提起飞机制造,莱特兄弟总是首先映入人们脑海,他们代表着航空史上的一个重要里程碑。
然而,在飞机制造仍面临巨大挑战的1909年,一位中国人冯如却脱颖而出,为中国航空事业开启了先河,成功制造了中国第一架飞机——“冯如一号”。
这不禁让人好奇:1909年,清朝末年,中国航空事业是如何起步的呢?
今天,让我们深入探讨冯如及其“冯如一号”背后的故事。
冯如一号的时代背景
19世纪末,一些权威科学家对飞机的发明前景表示怀疑。就连英国著名物理学家开尔文勋爵(Lord William Thomson Kelvin,1824—1907)也曾公开否定飞机的可能性。
1896年,开尔文在拒绝航空学会邀请的信中写道:“除了气球升空,关于空中航行的事儿,我一点都不相信。”
令人意想不到的是,仅仅7年后,1903年12月17日,莱特兄弟就成功进行了人类历史上首次持续、受控的动力飞行。
六年之后,冯如在莱特兄弟“飞行者一号”的基础上,进行了改进和创新,设计制造出了“冯如一号”。
冯如一号的结构与特点
早期飞机的设计与制造充满了挑战。机翼、机身、尾翼、操纵系统、起落架和发动机,每一个部件都需要精细的设计和制造。
以机翼为例,1882年到1912年期间,航空业处于萌芽阶段,缺乏必要的科学理论基础和实践经验。设计师们对飞机载荷缺乏清晰的概念,材料和结构的选择也 largely 基于尝试和错误, 能飞起来就已经算是成功了。
早期飞机设计师的共同目标是延长飞机的飞行时间。但由于材料强度限制,机翼面积不能过大,发动机功率又很小,重量却相对较大,这给设计制造带来了极大困难。
为了增加升力,设计师们设计了双翼机甚至三翼机等多层机翼结构。
“冯如一号”采用了与“飞行者一号”相似的长方形双翼结构,易于制造。其机长约7.43米,翼展约7.62米,机高约2.45米。双翼间距约1.52米,升降舵在前,方向舵在后。飞机主要由木材、帆布和少量钢材构成,空重约130-150公斤。
要使飞机升空,需要足够的推力克服重力。早期尝试使用蒸汽机作为动力,但蒸汽机笨重,推重比低,效率低下。直到轻便、高推重比的内燃机出现,飞行才真正成为可能。
“冯如一号”搭载了一台6马力的气冷内燃机,驱动直径约1.8米的双叶螺旋桨提供推力。 此外,飞机的控制系统也至关重要。冯如在“冯如一号”上采用了前置水平尾翼(鸭翼)控制飞机的俯仰,并借鉴了莱特兄弟的机翼翘曲技术控制滚转,以及垂直尾翼控制偏航,这在当时是一项相当先进的技术。
然而,机翼翘曲技术稳定性差,控制难度大。“冯如二号”用副翼取代了机翼翘曲,提升了飞机的可控性。
冯如采用了类似欧洲飞机的起落架设计,增加了车轮,使得飞机可以在普通地面上滑行起飞和降落,提高了飞机的实用性。
“冯如一号”的设计融合了多个国家的飞机设计理念,并进行了优化改进,体现了冯如的创新能力和工程技术水平。
冯如的成就与中国航空事业的落后
冯如的成功并非一蹴而就。他身处美国,面临着排华歧视的巨大压力,资金和资源都非常匮乏。他只能依靠自学和不断实验,手工制作飞机零件,历经艰辛。
1909年9月21日,“冯如一号”成功试飞804.65米,震惊了世界。美国《旧金山考察家报》以《在航空领域,中国人把白人甩在后面》为题进行了报道。
然而,冯如英年早逝,这成为中国航空事业发展的一大遗憾。虽然他曾短暂回国,参与了辛亥革命,并制造了中国第一架国产飞机,但他短暂的生命没能让他将技术充分传播和应用。
此外,中国当时的政治动荡、经济落后、工业基础薄弱等因素,也严重制约了航空事业的发展。军阀混战、外敌入侵,使得好不容易建立起来的航空工业基础屡屡遭到破坏,难以持续发展。
抗日战争时期,中国航空工业更是遭受了毁灭性打击。而与此同时,欧美国家的航空技术在两次世界大战期间取得了突飞猛进的发展,中国与世界先进水平的差距越来越大。
建国后,在苏联的援助下,中国航空工业有所发展,但后来的发展道路也并非一帆风顺。经济基础薄弱,技术积累不足,人才匮乏等问题始终困扰着中国航空工业的发展。直到改革开放后,中国航空工业发展才迎来新的机遇。
中国民航网
如今,中国自主研发的C919大型客机成功首飞,标志着中国航空工业取得了历史性的突破。这不仅是一架飞机,更是中国航空人几代人努力的结晶,是国家实力的象征。
如今,我们终于拥有了属于自己的翅膀,翱翔在祖国的蓝天上。
