莱特兄弟是如何想到发明飞机的（莱特兄弟发明飞机）

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文丨无名灏

编辑丨无名灏

前言

在20世纪初，人类对飞行的梦想一直存在，但长期以来，飞行似乎只是幻想中的事物。然而，一对美国兄弟，威尔伯·莱特和奥维尔·莱特的出现，为这一梦想带来了巨大的突破。莱特兄弟以其卓越的科学理解、勇气与毅力，以及对飞行技术的独特见解，成功地发明了世界上第一架可控动力飞机。他们的发明不仅改变了人类的交通和通信方式，还开创了现代航空工业的时代。

莱特兄弟的飞行前探索

莱特兄弟对飞行的前探索是他们成功发明飞机的关键阶段。在尝试之前的飞行实验和观察已有的飞行理论的基础上，他们进行了一系列的实验和研究，为飞机的发明打下了坚实的基础。莱特兄弟对鸟类的飞行进行了深入研究，观察鸟类在空中飞行的方式和动作。他们从鸟类身上汲取灵感，认识到鸟类利用翅膀产生的升力来飞行，这为他们后来的飞机设计提供了重要启示。

对空气动力学进行了系统性的研究，包括气流、气压等对飞行的影响。他们利用自制的空气动力学模型进行试验，研究机翼的气动性能，以找出最有效的设计方案。在地面进行了多次飞行模拟，通过模拟飞行动作，研究人体在飞行中的姿势和控制方式。这些模拟试验帮助他们了解飞行的动态特性和所需的控制手段。

为了更准确地研究飞行器的空气动力学性能，莱特兄弟在自己的实验室里建造了风洞。通过在风洞中进行实验，他们可以模拟不同的飞行条件，优化飞机的设计。在前期探索的基础上，莱特兄弟进行了多次飞行尝试。他们首先制作了一系列的飞行模型进行试验，不断改进设计。然后，他们进行了多次滑翔试验，通过滑翔试验来测试和改进飞机的稳定性和操控性。

通过这些前期探索和实验，莱特兄弟逐渐积累了飞行技术方面的经验和知识。这些探索为他们后来成功发明飞机奠定了基础，并使他们能够克服飞行中的各种挑战和困难。他们的科学研究和实验精神成为了他们成功发明飞机的关键因素。

飞行技术的研发

莱特兄弟对机翼和气动设计的改进是他们成功发明飞机的重要创新之一。通过深入研究空气动力学和不断实验，他们对飞机的机翼和气动设计进行了重大改进，使得飞机在空中能够更稳定地飞行和更灵活地控制。以下是莱特兄弟对机翼和气动设计的主要改进：

意识到传统的平直翼形会导致飞机的升力和阻力失衡，不利于飞行的稳定性。为了解决这个问题，他们采用了弯曲的翼形，即机翼的两侧向上弯曲。这种设计使得机翼产生更均匀的升力分布，使得飞机在飞行时更稳定。

发现只依靠机翼的形状和位置无法实现飞机的稳定控制，因此他们引入了三轴控制系统，包括横滚、俯仰和偏航控制。通过控制飞机绕三个轴的旋转，他们能够更精确地控制飞机的姿态和方向，实现更灵活和稳定的飞行。

在机翼前缘添加了一种称为"前缘翼条"的设计，类似于现代飞机上的襟翼。这种设计可以在起飞和降落时增加机翼的升力，提高飞机的升力系数，使得飞机在低速飞行时更稳定。通过调整飞机的重心位置，莱特兄弟能够控制飞机的稳定性。他们在试飞过程中不断调整飞机的重心，找到最合适的位置，使得飞机在飞行时保持平衡和稳定。

通过这些对机翼和气动设计的改进，莱特兄弟成功地解决了飞机在空中飞行时面临的稳定性和控制问题，实现了飞机的可控动力飞行。这些创新的设计为后来飞机的发展奠定了基础，并对航空工业的发展产生了深远的影响。莱特兄弟的飞机设计和气动改进成为了航空史上的重要里程碑，标志着人类迈向了空中飞行的新纪元。

飞机在空中面临各种气流和气压的影响，容易产生滚转、俯仰和偏航等不稳定运动。通过三轴控制系统，飞行员可以根据飞机的实际情况，通过控制机翼、升降舵和方向舵来调整飞机的姿态，使飞机保持稳定飞行。

三轴控制系统使得飞机能够在空中进行精确的操纵。飞行员可以通过操纵机翼、升降舵和方向舵，实现飞机在横滚、俯仰和偏航方向上的控制，从而实现飞机在空中的各种飞行动作。在飞行中，飞机可能面临各种异常情况，如气流干扰、风切变等。三轴控制系统使得飞机能够快速、准确地应对这些情况，保持稳定飞行，提高飞行的安全性。

三轴控制系统由横滚、俯仰和偏航三个轴线组成，分别对应飞机在横向、纵向和航向上的运动。横滚控制是通过控制飞机的副翼来实现的。当飞行员操纵副翼时，机翼的上升面和下降面产生不对称的升力，使得飞机产生横向的倾斜运动，从而实现横滚控制。俯仰控制是通过控制飞机的升降舵来实现的。飞行员将升降舵向上或向下推动，使得飞机产生上升或下降的运动，从而实现俯仰控制。

偏航控制是通过控制飞机的方向舵来实现的。飞行员将方向舵向左或向右推动，使得飞机产生左转或右转的运动，从而实现偏航控制。通过联合控制这三个轴线，飞行员可以实现对飞机在三个方向上的运动的精确控制，使得飞机能够平稳地飞行和实现各种飞行动作。三轴控制系统的发明为飞机的操纵和飞行提供了重要的技术支持，成为现代飞行器的基本控制方式

1903年的关键时刻

1903年是莱特兄弟发明飞机的关键时刻，这一年的12月17日，他们在美国北卡罗来纳州的基蒂霍克进行了历史性的飞行试验，成功实现了世界上第一次有人驾驶的动力飞行。这个关键时刻标志着人类实现了长期以来的飞行梦想，开创了现代航空工业的时代。

在这个历史性时刻，莱特兄弟展示了他们自制的飞机，这是一架名为“莱特飞行器”的双翼双螺旋桨飞机。他们在一片沙滩上进行试飞，选择这里是因为那里的风条件相对较好，适合飞行实验。

莱特兄弟进行了几次短距离的滑翔试飞，以测试飞机的稳定性和控制性。然后，到了12月17日上午，奥维尔·莱特乘坐飞机进行了第一次尝试，但由于起飞时起落架被损坏，试飞只能终止。然而，在下午，威尔伯·莱特驾驶着“莱特飞行器”成功实现了飞行。他驾驶飞机飞行了约12秒，飞行距离120英尺，飞行高度约10英尺。虽然这个飞行距离和时间可能不算长，但这一历史性的飞行标志着人类首次实现了有人驾驶的可控动力飞行。

这一关键时刻的意义不可忽视，莱特兄弟的成功试飞向世界展示了飞机发明的巨大潜力。他们的发明彻底改变了人类的交通和通信方式，推动了航空工业的发展，开创了现代航空时代。莱特兄弟在那一天的飞行成就将永远铭刻在人类飞行史上，成为科技进步和创新的光辉里程碑。

飞机发明的影响

飞机的出现使得跨越大洋和大陆的快速交通成为可能。人们可以迅速飞越长距离，缩短了旅行时间，促进了全球的联系和交流。航空运输也成为国际贸易和旅游业的主要支柱，推动了全球经济的发展。

航空产业的兴起带动了航空制造业、航空运输、航空服务等相关产业的发展，创造了大量的就业机会。航空运输的便利和效率也促进了商品和服务的流通，促进了全球贸易的繁荣。飞机在军事上的运用改变了战争的模式。航空兵力可以迅速投送至敌后，实施空袭和侦察，对战场态势产生重要影响。航母和战斗机的出现，使得航空兵力成为现代军事力量中不可或缺的一部分。

飞机的发明推动了航空科学和技术的不断发展。航空工程、航空动力学、航空材料等领域得到了巨大进步，为飞机的性能和安全性提供了保障。飞机使得人们可以跨越国界，探索不同的文化和风土人情。航空旅游的兴起促进了不同国家之间的文化交流和理解，推动了旅游业的繁荣。

在灾害救援和搜救行动中发挥了重要作用。航空器可以快速到达偏远地区，执行搜索和救援任务，提高了救援效率和生命救助成功率。

总结

莱特兄弟表现出了无与伦比的创新精神和对科学研究的热情。他们投入大量时间和精力进行研究和实验，不断改进飞机设计，最终实现了人类首次有人驾驶的动力飞行。他们对机翼、气动设计和控制系统的改进为后来飞机的设计和飞行提供了重要参考，奠定了现代航空工业的基础。

通过实际试飞成功证明了飞行是可能的，向世界展示了飞机发明的巨大潜力。他们的成功实验鼓舞了后来无数人投身于航空科学与技术的研究与发展。飞机的发明使得全球交通变得更加快捷、便利，缩短了旅行时间，促进了全球的联系和交流，加速了全球化的进程。

航空产业的发展带动了航空制造业、航空运输、旅游业等相关产业的兴起，创造了大量的就业机会，推动了全球经济的繁荣。飞机在军事上的运用改变了战争的方式，成为现代军事力量中不可或缺的一部分，影响了战争的策略与战术。

飞机的发明推动了航空科学和技术的进步，包括空气动力学、航空工程、航空材料等领域的发展。飞机的发明使得人类能够进一步探索天空与太空，实现了飞向未知的梦想，推动了航天科学的发展。

参考文献

[1] 航空科学技术的发展[M]. 张耀, 曹传钧, 李贺春, 编著.航空工业出版社.2007

[2] 飞行之梦[M]. 李成智等编著.北京航空航天大学出版社.2004

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[5] 发明动力飞机的莱特兄弟[J]. 左思 ,三舍卡通.文学少年(小学),2004(01)

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