飞机发展史
发明家最终怎样设计出重于空气的飞行器呢?归根究底,发明家都不得不从研究真正的飞行高手——雀鸟——入手。德国工程师奥托·利林塔尔,曾一度仔细观察鹳鸟的飞行习性,还在1889年出版了《雀鸟飞行——航空学的基础》。两年后,利林塔尔就自制了第一架结构简单的滑翔机。可是,利林塔尔进行过大约两千次滑翔飞行后,在1896年一次驾驶单翼滑翔机时不幸意外身亡。之后,法国出生的美裔工程师奥克塔夫·夏尼特,把利林塔尔的设计加以改良,发展出双翼滑翔机,标志人类在设计重于空气的飞行器方面又跨进另一大步。
接踵而来的就是莱特兄弟了。奥维尔和威尔伯·莱特本是美国俄亥俄州代顿的自行车制造商。1900年,两兄弟以利林塔尔和夏尼特的设计为基础,展开滑翔飞行试验。随后三年,莱特兄弟以循序渐进的方式,在北卡罗来纳州的基蒂霍克反复地作了多次实验飞行。他们的新发明配备风洞装置;第一个风洞更是用洗衣粉盒子做的。莱特兄弟首次作动力飞行时,自制了一副具四个气缸、十二匹马力的引擎,装在新飞机的下层机翼上。引擎驱动两个木制的螺旋桨,而螺旋桨则分别置于飞机后舵的两端。
1903年12月14日,莱特兄弟发明的飞机首次从木制的跑道升空,在半空中停留了三秒半!三日后,两兄弟再度出动。这次,飞机在空中盘旋了接近整整一分钟,还飞行了260米。莱特兄弟终于成功了。a
出乎意料的是,这项划时代的创举当时竟没引起多少人的注意。1906年1月,《纽约时报》终于登载了莱特兄弟的故事。然而,文章却只是轻描淡写地说,莱特兄弟在高度保密之下发明了自己的“飞行器”,1903年“在空中飞行方面弄出一点成绩来”。其实,奥维尔在作过历史性飞行后的那个晚上,已经向父亲发了电报,请他赶快通知新闻界,好把消息公诸于世。可是,当时美国只有三份报章愿意刊登这则新闻。
飞行器无利可图?
在航空技术发展初期,一般人对航空事业的前景都不甚看好。即使赫赫有名的飞行先驱夏尼特,也曾在1910年扬言:“有见识的专家认为,飞行器根本无利可图。毕竟,飞行器的载量有限,现在如是,将来亦然,是不可能作载客或运货之用的。”
话虽如此,莱特兄弟作过处女飞行后,航空技术在接着的日子进展神速。不出五年,莱特兄弟就建造了一架双人的双翼飞机,时速71公里,离地面43米飞行。1911年,有人作了首次横越美国大陆的飞行:从纽约飞到加利福尼亚,历时约49天!在第一次世界大战期间,飞机的时速更由100公里进至230公里以上,而飞行高度也旋即增至9000米。
在20世纪20年代,人们在航空技术方面不断刷新记录,常常成为报章热门的头条新闻。1923年,两个美国军官花了少于27小时,进行首次横跨大陆的不停航飞行。四年后,飞行员林白单枪匹马,从纽约直飞巴黎,全程历时33小时20分钟,因而一举成名。
与此同时,新兴的民用航空公司也开始想法子招揽生意。到了1939年底,美国的航空事业已经相当蓬勃,每年运载接近三百万名乘客。在30年代下半期,标准的民用客机是DC-3型,载客量21人,时速只有270公里。可是,第二次世界大战后,民用航空飞机已把载客量大大提升,马力也更为强劲,时速超过480公里。1952年,英国的涡轮喷气式民用飞机开始投入服务。1970年,像载客量达400人的波音747一类的珍宝型喷气式客机也正式面世了。
1976年,航空技术又有了突破性的发展。当时,英法两国的工程师共同研制出机翼呈三角形的协和式喷气客机,能载客100人,时速逾2300公里,即音速的两倍。不过,这类超音速客机经营成本高昂,因此还未能普及使用。
改变了世界的发展方向
即使你从没有坐过飞机,高速发展的航空技术也大概或多或少地影响到你的生活。环球的空运事业发达;人们吃的穿的,家里或工作用的东西,往往都是借助飞机横跨大陆或甚至越洋运送而至。凭着空邮服务,信件、包裹不一会儿就送到身处异地的人的手上,而商业世界则依赖往来飞行的信使,好日复一日地进行贸易活动。全赖空运,人们才购买得到若干货品,享有某些服务,不过“羊毛出在羊身上”,商品的价钱自然也受空运的成本影响。
除此之外,航空技术也令人类社会起了不少转变。毫无疑问,多亏有航空事业,世界变得越来越小。人只要负担得来,就可以在几个小时之内,飞到几乎世上任何角落去。消息迅速传播,而人与人之间的距离也大大拉近。
进步的代价
不过,在这一切有利发展的背后,人不得不付出代价。随着航空交通越来越繁忙,有些人担心飞行旅程会变得越来越不安全。每年,私人或民航飞机失事的事件时有所闻,而且往往夺去不少人的性命。《财富》杂志说:“由于行内竞争激烈,许多航空公司已不再采取以往一直沿用的特别安全措施。其实,它们是可以把额外成本转嫁到顾客身上的。”杂志还报道,负责确保美国航运安全的联邦航空局现在的实际情况是“拨款不足,人手短缺,管理欠佳”。
此外,航空交通日益繁忙,空气和噪声污染随之增加,也令越来越多环保人士大感不安。《航空和空间技术周刊》说:“在世界民用航空方面,(噪声污染)是相当容易引起争议的问题之一。”
不但这样,机群开始老化的情况也使问题雪上加霜。1990年,每四架美国飞机当中,就有一架是使用了超过二十年的。另外,三分之一的飞机的使用时间,更超出了制造商为飞机预定的“安全使用年限”。
因此,航空工程师正面对一项艰巨的任务:在成本上涨、人们环保意识日增的情况下,设计出载客量更大、安全度更高而造价又划算的飞机。
有些人已想出一些降低成本的方法。吉姆·埃里克森在《亚洲新闻》中写道,英法两国共同组成的航天小组和英国的航天学会,正计划设计一种新式飞机,载客量预期可高达三百人,并且以音速两倍的速度飞行。由于载客量大,乘客的平均成本和耗费的燃料会相应减少。另外,为了解决不少机场过度拥挤的问题,一些有远见的工业家建议开创新纪元,使用载客量为100人的巨型直升机,作短途旅程之用。这些工业家相信,现在由机翼固定的飞机运载的短途旅客,日后很可能改乘这类飞行交通工具,从而大大减少现行飞机的使用量。
在未来的日子,巨型直升机和超音速客机能真正解决航空工业的燃眉之急吗?让我们在人类不断“开拓天空”之际,继续拭目以待吧!
[脚注]
a 有些人声称,侨居美国康涅狄格州的德国人古斯塔夫·魏斯科普夫,早在1901年就已驾驶自己发明的飞机,在空中飞行。可是,人们却找不着图片加以证实。
[第6页的图片]
奥托·利林塔尔,摄于大约1891年
[鸣谢]
Library of Congress/Corbis
[第6,7页的图片]
1927年,飞行员林白横越大西洋,飞抵巴黎后,来到伦敦
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Corbis-Bettmann
[第7页的图片]
1917年索普威思的“骆驼”飞机
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Museum of Flight/Corbis
[第7页的图片]
1935年的DC-3型飞机
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Photograph courtesy of Boeing Aircraft Company
[第7页的图片]
1937年西科尔斯基的S-43型飞船
[第8页的图片]
美国海岸警卫队的救援直升机
[第8页的图片]
萨姆深公司生产的“匹兹”花式表演专用飞机复制品
[第8,9页的图片]
1976年,协和式飞机开始投入服务
[第8,9页的图片]
A300型“空中巴士”
[第9页的图片]
太空穿梭机返回地球后,变成了高速的滑翔机
[第9页的图片]
1978年的“鲁坦·瓦里艾斯”