上期我們說航空飛行器起源，一直追溯到我國古代風筝的發明。那麼這一期，我們來聊一聊美國萊特兄弟，是怎樣制造的出飛行者一号，為什麼能夠奠定飛機的發展方向？

其實萊特兄弟制造出飛機也是站在巨人的肩膀上，再加上自己有着從小對實現升空飛行的理想和對航空不斷地研究與努力，才實現理想制造出飛機。

↑圖是萊特兄弟給飛機翹曲翼設計的草圖

飛行者一号，采用的是前雙重疊式升降舵、中間雙翼、雙螺旋槳、後方向舵的布局，再加上一台水冷直列4缸活塞發動機。機身主體采用硬木和帆布制作成。飛行者一号長6.43米、寬12.29米、高2.74米、空重274千克。其中機翼面積達到47平方米，最大起飛重量338千克。最大飛行速度48千米每小時（最大速度13.3m/s）。

↑存放在美國博物館的飛行者一号

飛行者一号，為什麼能夠為後期飛機發展奠定方向？主要還是飛行者一号的飛行原理才用的是空氣動力學。通過12匹馬力的發動機給飛機提供動力，雙機翼給飛機提供升力，前方升降舵控制俯仰，後方方向舵控制飛機轉向，使飛機在空中能達到簡單的控制。而升降舵具體原理是通過駕駛員改變升降舵角度，與迎面而來氣流形成一股反向作用力，使飛機向上的升力增加或者減小，而控制飛機的俯仰角度。升降舵的角度成正角，則增加升力，飛機成仰角狀态；升降舵的角度為負角，則減小升力，飛機與水平狀态為俯角，飛機成俯沖狀态。同理方向舵的工作原理與之相同。方向舵的往哪邊偏轉，則飛機往哪邊轉向。

↑圖為飛行者一号的三視圖

飛行者一号最有特色的是它的雙機翼了，因為當時飛行者一号的發動機馬力并不是特别大，給飛機提供的動力難以給飛機提供足夠的升力，所以萊特兄弟選擇了雙機翼，增大飛機的機翼面積來提升飛機的升力。而且由于飛機的空重與最大起飛重量之差隻有64千克，相當于飛行員的重量不能超過124斤，所以當時飛行者一号在試飛時，還需要借助外力，也就是有風的天氣條件，來加大飛機的升力使飛機順利飛上天空。

飛行者一号的機翼我們第一眼看上去是雙層，利用木架、帆布和鋼索制成，但是細緻一點的朋友，可能會發現它與現代飛機相比會少了前緣襟翼、後緣襟翼和副翼。而且機翼隻是利用簡單的木架和帆布制成，非常的單薄。也許對飛機基體結構有了解的朋友會知道機翼沒有前緣襟翼和後緣襟翼，會減少飛機的升力，沒有副翼飛機将無法翻滾。

↑圖為機翼的剖視圖，機翼由輕木骨架和帆布組成

那麼萊特兄弟是怎樣在飛行者一号上去解決這個問題的呢？

其實當時萊特兄弟設計飛行者一号飛機時，飛控系統并沒有現在這麼完善，當時并沒有設計襟翼，飛機翻滾是通過扭曲機翼，改變機翼的氣動載荷，來達到改變飛機兩側的升力，形成一個升力差來進行翻滾。也許大家隻知道翹曲機翼并不能理解其中的原理。

萊特兄弟在飛行者一号機翼的翹曲靈感，是來自于對鳥的細緻觀察，當萊特兄弟發現鳥在飛翔時出現側風鳥會通過扭曲翅膀的前端和末梢，來使飛翔保持平衡時，同樣的原理也能運用到飛行者一号上。飛機可以通過扭轉一側機翼的末梢，來改變相對氣流的角度，從而使氣動力沿着翼展重新分布，改變機翼兩側的升力大小，這就是最早的翹曲翼面控制原理。而我們前面也提到萊特兄弟的機翼較為單薄，由木支架和帆布制成，帆布的柔韌性較好，飛行員可通過操縱手柄、滑輪、鋼索連接機翼前端和末梢基本上就可以達到襟翼和副翼的功能。

↑圖為翹曲翼的受力原理

也有很多讀者對飛行者一号升降舵和方向舵的分布有疑問，為什麼升降舵和方向舵要以前一後布局，而且都是才用的雙舵面？其實這點我們很好解釋，我們可以通過飛行者一号的總體分布圖來分析，機翼左右對稱左右能夠達到平衡，中間是發動機、螺旋槳和飛行員，前面兩片升降舵，後邊兩片方向舵，整架飛機達到了一個中心在中間的平衡位置，這樣的設計也利于飛機的動态平衡和操控。

而升降舵和方向舵采用雙舵面，其實前面我也給大家提拱了飛行者一号的最大飛行速度。我們應該可以從這點鐘推斷出來，飛機速度慢相對氣流速度慢，而升降舵和方向舵都是氣流給舵面的一個作用力使飛機升降、轉彎，而飛行者一号最大飛行速度13.3m/s，相對速度較慢所以采用雙舵面可增大舵面面積，增加升力和航向偏轉力來滿足飛控操縱的需要。

萊特兄弟制造飛機這個項目，最初在美國新聞界沒有得到特别的重視，據說他們将這一發明放在馬廄存放了兩年。但是所幸的是美國軍方意識到了飛機它存在的巨大潛力，沒有讓這一發明蒙塵。同樣萊特兄弟也想将自己制造出來的飛機向美國軍方推薦。在1908年初美國陸軍願意觀看一次萊特兄弟的飛行表演。此時法國也發現了萊特兄弟飛機的巨大潛力和價值，想購買這個專利。于是在同年的8月8日，萊特兄弟在法國巴黎附近的賽馬廠，進行了飛行表演，當時整個法國都沸騰了，并有許多歐洲的企業想要購買這個專利，這時萊特兄弟也在歐洲掀起了航空的熱潮，也影響了當時的一些人，如安東尼·福克等。而萊特兄弟也因為飛機制造事業在法國名聲大振。

↑圖為當時準備飛行表演時，人們在圍觀

同樣萊特兄弟在美國也進行着飛行表演，而且表演十分的順利，奧威爾在美國邁耶堡閱兵場進行了55圈的的飛行表演，突破了1小的連續飛行記錄，也讓人群歡呼雀躍！得到了大家認可，最終在1907年3月美國向萊特兄弟下了訂單。在同年7月，萊特兄弟将第一架軍用飛機交付給了陸軍，此時萊特兄弟的飛機制造也得到了成果。

↑圖已經起飛的飛行者一号

“飛行者一号”制造出來的價值在當時可以估量，但是意義和對後世的影響力度不可估量!雖然當時隻是單一的用在了軍事的偵察上，但是在後人的不斷擴展和開發，逐漸的将飛機使用在軍事戰争、運輸、交通、農業等。最重要的是給後期的航空飛機打下了一個紮實的基礎，讓後人可以沿着這條線路不斷地發展。

關于飛行者一号的介紹“天明”差不多就介紹到這了，還有其他問題或疑問的朋友，我們可以到下方評論區進行讨論謝謝！下一篇“介紹世界第一架戰鬥機”。

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