飞机的诞生可以说是20世纪最重大的发明之一。人类自古以来就梦想着能像鸟一样在太空中飞翔。而两千多年前中国人发明的风筝,虽然不能把人带上天空,但它确实可以称作是飞机的鼻祖。
20世纪初,有一对美国兄弟在世界的飞机发展史上写下了浓重一笔,创造了“人定胜天”的奇迹。他们就是莱特兄弟。
在当时,大多数人认为飞机依靠自身动力的飞行完全不可能,而莱特兄弟却不相信这种结论,从1900年至1902年他们兄弟进行一千多次滑翔试飞,终于在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号,并且获得试飞成功。这是人类在飞机发展的历史上取得的巨大成功。1909年莱特兄弟创办了飞机公司。
研究初期的飞机使用的都是单台发动机。在飞行中,常常会出现发动机突然关机的故障。这对飞行安全始终是个致命的威胁。1911年,英国的肖特兄弟申请了多台发动机设计的专利。他们的双发动机系统,能使每一个飞行员都不用担心因发动机停车而使飞机下降。这在航空安全方面是一个重大的进展。人们把按照肖特专利制造的第一架飞机称为“3·2”型飞机。这个名字告诉人们,这种飞机装有3副螺旋桨,2台发动机。同时机上还装有两套飞行操纵机构,因此,两名驾驶员不必换座位就都能操纵飞机。
1927年至1932年中,座舱仪表和领航设备的研制取得进展,陀螺技术应用到飞行仪表上。这个装在方向支架上的旋转飞轮能够在空间保持定向,于是成为引导驾驶员能在黑暗中、雨雪天中飞行的各种导航仪表的基础。这时飞机中就出现了人工地平仪,它能向飞行员指示飞机所处的飞行高度;陀螺磁罗盘指示器,在罗盘上刻有度数,可随时显示出航向的变化;地磁感应罗盘,它不受飞机上常常带有的大量铁质东西的影响,也不受振动和地球磁场的影响。这些仪表以灵敏度高、能测出离地30多米的高度表和显示飞机转弯角速度的转弯侧滑仪,此外还有指示空中航线的无线电波束,都是用来引导驾驶员通过模糊不清的大气层时的手段。
1910年12月10日,在法国巴黎展览会上,有一架飞机在表演时坠毁。驾驶员被抛出燃烧的机舱。但是,这架飞机却引起人们很大关注。因为它使用的是一台新型发动机。设计者就是飞机驾驶员本人,他是罗马尼亚人,名叫亨利·科安达。他设计的发动机是用一台50马力的发动机使风扇向后推动空气,同时增设一个加力燃烧室,使燃气在尾喷管中充分膨胀,以此来增大反推力。这就是最早的喷气发动机。
20世纪30年代后期,活塞驱动的螺旋桨飞机的最大平飞时速已达到700千米,俯冲时已接近音速。音障的问题日益突出。德国设计师,奥安在新型发动机研制上最早取得成功。1934年奥安获得离心型涡轮喷气发动机专利。1939年8月27日奥安使用他的发动机制成He-178喷气式飞机。喷气发动机研制出之后,科学家们就进一步让飞机进行突破音障的飞行,经过十多年之后这项工作终于被美国人完成。
飞机的发明,使人们在普遍受益的情况下又产生了新的不满足。飞机起飞需要滑跑,需要修建相应的跑道和机场。这就带来了诸多不便,于是有人开始探索可以进行垂直起落的飞行器,通称直升机。
1939年9月14日世界上第一架实用型直升机诞生,它是美国工程师西科斯基研制成功的VS-300直升机。VS-300直升机有1副主旋翼和3副尾桨,后来经过多次试飞,将3副尾桨变成1副,这架实用型直升机从而成为现代直升机的鼻祖。
VS-300直升机诞生之后,影响巨大,尤其是从20世纪50年代开始,直升机的制造技术发展迅猛。50年代中期以前,直升机的动力装置处在活塞式发动机时期,此后飞机就进入了喷气涡轮时期。
飞机,这对于生活在20世纪以前的人类来说是一个“人间奇迹”。
中国的“莱特”—冯如
1884年1月12日,冯如出生于广东省恩平县一个贫苦农民的家庭。童年仅读过几年书,便辍学牧牛了。他从小喜欢制作风筝和车船等玩具。对神话故事尤其是飞天故事,更是满心向往。
12岁时,冯如随父漂洋过海到美国谋生。他目睹美国先进工艺,认为国家富强必须依靠工艺的发达,改变中国贫穷落后面貌非学习机械、发展工艺不可。于是,他白天当勤杂工,晚上读机械学,苦心钻研数年,精通36种机械原理,发明了抽水机、打桩机,制成了性能优良的无线电收发报机。
1903年,当得知莱特兄弟发明了飞机后,冯如决心要依靠中国人的力量来制造飞机。他得到当地华侨的赞助,于1907年在旧金山以东的奥克兰设立飞机制造厂,1909年正式成立广东飞行器公司,冯如任总工程师。公司于当年便投入制造飞机。
1909年9月21日,冯如和他的3个助手在奥克兰附近一个圆形山丘旁进行了第一次试飞,当飞机起飞后飞行了0.8千米,离地4.57米准备作一次转弯时,螺旋桨突然停转,飞机摔在地面,冯如被摔出机外,幸没受伤。造成事故的原因是由于螺旋桨桨轴螺丝拧得太紧,致使桨根断裂。
1910年7月,冯如又制作了第二架飞机,10月至12月,冯如驾驶它在奥克兰进行飞行表演大获成功,并受到孙中山先生和旅美华侨的赞许。
1911年2月,冯如谢绝美国多方的聘任,带着助手及两架飞机回到中国。辛亥革命后,冯如被广东革命军政府委任为飞行队长。1912年8月25日,冯如在广州燕塘飞行表演中不幸失事牺牲,后被追授为陆军少将,遗体安葬在黄花岗,并立碑纪念,被尊为“中国首创飞行大家”。