web飛機的發明
第一架成功離開陸地飛行的飛機,是由英國發明家喬治.凱利(G. Cayley 1773--1857)創造出來的,他也被後人譽為「航空之父」。喬治.凱利23歲時,設計出一個直升機模型,並從研究鳥的推動力中,於1804年試驗了一架滑翔機模型。這位偉大的先驅者曾多次製造了改進型的滑翔機原型機,這些滑翔機和現代的模型飛機相近。後來他陸續改進自己的發明,並在1849年讓人坐著他的滑翔機升空。德國的奧圖?李利埃達(1848--1896)於1889年出版了一部航空經典著作——《作為航空基礎的鳥類飛行》,他根據鳥類的飛行方法,在1892~1897年間改良出18架滑翔機,並進行好幾千次的滑翔實驗。可惜他在一次滑翔機實驗中,不幸墜機喪生,他的臨終遺言是:「要想學會飛行,就要做出犧牲」。 法國人克雷蒙?阿德爾則建造了一架巨大的蝙蝠翼形、蒸氣動力的單翼飛機,上面有蒸氣馬達帶動螺旋槳的裝備。阿德爾創造了飛行機器風神號和第三號飛機,其中第三號飛機在損壞之前,「飛行」了三百公尺,飛機的輪子在地面上的痕跡有三百公尺是中斷的,這證明它的確是離開了地面,但並未曾在空中飛行,因此不能算是真正的飛機。1903年12月17日,在美國的基蒂霍克海灘,萊特兄弟(The Wright Brothers)韋伯和奧爾維勒,以他們的飛行工具「飛行家一號」,成功的完成了世界上最早的動力飛行。萊特兄弟生長於美國,以製造腳踏車為業,基於對飛行的濃厚興趣,他們從事滑翔機的飛行試驗,這些經驗帶給他們很多飛行知識。他們一共進行了4次起飛與降落,成功克服了飛行工具比空氣重的困難,並且能夠在內燃機推動飛機時控制平衡及方向。其中以59秒鐘,260公尺的飛行距離為最佳紀錄。後來1905年,萊特兄弟又完成了一次39公里的飛行,創造了飛行史上嶄新的紀錄。在歐洲,則以1906年聖多斯?度蒙製造的雙翼飛機,進行了220公尺的飛行為了創造飛機飛行距離的紀錄,1909年,英國的每日郵報提供獎金給飛躍英倫海峽的人,其中,路易?布萊里奧駕著他的「布萊里奧4號」達成了這項壯舉。同年,世界最早的飛行大賽在法國舉行,來自各國的飛機均參與盛會,熱鬧非凡。1927年5月20日查理?林白則駕著「聖路易精神號」,沒有無線通訊也沒有降落傘,單獨一人在能見度為零的暴風雨中,從紐約飛越大西洋到巴黎。第一次世界大戰爆發之前,飛機僅用於運輸旅客、貨物及偵查敵情,大戰爆發後各國體會到飛機的強大攻擊火力,自此工程師開始致力於軍機的設計與改造。剛開始飛機只用來偵查敵情,但在短短的一年間,卻發展為空中霸權的爭奪戰,到了戰爭末期,已發展出不少的戰鬥機和更大的轟炸機。比如當時開始出現裝有機關槍的戰鬥機,為了適應空戰,翻跟斗和側飛的飛行技術也研究成功,飛機的進展一日千里。一次大戰尚未爆發前,便出現了客機,大戰結束後,重轟炸機被改裝成客機,於是歐、美之間開拓了旅客、郵政和貨物的運輸航線。但由於改裝過的轟炸機成本昂貴,使得多家航運公司不得不停止營運,反而促使效率高的航運公司崛起,著名的容克斯和霍克公司就是在這種情況下,朝著生產新型飛行器的方向前進。1920年容克斯的F.13型飛機出現在世界各地的航空線上,這種具有四個座位的客機,成為往後客機製造的模仿對象,之後座位數也陸續的增加。二次世界大戰間,飛機是決定勝敗的主要關鍵,各國亦致力於各式轟炸機和戰鬥機的改良,德國的Bf 109戰鬥機、英國的炫風式及噴火式戰鬥機、美國的野馬戰鬥機,以及日本的零式戰鬥機,都是戰爭中的主角。各國展開各種精良戰鬥機與轟炸機的研發,以獲得戰爭中的制空權。其中以日本設計的零式艦上戰鬥機最有名,美國製造的波音B-29型轟炸機則以飛得快、高、遠見長,就是這架飛機在廣島與長崎上空投下原子彈,才結束二次世界大戰。第二次世界大戰後的韓戰、越戰、海灣戰爭以及不久前的伊拉克戰爭,都進一步顯示了制空權在戰爭中的重要性。在第二次世界大戰以前,以活塞引擎和螺旋槳飛機為主,但是這種飛機的時速最高只能達到800~900公里,而且性能也不是很好,因此1930年代開始,發明家嘗試以噴射引擎或火箭的動力來推動飛機。比如第一架噴射引擎飛機,則是在1939年8月27日試飛成功的德國製海捷爾He178型。在1944年英國和德國同時發展出噴射引擎的戰鬥機與速度更快的噴射飛機,從此,噴射飛機漸漸取代了螺旋槳推進的客機,機翼也改用後掠式,以解決高速飛行時操縱飛機的難題。後來的波音747噴射客機則因具有渦輪噴射引擎,使航空交通進入「安靜飛行」。1960年代開始,噴射客機完全取代了螺旋槳推進的客機。然而,雖然有了噴射機的發明,但因為噴射機的馬力不夠大、機體不夠堅固,速度上始終無法突破音速,於是超音速飛機順運而生!然而,當飛機速度接近音速,機頭和機翼前方的空氣被壓縮而產生震波,這種震波減低上升力,使機體無法飛行,而產生「音障」。最早突破音障的飛機是貝爾X1號火箭機,也是人類首次完成超音速飛行。1968年民航機試飛成功後,超音速客機才興起,其中以協和號飛機最著名。在1976年時第一架高音速協和式客機,以時速1500公里橫越大西洋,它能以兩倍的音速在大西洋上空飛行,在海洋上空音爆發生不致造成任何干擾。它的機鼻在降落時會下垂,讓駕駛員能夠看到跑道。但由於航空公司無法承擔高昂的飛行成本,協和號已於2003年的5月與11月陸續宣布退役,結束了一共27年的商業營運。飛機在1950年代變得更快,在1980年代變成隱形,如新一代的軍用飛機---「無人飛行機」(UAV,Unmanned Aerial Vehicles,UAV),它的外型類似風箏、蝙蝠,具有不會被敵人的雷達偵測到的功能。UAV正在改寫戰爭的方式,使軍事將領可鳥瞰位於世界另一端的戰場。UAV飛機在軍事用途上的最大利益,在於減少人員損傷;至於未來的民航機會不會也開始採用UAV的設計呢?雖然目前民航機製造商與業者皆無此計畫,但是請大家拭目以待,一同見證未來飛機的演進吧!
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2020-07-02
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