萊特兄弟是美國(guó)俄亥俄州人,父親是一個(gè)牧羊人,母親是一位音樂(lè)教師。
萊特兄弟幾乎在懂事的時(shí)候就對(duì)機(jī)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(shí),講的幾乎都是與機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)的故事。他常常津津樂(lè)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(duì)機(jī)械有著天生的愛(ài)好,從小就喜歡拆拆弄弄。他 們尤其對(duì)一些舊時(shí)鐘、磅秤最感興趣。不過(guò)威爾伯比奧維爾長(zhǎng) 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(tīng)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(cāng)庫(kù)。
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(gè)"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(huì)飛!”威爾伯有點(diǎn)懷疑,爸爸當(dāng)場(chǎng)做了表演。只見(jiàn)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(kāi)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(lái)一定制造出一種能飛上高高藍(lán)天的東西。這個(gè)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?lè)课莸牟牧?,并承?dān)所有房子加工的車床活。他們不僅很快修建起一個(gè)舒適的前廊,并用花卉點(diǎn)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(méi)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(gè)月后成了Evening Item晚報(bào))的出版商。
1890年初,他們研究報(bào)紙雜志的文章以及德國(guó)Otto Lilienthal的飛行器概念圖。他們對(duì)飛行的興趣隨著年齡的增長(zhǎng)與日俱增。“簡(jiǎn)單地說(shuō),就是我們幸運(yùn)地生活在這樣一個(gè)家庭環(huán)境里。在家里, 大人們總是熱情鼓勵(lì)孩子們?nèi)プ非笾R(shí),去調(diào)查研究一切奇特的現(xiàn)象。 換了另一個(gè)家庭環(huán)境,我們的好奇心也許早在它結(jié)出果實(shí)以前就被扼殺 了?!比R特兄弟高中畢業(yè)后辦起了“代頓周報(bào)”。聰明的他們把報(bào)紙辦得紅紅火火,但他們朝思暮想的還是機(jī)械。
1894年,他們把報(bào)紙典當(dāng)給一家通訊社,開(kāi)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(kāi)始從事自己夢(mèng)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(jī)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(jī)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(qǐng)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(kāi)始了他們的機(jī)械航空試驗(yàn)。萊特兄弟完成了所有理論研究就開(kāi)始動(dòng)手實(shí)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(jī)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(gè)小時(shí)仔細(xì)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(jī)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(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,萊特兄弟開(kāi)始了飛行器的研制。在無(wú)法得到別人資助的情況下,他們用自行車生意賺來(lái)的錢進(jìn)行飛機(jī)的研制。兄弟倆的配合是完美無(wú)缺的。哥哥威爾伯勤勤懇懇,扎扎實(shí)實(shí),擁有工程師的細(xì)致和謹(jǐn)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(shuō):“奧維爾和我一起生活,共同工作,而且簡(jiǎn)直是共同思維,就和一個(gè)人一樣。兩兄弟認(rèn)為飛機(jī)能不能順利飛行,關(guān)鍵就在于如何設(shè)計(jì)和控制它在飛行過(guò)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(gè)問(wèn)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(jiàn)的,任何一點(diǎn)氣流都會(huì)使得紙張翻轉(zhuǎn)和飄蕩。對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō),完全理想的空氣條件下,要實(shí)現(xiàn)上天并不難,但是天空中總是存在風(fēng),這就使得實(shí)現(xiàn)飛機(jī)飛行的關(guān)鍵,在于如何調(diào)節(jié)飛機(jī)前后左右各個(gè)方向的受力平衡,特別是飛機(jī)的重心和升力受力點(diǎn)之間的關(guān)系。
早期由于擔(dān)心機(jī)翼過(guò)大,會(huì)使得飛機(jī)難于操縱,因此一般機(jī)翼面積都不是太大。例如李廉薩爾的機(jī)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(jī)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(yán)重地影響飛機(jī)的重心,而當(dāng)時(shí)一般的設(shè)計(jì)思路就是順勢(shì)利用這點(diǎn),由駕駛員改變身體位置來(lái)控制飛機(jī)的飛行姿態(tài)。然而正是這樣一種思路嚴(yán)重制約了飛機(jī)操縱性能的提升,因此萊特兄弟決定改變這個(gè)技術(shù)思路。他們首先仔細(xì)研究了前人的試驗(yàn)數(shù)據(jù),再通過(guò)大量風(fēng)箏、滑翔機(jī)以及風(fēng)洞試驗(yàn)做驗(yàn)證,設(shè)計(jì)出了最佳的機(jī)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(jī)翼增大一倍,達(dá)到308平方英尺。最重要的是,他們?cè)O(shè)計(jì)了通過(guò)直接控制機(jī)翼來(lái)操縱飛機(jī)飛行姿態(tài)的機(jī)構(gòu),同時(shí),在飛機(jī)整體的升力增加后,飛機(jī)對(duì)于駕駛員自身位置的變化也不那么敏感了,這就使得飛機(jī)盡管機(jī)翼面積大大增加,但可操縱性能并沒(méi)有比小機(jī)翼飛機(jī)降低! 兄弟倆認(rèn)為要建造一架飛行機(jī)器,有三個(gè)主要的障礙:(1)如何制造升力;(2)如何獲得驅(qū)動(dòng)飛機(jī)飛行的動(dòng)力;(3)在飛機(jī)升空之后,如何平衡以及操縱飛機(jī)。前兩個(gè)問(wèn)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(jī),接連四個(gè)夏天,他們前往北卡羅來(lái)納州旅行,目的地是個(gè)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(chǎng)。之后不久,他們制作了第一架無(wú)人駕駛雙翼滑翔機(jī),把它象風(fēng)箏一樣放上了天。他們又在飛機(jī)的前面安裝了升降舵,也就是一種擺動(dòng)舵,可以用來(lái)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(yù)。細(xì)心的傳記作者James Tobin發(fā)現(xiàn)威爾伯1899-1900年寫的“我的”機(jī)器和“我的”計(jì)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(shuō)“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(gè)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。”
1900年10月的一個(gè)傍晚,威爾伯·萊特趴在易碎的滑翔機(jī)骨架上,迎著海風(fēng)飄了起來(lái),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(guò)了試圖靠移動(dòng)身體重量操縱飛行的李林達(dá)爾。第二年,兄弟倆在上次制作的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)多次改進(jìn),又制成了一架滑翔機(jī)。這年秋天,他們又來(lái)到基蒂霍克海邊,一試驗(yàn),飛行高度一下子達(dá)到180米之高。
1900—1903年,他們制造了3架滑翔機(jī)并進(jìn)行了1000多次滑翔飛行,還自制了200多個(gè)不同的機(jī)翼進(jìn)行了上千次風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),修正了李林達(dá)爾的一些錯(cuò)誤的飛行數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)出了較大升力的機(jī)翼截面形狀。在此期間,他們的滑翔機(jī)多次滑翔距離超過(guò)1000米。在當(dāng)時(shí)看來(lái),這可是不小的成就。經(jīng)過(guò)不斷鉆研,不斷改進(jìn),萊特兄弟不僅迅速掌握了當(dāng)時(shí)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(kāi)始,萊特兄弟著手制造這架著名的“飛行者一號(hào)”雙翼機(jī)。動(dòng)力飛行首先需要一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),但當(dāng)時(shí)市面上根本沒(méi)有飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)出售,也沒(méi)有一家公司愿意冒險(xiǎn)制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)。但是兄弟倆并沒(méi)有氣餒,他們請(qǐng)了機(jī)械師查爾斯?泰勒(Charles?Taylor)來(lái)幫他們制造了一臺(tái)大約12馬力、重77.2千克的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。有了發(fā)動(dòng)機(jī),威爾伯和奧利弗只盼著多風(fēng)的秋季能早日到來(lái)。10月中旬,“飛行者一號(hào)”組裝完畢,奧維爾對(duì)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(jī)?!浅B?tīng)話。” 奧維爾的感情不難理解,“飛行者一號(hào)”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(guó)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(gè)帶著巨大雙翼的怪家伙,這就是人類歷史上第一架飛機(jī)——“飛行者一號(hào)”。空曠的場(chǎng)地上冷冷清清,到現(xiàn)場(chǎng)觀看的只有5個(gè)人。10時(shí)35分,一切準(zhǔn)備就緒。為了能夠率先登機(jī)試飛,兄弟倆決定以擲硬幣的方式確定誰(shuí)先登機(jī),結(jié)果弟弟奧維爾贏了。
奧維爾爬上“飛行者一號(hào)”的下機(jī)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(kāi)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并推動(dòng)它滑行。飛機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)的作用下先是劇烈震動(dòng),幾秒鐘后便在自身動(dòng)力的推動(dòng)下從“斬魔丘”上緩緩滑下,在飛機(jī)達(dá)到一定速度后,威爾伯松開(kāi)手,飛機(jī)象小鳥一樣離地飛上了天空。雖然“飛行者一號(hào)”飛得很不平穩(wěn),甚至有點(diǎn)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(jìn)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(mèng)寐以求的載人空中持續(xù)動(dòng)力飛行終于成功了!不幸的是,幾分鐘后,一陣突然刮來(lái)的狂風(fēng)把“飛行者”1號(hào)掀翻了,飛機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞,但它已經(jīng)完成了歷史使命。人類動(dòng)力航空史就此拉開(kāi)了帷幕。
然而,令人遺憾的是萊特兄弟的成功并沒(méi)有立即得到美國(guó)政府和公眾的重視與承認(rèn),人們甚至懷疑這一消息的真實(shí)性,大多數(shù)報(bào)紙都拒絕報(bào)道。
1911年,威爾伯染上了傷寒,去世時(shí)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(gè)金融家,自己則在位于戴頓的一所住宅里度過(guò)了后半生。1948年,當(dāng)這位77歲的飛機(jī)發(fā)明者即將離開(kāi)人世時(shí),仍然向往著高飛藍(lán)天。1947 年的冬天,氣候異常的寒冷。奧維爾大部分時(shí)間是臥病在床。許多朋友聞?dòng)嵍鴣?lái)。
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(zhǎng)辭。
航空界一顆巨星殞落了。美國(guó)舉國(guó)上下一片悲哀,許多國(guó)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(hào)”是一架雙翼飛機(jī),它的兩個(gè)推進(jìn)螺旋槳分別安裝在飛行員位置的兩側(cè),由單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)。操縱系統(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(duì)航空事業(yè)的最偉大的貢獻(xiàn)所在。李林達(dá)爾必須移動(dòng)自己的身體,靠改變重心來(lái)操縱飛行器飛行,而“飛行者一號(hào)”的飛行員則通過(guò)機(jī)械裝置使整個(gè)翼尖卷曲來(lái)達(dá)到同樣的目的。飛機(jī)的爬升和俯沖依靠安裝在飛機(jī)前部的一對(duì)雙翼升降舵;一對(duì)方向舵與機(jī)翼卷曲機(jī)構(gòu)互相連接在一起,安裝在駕駛員身后?,F(xiàn)代飛機(jī)轉(zhuǎn)彎和做機(jī)動(dòng)動(dòng)作的主要部件都可以從這第一架飛機(jī)上找到,盡管它是那么原始。
“飛行者一號(hào)”再?zèng)]有重返藍(lán)天,它目前被珍藏在美國(guó)華盛頓國(guó)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(guó)國(guó)會(huì)圖書館收藏。
1897年,奧維爾和鄰居、兒時(shí)伙伴埃德溫-錫尼斯在萊特自行店后面銼機(jī)架。
1900年10月10日,在萊特兄弟的一次飛行試驗(yàn)中,他們的滑翔機(jī)在山上墜毀。大風(fēng)是滑翔機(jī)墜毀的原因,圖為滑翔機(jī)殘骸。
1901年下半年萊特兄弟于制造了世界上第一個(gè)能對(duì)模型機(jī)翼進(jìn)行準(zhǔn)確試驗(yàn)的風(fēng)洞,用兩個(gè)多月時(shí)間使用風(fēng)洞進(jìn)行了 200 多次各種類型翼面試驗(yàn),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(jì)出飛機(jī)。
在反復(fù)進(jìn)行滑翔試驗(yàn)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(gè)方向移動(dòng)。這一重大發(fā)現(xiàn)與許多科技書籍的論點(diǎn)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(jī)當(dāng)風(fēng)箏一樣放飛。10月2日,在北卡羅來(lái)納州的小鷹鎮(zhèn),萊特兄弟試飛滑翔機(jī)。左邊的威爾伯扶住滑翔機(jī)的一端,奧維爾俯臥在飛機(jī)上,丹-泰特扶住飛機(jī)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(jī)從美國(guó)北卡羅來(lái)納州小鷹鎮(zhèn)基蒂霍克的一片沙丘上俯沖而下,飛機(jī)共飛行了36米,留空12秒。10月24日,在2號(hào)山上,威爾伯駕駛著滑翔機(jī)向右轉(zhuǎn)彎,滑翔機(jī)的右翼擦著地面飛過(guò)。
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(tái)上進(jìn)行研究。12月17日,“飛行者”1號(hào)進(jìn)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(jī),圖中他剛剛放開(kāi)滑翔機(jī)右翼?!帮w行者1號(hào)”建成,這架飛機(jī)是萊特兄弟設(shè)計(jì)的第一架依靠自身動(dòng)力進(jìn)行載人飛行的飛機(jī)。飛行者一號(hào)是一架普通的雙翼機(jī),它的兩個(gè)推進(jìn)螺旋槳分別安裝在飛行員位置的兩側(cè),由單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)。
1904年,萊特兄弟制造了裝配有新型發(fā)動(dòng)機(jī)的第二架“飛行者”,在代頓附近的霍夫曼草原進(jìn)行試飛,最長(zhǎng)的持續(xù)飛行時(shí)間超過(guò)了5分鐘,飛行距離達(dá)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(jī)經(jīng)過(guò)改裝,飛行員可以坐著駕駛,且安裝了一個(gè)乘客座位。圖為1908年,在魔丘,經(jīng)過(guò)改裝的滑翔機(jī)準(zhǔn)備飛行。
1908年9月17日,在弗吉尼亞州的梅爾堡,美國(guó)陸軍通信兵匆忙前往飛機(jī)失事地點(diǎn),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(duì)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(jī)史上的首個(gè)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(guò)治療與恢復(fù),奧維爾又重新投入到他熱愛(ài)的航空事業(yè)中。
1909年,威爾伯-萊特在紐約進(jìn)行了33分鐘的長(zhǎng)途飛行。威爾伯從總督島出發(fā),飛約哈德森河,到達(dá)格蘭特將軍墓后返航。幾十萬(wàn)紐約居民觀看了此次飛行壯舉。2月15日,法國(guó)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(guó)軍隊(duì)進(jìn)行展示飛行。萊特兄弟將滑翔機(jī)出售給美國(guó)陸軍航空部。
1911年,萊特滑翔機(jī)特寫,滑翔機(jī)有駕駛員和乘客座位。
1939年8月19日,美國(guó)總統(tǒng)富蘭克林-羅斯福定為國(guó)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(zhǎng)威爾伯一起發(fā)明了世界上第一架實(shí)用的固定翼飛機(jī),并首次完成完全受控制、附機(jī)載外部動(dòng)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(hào)”和“飛行者3號(hào)”。1904年5月26日,“飛行者2號(hào)”進(jìn)行了第一次試飛。1905年10月5日,“飛行者3”號(hào)進(jìn)行了一次時(shí)間最長(zhǎng)的試飛,飛了38.6千米,留空時(shí)間最長(zhǎng)達(dá)38分鐘——這說(shuō)明萊特兄弟的飛機(jī)已經(jīng)較好地解決了平衡和操縱問(wèn)題。1906年,萊特兄弟在美國(guó)的飛機(jī)專利申請(qǐng)得到承認(rèn)。