400-7889-427

新闻资讯


联系我们


江苏电掣健身器材有限公司
传真:400-7889-441
联系电话:400-7889-427
400-7889-427
地址:徐州市贾汪区大吴镇工业园
邮箱:78894279@qq.com

新闻资讯

莱特兄弟发明飞机的传奇故事以及和寇蒂斯的专

时间:2020-01-13 13:11 作者:佚名

“第三问”含双重含义,为什么莱特兄弟能够获得世界首例有动力、载人可控飞行的成功?本应乘势而上的莱特兄弟,为什么在后半生却鲜有建树?

回顾莱特兄弟的成就,评析其成功的原因;从中说明,什么是技术,技术何以如此神奇。在莱特兄弟的后半生里,同另一位航空天才、飞机副翼的发明者寇蒂斯的持久争斗,耗尽了兄弟俩的才气。而寇蒂斯逆势而上,做出了伟大的贡献。从中揭示,技术需要持续创新发展,专利具有两重性,而从莱特兄弟身上反映出的人性局限令人嗟叹。

让我们把目光回溯到1903年的12月17日,美国北卡罗来纳基蒂霍克海滩,阴冷的晨风里,那个热力四射、改变历史的惊世一飞成功了!莱特兄弟制造的“飞行者1号”作为人类第一架载人、带动力、可操控航空器被光荣地载入史册。人类就此打开了三维活动的空间,开启了一个飞翔文明的新纪元。

莱特兄弟的成功绝不是偶然的。他们的成功有人文、精神层面的因素,更是科学和技术的胜利。莱特兄弟的成功可归结为:兴趣与志向,学习与继承,勤奋与实践。

“兴趣”是一切创建、创新的原动力。当兴趣转化为清晰而自觉的志向,愿意为此付出穷其一生的坚持,这是成功的精神动力。

1909年,当美国政府终于把至高荣誉颁给莱特兄弟时,时任总统塔夫特说了这样一段话:“许多伟大的发现都是偶然诞生的。人们在某一个领域的工作有时确实会自发演变成伟大发现,但你们二位证明了另一种途径,一种更值得称道的方法。你们首先规划你们要实现的目标,然后努力工作直到最终实现”。这是对他们立定志向、献身航空的一个明确无误的佐证。

他们的家境并不好,他们没能接受高等教育,甚至都没有获得高中毕业文凭,但他们在维持自行车铺的生意、养家糊口的同时,如饥似渴地学习航空知识。他们熟读英国乔治·凯利的论著,对凯利其人和他的科学论述有极深的理解和极高的评价,称凯利的著作每个字都是真理。他们悉心研究德国李林达尔的著述和滑翔笔记,在人格上也以李林达尔为榜样,为李林达尔的成功而高兴,更为1896年李林达尔的壮烈献身而悲伤,但他们没有选择退避,而是从先驱们身上得到强烈的激励与教育,更坚定了继承和献身的志向。

他们不仅用自己的试验,修正了李林达尔的部分错误数据,更重要的是在研究李林达尔失败原因之后,坚定地认识到像李林达尔那样,在飞行中靠人的躯体的蜷曲伸展和重心调整来抵御不利气流,以维持飞机的平稳,是死路一条(李林达尔正是因此而失速献身)。于是,他们悉心研究和设计用机械装置来操控飞行的新方法新系统,完成了属于他们的独创的操纵系统,这是他们对人类航空的创新性技术贡献,也是促成日后可控飞行成功的主要原因。

而基于勤奋精神和自己动手(DIY)的实践能力,更是莱特兄弟突出的特质。他们从小就拆解父亲送与的“飞螺旋”,探究其科学原理。他们分析李林达尔、以及与他们同时代的本国航空学家塞缪尔·兰利的经验与挫败,废寝忘食地研制他们自己的飞机。在那个生产力还不发达的时代,兄弟二人付出的巨大投入和难以想象的工作负荷,非一般人可以承受。

当他棋牌娱乐们把影响动力飞行的三大障碍一一扫除,制作了足够面积的升力机翼,获得了驱动飞机飞行的适用动力,找到了飞机升空后平衡与操纵飞机的方法,所有这些日积月累的实践,化作石破天惊的突破,终于成就了他们非凡的成功,也就毫不奇怪了。

写到这里,我必须再次说到科学和技术的关系。科学揭示规律,科学指明方向,但科学不会自发地生成技术,技术必须依靠像莱特兄弟这样的懂科学的聪明人,去实践、去发明、去创造、去积累。而适用技术的鲜明指向性,决定了技术才是解决现实问题之道,这也正是技术的神奇之处。

1903年12月17日清晨,不仅海风冷飕飕,世人对莱特兄弟的试验也冷若冰霜,现场的目击者只有三人。与成功之后欣喜若狂的莱特兄弟形成鲜明对照的是,媒体的冷漠。他们拒绝相信,拒绝报道。也难怪,就在九天前,世人目睹了一场官办色彩(与莱特兄弟同时代的科学大家塞缪尔·兰利主持载人动力航空器研制项目,获得美国政府5万美元、史密松研究所2万美元资助)的载人动力飞行的失败。

1903年12月8日,在精心准备后,兰利的又一次飞行试验(上一次失败的试验在10月)开始了。遗憾的是,从试验平台起飞的飞机,仅仅飞出十数米,就折戟沉沙,再次失败。失败的原因可以归为三点,发动机的功率偏小,机身主料的强度不够,弹射起飞造成的不利姿态。但不论确切原因是什么,这次失败成了映衬几天后莱特兄弟成功的背景。

兰利遭受媒体的刻薄嘲讽,其时,他已69岁,两年两个月后带着无尽的遗憾离开了这个世界。而1914年美国著名飞机设计师、创新大家格伦·哈蒙德·寇蒂斯 Glenn Hammond Curtis,1878~1930 )将他的飞机打捞上来,整修后安装了功率稍大的发动机,飞行试验一举成功。(在此文后半部分,寇蒂斯有足够的份量。在这里,他出场了。)

莱特兄弟所以获得成功,或者说他们长于兰利的最主要之处,就是他们突出的技术创造能力,玛雅棋牌包括广义的动手能力,在正确的时间点上突破或发明了最关键的、决定性的实用技术,研制出控制装置、适用的发动机以及机翼与螺旋桨等部件,并最终制成了实现惊世一飞的“飞行者1号”。

第一,飞行姿态控制技术。他们通过观察鸟儿的飞行,进行风筝与滑翔机试验,研制出独创的“翘曲机翼”。其原理是通过操纵机构,使一侧的机翼产生翘曲和扭转,此时会得到更大升力,该侧机翼升高,机身则会朝机翼较低的另一侧转向。在用机翼翘曲控制侧倾的同时,又用前置升降舵控制俯仰,尾舵控制偏航,至此飞行姿态的三轴控制初步成形。这是一项伟大的技术发明,在莱特兄弟成功的技术要素里,当列首位。使飞机可控,避免李林达尔和许多献出生命的先驱者的悲剧,而使这项勇敢者的科学探索得以持续与传承,直到形成完整的技术体系,这是最了不起的进步,是莱特兄弟对人类航空事业最重要的贡献。

第二,适用的发动机技术。在寻找适用发动机无果的情况下,莱特兄弟利用自己丰富的机械技能,同自己店里的机械师查理-泰勒一起改制发动机。为了减轻自重,他们采用了铝铸缸体。用于试飞的这台四缸内燃机功率达到8.8千瓦(12马力),自重77.3kg。而“飞行者1号”全机重274kg,加上驾驶员约360kg。

第三,高效机翼和螺旋桨技术。为了获得好的翼型,他们在首次成功试飞之前的两年多时间里,进行了上千次滑翔试飞,制作了200多个不同的机翼,进行了上千次风洞实验,最终选定能得到较大升力的翼型。为了提高螺旋桨的效率,他们进行了大量的试制、测试和分析工作,掌握了一些规律性的认识;最终选用三层云杉木薄片压制成二叶式螺旋桨,使用两副这样的螺旋桨,分列于驾驶员两侧,由单台发动机链式传动以推进。根据现代的风洞测试,他们的螺旋桨效率可以达到75%。

从凯利的科学指引,到莱特兄弟的实践与成功,生动诠释了科学与技术之间的关系,充分揭示了技术对于产品研制和工程成功的不可替代的作用。

黑桃棋牌

技术(Technology)的原意是指技能和手的技巧,所谓熟能生巧,巧就是技术。技术也被称作“技艺的科学或“工艺科学”(science of craft)”。技术远比科学古老。技术史与人类史一样源远流长。狭义的技术定义是,技术是人类劳动工具的延伸与扩展,或技术是特殊的劳动工具。广义的技术是指,人类为实现社会需要(生产产品、提供服务或完成特定的目标)而创造和发展起来的手段、方法和技能的集合。

技术具有鲜明的目的性、社会性、多元性和可传授性。根据不同的功能,技术可分为生产技术和非生产技术。按表现形态可分为软件技术和硬件技术,这里的软件技术泛指无形的技术知识。按传统技术领域划分,又可分为电子信息,仪器仪表、新材料、生物医约、加工工程、机械装置与运输、消费品、土木工程等领域技术。

按照技术的法律地位,则有公有技术、工业产权技术和专有技术之分。公有技术是能够向全社会公开的技术,可以不受限制地自由传播和运用。工业产权技术,又称半公开技术,指经申请得到批准后受到法律保护,且具有法定专有权的专利技术和商标。工业产权技术的内容虽向社会公开,但所有者在一定时期内拥有独占权,任何机构或个人未经允许不得任意使用。专有技术,又称秘密技术,指未通过法律程序申请批准、不受法律保护,而靠发明人的保密手段加以保护的技术。

按照我们现在对于技术和专利的理解,当年莱特兄弟的一系列发明构成了以“飞行者系列”为载体的技术群,属于机械装置类工业产权技术。在莱特兄弟申请“飞行机器(Flying Machine)”技术专利并获批后,在其覆盖的范围内,莱特兄弟拥有独占权,任何机构或个人未经允许不得任意使用。这是对莱特兄弟成功的褒奖与保护,但又是造成日后他们的半世悲剧的祸根。

活在当下的我们,从莱特兄弟的成功中,首先应该从正面深刻理解技术的地位与作用。我们的大部分工科学生,未来的终生使命将是以技术解爱玩棋牌决现实问题,造福社会和人类。我们要学习莱特兄弟那种痴迷钻研、刻苦攻关的精神,更要借鉴他们解决问题的正确的方法论与技术途径。精神与方法,二者缺一不可。

寇蒂斯生于1878年5月,年轻时从事自行车和摩托车设计制造,年龄稍小于莱特兄弟,但经历颇相近,也同样酷爱航空,并同样是把自己对于机械与动力的专长,在日后的飞机创新事业中用到极致。遗憾的是,他们未能携手,反成了终生侧目的对手。

请看寇蒂斯具有强烈个性特点的部分航空业绩:1904年,他设计了“加利福尼亚之箭”飞艇并制造了一台发动机。1908年,他驾驶自己设计的“金甲虫”飞机飞行,获得“科学美国人”奖杯。1909年,在法国兰斯举行的飞行竞技会上,他驾驶No.1双翼飞机取得飞行速度冠军,该机所用发动机是他自己设计的。1910年在法国巴黎举办的航空展览会,寇蒂斯有缘结识法国航空先驱法布尔,得到法布尔慷慨赠与的水上飞机有关资料。1911年,寇蒂斯研制成功世界第一架实用型水上飞机;并实现首次在舰船上的着舰与起飞。1913年,完成对水上飞机的革命性改进,将浮筒放大,形成船形机身,船身式水上飞机就此诞生,并成为主流机种。

寇蒂斯很善于向同时代的航空先驱者学习,并在此基础上大胆创新超越。他悉心研究莱特兄弟飞机上使用的翘曲机翼,以及用扭曲的翼尖来操纵侧转的方法。1907年,寇蒂斯加入由航空爱好者、“电话之父”亚历山大·格雷翰·贝尔赞助的”航空试验协会(Aerial Experiment Association,AEA),在经过深入研究与试验后,提出了舍弃翘曲机翼,在机翼上设立铰接挡板,用上下摆动,来维持飞机稳定性的著名设计——副翼和副翼操纵。这项设计极大地克服了“翘曲”的控制能力局限,是一项足可载入史册、至今仍在应用的伟大发明。

1910年,寇蒂斯成立了以自己名字命名的公司。而前一年,莱特兄弟也成立了自己的公司。有意思的是,1929年,两家竞争对手合并,组成“寇蒂斯-莱特”公司(Curtiss-Wright Corporation),二战中的P-40“战鹰”战斗机、P-46 “突击队员”运输机等都是该公司的产品。作为航空先驱创立的公司,“寇蒂斯-莱特”至今还在,长期位居“全球航空航天100强排行榜”榜单中,只是名气已不如前。

保存于中国航空博物馆洞库内的两款寇蒂斯飞机复制品(上图为P40,下图为抗日勇士高志航座驾霍克3)

1903年莱特兄弟首飞成功,1906年,他们在美国本土成功申请名为“飞行机器(Flying Machine)”的专利,涵盖了飞机设计制造的大部分内容。与莱特兄弟同时代、稍晚于他们的“速度疯子”寇蒂斯,也在航空领域从事卓有成效的创新性工作,他发明的副翼技术日渐成熟,他在发动机方面的造诣尤甚,他的飞行成就声名大噪。

但莱特兄弟认为,寇蒂斯的研发侵犯了他们的专利。因为他们的专利不仅垄断了翘曲机翼,也不允许修改机翼边缘。1908年7月,在纽约石溪农场举办了一场著名的“Cup for Aeronauts”飞行比赛,莱特兄弟拒绝参加,称不与参赛的“专利侵犯者”为伍,哥哥威尔伯说:“他们如果飞行,就是侵犯我们的专利”。而在这个赛事上,寇蒂斯使用三角形翼尖副翼和新设计机翼的“六月金龟子(June Bug)”飞机大获成功,取得2分钟持续飞行1英里、远超“飞行者”的成绩,飞机的稳定性和可操纵性也颇好。

同年9月,为争取美国军方的一份订货合同,莱特兄弟在维吉尼亚州麦尔堡举行示范飞行。寇蒂斯最好的朋友之一、同为AEA成员的陆军中尉汤姆·赛福里奇(Thomas Selfridge)受邀到场,并登机体验。在飞行中,因螺旋桨损坏,造成坠机灾难。赛福里奇不幸身亡,奥维尔·莱特也受了重伤。赛福里奇被认为是在公开飞行中因事故罹难的第一人。寇蒂斯为好友的遇难而伤悲,认为莱特的飞机没有进步,是他们的飞机杀死了赛福里奇。

1909年6月,在万众瞩目的纽约飞行展中,寇蒂斯驾驶自制的另一架飞机“金甲虫”飞行,再获成功。莱特兄弟遂于8月,正式提出诉讼,控告寇蒂斯的飞机侵权。20世纪初的美国航空三杰,就此彻底反目。

传奇汽车大王亨利·福特为寇蒂斯打抱不平,主动施援,并以自身8年汽车诉讼、终获胜利的经验,告诉寇蒂斯,可行的应对策略就是“持续修改设计”。

固步自封的莱特兄弟,虽在“飞行者”系列上,先后推出A、B、C等型,但飞机的基本形态没有大的变化,也没有新的技术进步;加之持续的专利诉讼,作为创新创意灵魂的哥哥威尔伯甚至拒绝进入厂房、实验室。他从身体到精神,都出了问题。1912年4月,竟逝于一场伤寒。终年45岁。

弟弟奥维尔为哥哥的早逝伤心欲绝,继续等待着对专利诉讼的判决。1914年1月,美国法院作出划时代的判决,裁定莱特兄弟胜诉,称此后在美国本土生产的每架飞机,都要向专利持有人奥维尔支付专利费,费率为20%。奥维尔因哥哥的离世,迁怒于寇蒂斯,拒绝寇蒂斯使用专利,即使付专利费,也不允许。寇蒂斯因此无法行销自己日渐成熟、且性能明显优于莱特的产品,陷入了破产。但同时期,由于飞机性能落后,从1915年始,莱特公司没有卖出一架飞机。

1914年7月,一战爆发,一切得以改变。从1914年到1918年,德国共生产5万架飞机,航空技术与产业发展突飞猛进。但在美国,由于奇高的专利费,技术停滞不前,产业发展缓慢。1917年美国参战后,为改变这一状况,政府出面干预,为国内的航空发明建立了一个专利许可联盟,强行将专利费从20%降到1%(另一说为每架飞机付专利费200美元),并强令向寇蒂斯公司开放专利使用。寇蒂斯成为了最后的胜利者,早已蓄势待发的寇蒂斯公司获得发展良机,经过战争,成为了当时世界上最大的飞机制造商。

一战后,奥维尔·莱特身心俱疲,遂退出航空界。莱特公司也在1929年,与寇蒂斯公司合并。1930年,即“寇蒂斯-莱特公司”成立后的第二年,寇蒂斯去世,享年52岁。奥维尔一直活到1948年,卒于77岁。惜乎!在他人生的后半段,未能对人类航空事业做出任何新贡献。

说到技术,必须关注专利。专利是知识产权的一种,是伴随社会文明发展,人类保护和促进技术进步的一项重要措施。专利技术是指被处于有效期内的专利所保护的技术。毋庸置疑,专利技术是需要保护的。莱特兄弟积多年奋斗之成果,突破重重难关,做出卓越建树,申请并享有专利技术权,似无可指摘。

这项专利虽确属前所未有的发明,但这个名为“飞行机器”的技术专利太过宽泛,使得莱特兄弟利用这一专利,事实上合法地阻止了该领域的任何竞争,窒息了航空事业在美国本土的正常发展。这种专利保护走向了反面,激起了包括寇蒂斯在内的其他创新者、发明家的义愤,并最终导致了国家利益受损,使得政府不得不直接出面干预。

对莱特兄弟而言,他们虽获得了专利,赢得了诉讼,却失了人心,丢了创造的激情,直至哥哥英年早逝,赔了性命,弟弟抑郁寡欢,退出航空。写到这里,忽想起巴西人民尊崇的民族英雄、同为航空先驱的阿尔贝托·桑托斯·杜蒙(Alberto Santos Dumont,1873-1932)。

杜蒙矢志航空、献身航空,做出了卓越的贡献。他先后设计制造了14艘飞艇,为飞艇的实用化做出了划时代的贡献。1899年,他研制成功一架有前翼的盒型双翼风筝式飞机,这是欧洲的第一架动力飞机(2016年里约奥运会开幕式体育场上空飞翔的飞行器就是这件杰作的再现)。1906年9月至11月完成了多次飞行,创造留空21.2秒、飞行距离220米的记录,轰动欧洲。之后,杜蒙转向研制超轻型飞机,成为现代超轻型飞机的“始祖”。

在取得如此大的成就之后,这位大半辈子生活在法国的巴西人于1928年回到祖国,继续从事发明创造。在目睹飞机用于战争、显示巨大杀伤威力后,这位和平主义者决定不再从事飞行器设计,并因深受刺激,于1932年7月23日自杀。一位伟大先驱以此种形式献身,令人唏嘘不已。

而杜蒙更值得我们仰视的是,他从不把自己在航空方面的成就视为个人秘密和致富手段。他的全部飞行试验和技术细节都向世人公开;并正式宣布,他的设计不申请专利,可向所有人免费提供。我无意指责莱特兄弟,但与杜蒙的境界相比,高下立见。

正所谓:成也莱特,衰也莱特。苦斗如寇蒂斯,高尚如杜蒙。今世的我们,从中应该汲取的教益则是,神奇的技术带给我们光荣与福祉,而技术是需要持续创新和发展的。天才亦凡人,伟人亦有局限。对专利技术的保护具有二重性,福兮祸兮,全凭有度。