莱特兄弟(4)〈发明飞机的兄弟〉 江铭辉 五梦网
十一、小鹰镇风筝测试
莱特兄弟发现李连达尔滑翔机失事的原因是它在空中无法维持平衡,他们精心设计一种箱型风筝,箱子二侧系着四根绳子,主要是为测试浮在空中的物体如何才能稳定的飞弹和自由改变方向。
这次测试选在小鹰镇,原因是韦伯根据奥克塔夫‧沙努特(Octave Chanute)的建议。他说试飞场最好要有稳定的微风和便于着陆的沙地,且该镇较为偏僻,可以免受记者们的骚扰。
1900年10月3日开始在北卡罗讷州的小鹰( Kitty Hawk)镇展开测验,这次飞行试验,有一个人在地上,拉着风筝绳子,大部分时间没有驾驶员在滑翔机上,只有10月20日这一天韦伯在机上做了12次的滑行(图8)。
图8:莱特兄弟1900年时的滑翔机。这次飞行试验,大部分没有驾驶员在滑翔机上。
这次小鹰镇和杀魔丘的试验,戴了有人及无人的滑翔机,虽然有人在地上牵着绳子,但也能飞上天空,对莱特兄弟来讲是莫大鼓励,他们回到迪顿镇后,立刻模仿鸟的翅膀,做各种曲面的机翼,也展开各种阻力和浮力试验。
十二、到杀魔丘及第二号滑翔机
1901年春,韦伯和奥维尔制造了第2号滑翔机。这不是对前人的模仿,而是基于自己实验产生的新飞机。飞机更大有4 公尺, 44公斤,机前装有升降舵,机后装有方向舵。这些装置可以使机身保持平稳,并能变换飞行方向。
为了进一步测试,1901年 7至8月,兄弟长途跋涉到小鹰镇南方6公里的杀魔丘(Kill Devil Hills),一堆高达30公尺的沙丘(在往后三年,他们就驻扎在那里)。
他们对新型滑翔机的试飞,一共进行了50到100次滑翔测试,飞行距离在6到22公尺不等。为了提高升力,他们在这架滑翔机上配置了比前作大得多的翼面,然而它却让兄弟俩大失所望。新型滑翔机只产生了理论数据约三分之一的升力,而翘曲机翼也不听使唤了,总是让机身向相反的方向偏转。在试飞中滑翔机发生了几次失速,但前置升降舵的降落伞却避免了机身的俯冲,从而让韦伯得以安全着陆。这个优点让他们更执着于前翼布局,并一直坚持到1910年时才放弃。第二季的试飞活动在众多挫折的阴影下黯然落幕,兄弟俩败兴而归。
新滑翔机在升力上的糟糕表现让莱特兄弟怀疑李林达尔的资料是否准确,同时也对广受认可的升力方程中的空气压力系数提出了质疑。
十三、成功测试
1901年9月,在芝加哥,韦伯应邀在西部土木工禅师协会演说。在迪顿镇, 奥维尔开始做风洞隧道试验。
1902年 ,莱特兄弟以风洞隧道研究为基处,以200多种不同翼弧的翼型完成了初步测试,并对其中的38种做了更详细的测试。制造第三号滑翔机。
采用新方法后,莱特兄弟终于在1902年10月8日于杀魔丘,完成首次真正的飞行转向控制,这是一个重要的里程碑。在该年9月到10月间他们一共进行了700至1000次滑翔试飞,最长的一次持续了26秒,飞过了189.7公尺的距离。滑翔机在安装了可控尾舵后在数百次的试飞中表现出良好的操控性,两兄弟觉得接下来是时候建造一架有动力的航空器了。
十四、第四号滑翔机“动力飞机”
滑翔机再好,不惜助风力就不能飞行。两兄弟的脑海里一直在想这个问题。他们一回到迪顿镇,立即将自行车行改为飞机制造厂。可在当时,几乎所有的人都不相信人类可以在天空飞行。
动力飞机的关键部件是引擎,莱特兄弟加紧研制自己的汽油发动机。在此同时,华盛顿史密斯研究所的蓝格利教授得到政府的赞助,试制用蒸汽引擎带动螺旋桨的动力飞机。但二次试飞都失败了,不久他便去世了。
汽油发动机制成后,他们根据精确的计算,制造了一架机翼长12米的新飞机,又将两支螺旋桨分别装在发动机的左右二侧,他们还设计了一只速度计和一个计时表,安装在飞机上。并将飞机命名为「飞行者一号」。