萊特兄弟研製的第1架飛機(輝煌的航空世紀)
2023-09-25 18:31:53
114年前的今天,美國北卡羅來納的基蒂霍克海灘上,觀者寥寥,晨風陰冷。就在這樣的氛圍裡,那個熱力四射、穿透世紀、改變歷史的驚世一飛成功了!萊特兄弟製造的飛行者1號作為人類第一架載人、帶動力、可操控的航空器被光榮地載入人類文明史冊。
1903年12月17日——開啟了一個飛翔文明的新紀元。從那時到現在,114年過去了。在宇宙進化的歷程中,這段時間太短,以致無法比喻;在人類文明的長河裡,也不過是眨眼的瞬間。可是從這一天起,人類「插上了翅膀」,就此打開了三維活動的空間。
於是,此後的世界、人類的社會經濟活動,變得大不一樣。
萊特兄弟和他們的「飛行者1號」(翼展13.2米、翼面積47.4平方米、機長6.43米的雙翼機,連同駕駛員在內總重約360千克,兩個推進式螺旋槳分別安裝在駕駛員位置的兩側,由單臺發動機鏈式傳動;採用一臺功率8.8千瓦、自重70kg的四缸內燃機為發動機;採用升降舵在前、方向舵在後的操縱系統;著陸裝置為滑橇式。)
所有預言家都未曾料到,航空的發展如此之快,航空對人類社會的影響如此巨大而深遠。無數航空先驅和薪火相傳的奮鬥者,僅僅用了一百餘年,就打造出一個恢弘偉大的世界航空業。飛機越飛越快,地球「越來越小「。如今,人們在盡情瀟灑地享用著航空帶來的福祉。以致很難想像,沒有了航空,這個世界會是什麼樣。
在這個特殊的日子裡,活在現代社會的我們,應該以頂禮膜拜的虔誠,一起向萊特兄弟,以及無數有名和無名的航空先驅者和創業者們致以崇高敬意和深深的謝忱。
為什麼成功的是萊特兄弟?
萊特兄弟的成功絕不是偶然的。不是幸運之神敲開了他們的門,而是他們用科學精神和奮鬥精神鍛造了打開勝利之門的鑰匙。他們的成功有人文、精神層面的因素,更是科學和技術的勝利。
我把萊特兄弟的成功歸為三組詞彙:興趣與志向,學習與繼承,勤奮與實踐。這既是我認為最應該向萊特兄弟學習之處,也是萊特兄弟的成功給予我們的最重要啟示。
興趣與志向
「興趣」是一切創建、創新的原動力。父親送給他們的橡筋模型飛機,激發了哥倆兒對航空的初始興趣;在一個雖不富裕但氛圍民主的家庭裡,他們的興趣受到了保護,漸漸變為清晰的志向——獻身航空的鴻鴣之志,而後,則是窮其一生的堅持。
萊特兄弟的科學實踐,從開始直到成功,沒有得到一分錢的政府和企業資助。他們是家庭這個小社會孕育的、帶著強烈個人奮鬥色彩的的「草根英雄」。以致多年後,在談到他們的成功時,弟弟奧維爾深情地說:「我們幸運地生活在這樣一個家庭環境裡。在家裡, 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。」
而作為對他們立定志向的一個佐證,1909年,當美國政府終於把至高榮譽頒給他們時,時任總統塔夫特說了這樣一段深富哲理的話:「許多偉大的發現都是偶然誕生的。人們在某一個領域的工作有時確實會自發演變成偉大發現,但你們二位證明了另一種途徑,一種更值得稱道的方法。你們首先規劃你們要實現的目標,然後努力工作直到最終實現」。
中間一位是塔夫特總統,兩邊分立著萊特兄弟
學習與繼承
他們的家境並不好,他們沒能接受高等教育,甚至都沒有獲得高中畢業文憑,但他們在維持自行車鋪的生意、養家餬口的同時,如饑似渴地學習航空知識。他們熟讀英國喬治·凱利的論著,對凱利其人和他的科學論述有極深的理解和極高的評價;他們悉心研究德國李林達爾的著述和滑翔筆記,在人格上也以李林達爾為榜樣,為李林達爾的成功而高興,更為1896年李林達爾的壯烈獻身而悲傷,但他們沒有選擇退卻,而是從先驅們身上得到強烈的激勵與教育,更堅定了繼承和獻身的志向。
他們不僅用自己的試驗,修正了李林達爾的部分錯誤數據,更重要的是在研究李林達爾失敗原因之後,堅定地認識到像李林達爾那樣,在飛行中靠人的軀體的蜷曲伸展和重心調整來抵禦不利氣流,以維持飛機的平穩,是死路一條(李林達爾正是因此而失速獻身)。於是,他們悉心研究和設計用機械裝置來操控飛行的新方法新系統,完成了屬於他們的獨創的操縱系統,這是他們對人類航空的創新性技術貢獻,也是促成日後可控飛行成功的主要原因。
就這樣,他們潛心學習前輩的成果與經驗,找準了奮鬥之路,開啟了成功之門。
李林達爾對滑翔機的操控就像體操運動員的高難動作
勤奮與實踐
基於勤奮精神和自己動手(DIY)的實踐能力,更是萊特兄弟突出的特質。他們從小就拆解父親送與的「飛螺旋」,探究其科學原理。他們分析李林達爾以及與他們同時代的本國航空學家塞繆爾·蘭利的經驗與挫敗,廢寢忘食地研製他們自己的飛機。在成功前的幾年裡,進行了一千餘次滑翔試飛,自製了兩百多個不同的機翼,進行了上千次的風洞試驗,多次改進四衝程內燃機,創造性地研究和試製平衡操縱系統與高效螺旋槳。
在那個生產力還不發達的時代,這些驚人的數字,代表著兄弟二人巨大的投入和難以想像的工作負荷,也浸透了他們勤奮探索、不辭辛苦的勞動汗水,這種物質和精神的雙重付出,絕非一般人可以承受和能夠完成。
當他們把影響動力飛行的三大障礙一一掃除,製作了足夠面積的升力機翼,獲得了驅動飛機飛行的適用動力,找到了飛機升空後平衡與操縱飛機的方法,所有這些日積月累的實踐,化作石破天驚的突破,終於成就了他們非凡的成功,也就毫不奇怪了。
寫到這裡,我有一點衝動,想用如下這段話表明我的一點看法,但願這些是多餘的話:
現代人切不可輕視「動手」,這是一個人最基本的生存與工作能力,不管智能化如何發展,不願動手不會動手,如何品味生活的樂趣?動手能力可以進化,但使用工具、從事勞作的基本動手能力不能退化和擯棄。
航空人決不能鄙薄工藝,好的設計師一定要懂製造、懂工藝。現代工業分工雖日益精細,已不是萊特兄弟那個事必躬親、親力親為、個人奮鬥的年代了,但航空工業的目標是造出有使用價值、好看好用、且價格合理的實物航空產品,所有人都應該理所當然地關心「下遊」和「終端」(如果可以這樣稱呼製造和使用環節的話)。
設計所和製造企業分立的體制,是壞體制;體制的隔離已經很糟了,如果再沒有認識製造與工藝技術重要性及其真諦的自覺,如果沒有學習交流、聯合工作,諸如集成產品團隊(IPT)、並行工程(CE)和基於模型的系統工程(MBE)等制度、流程和方法的保證,製造技術在航空科技體系中的地位與發展難以確保,重設計(狹義的設計)輕工藝的傾向將對業務與隊伍建設帶來不可小視的負面影響。
如果再回到產品設計的固有含義,它本應包含三大任務,即:生產什麼樣的航空器,怎樣生產和怎樣使用。其中的第二項任務,怎樣生產就是工藝設計。工藝設計也是設計,故而,決不能鄙薄和輕視工藝。
航空發展需要的社會環境
1903年12月17日清晨,不僅海風冷颼颼,世人對萊特兄弟的試驗也冷若冰霜,現場的目擊者只有三、五人(確切數字未能認證)。與成功之後欣喜若狂的萊特兄弟形成鮮明對照的是,媒體的冷漠。他們拒絕相信,拒絕報導。也難怪,就在九天前,世人目睹了一場官辦色彩(與萊特兄弟同時代的科學大家塞繆爾·蘭利主持載人動力航空器研製項目,獲得美國政府5萬美元、史密松研究所2萬美元資助)的載人動力飛行的失敗。
1903年12月8日,在精心準備後,蘭利的又一次飛行試驗(上一次失敗的試驗在10月)開始了。遺憾的是,從試驗平臺起飛的飛機,僅僅飛出十數米,就折戟沉沙,再次失敗。但事實上,這次失敗離成功如此之近,事後的分析表明,僅僅是發動機的功率小了一點,蘭利成為了映襯幾天後萊特成功的背景,成了一個落寞的失敗者。
其時,他已69歲,兩年兩個月後帶著無盡的遺憾離開了這個世界。而1914年美國著名飛機設計師格倫·柯蒂斯將他的飛機打撈上來,安裝了功率更大的發動機,飛行試驗一舉成功。短視的媒體嘲笑蘭利,譏諷的輿情如潮水,稱人類再有1000年也飛不起來,說什麼上帝如果要人飛翔,為何不給人一雙翅膀。
蘭利被嘲諷,萊特受冷落,官辦色彩和草根英雄的門戶之爭讓人心寒,那個時候北美的創新社會環境竟如此槽糕。以至於萊特兄弟不得不遠走歐洲,在那裡、特別是法國那個浪漫的國度,他們受到熱烈歡迎,他們的成果獲得高度讚譽。
隨著飛機科學和商業價值被逐步認識,美國對於萊特兄弟偉大發明的態度也在改變。1906年在美國申請的專利獲批。1908年美國官方正式承認了他們的成功,還製作和發行了刻有兄弟倆頭像的紀念金幣;1909年總統接見,發布感言。當年,他們獲得美國陸軍部的正式訂貨。他們還創建了自己的飛機公司。歷史終於給了萊特兄弟的奉獻以崇高的歷史地位。
所幸的是,歷史也給了塞繆爾·蘭利以正確的評價。人們懷念這位在諸多領域頗有建樹、而在動力飛行中雖敗猶榮的先驅。美國第一艘航母、NASA的研究中心和空軍的實驗室,均以蘭利的名字命名。史密松研究所還於1908年設立了蘭利獎,用以褒獎在航空領域做出貢獻的英傑。首個獎項即頒與了萊特兄弟。
萊特兄弟的成功,首先在歐洲掀起航空巨浪。而後,是北美,繼而是遠東。全世界都澎湃起航空探索和航空演示的熱潮。一架架新機研製出來,一個個記錄被打破,一場接一場的飛行表演,就像走穴的馬戲團,此起彼接;僅1908年8月,萊特兄弟在法國就進行了100多場飛行表演。其結果,航空在歐美不僅成為產業和事業,更一步步發展成為一種文化。其時,中國也不落後,馮如自製的飛機飛行成功只比萊特兄弟晚六年,而在1910年,清政府即在北京南苑建立飛機製造廠,1911年辛亥革命後,孫中山倡導「航空救國」,國民政府成立了多個航空隊。馮如就是在1912年為宣傳航空的飛行表演中失事而殉難的。
我的好友、前空軍教官王旭東寫了一本書,洋洋灑灑,專論航空文化。書中追根尋源,說文化就是「文治教化」「文化者,人化也」,而航空文化是具有航空特色的意識形態和行為模式的總和,其精神特質是自由、科學、人本、創新、犧牲和法制。我深以為然,並深感所謂航空文化,就是發展航空的社會與人文環境。處在這樣的環境裡,你會受感染,受薰陶,於潛移默化中建立航空素養,即所謂「人化也」。
我想用以下16個字概括航空發展所需要的社會環境:
探索創新,寬容失敗,不怕犧牲,崇尚英雄。
當著全社會關注航空,無數年輕人把興趣與志向緊緊相連,願用終生獻身航空時,航空就有希望了。因為這是航空創新的力量之源。
航空事業需要精深奧妙的科技,而科技攻關是千折百廻的奮鬥的戰場,失敗在所難免,願蘭利被譏諷的悲劇永不再現。
擁抱藍天、探索飛行是勇敢者的事業,甚至要付出生命的代價,正如李林達爾的遺言「飛翔是需要犧牲的」。讓更多人知道布萊裡奧(1909年首飛英吉利海峽)、林白(1927年飛越大西洋)、耶格爾(1947年駕駛X-1突破聲障)等勇士,也讓更多的人知道我們的李中華(獲得八一獎章的英雄試飛員)、餘旭(為國捐軀的J10表演機駕駛員)、張超(為艦載機事業犧牲的「逐夢海天強軍先鋒」)、王偉(壯烈獻身的海空衛士)等英雄的名字。
我們還要向數萬中國航空科技工作者和數十萬拼搏苦幹的中國航空人,表達敬意。他們的光榮代表當屬活躍於當下、同我們共同奮鬥的六位院士級飛機設計大師:顧誦芬、陳一堅、唐長紅、孫聰、楊偉、吳光輝。當人們把試飛員、艦載機駕駛員、飛機設計師等航空英傑,當作心中的偶像,在向他們致敬和學習的歷程中,不怕犧牲,前赴後繼,為航空拼搏和獻身之時,航空事業一定會有光明燦爛的未來。
上排自左至右:顧誦芬,陳一堅,唐長紅;下排自左至右:孫聰,楊偉,吳光輝
向前輩致敬,憧憬航空新世紀
從小我嚮往神秘的星空,到老了,星空的神秘感有增無減,至今我還是難以構建對「宇宙」的認知(平行、膨脹、無邊無際)。可要是沒有航空,星空和宇宙對於我只是一種虛無縹緲的概念。是航空,讓我感到這個距離可以縮短;是航空,讓我感到星空和宇宙是可以觸摸的存在。
現在,我們終於可以有條件地離開地面,但航空器還只能在具有一定密度的空氣裡才能獲取升力,相較於大氣層的1200km之厚,相較於6400km的地球半徑,我們幾乎是貼地飛行。可這已經足夠偉大。
為我們帶來這一切的,除了萊特兄弟和蘭利,我們還要記住下面這些星光燦爛的航空巨匠與先驅:
——奠定靜浮力科學基礎的阿基米德;
——流體動力學之父丹尼爾·伯努利(他的優美的伯努利方程奠定了流體動力學的基礎,揭示了航空器升力的本質);
——航空科學之父喬治·凱利(他是驅散仿鳥飛行的迷霧,撥正船頭,開啟現代飛機應該走「機身加推進器」道路的第一人);
——俄羅斯航空之父莫扎伊斯基;
——實驗飛機之父奧託·李林達爾:
——巴西民族英雄、航空先驅阿爾貝託·桑託斯·杜蒙(他的高尚之處還在於放棄專利,宣稱他的一切成果歸全人類)。
——中國航空之父馮如;每次讀他的這段豪言:「日俄戰爭大不利於中國,當此競爭時代,飛機為軍事上萬不可缺之物……軍用利器莫飛機若。誓必身為之倡,成一絕藝,以歸饗祖國。苟無成,毋寧死。」每念及他28歲就為航空事業捐軀於廣州黃花崗的英雄壯舉,我們就禁不住淚滿衣襟。
——中國航空先驅王助;他的才華和他在波音不足一年的殊勳,成就了波音的第一款產品,賺得了這家百年老店的「第一桶金」;而他隨後毅然歸國,為祖國航空事業的創立奉獻畢生心血。
.........
有了飛機,可以不再坐地觀天,而是變換一個視角去巡天觀地。飛去來兮,俯瞰大地,天上人間,如夢如幻。這世界不能沒有航空,航空不能不繼續發展,人類一定會飛得更高、更快、更遠。
在我們所處的21世紀,除軍事航空以外,直接造福人類的、可以預見的航空發展令人興奮而神往:
——超大型客機和個性化/定製化的個人飛行器在兩個不同的方向並進,相映齊輝;
——高超聲速和空天一體的融合發展,將開闢人類飛行新邊界,太空旅行平民化將變為現實;那時,飛出大氣層的人們,將能夠回眸藍色家園,擁抱無垠的星海;
——無人化航空系統的發展迅疾而多彩,民用無人機的應用將無所不在;
——新的超聲速民用飛機將在21世紀大放光彩(在2003年萊特飛行百年之際,「協和號」這個航空曠世傑作卻黯然退出歷史舞臺,現在,新的一代將閃亮歸來);
——無縫的、足夠聰明的空管系統不僅在技術上至臻至善,也將為防範各類人為事故發揮無可比擬的作用,空運將更安全、更綠色、更經濟、更快捷、更準時、更舒適;
——仿生飛行器將獲得實質性突破,像鳥兒一樣自由飛不再是夢。.........
高歌猛進的中國航空
進入21世紀以來,國有體制內外的全體航空人不斷給世人帶來震驚,給國人帶來欣喜,平均一年超過一個的新型號新產品問世或取得重大進展,昭示中國航空振興的新紀元的到來。不保密或已解密、公諸於世的,也包括民口具有世界影響的型號或產品至少有:
«C919幹線客機
«ARJ21渦扇新支線客機
«AG600水陸兩棲飛機
«運20大型運輸機
«殲10系列輕型戰鬥機
«殲11系列重型戰鬥機
«殲15艦載戰鬥機
«殲16殲擊轟炸機
«殲20第五代戰鬥機
«FC-31第五代戰鬥機
«轟6K轟炸機
«運9運輸機
«空警200預警機
«空警2000預警機
«空警500預警機
«翼龍系列無人機
«彩虹系列無人機
«直10武裝直升機
«直19武裝直升機
«直8系列多用途直升機
«PL12雷達制導中距空空飛彈
«PL10紅外成像制導空空飛彈
«以鷹擊系列為代表的先進空地飛彈
«以大疆系列產品為代表的消費類無人機和工業級無人機
......
放眼世界,洞觀往昔,何曾有一個國家、一個地區在如此之短的時間內,推出如此之多的新航空裝備,創造出如此豐碩的業績。與新航空器發展同時,以「太行」WS10系列的批產和持續改進、性能提升為標誌,我國航發事業急起直追、突破在即;我們對國產航空動力飽含期待,又滿懷信心。機載設備的發展更是日新月異,在不少領域,已經跨入世界先進行列。而就在這個特殊的日子裡,我國第二架大型客機C919成功完成首次試飛,可喜可賀。中國航空的高歌猛進,已成不可阻擋之勢,砥礪奮進,我們終將實現航空強國的夢想!
,