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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(175)

  真正成功地研制出世界上第一架飞机的,是美国人韦伯·莱特和奥佛·莱 特兄弟。

  莱特兄弟在童年时就热衷于放风筝,以后又潜心研究飞行器。有一次, 一位顾客到莱特兄弟经营的小自行车铺买了一条车胎。哥哥韦伯·莱特心不 在焉地折叠着包装车胎的硬板纸,忽然,他发现手中的硬板纸形状酷似一只 盒形风筝。他不由心中一亮:能不能用折叠风筝的办法来控制飞行呢?经过 认真研究,1899年11月,兄弟俩制作了一只翼展达1.5米的风筝,风筝上 系有四根操纵飞翔的牵绳。第二年,他们在北卡罗来纳州的一座小山上,又 成功地牵引起一架较大的滑翔机。

  莱特兄弟在取得大量滑翔飞行经验后,决定往滑翔机上安装当时最先进 的汽油活塞发动机。但是,当时还没有生产出适合安装在飞机上的小型发动 机。后来,在一个叫狄拉的机械工人的帮助下,他们克服了许多困难,终于 试制成功一部符合飞机要求的4汽缸、12马力、重70千克的内燃机。接着, 他们又试制出螺旋桨。内燃机通过链条带动螺旋桨,这样,一架用轻质木料 为骨架,帆布为基本材料的双翼飞机制造成功了。1903年10月17日,世界 上第一架飞机试飞成功。第一次飞行12秒,高度3米,飞行37米远,当天 重复飞行4次。第4次飞行59秒,距离达200米远。

  1905年6月,莱特兄弟的又一架被命名为“飞鸟三型”的飞机试飞成功。 飞行中,它可以倾斜,转弯,飞8字形和盘旋,并能以每小时约35英里的速 度飞行半小时。后来,“飞鸟三型”经过改进后,载两人成功地进行了飞行。 1908年,莱特兄弟第一次分别在欧洲和美洲各自驾驶新飞机作公开飞行,使 当时在欧洲大陆上进行的原始的飞行发生了革命。

  带翅膀的船——水翼艇

  (1905年)

  在江河湖海上有很多船,您见过带“翅膀”的船吗?这种带“翅膀”的 船就是水翼艇,它航行时,船身离开水面,像在水面上飞驶一样,显得十分 矫健。

  水翼艇是怎样发明的呢?原来,这是人们为了提高船艇的速度而采取的 一种新的设计。船在水中行,水的密度大,船的阻力就大,前进速度就快不 了。于是人们想到设计一种让船体部分或全部离开水面的船。但怎样才能做 到这一点呢?造船的工程师们从小孩在河边“打水飘”中得到了启示。

  小孩子“打水飘”就是用很薄的石片或是碎瓦片,按接近与水面平行的 角度,将石片用力投出去,使它擦着水面跳跃前进。如果石片薄,表面很光 滑,角度好,用力大,石片就可以在水面上飘行几丈远。这一游戏说明了这 样一个物理现象:有一定表面的物体,以一定的迎水角度和速度沿水面运动 时,水就会产生一个支承物体的力,我们称它为水动力。“打水飘”时的石 片就是依靠水动力支持而飘行的。

  根据这一道理,造船工程师们设计了一种船型:当这种船高速前进时, 就像石片在水面上飘行一样,并把这种船称作滑行艇。

  滑行艇与一般的船不一样,它的底部比较平坦。当船前进时,由于艇底 向前挤压水,从而使底部的水压力升高,形成水动力,水动力就把艇部分地 托出水面。

  滑行艇虽有利于高速行驶,但也带来一些问题,如滑行艇的耐波性能差, 不能在较大的风浪中航行。若在波浪中高速航行,船底与波浪相撞,艇底会 受到波浪的巨大冲击力,不仅使艇体产生强烈的震动,影响以至破坏仪器设 备的正常工作,有时也会引起艇体的破裂。

  能不能让艇体完全离开水面,使它跑得更快,而且不受波浪冲击呢?人 们开始设想给船装上“翅膀”,使它像飞机一样飞起来。这样,水翼艇就在 滑行艇的基础上产生了。

  有关水翼艇的设想,早在1869年就有人提出过。第一艘水翼艇是意大利 发明家弗拉尼尼建造的,并于1905年在瑞士的马奇奥湖进行了试验。这是一 艘排水量只有1.65吨,75马力的水翼艇,试航时跑37节多。继弗拉尼尼之 后,美国人贝尔又建造了由自己设计的水翼艇,并于 1918年创造了每小时 71英里的航行记录。但因为当时对水翼艇的理论研究工作不够,大马力的动 力设备和轻的艇体材料没得到解决,所以水翼艇没有发展到实用阶段。

  到了第二次世界大战时,随着科学技术的进步,德国制造了一些民用和 军用的水翼艇,而且达到了一定水平。如VS—10水翼鱼雷艇,排水量为47.5 吨,最高航速可达55节多。

  第二次世界大战后,水翼艇的发展大致分为两个阶段:

  50年代和60年代初,是水翼艇试制并投入批量生产阶段。这期间,水 翼艇主要是作为内河高速客船,吨位由9吨发展到100吨,航速35节左右。

  60年代以后,水翼艇的发展方向是面向海洋,面向军用。水翼艇的吨位 已达320吨。如1966年美国建造了一艘“普朗维尤”号水翼反潜试验艇,长 64.7米,宽12.3米,排水量为320吨,最大航速达62节,持续航速为50 节。此艇是自控全浸式水翼,水翼能旋转上翻到甲板上。船体材料是铝合金, 它是美国海军中最大的一艘水翼艇。

  80年代以来,虽然水翼艇的吨位没有明显增长,但其航速已达40—60 节。有的国家还在研制80节的水翼艇。随着电子技术、自动控制技术的发展, 耐腐蚀的轻型艇体材料的出现,以及大马力轻型动力设备——燃气轮机的诞 生,都为水翼艇的发展开辟了广阔的前景。


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