人類(lèi)很早就憧憬象鳥(niǎo)一樣在空中飛翔。15世紀(jì)的偉大藝術(shù)家、發(fā)明家達(dá)·芬奇曾設(shè)計(jì)過(guò)一種撲翼機(jī),設(shè)想人趴在上面,用手腳帶動(dòng) 一對(duì)翅膀飛起來(lái)。古代的中國(guó)人,希臘人、巴比倫人和印度人也作過(guò)類(lèi)似的嘗試。但人沒(méi)有類(lèi)似鳥(niǎo)的肌肉和骨骼,所以他們的理想無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
空氣動(dòng)力學(xué)之父——喬治·凱利
1801年,英國(guó)的喬治·凱利爵士研究了風(fēng)箏和鳥(niǎo)的飛行原理,于1809年試制了一架滑翔機(jī)。他記述說(shuō):滑翔機(jī)不斷地把他帶起,并把他帶到幾米外的地方。但在后來(lái)的試驗(yàn)中,這架滑翔機(jī)被撞毀了。1847年,已是76歲的凱利制作了一架大型滑翔機(jī),兩次把一名10歲的男孩子帶上天空。 一次是從山坡上滑下,一次是用繩索拖曳升空,飛行高度為2─3米。4年后,由人操縱的滑翔機(jī)第一次脫離拖曳裝置飛行成功,凱利的馬車(chē)夫遲為第一個(gè)離地自由飛翔的人,飛行了約500米遠(yuǎn)。
凱利對(duì)飛行原理、空氣升力及機(jī)翼的角度、機(jī)身的形狀、方向舵、升降舵、起落架等都進(jìn)行了科學(xué)的研究和試驗(yàn),他首次把飛行從冒險(xiǎn)的嘗試上升為科學(xué)的探索。
奧托·李林塔爾:最早設(shè)計(jì)和制造出滑翔機(jī)
奧托·李林塔爾為德國(guó)工程師和滑翔飛行家,世界航空先驅(qū)者之一。他最早設(shè)計(jì)和制造出實(shí)用的滑翔機(jī),人稱(chēng)“滑翔機(jī)之父”。
李林塔爾1848年5月23日出生于安克拉姆,1896年8月10日死于柏林。他酷愛(ài)飛行,青少年時(shí)曾搞過(guò)“飛人”實(shí)驗(yàn),成年之后,他以業(yè)余時(shí)間系統(tǒng)觀察飛鳥(niǎo),1889年,李林塔爾寫(xiě)成了著名的《鳥(niǎo)類(lèi)飛行——航空的基礎(chǔ)》一書(shū),論述了鳥(niǎo)類(lèi)飛行的特點(diǎn)。李林塔爾善于創(chuàng)制儀器,進(jìn)行航空實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證觀察的結(jié)果。李林塔爾注意積累數(shù)據(jù),總結(jié)經(jīng)驗(yàn),糾正了前人“多層疊置窄條翼”的片面做法,第一次提出了“曲面機(jī)翼比平面機(jī)翼升力大”的觀點(diǎn),為后來(lái)飛機(jī)的發(fā)明成功作出了決定性的貢獻(xiàn)。
從1871年起,他就熱衷于研究和制造滑翔機(jī),他利用所有余暇研究空氣動(dòng)力學(xué)、試制飛機(jī)和駕機(jī)試飛。他所著《鳥(niǎo)類(lèi)飛行是航空的基礎(chǔ)》一書(shū)被后來(lái)的飛行探索者奉為經(jīng)典之作。他于1891年制作了第一架固定翼滑翔機(jī),兩機(jī)翼長(zhǎng)7米,用竹和藤作骨架,骨架上縫著布,人的頭和肩可從兩機(jī)翼間鉆入,機(jī)上裝有尾翼,全機(jī)重量約2公斤,很像展開(kāi)雙翼的蝙蝠。他把自己懸掛在機(jī)翼上,從15米高的山崗上躍起,用身體的移動(dòng)來(lái)控制飛行?;铏C(jī)的在氣流作用下,輕盈地滑翔,在90米外安全降落,從而肯定了曲面翼的合理性。這是世界上第一架懸掛滑翔機(jī)。1891─1896年間,李林塔爾共制作了5種單翼滑翔機(jī)和2種雙翼滑翔機(jī),先后進(jìn)行了2000多次飛行試驗(yàn)。1896年8月9日,他駕駛滑翔機(jī)在里諾韋山遭遇強(qiáng)風(fēng)而墜落,次日死去。他留給后人的最后一句話(huà)是:必須作出犧牲。
在1893到1896年的三年內(nèi),李林塔爾進(jìn)行了兩千次以上的滑翔飛行試驗(yàn),三次改進(jìn)總體布局,滑翔中又拍了許多照片,積累了大量數(shù)據(jù),并以此編制了《空氣壓力數(shù)據(jù)表》,給美、英、法等國(guó)的飛機(jī)制造者們提供了寶貴的資料。
1894年,李林塔爾從柏林附近的懸崖上起飛,成功地滑翔了350米(1150英尺)遠(yuǎn),這在當(dāng)時(shí)是一個(gè)驚人的成績(jī)。他仔細(xì)地將自己的成就記錄下來(lái),使之成為航空史上最早的飛機(jī)性能記錄之一。
但是李林塔爾過(guò)于重視升力,而忽視了對(duì)飛機(jī)的操縱。他認(rèn)為改變身體重心的位置是保持飛機(jī)穩(wěn)定的唯一辦法,這一失誤對(duì)他來(lái)說(shuō)是致命的。1896年,李林塔爾在飛行中突然遇到迎面突風(fēng),在他還未來(lái)得及將重心前移以使滑翔機(jī)低頭之前,便和飛機(jī)一同墜落到了地面。
李林塔爾于失事的當(dāng)天去世。德國(guó)人為了紀(jì)念他的功績(jī),為李林塔爾樹(shù)立了一座紀(jì)念碑,上面寫(xiě)著“最偉大的老師”。
李林塔爾雖然死了,但他給后人留下的遺產(chǎn)是巨大的。后來(lái)的飛行探索者,包括第一架動(dòng)力飛機(jī)的發(fā)明者萊特兄弟,都從李林塔爾的研究試驗(yàn)成果和勇敢探索精神中吸取了寶貴的營(yíng)養(yǎng)。
20世紀(jì)后的發(fā)展
1914年德國(guó)人哈斯研制出第一架現(xiàn)代滑翔機(jī),它不僅能水平滑翔,還能借助上升的暖氣作爬高飛行,并且其操縱性能更加完善。從此,滑翔機(jī)進(jìn)入了實(shí)用階段。在第二次世界大戰(zhàn)期間,滑翔機(jī)曾用來(lái)空降武裝人員人員和運(yùn)送物資。今天它主要用于體育航空運(yùn)動(dòng)。
第一次世界大戰(zhàn)后,滑翔機(jī)的操縱方式已與飛機(jī)相似,即用駕駛桿操縱升降舵和副翼,用腳蹬操縱方向舵。在第二次世界大戰(zhàn)中,大型滑翔機(jī)曾經(jīng)用來(lái)向敵后空運(yùn)武裝人員和物資。盡管其載重量比較?。ㄗ畲蟮牟怀^(guò)6噸),由于沒(méi)有采用動(dòng)力,可以利用夜間飛越嚴(yán)密設(shè)防的戰(zhàn)線(xiàn)而不被查覺(jué)。