1799年,英國工程師喬治-凱利爵士通過研究發(fā)現了飛行的基本規(guī)律,并應用這一科學設計出比空氣重的飛行器。然而早期的先驅者們關注飛行穩(wěn)定性大于可操縱性,導致許
多嘗試都以失敗告終,很多人為此付出了生命的代價。直到1903年,萊特兄弟的飛行者一號橫空出世,為其他人指明了飛機的正確發(fā)展方向。同時期的歐洲航空先驅開始發(fā)力,雙翼機、三翼機乃至輕巧靈活的單翼機陸續(xù)出現,讓越來越多的人意識到飛機的實用價值。若以萊特兄弟飛行者一號為時間節(jié)點,前后數十年間,重于空氣的飛行器從無到有快速發(fā)展,揭開了航空發(fā)展的序幕。下面就隨著本文重返那個富有冒險精神的年代,看看與萊特同時期的航空杰作都有哪些。
凱利滑翔機 1849
喬治·凱利從小就對飛行著迷。早在1850年,還在上學的他便開始在筆記本上繪制“飛機”草圖。富有先見之明的凱利一早便認定未來的飛行器一定是重于空氣的、有設備驅動且是可操縱的。1799年,凱利提出飛機在飛行時受到的四種力:重力、升力、推力和阻力。他不僅是一名偉大的航空理論研究者,更是一名實踐家,苦于沒有合適的動力設備,凱利最初只能制造滑翔機,從1804年開始陸續(xù)制造了多架飛機。與同時期飛機設計者參考鳥類結構布局不同,凱利在設計飛機時首先放棄了撲翼機構,而是采用了固定的機翼。機翼下方還懸吊著一個獨立的可載人的機身。1853年,年逾80歲的凱利設計出了當時他最滿意的一款滑翔機,并由其孫子約翰成功試飛。雖然直至1857年凱利逝世都沒有適合的動力設備出現,但凱利一生對于航空技術的研究,為后世的航空先驅們奠定了堅實的基礎。


阿代爾“風神”1890
阿代爾是法國的發(fā)明家和工程師,其被人銘記的除了是法國自行車運動的先驅外,就是在航空領域的諸多創(chuàng)舉。阿代爾最初學習的是電氣工程專業(yè),因此曾多次試制發(fā)動機。1886年,在研究了路易斯-穆亞爾關于鳥類的飛行研究后,阿代爾制作了自己第一架飛行器,并將其命名為“風神”(法語意義為飛機)。當時的“風神”飛機外觀雖酷似一只蝙蝠,但并未采用撲翼方式驅動,而是加裝了一臺阿代爾自研的蒸汽發(fā)動機。盡管飛機的結構和控制系統存在許多不足,但,1890年10月9日阿代爾還是駕駛該機在距地面不到25厘米的高度飛行了約50米。這次飛行使“風神”成為第一架依靠自身動力從水平地面起飛的飛行器,也使得很多支持他的人認為阿代爾的飛機才是人類首架重于空氣的飛行器。



皮爾切“鷹”1895
皮爾切出生于1867年,早年曾在英國皇家海軍服役,之后在蘇格蘭造船廠從事工程師學徒工作。1891年,他到當地的學校擔任講師,并開始對飛機這一新鮮事物產生了興趣。1895年,他制作了一款相對原始的滑翔機“蝙蝠”,可惜性能不佳,駕駛員必須通過移動身體的方式才能改變“蝙蝠的重心”,以達到轉向的效果。幸運的是,皮爾切遇到了李林塔爾。在與他深入交流后,皮爾切又設計出了性能更優(yōu)的滑翔機“鷹”。為方便降落,皮爾切還在“鷹”上安裝了帶彈簧減震的起落架。這使得該機成為世界首架加裝了起落架的滑翔機。1896—1897年,皮爾切在學校附近成功測試“鷹”飛機,并在1897年打破了滑翔距離的世界紀錄。可惜的是,皮爾切1899年在一次飛行中出現意外,墜地后因重傷不治逝世。
李林塔爾“標準設備” 1894
生于1848年的李林塔爾是第一位使用滑翔機重復、成功完成滑翔飛行的航空先驅,他一次次驚險的試飛讓重于空氣的飛行器成為現實,并為日后飛機的發(fā)展起到了重要的推動作用。與此同時,李林塔爾還十分熱衷與同行交流經驗,蘭利、茹科夫斯基、皮爾切、克雷斯等人都曾與他深入交流。李林塔爾一生設計過十余款滑翔機,有單翼的,有撲翼的,甚至還有雙翼的。通過加裝操縱桿,他設計的滑翔機實現了可操縱的效果。其中,1893-1896年制造的“標準設備”滑翔機被視為首款量產的滑翔機。他一生的飛行次數超過2000次,每次均有記錄,為后世飛行器的發(fā)展提供了重要的參考數據。1896年8月9日,一個正常的周末試飛時,李林塔爾駕駛的滑翔機突然失控。掉落到地面的李林塔爾摔斷了脊椎,最終不治身亡。他的遺言“必須做出犧牲”時至今日仍激勵著每一位航空人。



沙努特雙翼機 1896
奧克塔夫-沙努特是法裔美國工程師和航空先驅,曾為包括萊特兄弟在內的許多航空人士提供專業(yè)建議。1856年,沙努特在伊利諾伊州觀看熱氣球飛行活動后便對航空產生了濃厚興趣。退休后的他利用自己在工程領域的專業(yè)人脈收集到了大量與航空有關的一手數據資料。1894年,他發(fā)表了《飛行器進展》一書,成為當時固定翼飛行器最權威的調查研究報告。雖然沙努特的年事已高無法親自駕機飛行,但他依然和年輕的航空愛好者們一起測試新型飛行器。1896年,他在李林塔爾的實驗基礎上設計出一款雙翼滑翔機。通過自己多年來橋梁設計的經驗,沙努特在兩個機翼間加裝了垂直和對角線式的支撐桁架。經過數百次實驗發(fā)現,該機不僅具有一定的可操縱性,最遠飛行距離達到107米,飛行時間超過14秒。這種特殊的雙翼布局成為包括萊特兄弟在內,未來數年飛機必備的基本結構。
蘭利“飛行場” 1903


“飛行場”是蘭利于19世紀末設計的一系列動力驅動無人/載人飛行器,其名稱來源于史密森尼航空學會工作人員設計的一系列無人飛行器。在經歷了4代改進后,“飛行場5號”無人蒸汽動力飛行器在1896年5月6日以24米的高度成功飛行了90秒。同年11月,“飛行場6號”飛行了近1千米距離。這兩架飛機都是在水上通過彈射方式起飛的,并給觀看飛行的時任海軍部長助理留下了深刻印象。在美國海軍表達出對飛行器的興趣后,向史密森尼航空學會提供了50000美元的資金,用于研究載人版本的飛行器。有了資金支持,蘭利和他的技術團隊改進了飛機的結構,并開發(fā)了一款53馬力的汽油發(fā)動機,其動力是菜特兄弟飛行者一號的4倍。然而,載人版本的“飛行場”在結構強度和控制方面還有許多問題。1903年10月7日,該飛行器彈射起飛后立即墜入水中。12月8日第二次嘗試時,飛行器在空中解體墜落。
桑托斯·杜蒙“豆娘” 1908


“豆娘”是巴西航空先驅桑托斯·杜蒙設計的一款輕型單翼飛機。該機采用鋼絲固定的機翼和竹子制作的開放式框架機身。飛行員的座位則放置在機翼正下方,主起落架之上。最初的“豆娘”型號為19型,始建于1907年,采用15千瓦水平對置雙缸發(fā)動機驅動。后續(xù)改型為“豆娘”20型,改變了方向舵機構位置,換裝了22千瓦液冷雙缸發(fā)動機。為便于運輸,組成“豆娘”20型飛機機身的竹子采用黃銅套件鏈接,運輸時可拆卸下來。“豆娘”是桑托斯·杜蒙制造的最后一款飛機,法國飛行先驅羅蘭·加羅斯曾購買了一架,并給出了極高的評價。更令所有人感動的是,后期杜蒙將“豆娘”的設計藍圖免費公開,方便其他設計者參考。


布萊里奧ⅩⅠ型 1909
布萊里奧ⅩⅠ型飛機是雷蒙德-索爾尼耶在布萊里奧Ⅷ型飛機基礎上設計而成的一款單翼飛機,其主起落架結構與上代產品類似,但發(fā)動機直接安裝在了機翼前緣之前。駕駛座下方的起落架加裝了彈簧緩沖機構,翼展7米的主翼兩側加裝有固定鋼絲,機尾還裝有全動方向舵和帶曲面的平尾。該機于1908年12月的巴黎航展上首次公開展示,1909年1月公開首飛。1909年7月,布萊里奧駕駛ⅩⅠ型飛機成功飛越英吉利海峽后,該機在兩個月時間內便獲得了103架訂單。其后續(xù)機型一直生產到了第一次世界大戰(zhàn)來臨,并衍生出了單座、雙座、軍用、民用等多種版本。
瓦贊雙翼機 1907
瓦贊雙翼機是歐洲第一架成功飛行的有動力載人飛機,由航空工程師加布里埃爾·瓦贊設計制造。法國飛行員亨利-法爾曼曾駕駛它在歐洲進行了首次持續(xù)超過1分鐘的飛行。瓦贊雙翼機采用一臺50馬力發(fā)動機驅動,后推式布局,翼展10米,機尾處裝有一個箱式尾翼。1907年2月28日首次試飛時,由于飛機支撐尾翼的連桿斷裂導致失敗。3月16日,經過修改后的飛機終于順利起飛。之后在第三次飛行前,加布里埃爾的兄弟查爾斯為瓦贊雙翼機增加了一對起落架輪子,方便降落。1907年7月,法爾曼購買了一架瓦贊雙翼機,并命名為法爾曼1號,后改稱瓦贊一法爾曼號。他駕駛著這架飛機以771米的距離創(chuàng)造了當時的最遠飛行紀錄。



便遠離機頭的35馬力四缸水冷發(fā)動機。阿弗羅三翼機是作為教練機設計的,由于結構簡單,操縱容易,該機培養(yǎng)出了不少優(yōu)秀飛行員。

阿弗羅三冀機是阿利斯特·弗登·羅從1907年開始制造的飛機,其顯著的特點是最下面的機翼翼展明顯小于上兩個機翼,使其從正面看呈倒三角樣式,三副機翼由鋼絲連接固定。駕駛員的位置被安排在機冀后方,以機類似,為方便操縱,開放式駕駛艙前端還裝有類似現代汽車方向盤的轉向設備。該機推出后不久,美國陸軍航空兵就購買了一架用于訓練,很快該機又成為首架完成從航母上起降的飛機。
肖茨S27 1910

肖茨S27是肖特兄弟制造的系列飛機之一,早期被英國皇家飛行隊和海軍用于飛行訓練。該機是在法爾曼飛機的基礎上研制而成的,采用了上下兩副不等長的機翼,并分別裝有副翼。其中,S27型飛機的上翼支撐柱向機頭方向延伸較多,以增加機翼結構強度。該機首飛日期不詳,但有記錄的是其在1910年6月20日打破了英國飛機的飛行高度紀錄,在360米高空持續(xù)飛行約30分鐘。


阿蒂斯D型 1911
柯蒂斯D型飛機是美國早期的推進式飛機,與其他格倫-柯蒂斯設計的飛機一樣,該機同樣采用了副翼機構,并通過其實現滾轉等復雜飛行動作。柯蒂斯D型飛機的機身主要由云杉木制造,機翼材料則為亞麻布。該機的控制方式與桑托斯·杜蒙的14型飛

布萊克單翼機 1912
羅伯特·布菜克本是英國最早的航空設計師之一,早年曾多次試飛自制的飛機。1911年,他制造了自己的第二架單翼機,并取得了不錯的飛行效果。1912年,飛機進行了升級改造,換裝50馬力星形發(fā)動機,機身由木材制造并覆蓋了部分織物。該機采用了較薄但有一定曲率的機翼,通過與起落架連接的鋼絲固定。1912年底,該機進行了首飛。第一次世界大戰(zhàn)期間,這架飛機受損嚴重,直到第二次世界大戰(zhàn)結束才修復好,目前已被博物館珍藏。