飛機發展史
發明家最終怎樣設計出重於空氣的飛行器呢?歸根究底,發明家都不得不從研究真正的飛行高手——雀鳥——入手。德國工程師奧托·利林塔爾,曾一度仔細觀察鸛鳥的飛行習性,還在1889年出版了《雀鳥飛行——航空學的基礎》。兩年後,利林塔爾就自製了第一架結構簡單的滑翔機。可是,利林塔爾進行過大約兩千次滑翔飛行後,在1896年一次駕駛單翼滑翔機時不幸意外身亡。之後,法國出生的美裔工程師奧克塔夫·夏尼特,把利林塔爾的設計加以改良,發展出雙翼滑翔機,標誌人類在設計重於空氣的飛行器方面又跨進另一大步。
接踵而來的就是萊特兄弟了。奧維爾和威爾伯·萊特本是美國俄亥俄州代頓的自行車製造商。1900年,兩兄弟以利林塔爾和夏尼特的設計為基礎,展開滑翔飛行試驗。隨後三年,萊特兄弟以循序漸進的方式,在北卡羅來納州的基蒂霍克反覆地作了多次實驗飛行。他們的新發明配備風洞裝置;第一個風洞更是用洗衣粉盒子做的。萊特兄弟首次作動力飛行時,自製了一副具四個氣缸、十二匹馬力的引擎,裝在新飛機的下層機翼上。引擎驅動兩個木製的螺旋槳,而螺旋槳則分别置於飛機後舵的兩端。
1903年12月14日,萊特兄弟發明的飛機首次從木製的跑道升空,在半空中停留了三秒半!三日後,兩兄弟再度出動。這次,飛機在空中盤旋了接近整整一分鐘,還飛行了260米。萊特兄弟終於成功了。a
出乎意料的是,這項劃時代的創舉當時竟沒引起多少人的注意。1906年1月,《紐約時報》終於登載了萊特兄弟的故事。然而,文章卻只是輕描淡寫地説,萊特兄弟在高度保密之下發明了自己的“飛行器”,1903年“在空中飛行方面弄出一點成績來”。其實,奧維爾在作過歷史性飛行後的那個晚上,已經向父親發了電報,請他趕快通知新聞界,好把消息公諸於世。可是,當時美國只有三份報章願意刊登這則新聞。
飛行器無利可圖?
在航空技術發展初期,一般人對航空事業的前景都不甚看好。即使赫赫有名的飛行先驅夏尼特,也曾在1910年揚言:“有見識的專家認為,飛行器根本無利可圖。畢竟,飛行器的載量有限,現在如是,將來亦然,是不可能作載客或運貨之用的。”
話雖如此,萊特兄弟作過處女飛行後,航空技術在接着的日子進展神速。不出五年,萊特兄弟就建造了一架雙人的雙翼飛機,時速71公里,離地面43米飛行。1911年,有人作了首次橫越美國大陸的飛行:從紐約飛到加利福尼亞,歷時約49天!在第一次世界大戰期間,飛機的時速更由100公里進至230公里以上,而飛行高度也旋即增至9000米。
在20世紀20年代,人們在航空技術方面不斷刷新記錄,常常成為報章熱門的頭條新聞。1923年,兩個美國軍官花了少於27小時,進行首次橫跨大陸的不停航飛行。四年後,飛行員林白單槍匹馬,從紐約直飛巴黎,全程歷時33小時20分鐘,因而一舉成名。
與此同時,新興的民用航空公司也開始想法子招攬生意。到了1939年底,美國的航空事業已經相當蓬勃,每年運載接近三百萬名乘客。在30年代下半期,標準的民用客機是DC-3型,載客量21人,時速只有270公里。可是,第二次世界大戰後,民用航空飛機已把載客量大大提升,馬力也更為強勁,時速超過480公里。1952年,英國的渦輪噴氣式民用飛機開始投入服務。1970年,像載客量達400人的波音747一類的珍寶型噴氣式客機也正式面世了。
1976年,航空技術又有了突破性的發展。當時,英法兩國的工程師共同研製出機翼呈三角形的協和式噴氣客機,能載客100人,時速逾2300公里,即音速的兩倍。不過,這類超音速客機經營成本高昂,因此還未能普及使用。
改變了世界的發展方向
即使你從沒有坐過飛機,高速發展的航空技術也大概或多或少地影響到你的生活。環球的空運事業發達;人們吃的穿的,家裏或工作用的東西,往往都是藉助飛機橫跨大陸或甚至越洋運送而至。憑着空郵服務,信件、包裹不一會兒就送到身處異地的人的手上,而商業世界則依賴往來飛行的信使,好日復一日地進行貿易活動。全賴空運,人們才購買得到若干貨品,享有某些服務,不過“羊毛出在羊身上”,商品的價錢自然也受空運的成本影響。
除此之外,航空技術也令人類社會起了不少轉變。毫無疑問,多虧有航空事業,世界變得越來越小。人只要負擔得來,就可以在幾個小時之内,飛到幾乎世上任何角落去。消息迅速傳播,而人與人之間的距離也大大拉近。
進步的代價
不過,在這一切有利發展的背後,人不得不付出代價。隨着航空交通越來越繁忙,有些人擔心飛行旅程會變得越來越不安全。每年,私人或民航飛機失事的事件時有所聞,而且往往奪去不少人的性命。《財富》雜誌説:“由於行内競爭激烈,許多航空公司已不再採取以往一直沿用的特别安全措施。其實,它們是可以把額外成本轉嫁到顧客身上的。”雜誌還報導,負責確保美國航運安全的聯邦航空局現在的實際情況是“撥款不足,人手短缺,管理欠佳”。
此外,航空交通日益繁忙,空氣和噪聲污染隨之增加,也令越來越多環保人士大感不安。《航空和空間技術週刊》説:“在世界民用航空方面,(噪聲污染)是相當容易引起爭議的問題之一。”
不但這樣,機群開始老化的情況也使問題雪上加霜。1990年,每四架美國飛機當中,就有一架是使用了超過二十年的。另外,三分之一的飛機的使用時間,更超出了製造商為飛機預定的“安全使用年限”。
因此,航空工程師正面對一項艱巨的任務:在成本上漲、人們環保意識日增的情況下,設計出載客量更大、安全度更高而造價又划算的飛機。
有些人已想出一些降低成本的方法。吉姆·埃里克森在《亞洲新聞》中寫道,英法兩國共同組成的航天小組和英國的航天學會,正計劃設計一種新式飛機,載客量預期可高達三百人,並且以音速兩倍的速度飛行。由於載客量大,乘客的平均成本和耗費的燃料會相應減少。另外,為了解決不少機場過度擁擠的問題,一些有遠見的工業家建議開創新紀元,使用載客量為100人的巨型直升機,作短途旅程之用。這些工業家相信,現在由機翼固定的飛機運載的短途旅客,日後很可能改乘這類飛行交通工具,從而大大減少現行飛機的使用量。
在未來的日子,巨型直升機和超音速客機能真正解決航空工業的燃眉之急嗎?讓我們在人類不斷“開拓天空”之際,繼續拭目以待吧!
[腳注]
a 有些人聲稱,僑居美國康涅狄格州的德國人古斯塔夫·魏斯科普夫,早在1901年就已駕駛自己發明的飛機,在空中飛行。可是,人們卻找不着圖片加以證實。
[第6頁的圖片]
奧托·利林塔爾,攝於大約1891年
[鳴謝]
Library of Congress/Corbis
[第6,7頁的圖片]
1927年,飛行員林白橫越大西洋,飛抵巴黎後,來到倫敦
[鳴謝]
Corbis-Bettmann
[第7頁的圖片]
1917年索普威思的“駱駝”飛機
[鳴謝]
Museum of Flight/Corbis
[第7頁的圖片]
1935年的DC-3型飛機
[鳴謝]
Photograph courtesy of Boeing Aircraft Company
[第7頁的圖片]
1937年西科爾斯基的S-43型飛船
[第8頁的圖片]
美國海岸警衛隊的救援直升機
[第8頁的圖片]
薩姆深公司生産的“匹兹”花式表演專用飛機複製品
[第8,9頁的圖片]
1976年,協和式飛機開始投入服務
[第8,9頁的圖片]
A300型“空中巴士”
[第9頁的圖片]
太空穿梭機返回地球後,變成了高速的滑翔機
[第9頁的圖片]
1978年的“魯坦·瓦里艾斯”