美國著名的發明家萊特兄弟簡介 萊特兄弟在發明的時候都遇到什麼困難
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萊特兄弟(Wright Brothers)是美國著名的發明家,哥哥是威爾伯·萊特(Wilbur Wright,1867年4月16日—1912年5月12日),弟弟是奧維爾·萊特(Orville Wright,1871年8月19日—1948年1月30日)。1903年12月17日,萊特兄弟首次試飛了完全受控、依靠自身動力、機身比空氣重、持續滯空不落地的飛機,也就是世界上第一架飛機“飛行者一號”。
飛機是歷史上最偉大的發明之一,有人將它與電視和電腦並列爲20世紀對人類影響最大的三大發明。萊特兄弟首創了讓飛機能受控飛行的飛行控制系統,從而爲飛機的實用化奠定了基礎,此項技術至今仍被應用在所有的飛機上。萊特兄弟的偉大發明改變了人類的交通、經濟、生產和日常生活,同時也改變了軍事史。
人物生平
天才降生
萊特兄弟是美國俄亥俄州人,父親是一個牧羊人,母親是一位音樂教師。
萊特兄弟幾乎在懂事的時候就對機械產生了濃厚的興趣。成年後的奧維爾每當向別人回憶自己童年生活時,講的幾乎都是與機械設計有關的故事。他常常津津樂道地回憶起在他5歲生日那天,在一大堆生日禮物中,他首先看中了一隻迴旋陀螺,儘管它支撐在刀形支承的刃口上, 但仍能夠保持自身的旋轉和平衡。
萊特兄弟從小就對機械有着天生的愛好,從小就喜歡拆拆弄弄。他 們尤其對一些舊時鐘、磅秤最感興趣。不過威爾伯比奧維爾長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。在家裏,兩兄弟自然玩在一塊了。玩些什麼呢?奧維爾當然是全聽小哥哥的。威爾伯常將街道上的破銅爛鐵搬回家“研究”,奧維爾則跑前跑後, 呼哧呼哧地用了自己吃奶的勁,幫小哥哥將這些“寶貝”搬回家裏後院的小倉庫。
1878年6月,他們全家從俄亥俄州的代頓市搬到了依阿華州的錫德臘皮茲市,住在該市的亞當街。聖誕節萊特兄弟的爸爸給他們帶回了一個"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!它怎麼也會飛!”威爾伯有點懷疑,爸爸當場做了表演。只見他先把上面的橡皮筋扭好,一鬆手,它就發出嗚嗚的聲音,向空中高高地飛去。兄弟這才相信,除了鳥、蝴蝶之外,人工製造的東西,也可以飛上天。於是,弟兄倆便把它拆開了,想從中探索一下,它爲何能飛上天去。
從這以後,在他們的幼小心靈裏,就萌發了將來一定製造出一種能飛上高高藍天的東西。這個願望一直影響着他們。爲了改善家庭設施和環境,威爾伯和奧維爾一次又一次地努力着。兄弟倆先埋頭畫好圖樣,又四處尋找修繕房屋的材料,並承擔所有房子加工的車牀活。他們不僅很快修建起一個舒適的前廊,並用花卉點綴走 廊的兩側,而且還重新裝修室內,改變房間的佈置。
1884年他們全家從印第安納州的里士滿搬到了俄亥俄州。萊特兄弟都受到了良好教育,但都沒有得到文憑。奧維爾大學第三年(1889)就退學了,在哥哥的幫助下幹起了印刷生意。維爾伯任編輯而奧維爾則是一部週刊West Side News(幾個月後成了Evening Item晚報)的出版商。
1890年初,他們研究報紙雜誌的文章以及德國Otto Lilienthal的飛行器概念圖。他們對飛行的興趣隨着年齡的增長與日俱增。“簡單地說,就是我們幸運地生活在這樣一個家庭環境裏。在家裏, 大人們總是熱情鼓勵孩子們去追求知識,去調查研究一切奇特的現象。 換了另一個家庭環境,我們的好奇心也許早在它結出果實以前就被扼殺了。”萊特兄弟高中畢業後辦起了“代頓週報”。聰明的他們把報紙辦得紅紅火火,但他們朝思暮想的還是機械。
1894年,他們把報紙典當給一家通訊社,開起了萊特自行車修理店(後成爲萊特自行車公司)。從此他們開始從事自己夢想的事業。
1896年5月,他們關注了史密斯索尼安學院的Samuel Langley的蒸汽飛機模型的試飛、芝加哥工程師和致力於飛行研究的權威Octave Chanute在密歇根沙丘和湖邊幾部飛機模型的試飛。
1899年5月,威爾伯給史密斯索尼安學院寫了封信請求得到航空方面的信息和書籍。基於Sir George CAyley, Chanute,Lilienthal, Leonardo da Vinci以及Langley的草圖和靈感,萊特兄弟開始了他們的機械航空試驗。萊特兄弟完成了所有理論研究就開始動手實踐,他們的自行車店員Charlie Taylor成爲了小組的重要一員,三人共同合作建造了第一架飛機引擎。
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——鳥類學習。他們常常仰面朝天躺在地上,一連幾個小時仔細觀察鷹在空中的飛行,研究和思索它們起飛、升降和盤旋的機理。當年他們提出的許多新穎想法,都在以後的航空工業中得到了應用。
在吸取前人經驗教訓的基礎上,萊特兄弟開始了飛行器的研製。在無法得到別人資助的情況下,他們用自行車生意賺來的錢進行飛機的研製。兄弟倆的配合是完美無缺的。哥哥威爾伯勤勤懇懇,紮紮實實,擁有工程師的細緻和謹慎;弟弟奧維爾則富有藝術家的想象力,敢於不斷創新。兩顆智慧的大腦密切配合,相得益彰,正如威爾伯所說:“奧維爾和我一起生活,共同工作,而且簡直是共同思維,就和一個人一樣。兩兄弟認爲飛機能不能順利飛行,關鍵就在於如何設計和控制它在飛行過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問題:如果讓它自由落下,在理想的平靜空氣當中,我們可以想象它一定是平穩落下,但理想條件是很罕見的,任何一點氣流都會使得紙張翻轉和飄蕩。對於飛機來說,完全理想的空氣條件下,要實現上天並不難,但是天空中總是存在風,這就使得實現飛機飛行的關鍵,在於如何調節飛機前後左右各個方向的受力平衡,特別是飛機的重心和升力受力點之間的關係。
早期由於擔心機翼過大,會使得飛機難於操縱,因此一般機翼面積都不是太大。例如李廉薩爾的機翼面積爲151平方英尺,皮歇爾的爲165平方英尺,查盧特的爲143平方英尺。這就使得飛機所能夠獲得的升力並不充裕,相比之下,駕駛員的重量就佔了升力的很大部分,那麼在這種受力情況下,駕駛員自身的位置變化將嚴重地影響飛機的重心,而當時一般的設計思路就是順勢利用這點,由駕駛員改變身體位置來控制飛機的飛行姿態。然而正是這樣一種思路嚴重製約了飛機操縱性能的提升,因此萊特兄弟決定改變這個技術思路。他們首先仔細研究了前人的試驗數據,再通過大量風箏、滑翔機以及風洞試驗做驗證,設計出了最佳的機翼剖面形狀和角度,以便獲得最大的升力;然後決定把一般大小的機翼增大一倍,達到308平方英尺。最重要的是,他們設計了通過直接控制機翼來操縱飛機飛行姿態的機構,同時,在飛機整體的升力增加後,飛機對於駕駛員自身位置的變化也不那麼敏感了,這就使得飛機儘管機翼面積大大增加,但可操縱性能並沒有比小機翼飛機降低! 兄弟倆認爲要建造一架飛行機器,有三個主要的障礙:(1)如何製造升力;(2)如何獲得驅動飛機飛行的動力;(3)在飛機升空之後,如何平衡以及操縱飛機。前兩個問題在某種程度上已經獲得解決。
最初兄弟倆努力製造全尺寸的滑翔機,接連四個夏天,他們前往北卡羅來納州旅行,目的地是個與世隔離的岬角。氣象部門向他們建議,岬角風力大,是有利的練習場。之後不久,他們製作了第一架無人駕駛雙翼滑翔機,把它象風箏一樣放上了天。他們又在飛機的前面安裝了升降舵,也就是一種擺動舵,可以用來操縱橫軸。
萊特兄弟在公衆面前的形象始終是一體的,他們共享發明成果和榮譽。細心的傳記作者James Tobin發現威爾伯1899-1900年寫的“我的”機器和“我的”計劃之後全部由第一人稱單數改成了複數的“我們”和“我們的”,他說“很難想象奧維爾這麼聰明出衆的人是以何種力量成功的,從俄亥俄州一個小店到和資本家、總統們商議,奧維爾做到了,他從始至終都是位領導者。”
1900年10月的一個傍晚,威爾伯·萊特趴在易碎的滑翔機骨架上,迎着海風飄了起來,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了試圖靠移動身體重量操縱飛行的李林達爾。第二年,兄弟倆在上次製作的基礎上,經過多次改進,又製成了一架滑翔機。這年秋天,他們又來到基蒂霍克海邊,一試驗,飛行高度一下子達到180米之高。
1900—1903年,他們製造了3架滑翔機並進行了1000多次滑翔飛行,還自制了200多個不同的機翼進行了上千次風洞實驗,修正了李林達爾的一些錯誤的飛行數據,設計出了較大升力的機翼截面形狀。在此期間,他們的滑翔機多次滑翔距離超過1000米。在當時看來,這可是不小的成就。經過不斷鑽研,不斷改進,萊特兄弟不僅迅速掌握了當時的飛行器製造技術,而且在許多方面取得了重大突破。 從1903年夏季開始,萊特兄弟着手製造這架著名的“飛行者一號”雙翼機。動力飛行首先需要一臺發動機,但當時市面上根本沒有飛機的發動機出售,也沒有一家公司願意冒險製造航空發動機。但是兄弟倆並沒有氣餒,他們請了機械師查爾斯?泰勒(Charles?Taylor)來幫他們製造了一臺大約12馬力、重77.2千克的活塞式發動機。有了發動機,威爾伯和奧利弗只盼着多風的秋季能早日到來。10月中旬,“飛行者一號”組裝完畢,奧維爾對新飛行器非常滿意,“這是我們迄今爲止造得最好的一架飛機。‘她’非常聽話。” 奧維爾的感情不難理解,“飛行者一號”的每一根“肋條”都是他們親手製作而成。
奇蹟發生在1903年12月17日
這天清晨,美國北卡羅萊納州的基蒂霍克還在沉睡,天氣寒冷,颳着大風,空曠的沙灘上靜靜地停放着一個帶着巨大雙翼的怪傢伙,這就是人類歷史上第一架飛機——“飛行者一號”。空曠的場地上冷冷清清,到現場觀看的只有5個人。10時35分,一切準備就緒。爲了能夠率先登機試飛,兄弟倆決定以擲硬幣的方式確定誰先登機,結果弟弟奧維爾贏了。
奧維爾爬上“飛行者一號”的下機翼,俯臥於操縱桿後面的位置上,手中緊緊握着木製操縱桿,威爾伯則開動發動機並推動它滑行。飛機在發動機的作用下先是劇烈震動,幾秒鐘後便在自身動力的推動下從“斬魔丘”上緩緩滑下,在飛機達到一定速度後,威爾伯鬆開手,飛機象小鳥一樣離地飛上了天空。雖然“飛行者一號”飛得很不平穩,甚至有點跌跌撞撞,但是它畢竟在空中飛行了12秒共36.5米,才落在沙灘上。接着,他們又輪換着進行了3次飛行。在當天的最後一次飛行中,威爾伯在30千米的風速下,用59秒飛了260米。人們夢寐以求的載人空中持續動力飛行終於成功了!不幸的是,幾分鐘後,一陣突然刮來的狂風把“飛行者”1號掀翻了,飛機嚴重損壞,但它已經完成了歷史使命。人類動力航空史就此拉開了帷幕。
然而,令人遺憾的是萊特兄弟的成功並沒有立即得到美國政府和公衆的重視與承認,人們甚至懷疑這一消息的真實性,大多數報紙都拒絕報道。
兩位偉人長眠
1911年,威爾伯染上了傷寒,去世時年僅44歲。奧維爾性格靦腆,不善於拋頭露面,三年後他把公司賣給了紐約的一個金融家,自己則在位於戴頓的一所住宅裏度過了後半生。1948年,當這位77歲的飛機發明者即將離開人世時,仍然嚮往着高飛藍天。1947 年的冬天,氣候異常的寒冷。奧維爾大部分時間是臥病在牀。
許多朋友聞訊而來。
奧維爾經醫生盡心診治,但畢竟已有77歲的高齡,終於在1948年1月30日與世長辭。
航空界一顆巨星殞落了。美國舉國上下一片悲哀,許多國家懸掛半旗誌哀。人們深深地懷念這位航空史上偉大的先驅者和發明家!
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