飛行的歷史 875―2004(2)

雖然有這些早期的努力，被擁為「空氣動力學之父」的卻是英國人，喬治·凱萊（1773—1857）。從1799年直到他逝世，超過半個世紀的時間他都在實驗翅膀設計。他區分了「舉起」和「拖拉」的力量，改進了方向舵裝置、尾翼面裝置、后升降舵和螺旋槳。他實踐製造出了滑翔機，並在第一次人類滑翔飛行中把一個男孩送上了天空。凱萊不斷改進他的設計，試著找出更好的機翼設計改變空氣流或者加上一個尾巴增加穩定性。他甚至試著為了結構的穩定製造了復翼飛機。凱萊認為發動機動力對持續飛行是必要的，這在當時是非常先進的觀點，在他的三部分的論文中提供了更多的觀點，將來的飛行器是應該擁有固定機翼，動力推動的飛行器推進力，並裝尾來改進操作。比空氣輕的裝置是一回事，但是比空氣重的裝置就是另外一回事了。直到19世紀的最後20年在麥克·斯比克的著作《人類飛行的里程碑》中被定義為「比空氣重的裝置為動力的控制飛行」。我們可能會說，阿基米德在他洗澡的時間發現了水的浮力，這逐漸使製造鋼鐵輪船變為可能，那在更稀薄的媒介——空氣中是不是也可以一樣呢？但是人們不能像漂浮在水中一樣飄浮在空氣中，他們會從天空中落下。因此下一個階段出現了很多熱心的先遣人士，從古怪的、固執錯誤的人到有獨創性的、有靈感的人，不可避免的是，這一個階段也出現了很多的事故。其中幸運的只是有傷口、瘀傷、骨折，少數倒霉的則因為脆弱搖擺的飛機失事而喪了命。這些先驅者中最著名的是奧托·李里恩梭（1848—1896），他因為被稱為「歐洲的鳥人」而著名。他是一名工程師，通過系統的思考，他確信比空氣重的飛行裝置的問題在於不能一下子通過一個突破而解決。他認為必須要分解為各個部件，並對每個部件都進行研究。他和早期夢想家相似的地方，是因為他開始研究鳥類。他從1881年開始實驗了接近2000次滑翔飛行。一開始只是簡單的一對翅膀，沒有尾巴，從一塊板子上跳下來。後來他進行了很多的設計比如弧形的機翼和固定的橫尾翼。這些都是懸挂式滑翔機的要素——飛行員把頭和肩膀伸出去，身體懸挂在機翼下面，努力通過擺動腿和臀部來控制飛機的運動。他至少實驗了15個單翼機和3個復翼飛機的設計，他在柏林附近的里希特菲爾德建造了一個錐形的人造山，以保證不考慮風向的最佳的發射條件。然後在1889年，他出版了《基礎的航空學鳥類飛行》，把鳥類翅膀的曲率作為鳥類升空的主要秘密提起。因為他在研究方面的勤奮，他在內心中是一個天生的飛行員，他不止一次地說「發明了飛機不算什麼，建造一架飛機才像樣，能夠駕駛它飛上天才是了不起的事情」。他也是一個對危險有明確認識的人。在他的論文《人類飛行發展的實際操作》中他注意到：我們在飛行中必須要面對風向的不規律，只有自身成為空氣的一部分才能在空氣中自由翱翔。在同時，只是一陣風就能夠毀壞飛行裝置，甚至使飛行員喪命。這句話被證明應驗了，在1896年他認為實驗動力飛行的時機到了，所以他把一個手工製作的用煤氣做燃料的小馬達放在滑翔機上，以此讓機翼拍動。但是在8月9號，他墜毀了，摔壞了他的脊骨，並於第二天在柏林醫院逝世。就像在他以前曾經預言的「是一定要做出犧牲的」。然而他沒有徒然地死去，因為他的努力曾經引起世界範圍的注意，這使發明比空氣重的飛行裝置成為值得尊敬的科學研究項目，而不是荒謬的半自取滅亡的狂想。在這些想要成為飛行員的人中，他鼓舞了一對德頓（美國俄亥俄州西南部城市）的美國兄弟。他們在李里恩梭失敗的地方成功了，開始了第一次用比空氣重的裝置的動力飛行。因此他們不僅在航空學中佔有一席之地，同時在世界史中，引導了一個經歷了無數環球旅行者像坐有軌電車穿越城鎮一樣簡單地完成環球旅行的世紀。威爾伯·萊特（1867—1912）和奧列佛·萊特（1871—1948）是米爾頓和蘇珊·凱瑟林·萊特4個孩子中最小的兩個。他們的父親是聯合教堂的一名主教，他是一名虔誠的基督徒，他在成為神學專家和教士會報紙《宗教瞭望》編輯之前，做過傳教士和老師。萊特家的小孩的教育過程是嚴厲但是富有愛心的，並有很多智力的引導。他們的家裡有兩個圖書館——一個是關於神學知識，一個是關於綜合知識的——他們的爸爸也總是在旅途歸來時給他們帶來一些機械玩具，包括一個像直升機一樣旋轉的玩具。這件小事被認為是第一次激發了兄弟兩個對飛行的興趣。威爾伯是一名出色的學生，他的父母本來是要讓他去耶魯大學上學的。但是一次溜冰事故讓威爾伯的健康受到了很大影響，接著他們的母親就患病逝世了。奧列佛在學校的時候不是很普通，更多的是因為惡作劇受到注意而不是智力上的優越。他並沒有完成他大學的最後一年，他18歲就離開大學並和他22歲的哥哥創立了一家小小的印刷公司，並第一次用了「萊特兄弟」的名字。3年後，他們改行去修理自行車；又一個3年後，他們創立了兩個不同樣式的自行車品牌。在1896年威爾伯得了斑疹傷寒症，他的護理者就是他的兄弟，威爾伯讀到了李里恩梭逝世的消息也在同時產生了對飛行的興趣。在1899年的5月他寫信給史密森學會索要航空學的研究資料。他很快地找到了最主要的標準：升高用的機翼，推進動力源和一個適當的控制系統。但是威爾伯有他自己的見解，這恰恰被以往的飛行家所忽視：控制系統必須擴展到運動的3個軸——傾斜、翻轉和偏航。因此他的概念「機翼扭曲」，也就是針對風向扭曲機翼的表面。他概括說，應該在飛行路徑中進行改變。