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1.6 坦普尔动力飞行(1874年)

法国是世界上发展航空最早的国家之一,也是最早掀起“航空热”的国家之一。在19世纪,海军军官费里克斯··坦普尔(Félix du Temple)和电气工程师克莱门特·阿代尔(Clément Ader)先后进行了动力飞行的尝试。

坦普尔(见图1-44)生于1823年。他在十几岁的时候就制作了一架类似小鸟的飞行器模型,用钟表发条作动力驱动模型的螺旋桨。这个飞行器模型真的飞了起来,虽然持续时间较短,但这在当时也是很大的成功,给坦普尔以极大的鼓励。

图1-44 坦普尔

1857年,坦普尔设计制造了比模型大得多的全尺寸飞行器,并获得专利(见图1-45)。飞行器的翼展近30米,机翼是由织物覆盖的后掠翼。坦普尔在设计中注意到横向稳定性,所以机翼有一个很小的上反角。中间是发动机舱和驾驶舱,飞行器头部是直径4米的螺旋桨,尾部有尾翼,而着陆装置是三点式,由三个支脚和滑轮组成。更不可思议的是,飞行时滑轮还可以收进机身,已经有了现代飞机起落架的雏形。

图1-45 坦普尔的单翼飞行器

1874年,坦普尔的飞行器在法国西部布雷斯特市一处斜坡的顶部进行飞行试验,驾驶员是他属下的一名水手。飞行动力由一台相当于蒸汽机的热空气发动机提供,发动机启动后,螺旋桨飞速旋转,拉着飞行器迅速下滑,然后飞离地面,但只飞了几米远便掉了下来,试验归于失败,原因是发动机动力不足。

坦普尔是世界上进行驾驶动力飞行尝试的第一人,他的尝试被航空史专家称为第一次有人驾驶的“跳跃飞行”。但坦普尔从此以后再无建树,直至他1890年逝世。

链接 上反角

飞机机翼翼梢相对于翼根向上翘的角度称为上反角,反之称为下反角。凡低于声速的飞机其机翼一般都有上反角。上反角的作用是飞机飞行时如果出现侧滑现象,迎向侧滑方向的一侧机翼的迎风面积以及迎角就会比另一侧机翼要大很多,这就会使飞机产生反向侧滑的力量,即达到迅速修正侧滑的目的。所以飞机的上反角是为了使飞机具备自动修正飞行姿态异常的功能而设计的。

在坦普尔之后,法国最有名望也最有争议的动力飞行尝试者当属阿代尔(见图1-46)。

图1-46 阿代尔

阿代尔比坦普尔小17岁,是一位电气工程师。他从少年时代就喜欢研究鸟类的飞行。1873年,阿代尔开始制作一架特制的滑翔机,用鹅毛做机翼。他收集了数千根鹅毛,请妇女们为他编织在机翼上。飞行试验时,阿代尔用一条长长的绳子,一端拴住滑翔机,一端固定于地面,滑翔机被风吹起,飞了一段,由于绳子长度限制便停了下来。

阿代尔虽然遭遇失败,却越来越热衷于研究鸟类。他向巴黎动物园借了很多鹰和大蝙蝠,在自己的工作室进行研究。他还亲赴非洲,自己扮成阿拉伯人,雇用两名阿拉伯向导深入阿尔及利亚,观察许多种类秃鹰的飞行。

阿代尔的下一步是设计一架巨大的鸟类飞行器,进行有人驾驶的动力飞行试验。

1890年,阿代尔得到法国当局的资助,设计并制造了取名“风神”的蝙蝠式飞行器。机翼翼展长14米,极像蝙蝠的翅膀,可以折叠。机长6.5米,装1台功率15.2千瓦的蒸汽机,带动一副用竹片制成的4叶螺旋桨。飞行器的总重为296千克。

“风神”于1890年10月9日在法国阿曼威利斯一座城堡的空地试飞,阿代尔驾驶飞行器做了超低空飞行,据阿代尔称飞到了46米的高度。阿代尔为“风神”申请了专利(见图1-47)。

图1-47 阿代尔的设计“风神”1890年获得法国专利

但这架飞行器的设计存在不少显而易见的问题:一是飞机本身没有控制系统;二是发动机功率不足。

在“风神”之后,阿代尔于1892年开始制造第二架飞行器,但工作尚未完成就放弃了。

继而他又制造第三架。他给这架飞行器取名为飞机(Avion),这个名称后来被广泛采用。阿代尔顺次将其命名为飞机3号(见图1-48、图1-49)。

图1-48 阿代尔的飞机3号

图1-49 飞机3号在车间里进行制造装配

飞机3号是“风神”的放大版:翼展长16米,总重400千克,发动机仍采用15.2千瓦的蒸汽机。另一项重大的改进是螺旋桨由一副改为两副。

1897年10月12日,飞机3号在凡尔赛附近的军事基地一个长1600米的环形跑道上进行了试飞,阿代尔驾驶飞机绕跑道滑行,他的两个助手在机翼两端控制飞机的平衡,飞机滑行了350米就停住了。虽然在阿代尔操纵下飞机回到了原点,但却没有飞上天空。

同年10月14日,阿代尔驾驶飞机进行第二次飞行。虽然飞机滑行时后轮离开了地面,但前轮却没有迹象表明离开过地面。究竟阿代尔飞没飞起来,航空史上一直存有争议。

由于飞行试验未达到当局的要求,当局决定不再继续支持这个费用昂贵的试验,也没有另外的渠道为他提供资金。在这种情况下,阿代尔终止了他的飞行探索事业。飞机3号后来进了法国国立工艺博物馆(见图1-50)。

图1-50 飞机3号在展览会上展出

不管阿代尔自称飞上天空也好,有人否定也好,还是一些航空史专家认定的“短暂的、非持续的飞行”也好,毕竟,阿代尔的动力飞行尝试是科学探索的脚步,他自己进行了坚韧不拔的努力,并为后来者提供了宝贵的借鉴,是世界航空史上值得记载的一页。

大约一百年后,法国宇航公司将其投资4.11亿美元新建的A330/340装配厂以阿代尔的名字命名。1990年10月10日,法国总统密特朗在该厂落成典礼上宣称:欧洲已经拥有当今世界的主要前沿技术。

延伸阅读 阿代尔关注天空

尽管阿代尔在飞机3号试验后中止了飞行探索,但他对航空事业十分看好,特别是对航空的军事用途十分关注。1910年,他在著作《军事航空》中写道:“那些没有认识到空军是未来武器的国家准会遭殃”;“随着军事航空的出现,英吉利海峡将不再那么重要了,其中的无数战舰将变得无用。那时英国必须成为自己领空的主人,海军部的工作将集中在保卫伦敦……”

在他临终之前,他还发出这样的预言;“谁掌握天空,谁就主宰世界……”