萊特兄弟非常重視飛機設計的理論正確性

Mondo 科學 更新 2024-03-03

1971 年,退役的英國空軍飛行員皮科特中尉從他留下的一張紙條中複製了凱利的滑翔機,並於 1973 年為電視觀眾現場表演,2 從而證明了凱利的敘述在 100 多年前是真實的。

凱利去世大約半個世紀後,萊特兄弟,弟弟奧維爾·賴特和哥哥威爾伯·賴特,實現了他最後的願望——自行式載人飛行。 奧維爾·賴特(Orville Wright)在1912年說,他們的成功完全歸功於英國紳士的飛行器理論。

他說:“喬治·凱利爵士(Sir George Kelly)毫無先例地闡述了航空科學的原理,直到19世紀末,他發表的著作都是無懈可擊的,確實是科學史上最偉大的文獻。 他的兄弟威爾伯·賴特(Wilbur Wright)也說:“當我們設計這架飛機時,我們完全是用凱利爵士提出的非常精確的計算方法完成的。 ”

在凱利之後,第二代飛機發明家由德國的奧托·利林塔爾(Otto Lilienthal)代表。 與凱利不同的是,利林塔爾主要是乙個實踐者,而不是理論家,他是世界上第乙個實現自力式滑翔飛行的人,也是第乙個成功重複滑翔實驗的人,但利林塔爾的工作方法有乙個天然的缺陷,那就是理論研究和準備工作不夠充分, 而且他過於依賴載人飛行測試。不幸的是,利林塔爾在一次審判中死亡。 然而,他的工作對萊特兄弟來說非常鼓舞人心,他的事蹟啟發了這兩位年輕的美國人的工作。 今天,仍然有許多德國人認為利林塔爾是第乙個發明飛機的人,柏林的乙個機場就是以他的名字命名的。

與凱利和利林塔爾相比,第三代發明家萊特兄弟要幸運得多。 他們出生得很晚,凱利的理論和奧托的內燃機已經為他們做好了準備。 他們出生得足夠早,以至於飛機還沒有被發明出來。 當然,僅靠運氣是無法製造出第一架飛機的,萊特兄弟不僅在理論積累和工作方法上全面超越了前輩,也超越了同時代人。

萊特兄弟非常重視飛機設計的理論正確性兩人雖然是自學成才,但系統地學習了空氣動力學,理論基礎紮實,工作非常嚴謹。 兄弟倆後來發現,利林塔爾計算出的公升力比60%高出60%,並進行了修正,後來通過實驗驗證了這一點。 這是他們能夠成功而 Lilinthal 失敗的乙個重要原因。

在飛機的設計上,萊特兄弟最大的貢獻是發明了控制飛機機翼的操縱桿,從根本上解決了飛機控制問題。 在此之前,凱利沒有意識到這個問題,因為當時電力問題還沒有解決,而利林塔爾也意識到了控制問題,但沒有找到答案。

因此,完全不可能像鳥一樣試圖通過身體的運動來讓飛行員平衡飛機。 在這一點上,製造飛機的三個最關鍵的技術已經到位。 公升降機問題由凱利解決,動力問題由奧托解決,控制問題由萊特兄弟解決。

萊特兄弟最值得一提的是他們的工作方法超越了當時的其他發明家,他們建造了乙個風洞,在其中進行了大量實驗,以測試飛機的公升力和控制系統。 為了改進機翼,萊特兄弟嘗試了200多種不同的機翼形狀,並對其進行了數千次測試。 他們將飛機的重量和機翼與滑輪連線起來,以準確計算各種條件下的公升力。 此外,他們還就如何控制飛機的空中機動(如平衡、俯仰和轉彎)進行了廣泛的實驗。 因此,當他們設計的第一架飛機進行飛行測試時,他們確信飛機能夠飛行並且橫向穩定良好。

萊特兄弟生性謹慎,他們不會在沒有做足夠測試的情況下進行飛行測試,即使他們這樣做了,他們也必須首先進行無人駕駛試飛。 為了測試飛機的轉向控制,萊特兄弟在700進行了1000 1902滑翔測試。 他們建造的滑翔機在安裝了可控尾舵的情況下進行了數百次測試,所有這些測試都顯示出良好的機動性,最長的一次持續了26秒,飛行了189次7 公尺 (622.)5英呎)。

同年10月8日,萊特兄弟實現了真正的飛行轉向控制,這是飛行史上的乙個重要里程碑。 經過一年多的努力,萊特兄弟在美國西海岸的基蒂霍克鎮成功駕駛了自己的飛行器1號。 從那時起,人類進入了飛機時代。

在萊特兄弟發明飛機前後,世界各地的發明家都在加速飛機的發展,但成功的並不多,許多發明家(包括中國航空先驅馮如)即使在萊特兄弟的飛機發射後仍然付出了生命的代價,主要是因為工作方法落後於萊特兄弟。 時至今日,飛機的研究與製造仍是一件極其複雜的事情,需要通過實驗獲得大量資訊,才能設計出能夠安全有效飛行的飛機。 萊特兄弟通過進行大量安全的非載人測試獲得了足夠的資訊,當他們真正開始載人測試時,他們的飛機比同時代的原型機安全得多。

萊特兄弟成功試飛的早期證據只是由攝影師拍攝的**(包括攝影師在海灘上無意中拍攝的一張照片),所以很多人仍然持懷疑態度:直到 1908 年,萊特兄弟在歐洲和美國公開進行了幾次成功的飛行測試,世界才從懷疑轉為欽佩。 1909年,塔夫脫邀請萊特兄弟到白宮並向他們致敬。

五年後,第一次世界大戰爆發,戰爭的需要大大加速了飛機的發展。 戰後,飛機開始用於民用航空,其快速發展的第一階段竟然是20世紀30年代西方的大蕭條。 民航發展的第二個高峰是在二戰後的20年代,當時為戰爭目的開發的航空技術被用於民用飛機,同時,大量退役戰鬥機的飛行員和機械師被新增到民航服務中。 1949年,德哈維蘭製造了第一架噴氣式客機彗星,而波音707成為第一架被世界各國廣泛使用的噴氣式飛機,而舊的螺旋槳飛機只能用於短途、小容量的航線。

1969年,波音747成功飛行,隨後成為全球洲際航班的旗艦飛機。 同年,英法超音速協和式飛機也進行了成功測試,在1976-2003中,超過1 4個世紀提供了跨大西洋超音速客運航班。

自20世紀70年代以來,人類在各種交通工具上的進步一直處於相對停滯的狀態,直到20世紀末電動汽車的興起和進入新世紀後無人駕駛汽車的出現。

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