經過無數航空先驅們的在航空研究上不斷的努力與犧牲,飛行的夢想即將成真。1903年12月17日在北卡羅萊納州近大西洋岸的小鷹鎮(kitty Hawk)南方4英哩處,長年漫天風砂的除魔丘頂(Kill Devil Hill)海灘,人類亙古的夢想-征服天空,實現了!

與萊特兄弟同時期的最大競爭者蘭格利(Samuel Pierpont Langly, 1834-1906)於麻州畢業後就在波士頓市立圖書館自修航空及工程方面知識。1866年成為現今賓州匹茲堡(Pittsburgh)大學的物理教授,在太陽光譜量測及輻射線量測方面有重大貢獻,史密斯松森(Smithsonian)研究所於1887年聘任為華盛頓特區負責人。在1886年一次美國先進科學協會的年會演講中,航空科學深深吸引了蘭格利。之後蘭格利陸續製作許多模型試驗機,並獲得史密斯松森協會贊助經費。1896年以兩架翼展30呎重25磅的蒸氣動力模型機,證明可飛行3,000呎時速25哩的卓越成就。這成就使蘭格利成為名人,現今美國航太總署(NASA)在維吉尼亞州的實驗室乃以蘭格利命名紀念。

在1898年基於愛國情操及研究經費需求,蘭格利獲得陸軍部五萬美金資助,研發全尺寸載人軍用航空器。查理士.曼里(Charles M. Manly)是蘭格利的助理研究員兼試飛員,對汽油發動機非常專精,並建造一具53馬力,每分鐘轉速575轉的星形活塞發動機,此型低阻力的航空發動機為日後航空史上扮演重要角色。這架巨無霸飛行器有個怪名「飛機場」(Aerodrome),翼展50呎,由泊在波多馬克(Potomac)河船屋上的彈射器發射。但他低估以模型機放大尺寸的結構、材料強度、重量、穩定性等問題,以為模型機能飛而載人也應可飛行。1903年10月7日首次試飛失敗,墜入河中但人員平安,事歸咎於彈射器設計不當。同年12月8日,萊特兄弟成功首飛前9天,再次失敗,並結構嚴重受損。

這次失敗使史密斯松森協會第三任秘書長蘭格利遭到輿論無情批評,引起軒然大波,事件產生的陰影一直伴隨蘭格利於1906年去世止。然而蘭格利所設計的“過胖飛機”經過修改,並於1914年由格蘭.寇帝斯(Glenn Curtiss)於紐約州湖面上空試飛並飛行150呎,其實只不過是為了與萊特兄弟在副翼、控制系統的專利權爭奪上的一項計謀。

威爾伯.萊特(Wilbur Wright, 1867-1912)及奧維爾.萊特(Orville Wright, 1871-1948)兩兄弟是美國俄亥俄州達頓市(Dayton)一名牧師的兒子,他們從少年時代起就對飛行十分感興趣,最早接觸飛行的經是來自1878年的玩具直昇機。他們早期從事社區報紙的出版工作,隨著自行車的發明,於是在1895年改行從事自行車製造及維修,取得技師執照並創業經營一家自行車店。1899年受到李連泰的影響,去函史密斯松森協會索取相關資料,並開始詳細研讀李連泰及其他實驗者的記錄文獻,協會還特別推薦尚努的著作。兄弟倆並觀察到鳥翼以扭區翅膀的方式來維持偏航及滾轉穩定,給予製造翹曲(Warp)翼的靈感,因為控制問題是早期實驗者所忽略的。此時已有心得的兄弟倆,著手展開製造滑翔機及飛行試驗。

從1900年至1902年,萊特兄弟先後製造了三架雙翼滑翔機及一具可翹曲控制的箱型風箏,在北卡羅萊納州除魔丘頂進行近千次的飛行試驗,每次試驗皆詳細記錄不同飛行情況下的升力、阻力、速度等資料,並對操縱系統進行數次修改。在試驗中發現李連泰的數據可能有問題,尤其是翼剖面氣動力的計算,於是回到俄亥俄州達頓市進行各種翼剖面試驗。後來更進一步於1901年9月自行設計建造一個長60呎截面16英吋的小型風洞及測量升力、阻力的儀器,用來試驗200個以上不同翼弧的翼剖面模型,每個模型的厚度比、展弦比、翼形均有加以考量。兄弟倆於1902年設計出翼剖面修改的雙翼滑翔機-萊特三號(Wright III),於同年3月申請機翼翹曲及飛行控制機構的專利。在1902年10月一次試驗中萊特三號達到飛行622.5呎,滯空26秒的記錄。其翼剖面使用自己風洞實驗的數據製成,具有前翼及垂直尾翼,翼展32呎,弦長5呎。這是航空史上劃時代的發明,完整具備航空器俯仰、偏航、滾轉的基本功能。

萊特兄弟在對於如何飛行深具信心後,將重心放在研製發動機及螺旋槳上。曾去函多汽車製造廠與汽油發動機製造廠,由於遍尋不到一家廠商可提供一具重200磅8馬力現成的發動機。於是決定自行設計製造發動機。在自行車助理技師泰勒(Charles Taylor)協助下,以六週時間製造出一具12馬力的活塞式發動機。此具發動機是液冷式四汽缸,含傳動組件、水、燃料總重約為91公斤。至於螺旋槳的設計是一項更大的挑戰,他們原本認為將船艦用的螺旋槳修改為空氣用,而當時螺旋槳是以嘗試錯誤的方式設計,就算尺寸不符也能使船隻航行,但對動力飛行器來說,這設計不當的螺旋槳根本無法起飛。最後萊特兄弟悟出螺旋槳不過是呈螺線軌跡運動的翼剖面,經過近一年的摸索與試驗,發展出翼剖面理論並製造出高效率的螺旋槳。

經過幾年的努力,萊特兄弟以萊特三號為基礎構型研製的第一架動力飛行器-飛行者一號(Flyer I)已於1903年11月完工,並在調整螺旋槳與鏈條齒輪間的問題。飛行者一號的機身骨架及機翼是用質輕堅韌的樅木及桉木製成,螺旋槳也是樅木製,呈現彎曲狀機翼與安定面的蒙皮為韌性很強的棉布。飛行器長度6.5公尺,翼展12.3公尺,重量280公斤。12月13日是蘭格利失利的第五天,週末下午已準備就緒,但風速過低不利升空飛行,且山丘是有9度的傾斜,因當時裝有輪胎的起落架尚未發明,所以飛行者一號的起落架是滑橇,並架在60呎長的鋼製軌道上滑行。12月14日週一,威爾伯與胞弟奧維爾以擲幣方式決定由誰來飛行,結果威爾伯贏了。由於試飛時間不確定,於是以掛出信號球方式讓一哩外的五位救生員確認,並前來協助試飛工作。當日試飛滑行25至40呎後起飛但攻角過大,造成失速(Stall)及重落地,飛行器有輕微損傷。

12月17日週四飛行器已修復,當天天氣狀況極佳但寒冷,風速高達時速27哩,達頓市的記者於日前獲悉試飛消息後,前來採訪。當地五位救生員見到信號球後,隨後到達現場見證並協助萊特兄弟作試飛前的準備工作。原先的軌道不打算使用,改用木製滑軌。這次試飛輪到奧維爾執行,威爾伯在旁以金屬線穩定右機翼。上午1035左右飛行者一號離地升空,因奧維爾沒有操作動力飛行器的經驗,加上強勁陣風與飛行器本身勉強的穩定性,使飛行器搖搖晃晃飛行後一股下衝力量迫使奧維爾在12秒後降落,飛行距離120呎(36.6公尺),這是具有歷史性的一刻,奧維爾事後計算當時相對風速約每秒45呎,若風速不大應可飛行達540呎之遠。當日最後一次也是第四次試飛已近中午時分,此次由威爾伯執行試飛,滯空59秒並飛行距離達260公尺,若在無逆風狀態下飛行,換算則可飛半哩遠。這進展似乎可以預見未來,快速進步將成為日後飛機的特色。

萊特兄弟於1904年製造了動力更大的動力飛行器,也就是現在我們所稱的飛機,改良的飛行者二號(Flyer II),並發展出彈射器以協助試飛,試飛次數超過100次,滯空時間達5分鐘。1905年飛行者三號(Flyer III)試驗機已可飛行24哩滯空38分鐘,已達到實用階段。1908年萊特兄弟首次生產軍用飛機萊特A式(Wright A),並交予美國陸軍進行測試。同年9月17日發生訓練意外,奧維爾受傷但同乘的觀察員艾福瑞奇中尉(Lt. Thomas E.Selfridge)因傷重而不幸殉職,於是艾福瑞奇中尉成了美軍第一位因飛安事故殉職的軍官。在歐洲推銷自製飛機的胞兄威爾伯得知奧維爾受傷,打算返國,在獲悉傷勢穩定並有當照料後鬆一口氣,並在當地爭取到50架的外銷訂單。次年萊特兄弟創立萊特飛機公司(Wright Aircraft)並獲美國國會頒贈勳章,同時美國陸軍下單採購一批萊特A式,從此之後開啟了軍用航空器之門。

在首次飛行成功後,迎接萊特兄弟的不是鮮花及掌聲,而是懷疑及挑剔,並且專利權問題一直困擾著他們。觀念保守的學者們不相信“自行車工人”能造出動力航空器,在1915年史密斯松森協會年在年會報告中宣稱「前秘書長蘭格利已成功的建造首具可載人自由飛行的動力飛行器」,此爭議一直到1948年史密斯松森協會才接受將萊特兄弟的飛行者一號放置於林白(Charles A. Lindbergh)的聖路易精神號(Spirit of St. Louis)旁展示,目前該機存放於英國倫敦科博物館。最早載人動力飛行的爭議,至此落幕。

2003年是萊特兄弟首飛100週年紀念,在世界各地有各式各樣的航空百年展,以紀念萊特兄弟在載人動力飛行研發上的卓越貢獻及百年來航空器的快速發展。其中最引人注目的,是美國猶他州立大學(Utah State University)和其他4所學校機構分別進行萊特兄弟的飛行者一號複製計劃,並進行試飛。這架複製機採用新的機翼構形、複合材料,並擁有良好安全的操控品質,可使複製機正常起降,所以複製機外表看來像原本的飛行者一號,但已運用新的材料和設計在其中。

飛行員冒險、進取的精神在萊特兄弟身上表露無遺,他們終其一生都獻給航空事業,並且終身未婚,被人們稱譽爲“現代航空奠基者”。緬懷萊特兄弟的成就,不單是懷舊之情,那是一種對於這兩位年輕人成就前人所無法達成的目標,有著一份感激的心。
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