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来源：《百科探秘·航空航天》 2019年第3期
飞机与飞艇相比,出世较晚,但发展很快。关于飞机的发展,最早要追溯到18 世纪,当时热气球和飞艇的成功,使人们开始对发展更重的飞行器充满期待。但要制成一种能像鸟翼那样动作的飞行器谈何容易,于是固定翼飞机成为人们主要的研究方向。
滑翔机大多没有动力装置,是重于空气的固定翼飞行器,可由飞机拖曳起飞,也可用绞盘车或汽车牵引起飞,还可从高坡上下滑,然后借助下滑产生的升力飞入空中。在无风的情况下,滑翔机在下滑飞行中依靠自身重力向前的分力获得前进的动力,这种损失高度的无动力下滑飞行被称为“滑翔”。在上升气流中,滑翔机可像老鹰展翅那样平飞或升高,这种状态叫作“翱翔”。
滑翔机最早始于19 世纪初,英国的乔治·凯利爵士在研究了风筝和鸟的飞行原理后,制造出一架飞行高度约2 米的滑翔机。1891 年,一位从小酷爱飞行的德国工程师奥托·李林塔尔,通过计算鸟类飞行、滞空以及滑翔时所需的力量,制造出了世界上第一架实用的固定翼滑翔机。此后,他还研制出多种型号的滑翔机,并操纵这些滑翔机进行过数千次的试飞。
随着科学技术的不断进步,人们对滑翔机性能要求也越来越高,现代滑翔机有的便配备了动力,可以依靠自身的动力完成起飞和降落。因此,这种动力滑翔机就成了体育运动员和飞行员初学飞行时的优选机型。
滑翔机升空后,除非碰到上升气流,否则空气阻力会使飞行速度逐渐减小,升力就会越来越小。当重力大于升力时,飞机就会越飞越低,直至降落。为了让滑翔机能飞得又远又久, 有三个关键问题需要解决:一是飞机的动力、二是飞机的升力、三是飞机的稳定性和操纵性。1860年,法国的勒努瓦模仿蒸汽机的结构,设计制造出第一台实用的煤气内燃机。此后,内燃机经过不断的改造,性能大大提升,这就为解决飞机动力问题,创造了有利的条件。
关于飞机升力的问题,人们经过反复实验,直到19 世纪90 年代,英国的菲力普斯运用风洞的吹风实验,发现几种上凸下凹的曲面翼型能够有效提升飞机的升力。这样一来,人们对机翼翼型和气动布局对于升力的影响有了更为准确的认识。汽车绞盘
飞机的稳定性和操纵性也与翼型和气动布局紧密相关。20 世纪初,一对从事自行车修理工作的兄弟,利用他们丰富的机械知识,通过反复的研究和试验,终于在1903 年12 月17 日成功试飞了人类历史上第一架载人、带动力、可操控的飞行器——“飞行者1 号”。而这对兄弟就是世人熟知的莱特兄弟!
莱特兄弟制造的飞机是双翼机,机身是构架式的,没有蒙皮,翼展约为12 米,机尾装有两片垂直尾翼,机头装有水平尾翼,总重量约为340 千克。此外,飞机上还装有方向舵和操纵机构,没有起落架,飞机依靠木质滑
橇在滑轨上起飞。机翼下方与飞行员并排的位置装有一台活塞式发动机,发动机有四个气缸,能够通过链条传动机构带动两叶螺旋桨旋转,产生12 马力的动力。1903 年12 月17 日,莱特兄弟进行了四次成功试飞,第一次,弟弟奥维尔·莱特飞了37 米左右的距离,持续飞行时长为12 秒;第二次、第三次飞行距离分别为53 米和61 米;第四次,哥哥威尔伯·莱特飞了约260 米,飞行时长为59 秒。当时,有5 个人在场见证了这一壮举。
莱特兄弟制造的飞机试飞成功后,许多人受此鼓舞开始从事飞机制造和试飞等职业,由此飞机在构造和性能上开始不断产生新突破。1906 年,飞机的飞行速度已经能够达到41.3 千米/ 时;1909 年,飞行速度提升至80 千米/ 时;1913 年,又提升至200千米/ 时。飞行时间也从1908 年莱特兄弟创造的2小时18 分的纪录,增加到1913 年的13 小时17 分。飞行高度从1909 年的510 米,提高到3 000 米。经过第一次世界大战,飞机无论在质量上还是数量上,都有了明显的提升,飞机也因此进入高速发展阶段。
◎ 这枚邮票是美国于1918年5月14日发行的,以纪念次日开始的第一次定期航空邮件服务,邮票图案为双套印,红边框,中间蓝的是用于投递邮件的柯蒂斯·珍妮双翼飞机图。这枚“珍妮”航空邮票到2018年正好100周年,存世量较少,十分珍贵。值得一提的是,在100枚“珍妮”航空邮票中,有一张飞机图被印倒了。这张“珍妮倒”在公开发行的第一天便被一个集邮爱好者买走,后经多次转卖,不断创下拍卖价格的新高。2016年,纽约世界邮展期间,珍稀邮票“珍妮倒”拍出了135万美元的天价,刷新了美国邮票拍卖的纪录。
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