萊特兄弟是美國俄亥俄州人,父親是一個牧羊人,母親是一位音樂教師。
萊特兄弟幾乎在懂事的時候就對機械產(chǎn)生了濃厚的興趣。成年后的奧維爾每當(dāng)向別人回憶自己童年生活時,講的幾乎都是與機械設(shè)計有關(guān)的故事。他常常津津樂道地回憶起在他 5 歲生日那天,在一大堆生日禮物中,他首先看中了一只回旋陀螺,盡管它支撐在刀形支承的刃口上, 但仍能夠保持自身的旋轉(zhuǎn)和平衡。
萊特兄弟從小就對機械有著天生的愛好,從小就喜歡拆拆弄弄。他 們尤其對一些舊時鐘、磅秤最感興趣。不過威爾伯比奧維爾長 4 歲,威 爾伯常常與自己年齡相仿的男孩子們交往。奧維爾也有自己的好友。在家里,兩兄弟自然玩在一塊了。玩些什么呢?奧維爾當(dāng)然是全聽小哥哥的。威爾伯常將街道上的破銅爛鐵搬回家“研究”,奧維爾則跑前跑后, 呼哧呼哧地用了自己吃奶的勁,幫小哥哥將這些“寶貝”搬回家里后院的小倉庫。
1878 年 6 月,他們?nèi)覐亩砗ザ碇莸拇D市搬到了依阿華州的錫德臘皮茲市,住在該市的亞當(dāng)街。圣誕節(jié)萊特兄弟的爸爸給他們帶回了一個"蝴蝶“玩具,爸爸告訴他們,這是飛螺旋,能在空中高高地飛去。“鳥才能飛呢!它怎么也會飛!”威爾伯有點懷疑,爸爸當(dāng)場做了表演。只見他先把上面的橡皮筋扭好,一松手,它就發(fā)出嗚嗚的聲音,向空中高高地飛去。兄弟這才相信,除了鳥、蝴蝶之外,人工制造的東西,也可以飛上天。于是,弟兄倆便把它拆開了,想從中探索一下,它為何能飛上天去。
從這以后,在他們的幼小心靈里,就萌發(fā)了將來一定制造出一種能飛上高高藍天的東西。這個愿望一直影響著他們。為了改善家庭設(shè)施和環(huán)境,威爾伯和奧維爾一次又一次地努力著。兄弟倆先埋頭畫好圖樣,又四處尋找修繕房屋的材料,并承擔(dān)所有房子加工的車床活。他們不僅很快修建起一個舒適的前廊,并用花卉點綴走 廊的兩側(cè),而且還重新裝修室內(nèi),改變房間的布置。
1884年他們?nèi)覐挠〉诎布{州的里士滿搬到了俄亥俄州。萊特兄弟都受到了良好教育,但都沒有得到文憑。奧維爾大學(xué)第三年(1889)就退學(xué)了,在哥哥的幫助下干起了印刷生意。維爾伯任編輯而奧維爾則是一部周刊West Side News(幾個月后成了Evening Item晚報)的出版商。
1890年初,他們研究報紙雜志的文章以及德國Otto Lilienthal的飛行器概念圖。他們對飛行的興趣隨著年齡的增長與日俱增?!昂唵蔚卣f,就是我們幸運地生活在這樣一個家庭環(huán)境里。在家里, 大人們總是熱情鼓勵孩子們?nèi)プ非笾R,去調(diào)查研究一切奇特的現(xiàn)象。 換了另一個家庭環(huán)境,我們的好奇心也許早在它結(jié)出果實以前就被扼殺 了。”萊特兄弟高中畢業(yè)后辦起了“代頓周報”。聰明的他們把報紙辦得紅紅火火,但他們朝思暮想的還是機械。
1894年,他們把報紙典當(dāng)給一家通訊社,開起了萊特自行車修理店(后成為萊特自行車公司)。從此他們開始從事自己夢想的事業(yè)。
1896年5月,他們關(guān)注了史密斯索尼安學(xué)院的Samuel Langley的蒸汽飛機模型的試飛、芝加哥工程師和致力于飛行研究的權(quán)威Octave Chanute在密歇根沙丘和湖邊幾部飛機模型的試飛。
1899年5月,威爾伯給史密斯索尼安學(xué)院寫了封信請求得到航空方面的信息和書籍?;赟ir George CAyley, Chanute,Lilienthal, Leonardo da Vinci以及Langley的草圖和靈感,萊特兄弟開始了他們的機械航空試驗。萊特兄弟完成了所有理論研究就開始動手實踐,他們的自行車店員Charlie Taylor成為了小組的重要一員,三人共同合作建造了第一架飛機引擎。
萊特兄弟不僅努力掌握前人的研究成果,而且十分注意直接向活生生的飛行物——鳥類學(xué)習(xí)。他們常常仰面朝天躺在地上,一連幾個小時仔細觀察鷹在空中的飛行,研究和思索它們起飛、升降和盤旋的機理。當(dāng)年他們提出的許多新穎想法,都在以后的航空工業(yè)中得到了應(yīng)用。
在吸取前人經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,萊特兄弟開始了飛行器的研制。在無法得到別人資助的情況下,他們用自行車生意賺來的錢進行飛機的研制。兄弟倆的配合是完美無缺的。哥哥威爾伯勤勤懇懇,扎扎實實,擁有工程師的細致和謹慎;弟弟奧維爾則富有藝術(shù)家的想象力,敢于不斷創(chuàng)新。兩顆智慧的大腦密切配合,相得益彰,正如威爾伯所說:“奧維爾和我一起生活,共同工作,而且簡直是共同思維,就和一個人一樣。兩兄弟認為飛機能不能順利飛行,關(guān)鍵就在于如何設(shè)計和控制它在飛行過程中各種受力間的平衡。維爾伯·萊特用一張水平放置的紙演示了這個問題:如果讓它自由落下,在理想的平靜空氣當(dāng)中,我們可以想象它一定是平穩(wěn)落下,但理想條件是很罕見的,任何一點氣流都會使得紙張翻轉(zhuǎn)和飄蕩。對于飛機來說,完全理想的空氣條件下,要實現(xiàn)上天并不難,但是天空中總是存在風(fēng),這就使得實現(xiàn)飛機飛行的關(guān)鍵,在于如何調(diào)節(jié)飛機前后左右各個方向的受力平衡,特別是飛機的重心和升力受力點之間的關(guān)系。
早期由于擔(dān)心機翼過大,會使得飛機難于操縱,因此一般機翼面積都不是太大。例如李廉薩爾的機翼面積為151平方英尺,皮歇爾的為165平方英尺,查盧特的為143平方英尺。這就使得飛機所能夠獲得的升力并不充裕,相比之下,駕駛員的重量就占了升力的很大部分,那么在這種受力情況下,駕駛員自身的位置變化將嚴重地影響飛機的重心,而當(dāng)時一般的設(shè)計思路就是順勢利用這點,由駕駛員改變身體位置來控制飛機的飛行姿態(tài)。然而正是這樣一種思路嚴重制約了飛機操縱性能的提升,因此萊特兄弟決定改變這個技術(shù)思路。他們首先仔細研究了前人的試驗數(shù)據(jù),再通過大量風(fēng)箏、滑翔機以及風(fēng)洞試驗做驗證,設(shè)計出了最佳的機翼剖面形狀和角度,以便獲得最大的升力;然后決定把一般大小的機翼增大一倍,達到308平方英尺。最重要的是,他們設(shè)計了通過直接控制機翼來操縱飛機飛行姿態(tài)的機構(gòu),同時,在飛機整體的升力增加后,飛機對于駕駛員自身位置的變化也不那么敏感了,這就使得飛機盡管機翼面積大大增加,但可操縱性能并沒有比小機翼飛機降低! 兄弟倆認為要建造一架飛行機器,有三個主要的障礙:(1)如何制造升力;(2)如何獲得驅(qū)動飛機飛行的動力;(3)在飛機升空之后,如何平衡以及操縱飛機。前兩個問題在某種程度上已經(jīng)獲得解決。
最初兄弟倆努力制造全尺寸的滑翔機,接連四個夏天,他們前往北卡羅來納州旅行,目的地是個與世隔離的岬角。氣象部門向他們建議,岬角風(fēng)力大,是有利的練習(xí)場。之后不久,他們制作了第一架無人駕駛雙翼滑翔機,把它象風(fēng)箏一樣放上了天。他們又在飛機的前面安裝了升降舵,也就是一種擺動舵,可以用來操縱橫軸。
萊特兄弟在公眾面前的形象始終是一體的,他們共享發(fā)明成果和榮譽。細心的傳記作者James Tobin發(fā)現(xiàn)威爾伯1899-1900年寫的“我的”機器和“我的”計劃之后全部由第一人稱單數(shù)改成了復(fù)數(shù)的“我們”和“我們的”,他說“很難想象奧維爾這么聰明出眾的人是以何種力量成功的,從俄亥俄州一個小店到和資本家、總統(tǒng)們商議,奧維爾做到了,他從始至終都是位領(lǐng)導(dǎo)者?!?/p>
1900年10月的一個傍晚,威爾伯·萊特趴在易碎的滑翔機骨架上,迎著海風(fēng)飄了起來,他成功了。雖然這只是幾秒鐘的飛行,只有1米多高,但萊特兄弟的成就超過了試圖靠移動身體重量操縱飛行的李林達爾。第二年,兄弟倆在上次制作的基礎(chǔ)上,經(jīng)過多次改進,又制成了一架滑翔機。這年秋天,他們又來到基蒂霍克海邊,一試驗,飛行高度一下子達到180米之高。
1900—1903年,他們制造了3架滑翔機并進行了1000多次滑翔飛行,還自制了200多個不同的機翼進行了上千次風(fēng)洞實驗,修正了李林達爾的一些錯誤的飛行數(shù)據(jù),設(shè)計出了較大升力的機翼截面形狀。在此期間,他們的滑翔機多次滑翔距離超過1000米。在當(dāng)時看來,這可是不小的成就。經(jīng)過不斷鉆研,不斷改進,萊特兄弟不僅迅速掌握了當(dāng)時的飛行器制造技術(shù),而且在許多方面取得了重大突破?!?903年夏季開始,萊特兄弟著手制造這架著名的“飛行者一號”雙翼機。動力飛行首先需要一臺發(fā)動機,但當(dāng)時市面上根本沒有飛機的發(fā)動機出售,也沒有一家公司愿意冒險制造航空發(fā)動機。但是兄弟倆并沒有氣餒,他們請了機械師查爾斯?泰勒(Charles?Taylor)來幫他們制造了一臺大約12馬力、重77.2千克的活塞式發(fā)動機。有了發(fā)動機,威爾伯和奧利弗只盼著多風(fēng)的秋季能早日到來。10月中旬,“飛行者一號”組裝完畢,奧維爾對新飛行器非常滿意,“這是我們迄今為止造得最好的一架飛機?!浅B犜?。” 奧維爾的感情不難理解,“飛行者一號”的每一根“肋條”都是他們親手制作而成。
奇跡發(fā)生在1903年12月17日。
這天清晨,美國北卡羅萊納州的基蒂霍克還在沉睡,天氣寒冷,刮著大風(fēng),空曠的沙灘上靜靜地停放著一個帶著巨大雙翼的怪家伙,這就是人類歷史上第一架飛機——“飛行者一號”??諘绲膱龅厣侠淅淝迩?,到現(xiàn)場觀看的只有5個人。10時35分,一切準(zhǔn)備就緒。為了能夠率先登機試飛,兄弟倆決定以擲硬幣的方式確定誰先登機,結(jié)果弟弟奧維爾贏了。
奧維爾爬上“飛行者一號”的下機翼,俯臥于操縱桿后面的位置上,手中緊緊握著木制操縱桿,威爾伯則開動發(fā)動機并推動它滑行。飛機在發(fā)動機的作用下先是劇烈震動,幾秒鐘后便在自身動力的推動下從“斬魔丘”上緩緩滑下,在飛機達到一定速度后,威爾伯松開手,飛機象小鳥一樣離地飛上了天空。雖然“飛行者一號”飛得很不平穩(wěn),甚至有點跌跌撞撞,但是它畢竟在空中飛行了12秒共36.5米,才落在沙灘上。接著,他們又輪換著進行了3次飛行。在當(dāng)天的最后一次飛行中,威爾伯在30千米的風(fēng)速下,用59秒飛了260米。人們夢寐以求的載人空中持續(xù)動力飛行終于成功了!不幸的是,幾分鐘后,一陣突然刮來的狂風(fēng)把“飛行者”1號掀翻了,飛機嚴重損壞,但它已經(jīng)完成了歷史使命。人類動力航空史就此拉開了帷幕。
然而,令人遺憾的是萊特兄弟的成功并沒有立即得到美國政府和公眾的重視與承認,人們甚至懷疑這一消息的真實性,大多數(shù)報紙都拒絕報道。
1911年,威爾伯染上了傷寒,去世時年僅44歲。奧維爾性格靦腆,不善于拋頭露面,三年后他把公司賣給了紐約的一個金融家,自己則在位于戴頓的一所住宅里度過了后半生。1948年,當(dāng)這位77歲的飛機發(fā)明者即將離開人世時,仍然向往著高飛藍天。1947 年的冬天,氣候異常的寒冷。奧維爾大部分時間是臥病在床。許多朋友聞訊而來。
奧維爾經(jīng)醫(yī)生盡心診治,但畢竟已有 77 歲的高齡,終于在 1948 年 1 月 30 日與世長辭。
航空界一顆巨星殞落了。美國舉國上下一片悲哀,許多國家懸掛半旗志哀。人們深深地懷念這位航空史上偉大的先驅(qū)者和發(fā)明家!
“飛行者一號”是一架雙翼飛機,它的兩個推進螺旋槳分別安裝在飛行員位置的兩側(cè),由單臺發(fā)動機鏈?zhǔn)絺鲃印2倏v系統(tǒng)采用升降舵在前、方向舵在后的鴨式布局,這也正是萊特兄弟對航空事業(yè)的最偉大的貢獻所在。李林達爾必須移動自己的身體,靠改變重心來操縱飛行器飛行,而“飛行者一號”的飛行員則通過機械裝置使整個翼尖卷曲來達到同樣的目的。飛機的爬升和俯沖依靠安裝在飛機前部的一對雙翼升降舵;一對方向舵與機翼卷曲機構(gòu)互相連接在一起,安裝在駕駛員身后?,F(xiàn)代飛機轉(zhuǎn)彎和做機動動作的主要部件都可以從這第一架飛機上找到,盡管它是那么原始。
“飛行者一號”再沒有重返藍天,它目前被珍藏在美國華盛頓國家航空航天博物館內(nèi)。
萊特兄弟用玻璃底片記錄下了當(dāng)年的嘗試,這些珍貴的歷史照片現(xiàn)由美國國會圖書館收藏。
1897年,奧維爾和鄰居、兒時伙伴埃德溫-錫尼斯在萊特自行店后面銼機架。
1900年10月10日,在萊特兄弟的一次飛行試驗中,他們的滑翔機在山上墜毀。大風(fēng)是滑翔機墜毀的原因,圖為滑翔機殘骸。
1901年下半年萊特兄弟于制造了世界上第一個能對模型機翼進行準(zhǔn)確試驗的風(fēng)洞,用兩個多月時間使用風(fēng)洞進行了 200 多次各種類型翼面試驗,取得了一整套科學(xué)數(shù)據(jù),并根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)計出飛機。
在反復(fù)進行滑翔試驗中,萊特兄弟發(fā)現(xiàn)氣壓中心側(cè)轉(zhuǎn)的現(xiàn)象——彎曲的翼面氣壓中心并不總是像平翼面承受的氣壓中心一樣往一個方向移動。這一重大發(fā)現(xiàn)與許多科技書籍的論點相違背——科學(xué)家們已經(jīng)獲得的關(guān)于大。
1902年9月19日,威爾伯-萊特和助手丹-泰特將這架1902年的滑翔機當(dāng)風(fēng)箏一樣放飛。10月2日,在北卡羅來納州的小鷹鎮(zhèn),萊特兄弟試飛滑翔機。左邊的威爾伯扶住滑翔機的一端,奧維爾俯臥在飛機上,丹-泰特扶住飛機的另一端。10月10日,威爾伯-萊特駕駛著一架標(biāo)準(zhǔn)滑翔機從美國北卡羅來納州小鷹鎮(zhèn)基蒂霍克的一片沙丘上俯沖而下,飛機共飛行了36米,留空12秒。10月24日,在2號山上,威爾伯駕駛著滑翔機向右轉(zhuǎn)彎,滑翔機的右翼擦著地面飛過。
1903年12月14日,在小鷹鎮(zhèn)的一次不成功的試飛后,威爾伯-萊特俯臥在受損的“萊特飛行者”的控制臺上進行研究。12月17日,“飛行者”1號進行試飛,第一次飛行由奧維爾駕駛,共飛行了36米,留空12秒。威爾伯在旁邊跟著跑,幫助平衡飛機,圖中他剛剛放開滑翔機右翼。“飛行者1號”建成,這架飛機是萊特兄弟設(shè)計的第一架依靠自身動力進行載人飛行的飛機。飛行者一號是一架普通的雙翼機,它的兩個推進螺旋槳分別安裝在飛行員位置的兩側(cè),由單臺發(fā)動機鏈?zhǔn)絺鲃印?/p>
1904年,萊特兄弟制造了裝配有新型發(fā)動機的第二架“飛行者”,在代頓附近的霍夫曼草原進行試飛,最長的持續(xù)飛行時間超過了5分鐘,飛行距離達4.4千米。
1905年9月29日,俄亥俄州代頓附近的霍夫曼草原,第41次飛行,奧維爾向左飛行,高度為18米。
1905年的萊特滑翔機經(jīng)過改裝,飛行員可以坐著駕駛,且安裝了一個乘客座位。圖為1908年,在魔丘,經(jīng)過改裝的滑翔機準(zhǔn)備飛行。
1908年9月17日,在弗吉尼亞州的梅爾堡,美國陸軍通信兵匆忙前往飛機失事地點,尋找駕駛員奧維爾-萊特和中尉托馬斯-塞爾弗里奇,后者是軍隊觀察員,也是此次飛行的乘客。飛行在示范飛行中墜毀,托馬斯中尉受傷身亡,這是軍事飛機史上的首個死亡案例。這次事故導(dǎo)致奧維爾左腿骨折、斷了四根肋骨。經(jīng)過治療與恢復(fù),奧維爾又重新投入到他熱愛的航空事業(yè)中。
1909年,威爾伯-萊特在紐約進行了33分鐘的長途飛行。威爾伯從總督島出發(fā),飛約哈德森河,到達格蘭特將軍墓后返航。幾十萬紐約居民觀看了此次飛行壯舉。2月15日,法國波城,萊特兄弟和妹妹凱瑟琳-萊特一起。萊特小姐將嘗試人生的第一次飛行。7月,在弗吉尼亞州的梅爾堡,奧維爾-萊特向美國軍隊進行展示飛行。萊特兄弟將滑翔機出售給美國陸軍航空部。
1911年,萊特滑翔機特寫,滑翔機有駕駛員和乘客座位。
1939年8月19日,美國總統(tǒng)富蘭克林-羅斯福定為國家航空航天日,以紀(jì)念航空事業(yè)的發(fā)展。
2014年8月19日是航空先鋒奧維爾-萊特的生日。100多年前,奧維爾與兄長威爾伯一起發(fā)明了世界上第一架實用的固定翼飛機,并首次完成完全受控制、附機載外部動力、持續(xù)滯空不落地的飛行。
1904~1905年,萊特兄弟又相繼制造了“飛行者2號”和“飛行者3號”。1904年5月26日,“飛行者2號”進行了第一次試飛。1905年10月5日,“飛行者3”號進行了一次時間最長的試飛,飛了38.6千米,留空時間最長達38分鐘——這說明萊特兄弟的飛機已經(jīng)較好地解決了平衡和操縱問題。1906年,萊特兄弟在美國的飛機專利申請得到承認。