萊特兄弟(4)〈發明飛機的兄弟〉 江銘輝 五夢網
十一、小鷹鎮風箏測試
萊特兄弟發現李連達爾滑翔機失事的原因是它在空中無法維持平衡,他們精心設計一種箱型風箏,箱子二側繫著四根繩子,主要是為測試浮在空中的物體如何才能穩定的飛彈和自由改變方向。
這次測試選在小鷹鎮,原因是韋伯根據奧克塔夫‧沙努特(Octave Chanute)的建議。他說試飛場最好要有穩定的微風和便於著陸的沙地,且該鎮較為偏僻,可以免受記者們的騷擾。
1900年10月3日開始在北卡羅納州的小鷹( Kitty Hawk)鎮展開測驗,這次飛行試驗,有一個人在地上,拉著風箏繩子,大部分時間沒有駕駛員在滑翔機上,只有10月20日這一天韋伯在機上做了12次的滑行(圖8)。
圖8:萊特兄弟1900年時的滑翔機。這次飛行試驗,大部分沒有駕駛員在滑翔機上。
這次小鷹鎮和殺魔丘的試驗,戴了有人及無人的滑翔機,雖然有人在地上牽著繩子,但也能飛上天空,對萊特兄弟來講是莫大鼓勵,他們回到迪頓鎮後,立刻模仿鳥的翅膀,做各種曲面的機翼,也展開各種阻力和浮力試驗。
十二、到殺魔丘及第二號滑翔機
1901年春,韋伯和奧維爾製造了第2號滑翔機。這不是對前人的模仿,而是基於自己實驗產生的新飛機。飛機更大有4 公尺, 44公斤,機前裝有升降舵,機後裝有方向舵。這些裝置可以使機身保持平穩,並能變換飛行方向。
為了進一步測試,1901年 7至8月,兄弟長途跋涉到小鷹鎮南方6公里的殺魔丘(Kill Devil Hills),一堆高達30公尺的沙丘(在往後三年,他們就駐紮在那裡)。
他們對新型滑翔機的試飛,一共進行了50到100次滑翔測試,飛行距離在6到22公尺不等。為了提高升力,他們在這架滑翔機上配置了比前作大得多的翼面,然而它卻讓兄弟倆大失所望。新型滑翔機只產生了理論資料約三分之一的升力,而翹曲機翼也不聽使喚了,總是讓機身向相反的方向偏轉。在試飛中滑翔機發生了幾次失速,但前置升降舵的降落傘卻避免了機身的俯衝,從而讓韋伯得以安全著陸。這個優點讓他們更執著於前翼佈局,並一直堅持到1910年時才放棄。第二季的試飛活動在眾多挫折的陰影下黯然落幕,兄弟倆敗興而歸。
新滑翔機在升力上的糟糕表現讓萊特兄弟懷疑李林達爾的資料是否準確,同時也對廣受認可的升力方程中的空氣壓力係數提出了質疑。
十三、成功測試
1901年9月,在芝加哥,韋伯應邀在西部土木工禪師協會演說。在迪頓鎮, 奧維爾開始做風洞隧道試驗。
1902年 ,萊特兄弟以風洞隧道研究為基處,以200多種不同翼弧的翼型完成了初步測試,並對其中的38種做了更詳細的測試。製造第三號滑翔機。
採用新方法後,萊特兄弟終於在1902年10月8日於殺魔丘,完成首次真正的飛行轉向控制,這是一個重要的里程碑。在該年9月到10月間他們一共進行了700至1000次滑翔試飛,最長的一次持續了26秒,飛過了189.7公尺的距離。滑翔機在安裝了可控尾舵後在數百次的試飛中表現出良好的操控性,兩兄弟覺得接下來是時候建造一架有動力的航空器了。
十四、第四號滑翔機“動力飛機”
滑翔機再好,不惜助風力就不能飛行。兩兄弟的腦海裡一直在想這個問題。他們一回到迪頓鎮,立即將自行車行改為飛機製造廠。可在當時,幾乎所有的人都不相信人類可以在天空飛行。
動力飛機的關鍵部件是引擎,萊特兄弟加緊研製自己的汽油發動機。在此同時,華盛頓史密斯研究所的藍格利教授得到政府的贊助,試製用蒸汽引擎帶動螺旋槳的動力飛機。但二次試飛都失敗了,不久他便去世了。
汽油發動機製成後,他們根據精確的計算,製造了一架機翼長12米的新飛機,又將兩支螺旋槳分別裝在發動機的左右二側,他們還設計了一隻速度計和一個計時表,安裝在飛機上。並將飛機命名為「飛行者一號」。