像鸟一样自由飞翔是人类最古老的梦想。中国古代的风筝被认为是最早的飞行器之一,古希腊的阿尔希塔斯(Archytas)设计过像鸟的翅膀一样的模型。十五世纪末至十六世纪初,达·芬奇(Leonardo da Vinci)对鸟类的飞行力学做了系统的研究,在《鸟类飞行手稿》(Codex on the Flight of Birds)中详细阐述了鸟的翅膀的结构,第一次区分了质心(center of mass)和压力中心(center of pressure)在鸟飞行中的作用,还设计了一款人造飞行器。1783年,法国的蒙哥尔费兄弟(Joseph-Michel and Jacques-Étienne Montgolfier)成功地用热气球将人送上天空,标志着人类航空史的开端。真正对现代飞机制造的概念产生重大影响的第一人是英国“空气动力学之父”、工程师乔治·凯利(George Cayley)。1799年,凯利开创了固定翼(fixed-wing)飞机和流线型设计理论。1849年,凯利完成人类首次载人滑翔机(glider)牵引飞行,1853年实现无动力载人自由飞行。凯利的理论和实践启发了其他国家的航空先驱者。1890年左右,德国工程师奥托·李林塔尔(Otto Lilienthal)开发出重于空气的滑翔机,“李林塔尔标准滑翔机”(Lilienthal Normalsegelapparat),他因此被誉为“滑翔机之父”。李林塔尔的滑翔机是人类首次可重复、成规模生产的飞行器,被视为第一批“飞机”(airplane)。然而,现代飞机的诞生则要归功于深受李林塔尔影响的两个美国人身上。他们是莱特兄弟(Wright brothers)。
莱特兄弟是生于1867年的哥哥威尔伯·莱特(Wilbur Wright)和生于1871年的弟弟奥维尔·莱特(Orville Wright),他们还有另外五个兄弟姐妹。他们家在俄亥俄州的小镇代顿(Dayton)。父亲在基督教会当牧师,也希望自己的儿子,特别是威尔伯,将来能成为牧师。威尔伯很擅长运动,学习也很好,本来打算高中毕业去耶鲁读大学。谁知,他有一次在跟同伴玩冰球时被飞来的冰球打掉门牙。伤倒是不重,但对敏感的威尔伯来说却是改变命运的一击。他从此不愿出门,留在家里照顾生病的母亲,帮父亲处理一些杂务。没拿到高中文凭的他断了当牧师的念头。有人说,威尔伯的不幸是人类的大幸。世界少了一个牧师,多了一双翅膀。奥维尔高中没上完就去创业,也没拿到毕业证。哥俩似乎注定相伴一生,都没结婚,都是彼此最坚强的依靠。
威尔伯更严肃,勤恳又扎实;奥维尔更淘气,充满想象力和创造力。两人都很内向、安静、谦虚。父亲给了孩子们勤劳的品质,聪明的母亲教他们数学和动手能力。当孩子们想做个雪橇时,她给他们讲风的阻力,帮他们先在纸上做设计,然后做出模型。兄弟俩性格不同但互补,一起住,一起玩,一起工作,一起思考。他们共享所有的玩具,讨论所有的想法,他们所有的灵感和创造力都是从与彼此的聊天、讨论、甚至争吵中得来的。他们曾一起办报纸,卖广告,但他们真正喜欢的事是机械制造。1892年12月,他们开了个自行车销售和维修店,两年后开始制造自家品牌的自行车。在十九世纪末,自行车可是高科技产品,自行车热席卷美国,很多天才发明家都是从制造自行车开始的。莱特兄弟的自行车比竞争对手的性能更好、跑得更快。随着知识和经验的增长,他们的创造力也渐渐地随着梦想飞向天空。
1896年,航空界发生了三件大事。5月,史密森尼研究院(Smithsonian Institution)院长(秘书长)兼匹兹堡大学(University of Pittsburg)教授、天文学家萨缪尔·兰利(Samuel P. Langley)成功试飞了一款蒸汽动力固定翼无人飞机模型。随后,美国法裔工程师奥克塔夫·沙尼特(Octave Chanute)在印第安纳州密歇根湖沙丘组织滑翔机试验,把航空爱好者们联合在一起,合作改进双翼滑翔机。8月,“滑翔机之父” 李林塔尔在飞行事故中丧生。这些事,特别是李林塔尔的去世,使莱特兄弟深受震撼,因为他们一直把李林塔尔视为偶像,也正是李林塔尔让他们最终下定决心走上飞行之路。1899年,威尔伯向史密森尼研究院请求获得现有的跟飞行器制造有关的资料。站在凯利、李林塔尔、兰利、沙尼特、达·芬奇这些巨人的肩膀上,莱特兄弟开始了他们的征程。1900年3月,威尔伯在给父亲的信中写道:“我相信人类可以飞。我做这个研究是出于兴趣,不是为了谋利,但我们也许能获得荣誉。这几乎是唯一还没被大批研究者参透的领域,很难有进展。然而,我相信我能在这个领域取得比先驱们更大的进步。”
莱特兄弟用卖自行车的钱支持自己的科研。他们认为,建造飞机最重要的是解决三个问题:一,拉升(lift),让飞机飞起来;二,推进(propulsion),让它持续飞行;三,控制(control),让它平衡、转弯、上升、下降、着陆,等等。其中最难的是控制。1900年10月的一个傍晚,威尔伯趴在易碎的滑翔机骨架上迎着海风飘起来。虽然这只是几秒钟的飞行,只有1米多高,但莱特兄弟的成就超过了试图靠移动身体重量操纵飞行的李林塔尔。1900 – 1903年,他们制造了3架滑翔机并进行了1000多次滑翔飞行,还自制了200多个不同的机翼,进行了上千次风洞实验,修正了李林塔尔的一些错误的飞行数据,设计出了较大升力的机翼截面形状。经过不断钻研,不断改进,莱特兄弟不仅迅速掌握了当时的飞行器制造技术,也在许多方面取得了重大突破。
从1903年夏季开始,莱特兄弟着手制造著名的“飞行者一号”双翼机(Wright Flyer)。动力飞行首先需要一台发动机,但当时市面上根本没有卖飞机发动机的,也没有一家公司愿意冒险制造航空发动机。兄弟俩没放弃,他们请了机械师查尔斯·泰勒(Charles Taylor)来帮他们制造了一台大约12马力、重77.2千克的活塞式发动机。有了发动机,他们只盼着多风的季节早日到来。10月中旬,“飞行者一号”组装完毕,它的每一根肋条都是兄弟俩亲手做的。奥维尔高兴地说:“这是我们迄今为止造得最好的一架飞机。她非常听话。”
1903年12月17日,北卡罗来纳州(North Carolina)外滩群岛(Outer Banks)的基蒂霍克(Kitty Hawk)海边。这里人烟稀少,地势平坦,水域宽阔。是沙尼特建议兄弟俩来这里试飞的,他们已在此安营扎寨了几个月,一边改进飞机,一边等待好天气。1587年,英国的沃尔特·雷利爵士(Walt Raleigh)在外滩群岛的罗阿努克岛上建立了英国在新大陆的第一个殖民地“罗阿努克殖民地”(Roanoke Colony)。可惜,因供给不足、战争和天气等因素,所有的殖民者最后都不知所踪,这里成了“消失的殖民地”(Lost Colony)(参看《美国的故事(5)- 弗吉尼亚》)。316年后,这片群岛将见证人类历史的新篇章。
这天清晨,天气寒冷,刮着大风,空旷的沙滩上静静地停放着一个带着巨大双翼的怪家伙,这就是人类历史上第一架飞机——“飞行者一号”。空旷的场地上冷冷清清,到现场观看的只有5个人。10时35分,一切准备就绪。为了能够率先登机试飞,兄弟俩决定以掷硬币的方式确定谁先登机,结果弟弟奥维尔赢了。奥维尔爬上“飞行者一号”的下机翼,俯卧于操纵杆后面的位置上,手中紧紧握着木制操纵杆,威尔伯则开动发动机并推动它滑行。飞机在发动机的作用下先是剧烈震动,几秒钟后便在自身动力的推动下从“斩魔丘”(Kill Devil Hill)上缓缓滑下,在飞机达到一定速度后,威尔伯松开手,飞机像小鸟一样离地飞上了天空。虽然“飞行者一号”飞得很不平稳,甚至有点跌跌撞撞,但它在空中飞行了12秒共120英尺(36.6米)才落在沙滩上。接着,他们又轮换着进行了3次飞行。在当天的最后一次飞行中,威尔伯在30千米的风速下,用59秒飞了260米。人们梦寐以求的载人空中持续动力飞行终于成功了!不幸的是,几分钟后,一阵突然刮来的狂风把“飞行者一号”掀翻了。飞机严重损坏,但没关系,它在那短短的12秒里已经完成了历史使命。人类第一架自带驱动力的载人飞机诞生了。
兄弟俩兴奋地给父亲发电报报喜,发报员却在未经允许的情况下将此事悄悄透露给当地的报纸,弗吉尼亚州诺福克市(Norfolk)的《弗吉尼亚飞行员报》(Virginian Pilot)。第二天早上,《弗吉尼亚飞行员报》率先报道了此事。除了时间地点,其它细节全靠编。报纸说他们“飞了3英里(4.8公里)”,还“像大怪兽鸟一样围着沙丘转圈”。莱特兄弟被报道气得人仰马翻,但其实大可不必,因为0人在意。没有其它报纸报道或转载此事,没人相信鸟儿从此有了竞争者。哥俩默默无闻地回到家乡代顿,继续改进他们的飞机。更重要的是,他们要学怎样当好飞行员。他们在家乡的牧场上空飞行,邻居老乡都看到了他们。渐渐地,他们的名声长了翅膀,飞出家乡,飞向全国。1904年,一群报社记者来到代顿,要亲眼见证这个至今为止仍然令人难以置信的奇迹。此时的莱特兄弟已经把飞机更新换代过好几回了,更成熟,更稳定。但记者们来得有点不是时候,飞机正在维修,天也不好,不能飞。哥俩很勇敢不假,但他们不想死。记者们等了两天还没消息,都撤了,只有一个人留下。这位坚持到最后的人看到了奇迹。他是一位养蜂杂志的编辑。你没看错,第一篇真正全面详细报道莱特兄弟飞机的文章出现在一份养蜂杂志上。
1908年8月,威尔伯·莱特去欧洲,在法国的一个赛马场上试飞了他的飞机。这一次,他是坐在机翼上操纵飞机,而不是像以前那样趴在上面。24个人见证了这一刻。他们激动得大喊大叫,把帽子扔向天空,拥抱亲吻他。他们请求他第二天再来一次。可是,第二天是礼拜日(安息日),虔诚的基督徒威尔伯拒绝工作。大家只好多等一天。星期一,4000人来到赛马场,威尔伯再次展示了他的奇迹。所有的人都高呼:“他飞了!他飞了(Il vole, Il vole)!”很快,这句话成了法国一首流行歌的歌名。一个月后,在弗吉尼亚,奥维尔向美国人展示了人类如何飞翔。他把飞机拉升到空中,围着一块空地转了一圈半,然后落地。美国人的疯狂程度不亚于法国人,喊得声嘶力竭,完全被眼前的发生的事征服。至此,莱特兄弟和他们的飞机终于享誉世界。
1909年11月22日,莱特兄弟创建了自己的飞机制造公司“莱特公司”(Wright Company),总部设在纽约市,工厂开在家乡代顿。威尔伯任总裁,奥维尔是副总裁。1910到1915年间,公司共造了120架飞机,开创了美国的航空业。莱特公司还开设了飞行学校,培养飞行员。1910年,他们开了第二家公司,“莱特展览公司”(Wright Exhibition Company),专门举办航空秀。1912年,45岁的威尔伯因病突然离世。奥维尔伤心欲绝。1915年,他卖掉了公司,回到家乡,安静地度过余生。1916年,莱特公司与格兰·L·马丁公司(Glenn L. Martin Company)合并,成立了莱特 – 马丁公司。后来,它变成了柯蒂斯 – 莱特(Curtiss – Wright)公司的一部分。今天,柯蒂斯 – 莱特依然是美国航空业最重要的跨国公司之一,主要生产与军用飞机相关的产品。
当初,天真的莱特兄弟以为他们的发明创造将为世界带来永久的和平,会飞的人类将不再打仗。事实却是,正是战争,特别是“一战”和“二战”,让飞机制造工业爆炸式发展,让飞机成为战场上最重要的大杀器之一。1917年,在目睹了“第一次世界大战”的惨状后,奥维尔写道:“当我哥哥和我制造和驾驶第一架飞机时,我们以为我们为世界发明了一个让战争成为不可能的机器。我们不是唯一这样想的人,法国和平协会还因此向我们颁发了奖章。我们以为,政府会意识到,他们不可能再在偷袭中取胜。当一个国家知道赢得战争的唯一方式是消耗战时,谁还会挑起战争呢?”很不幸,他以为的“不可能”都分毫不差地发生了,正如他们的飞机从不可能变成现实一样。
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