飞机出现的历史

飞机出现的历史

大家都见过飞机，有没有想过飞机为什么能飞起来呢？

要想让飞机安全地起降，并不是轻而易举就可以实现的。我们今天能够乘坐如此方便快捷的飞机，正是几百年来航空科学技术的不断累积，以及众多飞行试驾员先驱前赴后继，甚至不惜牺牲自己宝贵生命所换来的。那让我们来了解一下，飞机是怎样被研制出来的。

人类自古就有飞上天空的梦想，东方的道教认为人在修仙之后可以招来祥云登天，西方的基督教则认为人在死后会上天堂，当然这些都只停留在神话传说的层面上，没有人真的会飞。

第一个理性思考飞天可能性的人，是著名的意大利艺术家达·芬奇。达·芬奇对鸟类的飞行能力很感兴趣，他敏锐地意识到，鸟是一架按照数学原理工作的机器，人有能力仿制这种机器，包括它的全部运动。达·芬奇认为，只要按照鸟类的方式给人类安上翅膀，就可以自由地飞翔了。

经过认真研究，达·芬奇于1505年完成了《论鸟的飞行》一文。在文中，他深入分析了鸟类的飞行原理，甚至设计了人力扑翼机，就是一种使得人像鸟类一样可以扇动翅膀的装置。可惜的是，达·芬奇虽然巧思过人，但是鸟类的几个先天生物机能是人类所没有的，因此导致了他设计的失败。鸟类有强大的肌肉、有力的心脏、轻巧的骨架、还有特殊的外形，这几个条件是鸟类能飞起来的关键要素。生物学上的差异，让人很难模仿鸟类的飞行。一直到2010年，人类的技术才突破了生物的限制，制作了出了可以像鸟儿一样飞行的人力扑翼机。这个扑翼机展翅有32米，重量只有42.6千克，靠人在仓内蹬车就可以飞翔。

达·芬奇

达·芬奇虽然走错了方向，但是他的研究毫无疑问是人类科学研究航空的起点。达·芬奇去世之后，由于他的艺术成就太高，科研成果竟然无人知晓，他的论文虽然保存得很完善，但是被束之高阁，几百年后拿破仑入侵意大利时才得以重见天日。直到20世纪20年代，人们才真正意识到，原来达·芬奇才是航空科学的鼻祖。

飞机升空的理论基础

我们知道，飞机是于1903年由美国人莱特兄弟发明的。我们还知道，科学的理论总是先于科技实践的，那么飞机的理论是由谁提出的呢？

十八至十九世纪，是人类科学的起步期，在这个期间，英国是世界文明进步的发动机。无数重大发明，包括蒸汽机和火车，都来自于英国，最早的航空原理奠基人，就是英国人乔治凯利男爵。

乔治凯利男爵

莱特兄弟

凯利于1773年生于英国约克郡，19岁承袭了男爵爵位，锦衣玉食的生活让凯利可以专心于研究自己喜欢的东西。当时法国人发明了热气球，并且实现了人类登天的梦想，受此影响，凯利对飞行十分着迷，开始专注于航空科学的研究。

凯利的过人之处，在于他能超越固有的思维。他认真研究了鸟类的飞行模式，仔细计算了数据，敏锐地意识到，鸟类的飞行方式也许不适合人类。他一生都很喜欢从中国传来的竹蜻蜓，竹蜻蜓不用翅膀扇风，照样可以起飞。后来凯利提出一个重要观念：飞行器不用模仿鸟类，而是应该使用固定机翼。

1809年，凯利写出经典论文《论空中航行》，提出飞机的基本原理。他认为，飞机是“重于空气的飞行器”，其核心问题就是如何给一个平板提供动力，让其在空气中产生升力，并支撑其重量。这其实就是飞机之所以能起飞的关键所在。凯利甚至自己设计过一个飞机，其数据与一百年后飞行成功的莱特兄弟三号滑翔机非常吻合。

可惜的是，凯利生活的年代太早，那时候连蒸汽机都刚刚发明，所以他没能等到合适的航空发动机面世。他做了一些滑翔机的实验，并且取得了成功。他的研究太超前，当时无人重视。1857年，凯利去世，他在笔记中写下遗言：给你，查看笔记的朋友，我已经不在了，愿你能从这些涂鸦中寻找出智慧的火种。

飞机究竟是怎么飞起来的呢？看似简单，实际上很不好回答。

飞机要想飞起来，有几个基本条件：第一是要有发动机，能让飞机有前进的动力；第二是要有一对完善的机翼，让飞机有足够的升力；第三是要有尾翼，这样才能稳定飞行；第四是要有方向舵和副翼，这样才能操纵飞机，飞到我们想去的地方。

在飞机的研制过程中，最重要的是前两条，因为那是飞机能飞起来的关键要素。凯利的论文非常完善，飞机的发明者莱特兄弟对其推崇备至，因为他们自己的飞机就是按照凯利的计算方法来计算并设计的，但是凯利没有发动机，所以当时飞不起来。

飞机的起飞必须要有足够的速度，这个速度只能来自于发动机。迎面的气流吹过机翼，产生向上的升力，当升力超过飞机自身的重量的时候，飞机就飞起来了。

那机翼是怎么产生升力的呢？秘密就在于机翼的形状。

我们如果把机翼从侧面剖开，会看到上下是不同的，上面的表面弯曲，下面比较平。这个设计是故意为之的，当飞机起飞时，气流经过上下表面，在机翼后缘汇合。但是气流在上下表面经过的路程是不一样的，上面弯曲，所以路程更长。根据伯努利定律，机翼上面气流速度更快，压力也更低，机翼下面的压力更高。机翼下面的压力，减去机翼上面的压力，就是飞机飞起来的升力。

不同的飞行器，飞起来的原理是不一样的：飞机、鸟、热气球、航天飞机，飞起来和落地的原理都不一样，飞行效果也不一样。举例来说，航天飞机里面会失重，但飞机不会，因为航天飞机借助巨大的速度，让自身坠落和地平面下降弧度保持一致，另外航天飞机很快就能绕地球飞一圈，而飞机绕地球飞一圈要一天以上。各种飞行器都有其功能，其中飞机是最常用也和生活最密切相关的，所以飞机的发明，是人类历史上最重大的突破之一。

莱特兄弟发明的飞机

在十九世纪的末期，人类对航空事业的热情空前高涨，制作了飞艇和滑翔机。当时的飞行器很不稳定，事故率也很高，德国人李林达尔和爱尔兰人佩尔策都是在驾驶飞机的试飞过程中丧生的。但是这也无法阻止人类飞天的梦想。

历史选择了美国的莱特兄弟作为飞机的发明人。他们的名字和他们的飞机“飞行者1号”也因此载入史册。在美国华盛顿的国家航空航天博物馆里，莱特兄弟的飞行者一号是镇馆之宝，在说明版上写着：这是世界上第一架重于空气的动力飞行器，由威尔伯·莱特和奥威尔·莱特发明和制造。1903年12月17日，他们驾驶着它在北卡罗来纳州的基蒂霍克进行了飞行。

这段貌似平常的介绍，描述了人类历史上最伟大的一步：实现登天的梦想。

不过，在那个历史性的日子里，只有5个人看到了飞机升天的一幕。原因很简单，因为之前的试飞失败了。莱特兄弟在之前的三年里，造了三架滑翔机，做了上千次飞行，然后才打造出“飞行者1号”在1903年12月14日首飞，在起飞时由于机头拉得过高，结果失控掉下来了。17日是第二次试飞，来的人就少了，几乎没人认为莱特兄弟会成功。

但是莱特兄弟终究飞起来了。他们靠猜硬币决定谁先飞，弟弟奥威尔驾驶飞机，留空时间12秒，飞行距离36.6米。这个短暂的飞行时间，是人类历史上最大的跨越之一，人类的航空时代到来了。

在航空事业起步的初期，飞行是很危险的，成功起飞不易，失事坠毁常有，但还是有很多科学家和工程师愿意为之赴汤蹈火。中国最早的飞行专家冯如就是因飞机失事，于1912年丧生的。那些先烈的努力和牺牲没有白费，一次次的失事，促成了飞机的不断改进和优化，在第二次世界大战结束之后，飞机成了世界上最安全最快捷的长距离交通工具。全世界都受惠于飞机，因此，我们在享受飞机带来的便捷的时候，绝不能忘记那些在历史上为之奋斗，甚至为之牺牲的先烈们。