飞机从何而来

在不计其数的早期带翼装置中，有些装置的翅膀不仅能“拍动”——也就是上下运动，还能在不动的平展状态下将飞行员“托起”。只是由于资料匮乏外加描述不清（人人都想把自己的发明保密），历史才没能保留下关于第一批真正的“滑翔飞行员”的确切资料。

最早对现代飞机作了完整而又极具洞见的描述的，是著名的英国数学家乔治·凯利（1809年）。他指出了倾斜的薄片在快速运动时会产生空气阻力，这种阻力又会创造出上升力，还指出发动机带动螺旋桨旋转会产生牵引力，甚至还提出了与风筝的尾巴作用相同——也就是起稳定器作用的机尾（参见图2-10、图2-11）。不仅如此，他还用滑翔机做了一些应用性的实验，可惜相关资料没有保存下来。

图2-10　乔治·凯利论文中的飞机示意图，上图部分：ab—支承面；C—空气阻力的中心；fg—尾翼。

图2-11　凯利论文中的鸟类飞行示意图（1809）。ab—支承面，即翅膀；cd—运动方向；de—空气阻力，其方向与ab正交，可分解为垂直分力ef（支承力）与水平分力df（正面阻力）。

当年的欧洲开始沿着铁轨跑起了“大铁罐”，港口和海湾的帆船旁开始出现了轮船，蒸汽机自然也对寻找空中道路的发明家们产生了很大的诱惑。凯利描述的飞机于1842年开始投入实际建造，其设计者为凯利的同胞、英国机械师汉森。他成功设计的飞机（见图2-12）与现代的飞机具有很高的相似度：单层的张线式飞翼，掌状的机尾，甚至还有起飞滑行用的轮子。但如此庞大的飞机（翼展约40米）却给设计了一台功率弱得可笑的发动机——只有区区20马力（这样的飞机放到今天得有几台1000马力以上的发动机）。作为一个大胆而美丽的幻想，这个设计在西欧广受欢迎，发挥了一定的宣传鼓动作用。但奇怪的是，后来的人们却把凯利的著作给忘掉了；直到1874年，普法战争后的法国组建了“航空科学协会”之后，人们才重新想起了这些著作，且还以为它们是全新的发现呢。

图2-12　汉森的飞机（1842年的设计）。机翼后方有两台单叶推进器。

汉森本人起初是单干，后来与才华横溢的机械师斯特林费罗合作，两人在1845年造出了一台飞机小模型，重13千克，装有蒸汽机。然而，这台模型没能取得预期的成功，沮丧的发明家汉森便去美国了。而斯特林费罗到去世前（1883年）都在继续建造蒸汽飞机，并在1868年的首届伦敦航空展上以轻型发动机的精妙设计荣获大奖。他甚至成功让一些模型飞了起来，但必须拴着绳子，因为这些模型都缺乏稳定性（其中一台三翼机直到今天都保存在华盛顿的博物馆里）。

与此同时，先在英国、后在法国出现了许多其他的发明家和设计师，设计了各种不同的飞机。但必须指出，当时“飞机”一词尚未流传开来，这个词最早是由法国人约瑟夫·普林发明的，用来指斜面（用现代的说法就是空气平面）飞行器的设计。在那之后又过了四分之一世纪，人们才开始用“飞机”来称呼现代所说的飞行器。