飞机是谁发明的(世界上最早发明飞机的人是谁)

内容摘要还用问吗?地球人都知道,美国的莱特兄弟。 其实,也不尽然。飞机的发明是一个接力过程,莱特兄弟跑的是最后一棒,完成了冲刺,但是许多人都为此付出了努力,其中,有五位,包括莱特兄弟,为此做出了重大贡献,值得人们永远铭记。 一、乔治﹒凯利,

还用问吗?地球人都知道,美国的莱特兄弟。

其实,也不尽然。飞机的发明是一个接力过程,莱特兄弟跑的是最后一棒,完成了冲刺,但是许多人都为此付出了努力,其中,有五位,包括莱特兄弟,为此做出了重大贡献,值得人们永远铭记。

一、乔治﹒凯利,固定翼飞机概念的原创者

乔治﹒凯利的滑翔机在牵引试飞中

乔治﹒凯利(1773-1857),英国人,在飞机发展史上,他是一位重要的奠基人,被后人尊称为“空气动力学之父”。

1783年,凯利10岁那年,目睹了法国蒙哥尔菲兄弟的载人热气球飞上了天空,实现了人类的飞天梦想。当时,空气动力飞行因为模仿鸟类的扑翼飞行久攻不破而陷入了低谷。此前,牛顿(1643-1727)断言:比空气重的东西***飞不起来。凯利心想,气球升空缘于比空气轻,那么比空气重的鸟儿为什么也能在空中翱翔呢?

凯利一生都在思考和解决这个问题。经过大量研究,凯利发现鸟类的翅膀具有产生推力和升力的两种功能。人类如果能用不同装置分别实现上述功能,会比简单模仿鸟类飞行容易得多。这一发现为空气动力飞行找到了突破口,也奠定了固定翼飞机的基本构型和理论基础。在此基础上,凯利还绘制了飞机设计草图。

复制的乔治﹒凯利滑翔机

苦于当时没有合适的轻质量发动机,凯利只能用滑翔机来验证自己的理论与设计。1853年,乔治·凯利进行了历史上***滑翔机载人自由飞试验。试飞结果,文献中没有明确记载。1971年,一位英国飞行员按照凯利的笔记,仿制了一架当年的滑翔机,试飞取得了成功,验证了飞机设计的正确性。

二、奥托·李林达尔,空气动力飞行第一人

奥托·李林达尔(1848-1896),德国人,滑翔机设计、制造和飞行第一人,被誉为“滑翔机之父”。

李林达尔和他的双翼滑翔机

李林达尔认为要飞上蓝天,首要问题不是动力,而是飞行器的结构设计与稳定操纵。于是,他选择了滑翔实验。为了设计出理想的飞行器,李林达尔对鸟类飞行进行了深入研究。他耗费数年时光悉心观察,仔细研究各种鸟类的翅膀结构和飞翔方法。李林达尔模仿鸟翼,七年中先后设计、制造出了18种型号的滑翔机。他操纵着这些外形颇像蝙蝠的滑翔机,从屋顶、山丘、土堤上一次次地跳下来,虽然屡遭失败,却百折不回,积累了丰富的操纵和滑翔经验。1891年,李林达尔制造出了一架新的双翼滑翔机。这架滑翔器的一个突出特点就是采用了弓形翼面,升力显著增加。李林达尔背着这架“大鸟”顺着山坡疾跑几步,纵身一跃,借着风力,滑翔机腾空而起,飞起来了!重于空气的飞行器终于载人飞上了蓝天!之后,李林达尔制作的滑翔机飞得越来越好。1894年,他操纵滑翔机从50米高的山坡上滑翔而下,飞行了350米,最远一次达到了1000米。

李林达尔的贡献主要体现在三个方面:一是潜心研究鸟类飞行数十年,在其心血之作《鸟类飞行——航空的基础》一书中,详细论述了鸟类飞行的特点,指出机翼也要像鸟翼那样具有弓形截面才能获得更大的升力,从而明确地回答了机翼如何才能更好地产生升力的问题。二是提出和验证了靠飞行员重心变化改变飞行姿态的操纵方法,初步解决了飞机的飞行控制问题。时至今日,翼伞等悬挂式滑翔机依然沿用这种简便的控制方式。三是为后人留下了大量的宝贵的实验资料,从1893年到1896年的三年时间里,李林达尔进行了2000次以上的滑翔飞行试验,三次改进总体布局,积累了大量实验数据,并以此为基础编制了《空气压力数据表》,撰写了《飞翔的实际试验》。

三、莱特兄弟,有动力可控持续空气动力飞行第一人

如果把固定翼飞机的诞生比做一场接力长跑,那么莱特兄弟就是实现冲刺的最后一棒。

莱特兄弟与“飞行者1号”

莱特兄弟,哥哥威尔伯·莱特(1867-1912),弟弟奥维尔·莱特(1871-1948)。莱特兄弟在继承前人成果的基础上,通过大量风筝、滑翔机以及风洞试验,认为要让飞机飞起来,在技术上主要要解决三个问题:(1)制造升力机翼;(2)获得驱动飞机飞行的合适动力;(3)在飞机升空之后,平衡和操纵飞机。当时,前两个问题已经初步解决,莱特兄弟面临的主要是稳定性和操纵性问题。

飞机的稳定性和操纵性是一对矛盾,为了解决这对矛盾,在前人经验的基础上,莱特兄弟做了两点重大改进:一是增大机翼面积,改善飞机的稳定性。早期飞机,类似于平衡车,靠飞行员调整重心改变飞行姿态。为了保证飞机的操纵性,机翼面积都不大,升力裕量也不大,飞机抗扰动的稳定性也就不好,莱特兄弟决定增大机翼面积,以提高飞机抗扰动的稳定性。例如,李林达尔的机翼面积仅有14平方米,莱特兄弟的机翼面积达到了28平方米。二是莱特兄弟发明了机械式飞行控制系统,通过升降舵实现飞机的俯仰控制,通过方向舵实现飞机的转向控制,并通过扭转翼尖实现飞机的滚转控制,解决了飞机的操纵性问题,实现了三轴六自由度可控飞行,为飞上蓝天扫清了最后障碍。

飞行者1号

1903年12月17日,在美国北卡罗莱纳州基蒂霍克的小山上,莱特兄弟实现了他们的冲天一飞,拉开了人类动力航空时代的大幕。

四、格伦·哈蒙德·寇蒂斯,为飞机补上了***一笔

格伦·哈蒙德·寇蒂斯(1878-1930),美国人,***的飞机设计师和飞行家,被誉为“水上飞机大王”,他的水上飞机创造了多项世界纪录,还开创了舰上起飞与降落的先河,催生了航空母舰的诞生。

1908年6月装有翼尖副翼的“六月甲虫”飞上蓝天

在飞机发展史上,他的独特贡献在于发明了简单可靠的翼尖副翼,取代了莱特兄弟复杂的翼尖扭转机构。莱特兄弟的飞机一直延续了通过钢索传动,使得两侧机翼的翼尖反向扭转变形,从而实现飞机滚转控制的设计。比如,左侧机翼翼尖前缘向下、后缘向上,机翼低头,升力降低;右侧机翼翼尖前缘向上、后缘向下,机翼抬头,升力增大,于是在左右机翼升力差的作用下,飞机向左滚转。寇蒂斯深入研究后认为,只要在翼尖处加装一个挡板,上下摆动,就可以实现上述功能。后来,又将其移动到了翼尖后缘,结构更为可靠,效果更好,这就是如今依然在使用的飞机副翼。

多说两句,寇蒂斯还是美国航空界的一位传奇人物。早期卷入了与莱特兄弟的专利之争,几近破产。一战后,在美国**的干预和支持下,寇蒂斯东山再起。1929年,往日的竞争对手联手成立了寇蒂斯-莱特公司,一度成为美国最大的飞机制造商。二战时的“一代名机”,寇蒂斯P-40就是公司的杰作。二战后,随着寇蒂斯的离去和喷气式时代的到来,寇蒂斯-莱特公司逐渐陨落,成为了飞机零件制造商。

从乔治凯利提出固定翼飞机概念,到李林达尔确定机翼选型,再到莱特兄弟解决了飞机的稳定性与操纵性问题,最后寇蒂斯完成了副翼设计。一百多年过去,飞机的规模不断扩大、功能不断扩展、外形也有了许多变化,但是决定飞机基本构型的五大部件(机身、机翼、尾翼、发动机和起落架)及其相互位置关系已经基本稳定。回过头来,您说谁发明了飞机?

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