(06)二十一世纪之光-第5章
按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
气层的包围，而且正在逐步征服整个太阳系。
因为，人们永远不会忘记他的那一句话：
“地球是人类的摇篮，人类永远不会停留在地球上！”
“飞行者号”的冲击
当俄国的康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基仍在做着飞天梦的时候，美国的莱
特兄弟已经为人类插上了翅膀，他们终于发明了飞机，使人类梦想成真，飞
向了湛蓝而又广大的天空。
1903年12月17日，池塘里结了一层厚厚的冰，刺骨的寒风直往人肉里
面钻。
这天，来自俄亥俄州的莱特兄弟，共做了四次成功的飞行。
第一次在空中只飞行了12秒，飞行距离大约是37米。最后一次飞了59
秒，飞行距离大约是260米。这四次成功的飞行，在人类航空史上，写下了
辉煌的一笔。
因为它是人类第一次成功地实行了动力飞行，打破了比空气重的机器不
能在空中飞行的断言，从而开辟了人类航空科学技术的崭新的通途。
莱特兄弟是修理和制造自行车的技师，他们具有丰富的机械知识。从少
年时代起，他们就对飞螺旋玩具发生了浓厚的兴趣，并且自己亲自动手进行
制作。
他们还非常喜爱放风筝，他们自己制作的风筝，在天空飞得又高又稳。
由于家里非常贫穷，常常是入不敷出，没有钱供他们去上大学，只能靠
帮人家修理自行车来维持生计。但是，他们毫无怨言。在修自行车的时候，
总是琢磨自行车的制造原理及制造方法。
他们非常喜爱读书，几乎读遍了当时所能找到的所有有关飞行方面的书
籍，学到了许多有关飞行的知识。
这时，他们读到了报纸上发表的一则消息，大飞行家奥图·李连达尔在
连续进行了2000多次滑翔飞行后，所进行的又一次滑翔飞行时，突然遭遇到
一股来自侧后方吹来的狂风，从而机坠人亡，英年早逝。
这则消息深深打动了莱特兄弟，他们决定去继续完成李连达尔没有完成
的事业。兄弟俩节衣缩食，用帮人家修理自行车所挣来的微薄的钱，去买书
或买制造滑翔机的材料。
正当他们把全部身心投入到飞行研究中去的时候，飞行失事的不幸消息
一个接一个地传来：英国的皮尔查因试飞失事送了命；马克沁姆试飞摔成重
伤，差一点送了命；法国阿德尔设计的飞机在空中解体粉碎…
这一连串的噩耗并没有吓倒莱特兄弟，他们特别认真地研究了李连达尔
的经验和教训，刻苦钻研了俄国康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基提出来的空气动
力学理论，不断完善机械加工手段，终于在1900年制成了当时最先进的滑翔
机。
莱特兄弟的飞机，现在看起来，结构相当简单。它前后各有两层互相平
行的翼面，还有一片竖着的小翼面伸在前面。各机翼之间由许多支柱、张线
之类的东西连着，看上去很像一个笨重的“书架”。
特别值得一提的是，莱特兄弟已经学会给飞机装上翼面，飞机正是靠了
翼面才升到空气中去的。
古时候，我们的祖先们就开始对鸟的飞行方法进行观察和研究，曾经有
披上羽毛学鸟儿那样扑翼飞行，而且，也有人试造过木鸟，但最终都没有能
够获得成功。
因为人体的结构同鸟类是截然不同的，人的胳膊所能产生的支持身体的
力量，和鸟的翅膀比起来，相对来说要小得多，所以，人没有那么大的力气
扇动“翅膀”使自己飞起来。
看样子，扑翼这一条路是走不通了，莱特兄弟在经过无数次的探索、试
验之后，最后决定，给飞机安上固定的翅膀，即机翼。
从此，机翼就成了飞机的重要组成部分，它的形状比较特别：下面几乎
是平直的，上面是弯曲的。
飞机飞行的时候，在它上面流过的空气比在它下面流过的快，形成了压力
差，下边的气压比上边的气压大。
于是，翅膀下面的空气就产生了垂直向上的升力，把飞机托上空中，气
流的速度越大，对翅膀产生的升力越大。
兄弟俩进行了连续多次的试飞试验，从1900年到1902年，共进行了1000
多次滑翔试验，终于初步掌握了操纵滑翔机的方法，并在空中成功地实现了
倾斜滑行、空中转弯等高难度的滑翔动作。莱特兄弟还于1902年装制成配有
活动方向舵的滑翔机，这在当时的世界上，毫无疑问是处于领先地位的。
但是，莱特兄弟还觉得有一个难题没有解决，这就是，仅仅依靠无动力
滑翔是不能够实现飞天梦想的，必须依靠动力才能完成真正意义上的飞行。
当时，蒸汽机在人们的生活中，已经得到了广泛的运用，但是，在飞机
上利用蒸汽机作为动力源，是根本不可能的，因为蒸汽机的体积太大。
而内燃机则有可能帮助他们，实现这个古老的梦想。
内燃机的基本特点是让燃料在机器的气缸内燃烧，生成高温高压的燃
气，利用这个燃气作为工作物质去推动活塞做功。
属于内燃机的汽油机是在1876年发明的，柴油机是在1892年发明的。
内燃机体积小，使用起来比蒸汽机方便多了。
19世纪末，汽油机的转速约为每分钟500～800转，20世纪初，提高到
每分钟1000～1500转，它已经具有安装在飞机上的可能性。
1903年初，莱特兄弟为了使飞机实行动力滑翔，从而实现真正意义上的
飞行，决定在滑翔机上安装汽油活塞发动机。
汽油机是用汽油作燃料的内燃机，气缸里的活塞用连杆跟曲轴相连，气
缸上面有进气门和排气门，气缸顶部有火花塞。
汽油活塞发动机在工作的时候，活塞在气缸里往复运动。活塞从气缸一
端到另一端叫做一个冲程。四冲程汽油机的工作过程是由吸气、压缩、做功、
排气四个冲程组成的。
但是，莱特兄弟对于汽油机的工作原理及使用可以说是一无所知，只好
从头学起。
他们买来了一台废旧的汽油机，拆下来再装上去，装好了再拆下来，总
算弄清了汽油机的结构。又经过无数次的试验，这才学会使用汽油机。
为了搞清楚滑翔机上究竟能装多大的重量才比较合适，他们又一次次地
装沙袋进行试验，这才搞清了他们的滑翔机最大载重不能超过90千克，但当
时最轻的汽油机也有140千克重，怎么办呢？
他们又去请教有关专家。
精诚所至，金石为开。在一位技师的帮助下，他们终于制造出了一部四
个气缸、12马力、重70余千克的汽油发动机。
接下来，他们又在滑翔机上安装了螺旋桨。当一切都准备就绪，他们便
决定试飞。
这是一个金风送爽、丹桂飘香的秋日，大地沉缅在丰收的喜悦之中。兄
弟俩转动螺旋桨、启动汽油机、点火、给油、松开离合器，随即汽油机便突
突突地运转起来，看样子，这次试飞有希望获得成功。
莱特兄弟缓慢地加大油门，放开了飞机制动器。飞机开始起动，由慢变
快，缓缓地向前驶去。
他们想操纵飞机从滑行进入爬升状态，便把操纵杆拉到了尽头，然而，这
只不听话的飞机仍在地上滑行；最后，撞到了一个不大的小山上，停住了，
这次试飞失败了。
好在人没有出事。
兄弟俩没有因为这次失败而自暴自弃，而是认真地去寻找失败的教训。
经过苦苦地思索，他们终于找到了失败的原因。
以前，他们只是考虑到如何减轻发动机的重量，而没有设法减轻飞机的
自重。
于是，他们又采用轻质木料作为飞机的骨架，用帆布作为飞机的基本材
料，于1903年11月底，又研制成功一架双翼飞机，莱特兄弟给这架飞机命
名为“飞行者号”。
“飞行者号”飞机以双层机翼提供升力，活动方向舵可以操纵升降和左
右盘旋，汽油发动机推动螺旋桨，驾驶员俯卧在下层主翼正中操纵飞机。
这架飞机结构非常简单，没有带外壳的机身，也没有起落架。飞机靠带
轮子的小车在滑轨上起飞。加上驾驶员，飞机总重量才只有340多千克。
在美国北卡罗纳州基蒂霍克的一片荒凉的土地上，随着一阵震耳欲聋的
轰鸣声，“飞行者号”慢慢离开了地面。
l米，2米，……莱特兄弟俩的心都快蹦出嗓子了。在12秒钟内，他们
呕心沥血研制而成的这架飞机，跌跌撞撞，像一个喝醉了酒的醉汉似地，在
空中大约飞行了35米的距离，飞机飞离地面1米多。
试飞终于成功了，兄弟俩激动得热烈拥抱，连呼万岁，这次成功，终于
实现了人类几千年来依靠机器动力飞上天空的梦想。
莱特兄弟的飞机，起先没有被美国政府重视。有一次，应法国政府的邀
请，莱特兄弟携带飞机去法国进行飞行表演，创造了连续飞行2小时20分
23秒的新记录。
这次表演成功，在法国引起了很大的轰动，法国人奔走相告，这真是“墙
内开花墙外香”，它促使法国加紧研制真正意义上的飞机，法国也因此一跃
而成为世界飞机制造的中心。
莱特兄弟飞机飞行的成功，使定翼飞机得到了迅速的发展，在各类飞行
器中始终处于领先地位。
第一次世界大战期间，应空中作战、侦察和运输的需要，世界上许多国
家都争先恐后地研制飞机，战争期间各国共生产出各种各样的飞机近20万
架。
1911年，硬铝研制成功了。由于铝合金质地轻、强度大，人们很快就它
作为制造飞机的原材料。1915年，出现了铝合金的单翼机。
飞机原来是木制结构，后来逐渐过渡到全金属结构。飞机的发动机和操
纵系统也作了许多的改进。这样，飞机飞行的速度就越来越高，到1939年，
达到了时速755。138公里，比莱特兄弟的飞机提高了几十倍。
1941年，英国人制成了涡轮喷气式飞机。
1959年，美国人制造成功波音707—321型喷气式客机，全部航程达5000
公里。
如今，人类的航空事业已得到高速度的发展，但是，人们永远不会忘记
莱特兄弟为人类实现飞天梦想所作出的巨大的贡献，他们的“飞行者号”将
永载史册。
第一枚“国家科学勋章”
公元1963年2月18日上午，美国白宫玫瑰园里宾客云集，热闹异常。
由美国总统肯尼迪颁发的美国第一枚“国家科学勋章”的颁发仪式即将在这
里举行。
有幸获得这枚勋章的就是现代航空大师西奥多·冯·卡门。
八十高龄的冯·卡门显得有点疲惫，由于患有严重的关节炎，所以下台
阶时差点摔倒了，肯尼迪总统忙上前去搀住他。
冯·卡门微微一笑，轻轻地摆脱了肯尼迪伸过来的手，意味深长地说：
“总统阁下，下坡而行的人不需要搀助，只有那些举足登高的人，才渴
望得到一臂之力。”
当肯尼迪总统把金光灿灿的“国家科学勋章”挂上老人的脖子时，人们
爆发出了长时间的热烈的掌声。
白宫授勋仪式结束后，冯·卡门便乘飞机前往巴黎疗养。不久，老人因
突发心肌梗塞在82岁生日前五天，心脏停止了跳动。
冯·卡门这位现代航空大师，虽然永远地离开了我们，但是，我们从空
中乃至宇宙空间越来越多飞行着的飞行器上，却无时不看到冯·卡门为现代
航空学所建树的闪光的业绩。
现代航空大师
西奥多·冯·卡门于1881年5月11日出生于匈牙利。父亲莫里斯·卡
门是布达佩斯大学的教育学教授，为匈牙利的教育事业作出了不朽的贡献，
因此，受到皇帝的爵封，为他增添了封姓“冯”。
父亲把自己长期实践所形成的一套教育理论，应用到对儿子的教育中。
当儿子还在母腹中的时候，就给他讲故事、听音乐，实行胎教。后来，又对
儿子进行了一系列的超前教育。
良好的教育，极大地开发了小卡门的智力，六岁的时候，他就能够进行
五位与六位数字乘法的心算，他还完全掌握了百分比的运算。
小卡门的数学天赋使父亲惊叹不已，同时，为了对孩子进行全面教育，
父亲又让他多接触一些人文科学方面的知识，以陶冶他的情操，升华他的灵
魂。
冯·卡门9岁的时候，就进入了当时匈牙利的国家级重点中学——明达
中学，这里人才辈出，群星灿烂。
冯·卡门的父亲又开始有意识地对他进行挫折教育，带领他到艰苦的环
境中去生活一段时间，在物质上，也不是有求必应，故意给他制造一些挫折，
以磨 他的意志，培养他具有百折不挠，屡挫屡奋的性格特征。
而这种性格，使冯·卡门在今后的追求和探索中，能够一而再、再而三
地跌倒了又爬起来，终于成为一代科学巨匠。
冯·卡门在17岁的那一年，以优异的学习成绩从中学毕业，进入了约瑟
夫皇家工艺大学，在这里他如鱼得水，如饥似渴地吮吸着知识的琼浆玉液。
有一天，冯·卡门在工厂见习的时候，忽然发现一种引擎，在高速运转
到一定的速度时，便不要命地颤动起来，并发出刺耳的噪音。
冯·卡门便静下心来，认真地对这一现象进行了观察和研究，终于找到
了原因。原来是阀门的开关与引擎的转速之间产生了共振。
卡门便立即把这一现象提炼成一个数学表达公式，并根据这个公式推导
出解决的办法。卡门的这一工作，受到了他的老师的高度评价，这位老师把
他破格提拔为自己的助教。
25岁那一年，冯·卡门以自己刻苦的学习和辛勤的努力，争取到了匈牙
利科学院的奖学金，前往当时科学圣地——哥廷根。
哥廷根是当时无数学者都向往已久的神圣的殿堂，是当时世界理论科学
的研究中心，这里曾经培养了无数的学界名流，如数学大师希尔伯特、量于
论的奠基人普朗克等。
被誉为“空气动力学之父”的路德维希·普朗特也在这里执掌教鞭，冯·卡
门来到哥廷根后，就投师于他的门下。
普朗特不愧为大师级的教授，他主张从复杂的扑朔迷离的问题中，寻找
出最基本的物理过程，然后再运用简化了的数学方法加以分析，从而把理论
与设计结合起来。
在普朗特的精心指导下，卡门利用学校里良好的实验条件，对一系列机
械工程问题，特别是非弹性杆弯曲现象进行了系统的研究。
1908年，冯·卡门顺利通过了博士论文答辩，并获得了博士学位，然后，
他就赴巴黎学习考察。
一个星期天，冯·卡门和几个朋友一起，到巴黎郊外去秋游，正好遇上
了来自美国的莱特兄弟，正在进行飞机滑翔表演，尽管飞机的飞行距离不足
两公里，但这次飞行，给冯·卡门留下了终生难忘的印象，并促使他从此献
身于人类的航空航天事业。
那一天回去以后，冯·卡门激动得彻夜未眠，他为人类终于飞上了天空
而感到激动，同时，他又想自己应该如何为这一壮丽的事业添上绚丽的一笔。
第二大，他就收到了导师普朗特从哥廷根寄来的邀请函。当时，普朗特
正在筹建人类航空史上第一个风洞，并且正在设计“齐柏�
