會改寫萊特兄弟發明飛機歷史的人。因為現在越來越多的人認為是赫德才是飛機發明的第一人。據傳聞說,他的飛機不但成功飛上了天空,而且成功的著陸返航。但終究因為沒有留下照片和實物的鐵證,所以關於懷特·赫德首先發明飛機的說法也一直眾說紛紜。

在萊特兄弟之前,最後一位飛行試驗家叫做萊利,1896年他設計發明的飛機兩次試飛都取得了成功。其中第2次飛行了700餘米,持續飛行了一分半鐘,並成功降落。這是人類飛機歷史上飛行時間最長的一次試驗。後來美國和西班牙爆發了戰爭,萊利奉命製造大型飛機。但是不成想,1903年的時候,萊利的兩次飛機實驗卻最終以失敗告終。就在這幾天之後,萊特兄弟便發明了世界上第一架以內燃機做動力的飛機,在幾小時內進行了4次成功的試驗,開創了人類載人飛機的先河。

結語:

萊特兄弟製造飛機不是一蹴而就的,正因為有前人多次的試驗,甚至不惜生命的代價,才實現了人們今天遨遊天空的夢想。事物的發展是前進和上升的,當然這其中也「滲透著奮鬥的淚泉,灑遍了犧牲的血雨」。但也正是因為這些前人的付出和探索,才能換來時代的發展和社會的進步,也才能有我們今天美好的生活。

參考文獻:

《飛機發展史》

《世界近代史》

《飛行器發展史》

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