1. 在基蒂霍克滑翔
人们看看北卡罗莱纳州的地图便会了解到,在大西洋海滨和阿尔伯马尔湾、帕姆利科湾和罗阿诺克沙滩之间有一片孤立的像长带子一样的海滩。莱特兄弟到那儿去的时候,在这片海滩和北卡罗莱纳州大陆之间还没有一座桥,甚至和附近的罗阿诺克岛——瓦尔特·梅利的“失去的领地”——之间也没有桥相联系。在这片沙滩上有基蒂霍克急救站,旁边有一个气象站。离海边大约一英里远的地方就是基蒂霍克镇,尽管那儿也有一个邮政局,可它并不比一个村落大多少,只有一片住宅而已。
它大部分房屋都像普通的农舍一样散得很开。在基蒂霍克南边四英里的地方是基尔·德维尔急救站。
1900年9月9日威尔伯来到北卡罗莱纳州的伊丽莎白市。当他想打听去目的地的最近的路时,居然很多人从来没有听说过那个地名,这在当时来说是不奇怪的。他终于了解到有一条船每星期一次开往罗阿诺克岛,可是这条船在前一天已开走了。威尔伯心急火燎,不想耽搁,便走到水边打听还能不能雇到一条船。他在那儿遇到了一位叫佩里的船主,此人曾经是基蒂霍克的居民,成年累月地住在一条平底船上。由于其他的船主都不愿去基蒂霍克,威尔伯只好不顾平底船舱的肮脏,也不顾船主的冷脸,订下了佩里“船长”的船。他立即把从代顿市运来的滑翔机的零部件和其他货物装进船舱,于9月10日早晨开始了去基蒂霍克的64公里的航程。当他们乘坐小船离开码头,驶向平底船停泊的地方时,威尔伯发现那条小船渗漏得很厉害,就问船主是否安全。
“啊,”佩里向他保证说,“它比那条大船还安全。”可是这并没有增强威尔伯多少信心,他不久就发现自己的不安是有道理的。到下午三四点钟时,他们遇到了强劲的顶头风,只好把船驶进北河平静的水面,听天由命地等候好天气。那时威尔伯的胃口是很好的,可是他发现无论是船上的食物还是厨房的卫生甚至连中等水平都达不到,他只好找了一个借口,尽量礼貌地谢绝了船上的食品供应,而他随身带的可以充饥的全部食物只有临走时妹妹卡特琳娜塞进他衣袋里的一小罐果酱。
恶劣的气候一直延续到第二天下午。那天夜里9点钟,他们的船终于到达基蒂霍克湾的一个备有小型仓库的码头。由于没弄清楚上岸后的路线,威尔伯只好饿着肚子在船上一直呆到第三天的早晨。一个名叫鲍姆的小男孩同意领他到威廉·丁·塔特的家里去,那儿离码头大约有1/4英里远。9月12日清晨威尔伯到塔特家的时候,离他最后一次吃饭——
除了吃果酱外——刚好是48个小时。
来到了塔特的家,威尔伯先作了自我介绍。当塔特关心地问他旅行是否愉快时,威尔伯无可奈何地摇了摇头,苦笑道,他的背部痛得很厉害,两条胳膊也酸疼得抬不起来,一是因为睡在肮脏的甲板上;二是由于船遇着劲风,在河中摇晃得厉害,两只手必须紧紧地抓住船舷,使两只手都麻木了;更重要的原因是他一点儿也吃不进佩里船上所供应的食物,因此人已疲乏至极。
“你是说你已两天没有吃饭了吗?”塔特吃惊道。
威尔伯的回答在这个好客的家庭里迅速引起了反应。虽然当时塔特一家已用过早餐,可是塔特太太很快又在厨房的炉子上升起了火,做了一大盘美味的火腿蛋。
饭后,威尔伯问塔特,他是否能在这儿得到一个星期或更长时间的膳宿供应,直到他的弟弟奥维尔的到来。
塔特走进邻室去问他的妻子。由于门是半开着的,威尔伯能够听到他们的对话。塔特太太有点儿慌张。她说,这个年轻人是一个有时间和有钱搞几个星期之久的体育活动的人。毫无疑问,他一定是一个习惯于过奢侈生活的大富翁,他对他们提供的最好的膳食服务能感到满意吗?
威尔伯向隔壁房间的门口走去,他解释说自己无意中听到了他们的谈话。他向他们声明,他只希望能作为一个普通的顾客被接待,并不需要任何特别的照顾。但他对他们殷勤的接待是非常赞赏的。
“他一定是一个有教养的人。”塔特想。他认定这就是问题的答案,于是他不等妻子答话就对威尔伯说:
“您一定很累了,何不到我们闲着的卧室里去睡一会儿呢?”
“先洗一洗吧!”塔特太太很快从衣橱里拿出塔特的衣服递给了威尔伯。
威尔伯十分感激地点了点头,微笑了。
到达基蒂霍克的第二天,威尔伯就开始工作了。他带着组装滑翔机的各种零部件及其他货物兴致勃勃地来到沙滩上,望着这里一望无垠的沙滩、适于起飞的小土丘,以及徐徐吹来的海风,威尔伯深感这里是飞行试验最理想的地方。第一件事是在沙滩上支起帐篷。他凭着自己的经验选了个地方——那儿离塔特的家大约有半英里远,周围有几棵树,能够望得见海湾——支起了一个帐篷。他把装有各种零件和工具的柳条箱一个个拖进帐篷里。白天他在沙滩上忙碌着,晚上在塔特的家里用塔特太太的缝纫机缝制滑翔机的蒙布。早先在代顿市他用优质的法国白棉缎已为滑翔机做好了蒙布,当时考虑到能够更加适合滑翔机的框架,只是没有缝合蒙布的顶端。可现在他不得不改小蒙布,因为滑翔机将比原设计的要小。他在诺福克市或伊丽莎白城能够买到的能做滑翔机翼梁的木材最长的只有4.8米,而没有他需要的5.5米长的材料,所以他必须把上下翼的蒙布从中间裁断,再重新缝合起来。组装滑翔机的全部工作是在威尔伯支起的帐篷里完成的。接着他又做起在沙滩上营造生活的一切准备工作,他一心想在奥维尔到来之前将一切都准备好,可是天气炎热,运水到帐篷的工作就耗掉了他许多精力。当奥维尔于9月28日到达后,威尔伯抱歉地说还有许多工作有待于他们去做呢。
奥维尔的旅行十分顺利。他乘的船比佩里船主的船好一些。像威尔伯一样,他从伊丽莎白市到这儿也用了两天,那平静的海洋给他留下了深刻的印象。奥维尔来到后,他们弟兄俩在塔特家住了5天,然后他们就住进了帐篷。这个帐篷有3.6米宽,6.7米长,它的一角被系在一根做桩子的树上。那棵树上栖息着一群模仿鸟。每当奥维尔弹起他从家里带来的曼陀林时,那些鸟儿也会伴随着琴声引吭高歌。
基蒂霍克镇上很少有人来访问这个奇怪的帐篷,原因之一就是有消息传开去,说是莱特兄弟使用煤气炉,十分危险。然而塔特对莱特兄弟用一种自行车上的电石灯照明留下了很深的印象,他说他也想在自己家里安装一盏汽灯。
莱特兄弟不得不走过1000英尺沙地去提水,奥维尔自愿承担了厨师的工作——在基蒂霍克进行试验期间他一直做这个工作。他觉得在购买食品方面他比哥哥要能干一些,而洗碟子的工作自然就是威尔伯的了。
由于在那一带买不到新鲜面包,奥维尔学会了用奶油制作饼干的技术。
他做的饼干质量很好,后来他的父亲坚持说,任何人都做不出那么好吃的饼干。为了节省时间,奥维尔总是一次就和好够几天用的面粉和其他原料,因为一天内要烤三次饼干。
莱特兄弟齐心协力,不久就把滑翔机安装好了。这架滑翔机总重约24公斤。虽然机身的主梁只有4.8米长,但是弓形翼面的翼展却长达将近5.3米。它的升力面积是165平方英尺,而不是原计划的18.6平方米。
在下翼中央有46厘米宽的位置没有蒙布,那是给驾驶员留下的,驾驶员将趴在那儿,脚搁在后梁上。这是为了减低阻力的缘故。这架滑翔机没有尾翼,它有两个重要的装置是前人试验的飞行器上所没有的:一个是前方向舵,或叫“升降舵”,它的后缘离机翼最近的边缘只有30英寸远;另一个就是机翼的扭曲系统,通过对桁架巧妙的设计,机翼能够从一边向另一边扭曲。这样,就能使一侧机翼比另一侧机翼以更大的迎角迎着气流。当飞行中的滑翔机遇到强风机身倾斜时,通过扭曲机翼就能恢复平衡。经过他们反复的检查,认为滑翔机已毫无问题,就想正式试飞了。
然而基蒂霍克那儿的风并不像他们想象的那样令人满意。美国气象局的报告曾使他们以为那儿每天的风速大约每小时24公里。而现在,他们才明白每小时24公里的风速是一个月里的平均风速。有时候风速可高达每小时97公里,而第二天却一丝风也没有。可见基蒂霍克的风速十分不稳定。现在看来,他们很可能经常要等好几天才能遇到一个适宜飞行试验的天气。这就意味着他们在这儿试飞的时间要比他们预想的长。
就在他们刚刚开始进行滑翔试验的时候,他们又碰到了一件令人惊奇的事。根据李林达尔的气动压力表,这架15.3平方米的滑翔机只需要每小时27至34公里的风速就能飞起来了,但是他们发现实际上滑翔机需要更强得多的风才能起飞。既然适合试验的风力很小,那么载人的飞行试验计划还得推迟。他们起初只把这架滑翔机作为一个风筝那样放飞,上面放了大约50磅重的铁链子,而没有载人。他们用两根绳子拉着它,并用系在地面的小绳索操纵它的平衡系统。尽管这个系统的试验结果是成功的,鼓舞人心的,但是莱特兄弟依然认为非得通过实际的滑翔经验,才能肯定放“风筝”的试验是否真正实用的。
使他们惊奇的还有一件事,那就是这架滑翔机的实际升力比按机翼的曲面尺寸计算得到的升力要小得多。究竟是什么原因引起计算的升力和实际升力之间如此巨大的差距呢?莱特兄弟想,是不是由于他们滑翔机的翼面的弯曲度小于李林达尔的?或是机翼的蒙布布质太稀疏从而丧失了一些升力呢?他们还怀疑他们现在所参照使用的李林达尔气动压力表中有关作用于翼面上的气动压力是否正确。
他们决心在一座小山的山坡上进行滑翔试验。这意味着他们要抬着滑翔机到帐篷南边6.4公里外的一座高30.4米的大沙丘上去,那就是基尔德维尔山。他们第一天到山上试验时,风速达到了每小时40公里。由于他们没有滑翔经验,便想等到风小一点再进行第一次试飞。第二天,风速减少到每小时22.5公里,机会来了,于是威尔伯满怀信心地俯伏在下层机翼上操纵,奥维尔则拉着绳索往前猛冲,这架载人的滑翔机轻飘飘地升了起来。这是第一次滑翔,虽然只滑翔了30米,机身离地2.5米,但毕竟终于能升起来了!奥维尔高兴得仰头大叫,“我们能飞了!”威尔伯却冷静地思考着,这次试验成功,证实了机翼的浮力,是跟面积、角度以及风速成比例的。这也是问题的关键。
这一天他们在基尔德维尔山上进行了12次试飞,塔特也前来协助他们。
进行这些飞行试验时,滑翔机只在松软的沙地上飞起两三英尺高。
莱特兄弟一再在每小时32公里的飞行速度下练习着陆,但无论是驾驶员还是滑翔机都没有被损伤。这个山坡的东北坡是大约9.5度的坡度,也就是每1.8米,下降0.3米。当滑翔机相对于风以每小时40公里到48公里的速度,即相对于地面以每小时16公里到24公里的速度飞行时,滑翔机在平行于山坡的飞行过程中还增加了速度。这表明滑翔机可以在不很陡的山坡上进行飞行。
莱特兄弟对滑翔机的控制比他们预想的还要好。他们对前升降舵最细微的运动都能作出迅速的反应。前升降舵在保持飞机的纵向平衡方面是令人满意的。起初,莱特兄弟把扭曲机翼的装置拴紧,使其不能操纵,而只是操纵升降舵,因为他们担心,在他们还缺乏飞行经验的时候,就想同时使用两个装置,势必导致这两个装置都操纵不好。虽然没有使用机翼扭曲装置,他们却能在机身向一侧倾斜前5至10秒钟强迫滑翔机着陆。在进行最后三四次飞行试验时,莱特兄弟解开了拴紧扭曲装置的金属丝,以便使用横向稳定装置。
冬天来了,基蒂霍克气候太冷,沙滩上的风也太大,莱特兄弟回到了代顿市。1900年的飞行试验结束了。莱特兄弟原想这次能在空中滑翔几个小时,但事实上,他们这架载人的“风筝”最多只飞了10分钟,而其中只有2分钟是真正的滑翔。
他们认为那架滑翔机已经完成了它的历史使命,留下来已没有多大用处,于是将它留在小山顶上,上面压上沙子。当塔特看到他们打算丢弃这架滑翔机时,他问他们是否能把滑翔机给他。莱特兄弟很愉快地答应了他的要求。塔特太太用机翼的棉缎蒙布给她的两个小女儿做了衣服。她注意到这种棉缎是一种非常好的纺织品,布质比她在商店里看到的所有的布都更致密。她的一些邻居在看到她做的衣服后都评论说把这么好的布拿来做风筝的人真是愚不可及。
虽然飞行试验的时间没有达到莱特兄弟预想的时间,然而他们在1900年所学到的全部知识证实了他们开始研究飞行时所持的某些观点是正确的。他们靠扭曲机翼来保持滑翔机的横向稳定,不仅要优于依靠飞机的上反角机翼或者移动驾驶员的重量,而且要优于迄今为止人们所试验的一切方法。他们发明的前升降舵在控制滑翔机升降方面也令人十分满意。为此,他们要运用自己多次实验得出的经验:机翼角度增加,升力也随之增加,不仅是使得机头上下移动,还可以使两侧稳定而平衡,他们决定再造一架在一般风速下也能飞行的载人的大“风筝”,再一次到基蒂霍克试飞。
1901年莱特兄弟试验制造的第二架滑翔机,已不是模仿前人的经验,而是通过自己实验而产生的新滑翔机。虽说其总体设计与前一架差不多,操纵装置也相同,但是这架飞行器起飞的面积更大,从而能够获得更大的升力。另一个变化是按照李林达尔的气动压力表规定的翼形,增大了机翼的弯曲弧度。滑翔机的翼弦约为2米(机翼前缘到后缘的直线距离),总翼展为6.7米,重量为45公斤。从下翼中部去掉50厘米宽的一段并将机翼的后角用圆弧过渡后,这架滑翔机的整个升力面积为27平方米(原先的那架只有15.3平方米)。前升降舵翼弦为1.3米,面积为1.7平方米,它的后缘与机翼的前缘相距大约0.8米远。
这架滑翔机比过去人们曾经试验过的任何一架都大得多。莱特兄弟知道它不像别的飞行器那样,靠移动驾驶员自身的重量来控制平衡,他们相信自己设计制造的前升降舵,并且坚信他们能够操纵它。如果他们的计算不错的话,这架滑翔机能够在每小时27公里的风速中飞行。它的翼面只有3度攻角 (“攻角”现在更多地称为“迎角”,它被定义为机 翼与迎来的气流方向之间的夹角)。
由于不能把这么大一架滑翔机像从前那架一样放进帐篷,莱特兄弟就在基尔德维尔山下盖了一座7.6米长、4.9米宽、2米高的库房。这座机库两边的墙部分是悬下来的门,打开的时候,它就成了遮篷。莱特兄弟仍然住在帐篷里。他们往沙子里插进一根3到4米长的铁管子,便解决了水的供应问题。
尽管那片辽阔的沙滩似乎太荒凉,不值得人们去占有而给自己添麻烦,然而事情并不是这样。那片沙滩不是属于这个人的,就是属于那个人的,莱特兄弟不得不事先征求了他们的同意才在那儿建房子。
1901年7月,住在他们帐篷里的还有他们的伙伴。莱特兄弟曾跟夏努特通信联系已有一年之久了。为了加强了解,夏努特接受了莱特兄弟的邀请,于这一年的6月在代顿市小住一阵。当他听说莱特兄弟上次进行飞行试验身边连一位大夫也没有,而且这次他们还要照此办理时,他对他们说,在那样一个荒凉的地方进行那样一种危险的试验,这样做实在太冒险了。夏努特说他认识一名航空业余爱好者,曾受过医疗训练,他名叫斯普拉特,现住在宾夕法尼亚州。正因为这位年轻人从未见过飞行试验,夏努特想他一定盼望有这么一个机会的。夏努特说如果莱特兄弟愿意给斯普拉特提供膳宿,他将很乐意给斯普拉特提供到基蒂霍克的路费,他说他自己得到的报偿就是他们给予他的快乐。夏努特还建议莱特兄弟应该邀请田纳西州查克利市的哈夫克,此人正在制造一架由夏努特出钱订造的滑翔机。莱特兄弟一一接受了这些建议。于是,第二次飞行试验就有4个人参加了。夏努特作为一位客人也和他们在基蒂霍克呆过一段时间。
新的滑翔机已经组装好了,准备于7月27日下午进行试飞。由于这架滑翔机是设计在每小时27公里的风速中起飞的,可那一天的风速只有21公里。莱特兄弟抬着滑翔机到基尔德维尔山进行第一次试飞,经过五六次调整试验后,他们用19秒钟做了一次96米距离的滑翔飞行。虽然1901年7月27日这一天进行几次试验的成绩都优于前一年取得的最好成绩,然而,不久还是证实了,这架滑翔机在好几个方面并不比第一架滑翔机好。他们发现机翼的弧高1∶12(李林达尔推荐,夏努特和其他人也采用过),还没有莱特兄弟1900年采用过的1∶22的弧高好。(弧高1∶22意味着翼弦——即机翼前后端的直线距离是机翼曲线的最凸部的距离的22倍)这是1901年的滑翔机不能像1900年第一架滑翔机那样在接近水平的坡度上飞行的原因。同时他们还发现机翼弧高为1∶12的滑翔机不如弧高为1∶22的前一架那么便于控制前后的平衡。因此,他们决定减少机翼的弧高,使其较接近于前一架滑翔机的弧高。他们立即改装了机翼,使其弧高为 1∶18。恢复滑翔试验后,他们惊喜地发现它的控制系统又像第一架那样好用了。这样,莱特兄弟在每小时35公里和44公里的风速下进行了滑翔,而没有出过事故。尽管在大多数的试飞中,滑翔机的横向平衡系统是非常有效的,可是在另外几次试验中,看来几乎在同等条件下,机翼扭曲却没有显出一点儿作用。
莱特兄弟这时发现滑翔机在自由飞行时,当一侧机翼比另一侧机翼以更大的迎角面对气流时,较大迎角的机翼并不是像人们期望的那样上升,相反有时还下降了。对这个问题的解释是这样的:一侧机翼以较大的迎角面对气流就会对向前的运动带来更大的阻力,这样就会减低该侧机翼向前的速度。因为速度减低而引起的升力损失。比抵消较大迎角增加的升力还多 (他们把滑翔机作为风筝试飞时没有发现这个情况,因为 当他们用绳索控制滑翔机时,即使它遇到的阻力是不一样的,机翼总是保持同样的速度)。
当8月20日他们离开基蒂霍克的时候,莱特兄弟由于是通过操纵系统控制机翼,而不是通过移动驾驶员自身的重量来保持滑翔机的平衡,因此他们几乎能够像操纵一架小型的滑翔机一样容易地操纵一架大滑翔机,对此他们感到满意。据他们所知,从已经公布的数字来看,他们的飞行试验已经打破了滑翔距离上所有的纪录。夏努特曾经亲自目睹过1901年的部分试验,他坚持说,试验的结果比过去人们所取得的试验结果都好,这一切都是令人鼓舞的。可是,从另一方面来说,如果过去大部分这方面的科学信息都是不可靠的,那么他们的任务将要比他们所想象的还要艰难得多。由于没有可靠的前人的经验来指导他们,谁又能知道人们将怎么飞行呢?这时的威尔伯很沮丧,回想起1900年他们按照前人研究的成果制成的第一架滑翔机,运用了自己发明机翼扭曲和升降舵等特点,起飞方式虽然像放风筝似的靠一个人拉着绳索往前跑,但小滑翔机毕竟载着人飞了起来。这一次自己制造的第2号滑翔机改成双翼的,起飞的方法是一个人抓住左边机翼,另一个人抓住右边机翼,然后以最快的速度向前疾跑,滑翔机也顺利地起飞了。遇到的问题是使用的翼型问题。同时这次试飞还是发现了许多前人研究成果的错误。如果要坚持试验飞行的话,非得下决心完全靠自己的研究成果而不能再用李林达尔的滑翔经验了。完全靠自己来研究又是多么的艰难!尽管他常说他有这样一种理想,希望有一天能够进行真正的飞行,可是,此刻他是打算放弃所有的飞行试验了。在回家的路上,威尔伯说,没有一千年的工夫,人类是飞不上天的!
夏努特敦促莱特兄弟不要放弃他们的试验。他争论说,如果他们坚持试验,他们将会获得成功,而其他人还需要花费很长的时间来理解飞行试验中的问题和知道怎么去解决它们。夏努特对航空史的研究有过巨大的贡献。莱特兄弟注意到他反对他们停止努力的一再劝诫。要是没有夏努特的鼓励,他们很可能会停止他们的飞行试验了。
夏努特做了西部工程协会主席后,还为航空事业做了另一件大事。
他邀请威尔伯出席1901年9月18日在芝加哥的大会,并以飞行试验为题在大会上发言。
威尔伯对大会发言心怀畏惧,要不是出于对朋友的感激,他是不会去发言的。他对夏努特说,他不擅长于在公众面前讲话,不一定讲得好。
然而,为了使会议开得成功,夏努特还是计划让威尔伯发言。他问威尔伯,请一些妇女出席会议是否对开好会议有所帮助。威尔伯说,他一定会像别的男人一样感到极为惊慌的。他说,当然,让妇女参加会议也不碍事,不过,他是不会穿着正式的晚礼服出席会议的。
在这次大会发言中,威尔伯大胆地宣称人们已经获得的关于大气对机翼压力的数据有许多是不正确的。当时在代顿自行车铺里的奥维尔对这部分讲话内容感到很不安,要是他们的试验有差错,而许多科学家得到的数据被证明是正确的那又怎么办呢?当然,没有谁像威尔伯和奥维尔那样更懂得在公众面前批评著名科学家们的工作所应负的责任了。那些人都是作为权威被写进书里的。如果不是一个人亲自实验过而胸有成竹的话,要指出已确立的事实为错误既是冒昧的又是冒险的。
怀着这样一种疑虑的心情,奥维尔为进行一系列的试验做了一个风洞。这个风洞看上去只是一个老式的淀粉箱子,长不过16英寸,被搁在自行车铺的地板上。在里面,他放了一台仓促制作的装置,其主要部分只是一个在枢轴上转动的金属杆,其式样同风向标相同。没有必要说明使用它的技术细节了。当气流穿过“箱子”时,就可以用金属杆像天平那样对弯曲翼面和平翼面进行比较。奥维尔给“箱子”加了一块玻璃盖以后,他就能测量出同样面积的弯曲翼面和平翼面在同等气压下迎着气流的角度。
在1901年的秋季和初冬时节,莱特兄弟在风洞里进行了200多次各种类型翼面试验。他们把这些机翼模型做不同角度的试验,当机翼开始上升,他们以2.5度的间隔将它的角度上升到20度,然后又以5度的间隔上升到45度。他们分别用单翼机、双翼机和三翼机的模型做了试验。
他们用兰利在试验中使用过的前后双翼机做了试验。他们还测量了不同的“展弦比”产生的升力(展弦比就是翼展和它的弦之比),他们发现翼展和弦的比率越大,机翼就越是容易支撑住。他们测量了厚薄不同的机翼,其中有一个机翼竟差不多有它的弦的六分之一那么厚。
他们的试验证明了那时人们常常采用的一些方法是错误的。比如机翼的前部呈刀口形,又比如大弧度的机翼往往是没有效率的。有时候,试验的结果是如此地出乎他们的意料之外,以至他们自己都不敢相信他们的测量仪器了。比如,同有关研究人员公布的所有数据相反,矩形平翼面的迎角为30度时,其翼面空气压力比45度迎角还要大。
自行车铺里的这些风洞试验只进行了两个月多一点的时间,在1901年圣诞节前就停止了。莱特兄弟很不情愿地中断了试验,因为他们毕竟是靠做自行车生意过活的人,他们不得不考虑谋生的方法。他们从来也没有把自己进行的科学试验同经济收入联系起来过。然而,就是在那几个星期里,他们完成了一项其意义重大得无法估量的事业。他们不只是制造了世界上第一个能对模型机翼进行准确测试的风洞,而且是世界上第一次使用风洞得到一整套科学数据,并根据这些数据设计出飞机的人。即使是在今天,风洞仍然为各种各样的航空实验室所广泛运用,只不过是配备了现代科学技术能够提供的更先进更精密的仪器罢了。人们对莱特兄弟当年得到的数据进行了再试验,其差异竟小得令人惊奇。然而,莱特兄弟当时所遇到的困难和他们在自行车铺里进行的科学试验还没有被人们所了解。现在全世界都知道他们是第一个制造出飞机并第一个真正进行了飞行的人。可是,人们并不完全知道他们的飞机飞上天以前他们不得不从事大量乏味的、严格的科学试验。正如飞机的控制系统与莱特兄弟的名字分不开而显示其重要性一样,如果没有风洞的发明与试验使他们设计出能够飞行的机器的话,那也就没有今天这样辉煌的航空事业。
莱特兄弟有两个理由要把数据先弄清楚。其一是他们生活俭朴,在纸上纠正错误比做出实物后再验证要少花许多钱。他们知道,就是非得再做一架滑翔机的话,他们也不愿意花许多钱去按照一个靠不住的数据来制造滑翔机。
在整理好他们自己得出的数据后,莱特兄弟把抄本送给了他们的朋友夏努特和其他一些对航空事业有兴趣的人。夏努特清楚地知道,莱特兄弟当时掌握的航空方面的知识,远远超过了世界上的任何一个人。他感觉到让他们继续试验下去几乎是他的一个责任。然而,他不能不遗憾地说,为了科学,他们在经济上陷入了绝境。他深信继续照他们的路子走下去,无疑会获得“重大的成果”。
夏努特也许会感到自豪,因为他坚持施加了他的影响来推动莱特兄弟的飞行试验。再者,他邀请威尔伯到芝加哥进行演说也有了非常好的结果。要不是威尔伯在那次演说中作了极其大胆的发言,奥维尔就不会觉得迫切需要更充分的数据而去进行风洞试验了。而没有风洞试验得到的准确数据,那么不仅是莱特兄弟,而且后来其他人也不可能制造出一架真正能够实用的飞行器。那些风洞试验是人类飞行史上从失败走向成功的一个伟大的转折点。
把他们在风洞试验中获得的知识运用到真正的滑翔机上去试验,提到了莱特兄弟的议事日程。1902年8月25日,他们启程去基蒂霍克,这是第三次了。可是直到9月8日,他们才着手装配他们第3号滑翔机。
因为他们留在那儿的帐篷被冬季的大风撕坏了,只好进行大修。同时他们还在帐篷的旁边动手盖了一所可以住人的小屋。直到9月19日他们才安装好滑翔机,准备进行第一次试飞。
第3号滑翔机的升力面积比第2号滑翔机并没有大多少,尽管它的翼展从原来的22英尺增加到32英尺。既然风洞试验表明了“展弦比”
的重要性,那么现在的翼展就是其弦长的6倍而不是原来的3倍了。还有一处较小的变化也许会引起人们的注意。在原先的滑翔机上,机翼的扭曲操纵系统是由驾驶员的脚来控制的。可是在1902年的这第3号滑翔机上它是由驾驶员坐着的“鞍座”作横向移动来操纵的。最引人注意的变化,还是他们给滑翔机加了一个机尾。它由两块固定的垂直尾翼组成,这两块垂直尾翼总的面积略小于3.6平方米,制作尾翼是因为1901年那架第2号滑翔机在飞行中遇到了某些困难。当左右的机翼被扭曲成不同的角度以迎着气流的时候,机翼的角度越大,遇到的阻力也越大,滑翔机的速度就放慢。由于速度不够,使本来可以得到更大升力的机翼也无法升起了。他们希望尾翼能够平衡两翼所遇到的不同的阻力。他们想,如果一边机翼突然转向,在一条垂直轴上,则尾翼将在同一面迎着气流,这样它就能阻止滑翔机继续转弯。
撇开使用尾翼带来的优越性不讲,这架新滑翔机的第一次试验就获得很大的成功,它为以后的试验打下了良好的基础。试验证明,由于不按前人提供的气动压力表而根据他们自己进行的风洞试验提供的数据制作滑翔机,莱特兄弟在走向飞行的道路上又迈进了一大步。在机翼使用怎样的形状的问题上,由于他们现在所掌握的知识不是出自前人的试验,因而,1902年这架第3号滑翔机比过去的任何一架滑翔机都有大约两倍的动力效率。它只使用其他滑翔机不到一半的升力就可以升空飞行了。
这架令人惊异的第3号滑翔机,甚至可以与鸟儿比高低了。莱特兄弟测量老鹰翱翔时,相对于地平线的角度,发现他们自己能够以较小的迎角进行滑翔——只有5.33度迎角,而老鹰至少也得以6度的迎角进行滑翔。
莱特兄弟在1902年的9月和10月,共进行了1000多次滑翔试验。
有好几次滑翔的距离都超过了183米,有许多次滑翔机都是在每小时36英里的风速中飞行的。到那时为止,过去还从没有一个人敢于在那么强劲的风中进行飞行试验。莱特兄弟取得这样的成绩更证明了他们的操纵系统是卓有成效的。他们的有些飞行试验能够连续飞行一分多钟,并能在一个地点上空来回翱翔而无需着陆。这样杰出的表演给塔特的兄弟丹留下了很深的印象。他一本正经地说:“现在它需要的就是一件羽绒大衣了,那样它将飞得更好,而且能够永远留在天上。”
然而,第3号滑翔机在50次试飞中也会有那么一次表现得十分奇怪。在飞行中,它居然不顾驾驶员尽力扭转机翼而突然转向滑降到沙地上。经过检验,横向平衡操纵系统效能很好,并没有出问题,可在下一次看来几乎是同样的条件下,人们还是无法阻止滑翔机旋冲到沙地上,莱特兄弟把这种情况称为“打井”。
莱特兄弟过去制造的滑翔机从来没有出过这样的问题,原因是这架滑翔机装有尾翼,那些“打井”事故全是由于“尾旋”的缘故,“尾旋”
这个名词是在那些年以后才被使用的。虽然事情很清楚,机尾同滑翔机的这种奇怪现象有关,可莱特兄弟一时都无法说出其原因。有一天夜里奥维尔比平时多喝了一点咖啡,上床后,他没有像往常一样进入梦乡,他连着好几个小时都没有睡着。那几杯多喝的咖啡也许对人类未来的实际飞行产生了重要的作用呢。当奥维尔辗转不能入睡时,他找到了出现那种奇怪现象的原因。第二天吃早饭的时候,奥维尔急切地把他的想法告诉了威尔伯和来基蒂霍克看望他们的二哥洛林。
在飞行中当滑翔机横向倾斜时,它便开始向侧面滑飞,就像一个雪橇从山坡上冲下或者一个圆球从倾斜的平面上滚落下来时一样,由于加快速度,滑翔机的滑翔速度也就更快了。如果滑翔机倾斜的角度碰巧比平时更大一些,而驾驶员没能迅速作出反应,将它纠正过来,那么滑翔机向侧面滑飞的速度就会更快,以至于使它的尾翼把风力压向旁边的下翼,而不是如人们期望的那样把风力压向上翼。在这种情况下,尾翼并没有阻止滑翔机绕垂直轴线的偏航运动 (这种偏航是由左翼和右翼在扭曲时产生的阻力差所造成的),相反,尾翼加剧了偏航运动,其结果比没有尾翼更糟,它促使整架滑翔机旋冲到沙地上,用机翼“挖”了一口“井”。
奥维尔坚信不移地说,现在很有必要把垂直的尾翼改制成活动的,以便让驾驶员遇到滑翔机横向倾斜时能够把空气的压力转移给上翼(这就是后来被人们采用的莱特操纵系统——副翼和方向舵的独立控制)。
威尔伯连连赞许地点头,认为弟弟的想法很可能是正确的。于是他提出了一个建议。他说:问题就出在尾翼所承受的压力上,无论是机翼遇到的阻力不同还是滑翔机倾斜滑飞所致,总之,不管是什么原因,我们都要消除转移到下翼上的压力,因为下翼正以较大的迎角飞行以便接受升力使机身恢复平衡,并将尾翼这边的升力带给必须减小角度的上翼,我们为什么不把机翼扭曲系统和机尾的控制机械联装起来?这样一来,驾驶员就不必在同时控制三样东西,而只需要注意前升降舵和机翼扭曲装置就行了。莱特兄弟立刻就动手把控制尾翼的铁丝联装到机翼扭曲系统上。他们还把两块垂直尾翼改成一个垂直的方向舵。
经过1902年滑翔机的改装,莱特兄弟请人把他们的滑翔机画下来,用文字加以说明,写成申请专利的说明书,准备提交明年3月份的第23届专利委员会讨论。
掌握了计算的准确数据,以及在有风和无风的天气里都能有效工作的平衡系统,莱特兄弟现在完全相信自己能够成功地制造一架动力飞机了。
2. 第一次动力飞行
莱特兄弟心里清楚,虽然1902年第3号滑翔机试飞非常成功,但它毕竟是借助风力进行滑翔的飞行机器,只靠空气的阻力是无法使机身升高飞行的。要想滑翔机不借助风力而且飞得又高又快,就一定要在滑翔机上装设发动机或螺旋桨。所以他们在 1902年的试飞结束回到代顿市后,立即就着手实现他们在基蒂霍克已拟好的计划,制造一架动力飞机。
滑翔机成功的试飞已经说明他们在实验室得出的数据的准确性,既然他们曾经根据这些数据制造滑翔机,现在他们就能够事先计算出他们即将制造的任何飞行器。他们使用的相当准确的数据是前人所没有掌握的。
他们想要一台至少有马力,除了附属部件其重量为每马力不足10千克的发动机。他们不知道是否能顺利买到他们所需要的发动机。也许某家汽车公司能够通过减轻飞轮的重量和比平常的产品使用更多的铝来生产出一台足够轻的发动机。1902年12月3日,莱特兄弟写了十几封信给各家汽车公司和汽油发动机制造商,询问他们是否可以生产能提供8马力而其重量又不超过91千克的发动机。然而这些公司都回信说他们目前的业务太忙,无法承担这样一种订货。奥维尔觉得自己在那些信中可能透露了寻找这样一台发动机的目的,因此有理由怀疑这些公司可能听到了什么风声,知道他们买发动机是为了制造一架动力飞机,将来升上天空摔下来机毁人亡,害怕那时候会因为发动机的设计问题找他们的麻烦。再者,要是某个公司为所谓的“飞行机器”提供了一台发动机,这个消息一旦传出去,那一定会损害他们的商业信誉,因为世人会觉得他们没有头脑,竟相信人类飞行是可能实现的幻想。
在这重重打击之中,居然有一个公司回信说按照法国的级别,他们有8马力、其重量仅有61千克的发动机,要是莱特兄弟认为这种发动机符合要求,他们可以买一台去。在对这台特殊的发动机进行检验后,莱特兄弟知道这台发动机只有一个缸,10厘米的内径,13厘米的冲程。他们想这台发动机的马力很可能被估计过高了。
最后,莱特兄弟不得不决定自己动手制造一台发动机。他们估计他们能够做一台四缸的发动机。它的内径为4英寸,冲程也是4英寸,包括附属的部件,重量不超过91千克。在制造发动机的过程中,他们的机修工人查利·泰勒给了他们热情的帮助。发动机做成后,不算小型磁石发电机,重量为69千克,连附属部件一起,重量才77千克。它每分钟可达1200转。在发动后的15秒钟内,就能产生16马力,在开动了一两分钟后就不到12马力了。然而他们只期望得到8马力,他们计划的飞机重量达272千克,现在他们还有68千克的余地可以用来加固机翼和其他部位。由于不知道那么大的发动机应该发出多大的马力,因此莱特兄弟对这台发动机已经是十分满意了。很久以后,他们才发现那台发动机应该提供大约两倍的马力。正如他们后来说的,问题是他们“缺乏制造汽油发动机的经验”。
这架动力飞机的翼展为40英尺多一点,上翼与下翼的距离为6英尺。为了减少发动机会砸到驾驶员身上的危险,它被置于下翼中央稍微偏右一点的地方,就像在滑翔机上一样,驾驶员俯伏在下翼中央稍微靠左一点的地方,以便使机翼上的重量平衡。为了防止飞机在着陆时滑倒,雪橇似的滑橇伸出到比滑翔机的机翼更靠前一些的地方。这两条滑橇长达4英尺,中间相隔8英寸。飞机的机尾是两块活动翼,而不是像1902年的滑翔机那样只有一个尾翼。
莱特兄弟把螺旋桨的设计工作放到最后才去做,他们以为那部分工作是非常容易的。他们认为,从风洞试验中得出的气动压力表能够使他们准确地计算出维持飞行所必需的推进力。可是,就他们当时掌握的动力来看,要设计出能够提供强大推动力的螺旋桨却还是一个他们没有考虑到的问题。当时并没有现成的空气螺旋桨可以借鉴,他们满以为制造空气螺旋桨像船舰螺旋桨那样,获得50%的效率是不难做到的。现在他们只要从论述船舶发动机的书本上学习螺旋桨的原理,再用空气压力代替水的压力就成了。还有什么比这更简单更容易的办法呢?因此,莱特兄弟从代顿市公共图书馆借了好多有关这方面知识的书。可是当他们阅读了这些书后,就惊奇地发现人们对于螺旋桨的知识比他们所想象的要少得多。
莱特兄弟发现书上有关螺旋桨的制作方案都是直接出自试验和观察,而不是出自来源于实践的理论。当人们看到某一种螺旋桨不能快速地推动船舶前进,他们就换上一个大点儿的或者不同螺距的试一试,直到他们满意了为止。人们不能根据设计好的图纸去订做螺旋桨,也不能准确地预见某条船的螺旋桨的性能。尽管人们使用螺旋桨已达一个世纪之久了,但是有关螺旋桨性能的可靠知识还是缺乏的。
为了得出有关螺旋桨性能的理论,威尔伯和奥维尔进行了许多争论。必须指出,莱特兄弟这种对技术问题进行争论的习惯是他们能在较短的时间里解决重大难题的原因之一。他们相互之间从来不会不动脑子就说“是的”。当他们争论螺旋桨的问题时常会出现这样的情况。奥维尔后来回忆说:“经过一小时的争论,我们发现我们还是像开始时一样远远不能达到一致,但是双方却调换了原来的立场。”
好几个月过去了,错综复杂的问题开始被一一解决了。莱特兄弟终于在认识螺旋桨的性能问题上超过了他们的前人。他们认为他们能够设计出所需要的准确的直径、桨距、面积的螺旋桨的日子终于来到了。
计算表明转速达到305转的螺旋桨可以产生45公斤的推力。后来,进行实物测验,他们的螺旋桨转数达到了302转,同计算数字相比,误差小于1%。他们的螺旋桨将发动机输出功率的66%变成向前推进的动力。这个成绩比海勒姆·马克辛或兰利教授在他们的飞行尝试中取得的成绩还大三分之一。值得指出的是兰利教授受到政府的巨额补助,还有得力的助手协助他研究,而莱特兄弟则完全凭借自身的力量去制造动力飞机的,如果没有强烈的事业心、坚强的毅力,又怎能取得如此的成就?
莱特兄弟决定在新造的飞机上使用两个螺旋桨,原因有两个:一是可以获得较大的空气的反作用力;二是还可以使用较大的叶距角度。通过使用两个相反旋转的螺旋桨,一个螺旋桨产生的陀螺效应就可以抵消另一个陀螺的效应。这两个螺旋桨被装在飞机上相隔大约10英尺远的管状轴上,它们都是由链轮上的链条带动的,那模样同自行车的情况多少有些相似。
印第安纳州波利斯城的钻石项链公司的总经理温赖特,对莱特兄弟制造的传动机构很感兴趣,并向他们提出了宝贵的建议。
莱特兄弟发现链条必须通过导轨运行,以免碰撞和过紧。他们采用了管道导轨。他们把一根链条按“8”字的形状交叉安装,这样一来两个螺旋桨就可以向不同的方向旋转了。
一直到9月23日,莱特兄弟才做好了一切准备并启程去基蒂霍克。
他们跟一个船主建立了良好的关系。在一个星期五,也就是两天后,他们就到了自己的营地。在路途上,他们兴致勃勃地讨论了想要达到的目的。他们谁都相信这次一定能实现他们自己的梦想。当时他们不仅信心十足,而且身体健壮、精力旺盛。奥维尔这一年是32岁,威尔伯是36岁。奥维尔身高1.89米,威尔伯则为1.94米。奥维尔体重66千克,而哥哥体重64千克。他俩都是蓝灰色的眼睛,当时在家里人们认为威尔伯的相貌更多地保留着莱特家族的特点,而奥维尔比较像他的母亲,尽管如此,人们还是一眼就可以认出他们是亲兄弟。他们的身体完全符合飞行员的条件。
可是在他们的前面还有无尽的烦恼和困难。当莱特兄弟到达基尔德维尔山下的营地时,他们发现一场暴风雨已经把他们的机库彻底毁坏了。他们在修理机库的同时又建起了一座新机库。有了这两座机库,他们就有了足够的地方存放1902年的滑翔机和动力飞机了,同时他们还有了一个较好的车间。
就在新的机库接近完工时,一场在基蒂霍克地区多年没有的毁灭性的风暴在没有预报的情况下突然降临了。大风起先是以每小时64千米的速度呼啸而来,到夜间风暴更加急骤了,第二天风速超过了每小时 121千米。奥维尔冒险爬到房顶上去修理被风刮坏的部分,可是当他刚爬上屋脊,大风就把他的大衣吹得紧缠住他的胳膊,使他处于非常危险的境地中。威尔伯见到此情景,即刻爬上屋顶,把缠住弟弟的大衣解开。当时的风是那么大,以至他们几乎无法举起锤子把钉子钉好。
他们安装新飞机需要三个星期的时间。在此期间,他们还多次把1902年的滑翔机拿出来进行飞行试验 (这架滑翔机在他们走后被留在机库 里,情况仍然良好)。在经过几次试飞之后,兄弟俩都能用它在空中滑翔一分钟,从而创造了新的世界纪录。
他们希望动力飞机能在 11月初做好一切准备,以便进行第一次试飞。可是在飞机安装好以后第一次开动引擎时,一个螺旋桨的轴在逆火时被扭弯了。这样一来,他们不得不把两个轴取下来送回代顿市的自行车铺去重新打造。正好在他们营地观看新飞机的斯普拉特博士从10月23日住到11月5日,天气还是没有转好,他只好启程回家。于是莱特兄弟拜托他将损坏的轴带到诺福克市,然后从那儿托人用船将轴带回代顿市去修理。
11月6日夏努特又一次来到了营地,可迎接他的也是恶劣的气候。
风越来越大,结果他呆了不到一个星期也走了。在走之前,夏努特无意中说的一句话使莱特兄弟很着急。他说,通常使用链条传动,动力至少有20%会被浪费掉,而莱特兄弟原来只打算损失5%的动力。他们一时感到十分紧张。
夏努特是一位著名的、有才能的工程师,他提出的意见不能不考虑。
于是莱特兄弟决定还是慎重一点,测试一下谁的数据更准确一些为好。
他们把一条传动链条悬吊在一个链轮齿上,在链条的每一头各挂上一个沙袋,通过称出能够升起另一头沙袋的重量,他们就能计算出在传动过程中损失的动力。试验结果跟他们原来估算的相差无几,这种损耗还不到5%。
11月20日,用管道制成的更大更重的轴从代顿市送来了。当他们再次进行试验时,新的问题又出现了,被装在轴上,并用反螺纹的螺母固定的链轮不断地出现松动。这虽是一个小问题,可是莱特兄弟一时又拿不出什么办法解决它,他们只好闷闷不乐地上床睡觉。第二天,他们像往常一样,不得不使用在自行车制造中学到的技术,通过把车胎固定在轮轴上,他们发现了广泛使用胶合剂的方法。记得从前有一次,他们曾经将一个钟表匠宣称已经报废的记秒表的指针粘好了,现在,为什么不能再用胶合剂在链轮上也试一试呢?于是他们立刻把螺旋桨的轴和链轮加热,然后把液状的胶合剂倒在螺纹上,再把它们旋紧。这样,链轮就再也不会松了。
当动力飞机要开始试飞时,恶劣的气候又来临了。一连好几天都是雨雪交加,北风也达到了每小时40至48千米。就是在被坏天气耽搁的日子里,他们也没有闲着,还在忘我地工作,发明了一种机械装置来自动测试飞机从起动到停机这一段时间里的性能、飞机飞越的距离、发动机和螺旋桨的转数,秒表计算时间,风速表记录气流的速度,一个计数器统计发动机运转的转数。他们的秒表、风速表和转数计数器都能自动开动并能同时停止。
在这一段时间里,他们还忙于试验机翼的强度并多次进行了令人满意的发动机的试验。可是在11月28日的一次发动机试验中,他们发现最近加工的管状大轴出现了裂缝!
由于冬天即将来临,他们已经没有时间再等候把大轴寄回代顿市修理了。奥维尔决定立刻亲自回去一趟。他们要用更坚硬的工具钢做大轴而不用管状轴。他们觉得事先采取预防措施是必要的,免得发生发动机爆炸事故。
直到12月11日(星期五),奥维尔才赶回营地。他在路途上从一张报纸上读到了兰利教授的飞机最近在华盛顿的波托马克河试验失败的消息:兰利先在河上建造一艘巨大的平面船,船上铺设了轨道。在轨道的一端装有一具弹簧发射器,靠它把停在轨道上的飞机推送出去。试飞的那天,机械师打开发射器的键钮,借助弹簧的力量,飞机即刻被推送向前,虽然飞机本身发动了引擎,螺旋桨也旋转起来,然而它刚离开轨道不久,就一头栽到河中央了。这个消息使奥维尔震惊,同时更坚定了他研究制造飞机的决心。
奥维尔一到营地,哥俩就把新的坚硬的大轴装到发动机上,第二天下午 (星期六)飞机已再次完成了试飞的准备。可这天风太小,单凭一 条60英尺长的单轨道在平地起飞是不行的。可是在天黑前把飞机弄到附近的一个小山坡上去也来不及了。在那座小山上,他们早已在较陡的山坡上铺设了轨道,即使是在无风的天气里,飞机也能获得足够的速度起飞。
整个星期天莱特兄弟都坐在机库里读书,满心希望第二天的气候适合飞行。他们现在特别害怕再拖延时日,因为他们也像孩子一样渴望回家过圣诞节。如果第二天还是一个坏天气,那么他们就有可能在基蒂霍克再呆上两三个星期。
12月14日(星期一)拂晓时,天气非常晴朗,太阳照在第一架动力飞机上熠熠生辉。它的机身总重量是340千克,机翼长12米,弦2米,面积达47平方米。单是发动机就重80千克,两具螺旋桨分别装在发动机的左右两侧,莱特兄弟凭借金属链条及齿轮的原理,使得螺旋桨每分钟可以旋转350次,又从“风洞”实验中得知螺旋桨较长,则推进力亦随之增强的原理。此外他们还制造了一个速度计,那是一种扇形板,当它承受风力时就自动地逆着发条而旋转,在刻度上显示其速度。奥维尔也设计出一个计时表,能在飞行中自动记录飞行时间。莱特兄弟将这架动力飞机推拉到基尔德维尔山的山坡上去进行飞行试验,因为这一天气温比较低,风力较小,不适合在营地附近的平地进行试验。在较小的风里,驾驶员比较容易操纵飞机。这次他俩充满信心,认为会飞行成功,并能驾驶飞机飞过将近5英里远的基蒂霍克救生站。
莱特兄弟十分欢迎旁观者观看他们的飞行试验。他们向营地周围的居民发出了邀请,希望人们来参观。可是他们不可能说出第一次飞行的准确时间。于是他们在机库上架设一个信号牌,这样从一英里以外的基尔德维尔救生站就能看见。救生站的工作人员都在注意着那个信号牌。
那一天莱特兄弟的信号牌挂到机库的墙上不久,丹尼尔斯、韦斯科特、比彻姆、多佛,还有“本尼大叔”奥尼尔都赶来了。他们一起帮忙把飞机拖到一个山坡上。把一架340千克重的飞机拖那么远可不是一件容易的事情。莱特兄弟略施小计,就完成了这一工作。他们把飞机放到一辆有两个轮子的小车上,然后再将它们拉到准备用作起飞跑道的单轨上,将它们推向18米木轨的尽头,然后把后一段木轨又搬到飞机前边,就这样循环往复,他们使飞机能够顺利前进。木轨的横截面为2×4英寸,木轨的上面覆盖了一层薄薄的铁皮。
人们终于将飞机弄上山坡。起飞前,飞机被一根铁丝拴住以免滑动。
他们启动发动机,让它先运转几分钟,看看它的情况是否良好。一切都如愿以偿,准备妥当。谁来当第一次飞行的驾驶员?他们不得不靠掷硬币来决定,结果威尔伯赢了。威尔伯从容不迫地登上飞机,飞机起飞了,有两个牵着狗来看热闹的小男孩被发动机的轰鸣声吓跑了。
下面是奥维尔·莱特对当时情况的叙述:
我扶住机翼,想在飞机沿轨道往下冲时帮助飞机平衡。但是当铁丝松脱后,飞机冲刺得如此之快,我才跟着跑了几米就被甩下来了。飞机冲了约35米~40米就离开了轨道。
可是飞机上升得太急,它才升高仅仅一米多就出现失速现象,落到了32米以外的小山脚下。
我的秒表显示出飞机在空中飞了3秒半。飞机着陆时左翼先触地,机身还在旋转。
一根滑橇插进了沙堆,被折断了。飞机上其他一些构件也摔坏了。可是从整个飞机来说,损坏并不严重。从试验来看,没有任何迹象表明发动机功率不足,不能让飞机升空。飞机的降落总是在起飞点十几米远的下方,试验表明我们采用的着陆的方法是安全的和实用的。总的来说,我们对这次试验的结果是非常高兴的。
以后的两天我们都用来修理飞机,一直到16日的下午,我们的飞机才修复并准备再次进行试验。当我们把飞机推到机库前的轨道上进行最后的调试时,来了一位陌生人。他对着飞机看了几秒钟后便问我们这是什么东西,我们告诉他,这是飞机。他又问我们是否要让它飞上天去,我们说只要风力适宜,我们就放飞。他又对着飞机端详了好几分钟才彬彬有礼地说:“看起来,这架飞机是飞定了,只要 ‘风力适宜’”。我们觉得十分有趣,当他重复我们的话“风力适宜”时, 毫无疑问,他脑子里一定在想着最近刮起的风速为120千米的风暴。
12月16日的夜晚,一股很强的冷气流从北方南下了。17日早晨我们起床时发现木棚周围的水坑里的水都结了冰。当时风速是每秒钟10至12米(每小时36千米~44千米),我们想这阵风不用很久就会停息下来的。因此那天上午,我们又回到了室内,等到上午10点钟,风力还未见小,我们决定继续试验。于是便把信号牌挂了出去,让救生站的人们前来观看我们的试飞。我们认为在这样的风力下,飞机在营地附近的平地上起飞是不成问题的,同时也是十分困难的。可是在飞行中增加的危险也部分地被飞机降落时较慢的速度抵消了。
我们在新木棚的西边松软的沙地上铺设了一条大约30米长的轨道。刺骨的寒风给我们的工作增添了许多困难,我们不得不一次又一次地跑进屋里烤烤冻僵了的手脚,当一切都准备妥当后,救生站的工作人员丹尼尔斯、多佛、埃思里奇,曼蒂奥村的布林克利和穆尔来到了试飞现场,后者是纳格斯黑德镇的一个小男孩。
我们有一个“理查德”轻便风速表。我们就是用它来测量风速的。第一次起飞前的风速是每秒钟11米~12米,即每小时39千米~44千米。当天最后一次起飞前的风速是每秒钟9米~10米,起飞后的风速为8米多一点。基蒂霍克的气象站在10点半钟和12点钟时,也就是进行那4次飞行试验时为我们提供了风速记录,第一次试飞时风速每小时44千米,最后一次为39千米。
虽然我们掌握了人类最近10年来数千次滑翔试验所获得的知识和技巧,虽然我知道我们这架动力飞机试飞过,对驾驶员来说是十分安全的,可我还是不敢相信我今天就要顶着风速为 44千米的大风驾驶一架奇特的飞行器进行我的第一次试飞。虽说有了这几年的经验,我还是为我们敢于冒险在这样的气候条件下驾驶一架新的未驾驶过的飞机进行试验感到大为惊奇。尽管有些忐忑不安,我还是坚信几年来我们在试验室勤勤恳恳、一丝不苟的工作基础上得出的气动压力表,以及根据这些科学数据计算和设计出的飞机是可靠的。我坚信在三年来试飞滑翔机的基础上发展起来的平衡操纵系统是有效的。事实告诉我们,这架飞机能够升空,只要具有一定的飞行知识,它就能够安全地飞行。
威尔伯14日那天已经进行了不成功的尝试,这次试飞的权利理当属于我了。
我们开动了几分钟引擎,以便让它烧热。我解开了把飞机拴在轨道上的铁丝,飞机就迎风向前滑动了。威尔伯跟在飞机旁边跑,他扶着机翼以保持它在滑行时的平衡。跟14日那天在无风的天气里飞行不一样,这一天是迎风起飞,所以飞机起动得很慢,威尔伯能够跟着飞机跑了 12米直到飞机离开地面。救生站的一位工作人员为我们的试飞拍下了一张照片,当时飞机刚好到达轨道的尽头,并已升到离地面大约0.6米的高度。这是我事先把照相机放在三角架上,镜头对着估计飞机离开轨道后将要到达的位置。因此这张照片拍得很成功,从照片上看到威尔伯毫不费力地跑到了跟飞机平行的位置上,可见飞机当时飞行速度并不快。
飞机从起飞到着陆的整个过程都很不稳定,这一方面是因为气候不正常,一方面是我们还缺乏操纵这架飞机的技术。前方向舵由于太靠近主体而难以控制,它在飞机发动后不停地转动,以至它向一边转动得厉害,然后又向另一边转去。结果使飞机一下子上升到大约3米高,一下子又突然直冲下来。飞机落下的地点离轨道的尽头约30米多一点,它升空的高度有36.5米。飞机的猛然下落结束了这次飞行。由于当时风速是每秒钟10.7米,而飞机迎风飞行的速度是每秒钟3米,据推测在静风的时候,这架飞机的速度就可以达到每秒钟13.7米,相应的飞行距离就可达164.6米。
这次飞行虽然只持续了12秒钟,但它是有史以来依靠自己的动力,载人在平地上飞行的第一架飞机。我们忘不了这一天——1903年12月17日!
在参观者的帮助下,我们把飞机拉回到轨道上,准备进行再一次飞行。当时寒风刺骨,我们只好再次跑到室内去暖暖身子。小穆尔看到桌子下的一个盒子里装满了鸡蛋,他问急救站的一个工作人员,我们从哪里弄来这么多的鸡蛋。当地人生活水平极低,他们赖以生存的手段是在短暂的渔汛期下海捕鱼,至于其他的食物供应则是十分有限的。小穆尔可能一生中还从来没有一次见到这么多的鸡蛋呢。
被穆尔问到的那个人开玩笑地反问穆尔,他有没有注意到室外跑来跑去的小母鸡。“那只鸡一天生8~10个蛋”。穆尔因为刚刚亲眼看到一架能够把自己升上空中并在空中飞翔的机器——
一件人们像永动机一样觉得不可思议的事情——所以他几乎准备相信任何奇迹了。可是在他跑到室外仔仔细细地观察过那只“神奇”的家禽后,他跑回来评论说:“那只是一只常见的小母鸡呀!”
威尔伯在11点20分钟,开始了第二次试飞。这次飞行很像第一次,也是忽然升起,又忽然落了下来。飞行的速度比第一次要快一些,因为当时的风力有所减弱。飞行的时间比第一次还长不到一秒钟,可飞行的距离比第一次长23米。
20分钟后,第三次试飞开始了。这一次飞行比第一次试飞平稳多了。在飞行中,当一阵强风从右边吹来,把飞机提升到3.7米~4.6米高并使飞机向左倾斜到令人惊恐的程度时,我操纵机翼扭曲系统,试图恢复飞机的横向平衡,与此同时我尽快地降低机头,使其降落下来。这架飞机横向平衡系统比我想象的还有效。我在降到地面以前,飞机的右翼居然还低于左翼,并且首先接触到地面。这次飞行的时间是15秒钟,飞行距离超过了61米。
威尔伯在12点整开始了第四次试飞,也就是当天最后一次试飞。他在前100米的飞行中,飞机还是像前几次一样大起大落,但是在飞过大约91米后,飞机被较好地控制住了。在以后100米多一点的飞行中,飞机只是微微有些起伏,成波浪形飞翔。飞机飞过了大约244米以后,又开始有点失控,就在一次向下俯冲中,飞机触到了地面。我们立刻测量了飞行距离,其长度达到了260米,飞行时间为59秒钟。构成前方舵的框架被撞坏了,但是飞机的主体完好无损,我们估计经过一两天的修理,飞机可以再次飞翔。
当我们站在那儿谈论这最后一次飞行时,突然又刮起一股强风,眼看飞机就要被大风吹翻,我们全都冲过去试图抓住它。威尔伯跑到飞机的一边,抓住了飞机的前部,跑在后面的丹尼尔斯和我抓住了飞机的垂直尾翼。
我们的一切努力都白费了。飞机被巨大的风力吹得翻滚起来,由于丹尼尔斯紧抓住飞机不放,结果也跟着飞机翻滚起来,直到他四脚朝天,被摔倒在飞机里。尽管他被摔倒在发动机和链条导轨上,身体被碰伤多处,幸运的是,他伤得还不太严重。可飞机的损失就大了,飞机翼面的翼肋断了,发动机坏了,链条导轨弯了。这样一来,这一年的飞行试验也就到此结束了。
假如飞机没有损失,莱特兄弟一定会在午饭后往基蒂霍克镇飞去。
代顿市一位技工为他们造的汽油箱长30厘米,内径8厘米,能容纳半加仑汽油——莱特兄弟估计这些汽油足够飞18分钟,距离14~16千米。
可能目睹这4次飞行试验的5位旁观者都不会了解它在科学上的重大意义,可是他们对这些飞行试验是非常热心的。附近有些居民坚持说莱特兄弟一定是一对无害的怪人。他们的理由是:“上帝不想让人类飞行,要是他想的话,他一定会让人类长出一对翅膀。”这些人遭到了飞行参观者的嘲笑。
莱特兄弟的好朋友塔特失去了观看世界上第一次成功飞行的机会,成为了终身的遗憾。当时风太大,他想:除了疯子,不会有人试图在这样的大风中飞行的。所以他当时没有去飞行试验场。
莱特兄弟吃过午饭后,在当天下午2点钟时出发去七八公里远的基蒂霍克气象站,发一个电报给他们的父亲。他们到达那儿的时候一经是3点钟了。由于在那个荒凉的海滨很少有人发电报,因此那儿没有商业电报公司。莱特兄弟被允许使用政府的电台,电报发至诺福克市的气象局,然后再从那儿用电话把电报内容转送到一家电报公司。
奥维尔给父亲写了以下的内容:“星期四上午,我们使用动力飞机顶着34千米的大风,以每小时50千米的平均速度在平地进行了4次成功的飞行,其中最久一次滞空时间达59秒钟。通知报社。回家过圣诞节。
奥维尔·莱特。”
奥维尔写的“顶着34千米的大风”,意思是在各次飞行时,风力至少达到每小时34千米。正如前文提到的,在第一次飞行时,风速在每小时39~44千米之间——大概是42千米吧。
奥维尔把电报交给气象局的报务员多谢尔后,便走到那个房间的一角与威尔伯一起查看气象仪器对风速的记录。
多谢尔几乎在一瞬间与诺福克市接通了,他对还在看着风速记录的莱特兄弟说:
“诺福克市的报务员想问一下,他能否把这个消息告诉他的一个记者朋友。”
可是莱特兄弟回答道:绝对不行!他们要让飞行成功的新闻第一个发自代顿市。
多谢尔发去了拒绝的讯号。
然而诺福克市的报务员并没有重视莱特兄弟的拒绝态度。
发完电报离开气象局后,莱特兄弟又走到不远处的基蒂霍克救生站,同那儿的人们聊了一会儿。负责救生站的佩恩宣称他用一个双筒望远镜看到了这次飞行。
然后他们又步行去基蒂霍克的邮局。在返回营地前,他们对当地的负责人——霍布斯的家作了告别性的拜访。霍布斯曾经常帮助他们拖运货物和其他一些工作。
大概就是在这时候,诺福克市的报务员无视莱特兄弟的意见,竟擅自把有关飞行的消息告诉了他的一个年轻朋友——诺福克市的《弗吉尼亚向导报》记者穆尔。穆尔十分重视,即刻通过政府的电话线极力想从基蒂霍克那儿的人们详细了解这次飞行的细节。比如,飞机是什么样子呀,莱特先生是怎样的人呀等等。可是他得到的消息都不是来自飞行的目击者或是曾经见过那架飞机的什么人。这样一来,第二天报纸发布的新闻就有大约99%是不准确的。文章说威尔伯飞了5千米;还说奥维尔当时四处狂呼“我找到了”;还说飞机下部有一个6个桨叶的螺旋桨,它能使飞机升起来,飞机后部有另一个螺旋桨,它能推动飞机前进……
“现在关于莱特兄弟的材料很有限,”文章说,“基蒂霍克的居民猜测他们是有钱人家,总是穿着硬领子白衬衣,结着领带,穿着很讲究。”
这则不真实的消息流传开了。第二天早晨报纸的头版头条上出现了关于这一飞行故事的大字标题,《弗吉尼亚向导报》向人们报道了飞行成功的重要消息。
穆尔概略地把这次飞行成功的新闻写成通报寄给了全国其他21家报纸,包括俄亥俄州的几家报纸,其中一家就是代顿市的《新闻报》,可是几乎所有的电讯稿编辑都为一位记者竟然会相信人类能够乘机器上天的荒谬消息而大感恼火。在21家收到简讯的报纸中,只有5家定购了这条新闻。它们是纽约的《美国人报》、华盛顿特区的《邮报》、芝加哥的《纪事先驱报》、费城的《纪录报》和辛辛那提市的《问询报》。并不是所有这5家报纸都在接到这则消息的第二天早晨就登载了它。芝加哥的《纪事先驱报》和华盛顿的《邮报》都推迟了登载这条消息的时间,而费城的《纪录报》根本就没有用它。这样一来,在美国就只有3家报纸在第二天早晨报道了发生在基蒂霍克的伟大事件。除了 《弗吉尼亚向 导报》之外,只有辛辛那提的 《问询报》在第一版为这条消息提供了篇 幅。
美联社是一家全国性联合的新闻通讯社,诺福克市的美联社向它发布了这一则消息,但美联社对它不感兴趣。
人们也许会认为代顿市的《新闻报》一定会对这条新闻特别感兴趣,可是那儿的电讯稿编辑图尼森是一个以不容易被人愚弄而自鸣得意的人,他对诺福克市发来的通报丝毫没有注意。
奥维尔给他父亲的电报一直到那天下午5点25分才发到代顿市。在通话过程中,又弄错了两个地方:59秒钟变成了57秒钟,发报者的名字被拼成了奥里维尔。
妹妹卡特琳娜接到电报后即刻给夏努特去了一封信,信中说,“男孩子”报告了他们进行了4次成功的动力飞行。父亲莱特主教叫他的二儿子洛林准备了一个简要的陈述,附以电报的抄件,一并送去美联社。
吃过晚饭后,洛林到《新闻报》编辑部去打听美联社的代表是否在那儿。
人们把他介绍给电讯稿编辑、美联社处理外发稿件编辑图尼森。当时图尼森是否已收到发自诺福克市的通报尚不清楚,不过他看来很生气,因为有人竟然以为他会相信这样一个故事。
当洛林走进办公室时,他正在看书。他打着哈欠,头也不抬地对洛林说:“57秒钟,嗯?如果是57分钟,那还不失为一条新闻。”
第二天早晨,代顿市的《新闻报》对莱特兄弟的功绩只字未提。那天《新闻报》的第一版登载的是编辑们认为十分重要的消息,如:地方联合商会和劳工会议的例行周会;一个叫布朗的黑人供认自己是袖珍书的偷窃犯;一个强盗被监狱赦免;与社论版相对的那个版面上的通栏黑字大标题是“圣诞节商店顾客盈门”。
代顿市 12月18日下午的报纸倒是登出了莱特主教收到电报的消息,同时也顺便提到了关于飞行的事情。代顿市的《先驱报》上转载了辛辛那提《问询报》改写的发自诺福克市的简讯。在代顿市《每日新闻》的次要版面上,在来自附近城镇的所谓“国内消息”里有这样一个标题:
“代顿少年竭力仿效伟大的桑托斯·迪蒙。”桑托斯·迪蒙是工作在法 国巴黎的浪漫的巴西人,他曾经驾驶飞艇在天空中飞行过而闻名遐迩,现在代顿市的莱特兄弟也驾驶什么东西在天上飞行了,那么莱特兄弟一定是模仿桑托斯·迪蒙无疑了!由于缺乏科学知识,编辑们分不清比空气重的飞机和包括一个气囊、一个螺旋桨的飞艇之间的区别。确实,从那时起,几乎所有听到和读到飞行报道的人都有两种怀疑:拒绝相信世界上有这样一次飞行;认为即使他们进行过飞行,也未必有重大意义。
一天前还拒绝接受诺福克市或代顿市的有关飞行新闻的美联社,12月18日下午要来了一条不足350字的简讯,它是《弗吉尼亚向导报》当天早晨发的消息的缩写文,可惜大部分的内容材料是不准确的。整篇文章准确的部分还不到两三句话。
报道说,“飞机飞了5公里远。在机舱里的驾驶员的操纵下,飞机极优美地降落在人们事先选定的某一合适的着陆点……为了准备下一次飞行,飞机被放在一个平台上……在一座很高的沙丘上,当一切都准备就绪后,拴住飞机的扣栓被解开了,飞机开始沿着斜坡往下冲去。驾驶员威尔伯·莱特发动了一台带动螺旋桨的汽油发动机。飞机滑到山坡尽头的时候就开始渐渐地上升了,直到升至18米高的空中……飞机的中央是驾驶员舱,吊在飞机底部的是一个小型汽油发动机,它给螺旋桨和升降轮提供动力。”
“飞机上有两个6叶片的螺旋桨。一个被装在框架的底下,以便产生向上的力量。当飞机开动的时候,另一个水平放置的螺旋桨就提供了往前的动力。这台螺旋桨从驾驶员舱一直延伸到机尾。从中央驾驶舱伸出的东西是帆布方向舵,其形状像一把巨大的扇子,其框架是木质的。
这个方向舵是由驾驶员控制的,它能够向两边,也能够上下活动。”并不是所有美联社的报纸都全文登载了这一简讯。事实上,许多报纸对这一消息简直不屑一顾,而报社的编辑们不是夸张的不负责的渲染就是嗤之以鼻地将这一消息扔进纸篓里。
早先曾经买下诺福克市穆尔先生的故事的两家报纸:华盛顿《邮报》和芝加哥《纪事先驱报》终于在12月19日的早晨让穆尔的电讯稿见报了。除了再次重述这不准确的新闻报道外,还以讹传讹地增加了一些错误的消息。
1903年12月28日到1904年1月2日,美国科学发展协会在圣路易斯召开了大会。奥克塔夫·夏努特在一篇论述航空问题的报告中提到了莱特兄弟的飞行,但是报纸对夏努特的报告几乎是只字未提。
夏努特在那个报告的基础上为1904年3月号的《大众科学》月刊撰写了一篇文章。他说:“既然我们已经取得了飞行的初步成功,我们就能看到飞机的某些用途以及它的某些局限性。首先它的用途很可能是在军事上。”他还说,“在特殊情况下,它甚至还可以运送邮件,但是它的载重能力是很小的。飞机的速度最终还会加快,还可以被运用于体育,可是人们不能期望把它用于商业运输。”他还认为飞机不可能在实际上载运货物,“诸如炮弹或者发射炮弹的大炮。”
美联社没有像通常那样努力去获得关于飞行成功的事实使人们感到吃惊。同样使人们不解的是,不管是美联社还是其它通讯社、报社,没有哪一家新闻机构派记者到代顿市去采访莱特兄弟作出的全部惊人业绩。
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