萊特兄弟的飛機,起先沒有被美國政府重視。有一次,應法國政府的邀請,萊特兄弟攜帶飛機去法國進行飛行表演,創造了連續飛行2小時20分23秒的新記錄。
這次表演成功,在法國引起了很大的轟動,法國人奔走相告,這真是“牆內開花牆外香”,它促使法國加緊研製真正意義上的飛機,法國也因此一躍而成為世界飛機製造的中心。
萊特兄弟飛機飛行的成功,使定翼飛機得到了迅速的發展,在各類飛行器中始終處於領先地位。
第一次世界大戰期間,應空中作戰、偵察和運輸的需要,世界上許多國家都爭先恐後地研製飛機,戰爭期間各國共生產出各種各樣的飛機近20萬架。
1911年,硬鋁研製成功了。由於鋁合金質地輕、強度大,人們很快就把它作為製造飛機的原材料。1915年,出現了鋁合金的單翼機。
飛機原來是木製結構,後來逐漸過渡到全金屬結構。飛機的發動機和操縱係統也作了許多的改進。這樣,飛機飛行的速度就越來越高,到1939年,達到了時速755.138公裏,比萊特兄弟的飛機提高了幾十倍。
1941年,英國人製成了渦輪噴氣式飛機。
1959年,美國人製造成功波音707—321型噴氣式客機,全部航程達5000公裏。
如今,人類的航空事業已得到高速度的發展,但是,人們永遠不會忘記萊特兄弟為人類實現飛天夢想所作出的巨大的努力,他們的“飛行者號”將永載史冊。
二、現代航空大師
再說公元1963年2月18日上午,美國白宮玫瑰園裏賓客雲集,熱鬧異常。由美國總統肯尼迪頒發了美國第一枚“國家科學勳章”的頒發儀式即將在這裏舉行。
有幸獲得這枚勳章的就是現代航空大師西奧多·馮·卡門。
80高齡的馮·卡門顯得有點疲憊,由於患有嚴重的關節炎,所以下台階時差點摔倒了,肯尼迪總統忙上前去攙住他。
馮·卡門微微一笑,輕輕地擺脫了肯尼迪伸過來的手,意味深長地說:
“總統閣下,下坡而行的人不需要攙助,隻有那些舉足登高的人,才渴望得到一臂之力。”
當肯尼迪總統把金光燦爛的“國家科學勳章”掛上老人的脖子時,人們爆發出了長時間的熱烈的掌聲。
白宮授勳儀式結束後,馮·卡門便乘飛機前往巴黎療養。不久,老人因突發心肌梗塞在82歲生日前五天,心髒停止了跳動。
馮·卡門這位現代航空大師,雖然永遠地離開了我們,但是,我們從空中乃至宇宙空間所越來越多飛行著的飛行器上,卻無時不看到馮·卡門為現代航空學所建樹的閃光的業績。
西奧多·馮·卡門於1881年5月11日出生於匈牙利。父親莫裏斯·卡門是布達佩斯大學的教育學教授,為匈牙利的教育事業作出了不朽的貢獻,因此,受到皇帝的爵封,為他增添了封姓“馮”。
父親把自己長期實踐所形成的一套教育理論,應用到對兒子的教育中。當兒子還在母腹中的時候,就給他講故事、聽音樂,實行胎教。後來,又對兒子進行了一係列的超前教育。
良好的教育,極大地開發了小卡門的智力,六歲的時候,他就能夠進行五位與六位數字乘法的心算,他還完全掌握了百分比的運算。
小卡門的數學天賦使父親驚歎不已,同時,為了對孩子進行全麵教育,父親又讓他多接觸一些人文科學方麵的知識,以陶冶他的情操,升華他的靈魂。
馮·卡門9歲的時候,就進入了當時匈牙利的國家級重點中學——明達中學,這裏人才輩出,群星燦爛。
馮·卡門的父親又開始有意識地對他進行挫折教育,帶領他到艱苦的環境中去生活一段時間,在物質上,也不是有求必應,故意給他製造一些挫折,以磨礪他的意誌,培養他具有百折不撓,屢挫屢奮的性格特征。
而這種性格,使馮·卡門在今後的追求和探索中,能夠一而再、再而三地跌倒了又爬起來,終於成為一代科學巨匠。此乃後話,暫且不敘。
且說馮·卡門在17歲的那一年,以優異的學習成績從中學畢業,進入了約瑟夫皇家工藝大學,在這裏他如魚得水,如饑似渴地吮吸著知識的瓊漿玉液。
有一天,馮·卡門在工廠見習的時候,忽然發現一種引擎,在高速運轉到一定的速度時,便不要命地顫動起來,並發出刺耳的噪音。
馮·卡門便靜下心來,認真地對這一現象進行了觀察和研究,終於找到了原因。原來是閥門的開關與引擎的轉速之間產生了共振。
卡門便立即把這一現象提煉成一個數學表達公式,並根據這個公式推導出解決的辦法。卡門的這一工作,受到了他的老師的高度評價,這位老師把他破格提拔為自己的助教。
25歲的那一年,馮·卡門以自己刻苦的學習和辛勤的努力,爭取到了匈牙利科學院的獎學金,前往當時科學聖地——哥廷根。
哥廷根是當時無數學者都向往已久的神聖的殿堂,是當時世界理論科學的研究中心,這裏曾經培養了無數的學界名流,如數學大師希爾伯特、量子論的奠基人普朗克等。
被譽為“空氣動力學之父”的路德維希·普朗特也在這裏執掌教鞭,馮·卡門來到哥廷根後,就投師於他的門下。
普朗特不愧為大師級的教授,他主張從複雜的撲朔迷離的問題中,尋找出最基本的物理過程,然後再運用簡化了的數學方法加以分析,從而把理論與設計結合起來。
在普朗特的精心指導下,卡門利用學校裏良好的實驗條件,對一係列機械工程問題,特別是非彈性杆彎曲現象進行了係統的研究。
1908年,馮·卡門順利通過了博士論文答辯,並獲得了博士學位,然後,他就赴巴黎學習考察。
一個星期天,馮·卡門和幾個朋友一起,到巴黎郊外去秋遊,正好遇上了來自美國的萊特兄弟,在進行飛機滑翔表演,盡管飛機的飛行距離不足兩公裏,但這次飛行,給馮·卡門留下了終生難忘的印象,並促使他從此獻身於人類的航空航天事業。
那一天回去以後,馮·卡門激動得徹夜未眠,他為人類終於飛上了天空而感到激動,同時,他又想自己應該如何為這一壯麗的事業添上絢麗的一筆。
第二天,他就收到了導師普朗特從哥廷根寄來的邀請函。當時,普朗特正在籌建人類航空史上第一個風洞,並且正在設計“齊柏林號”飛艇。普朗特盛情邀請馮·卡門回去做他的助手,馮·卡門覺得這是一個千載難逢的好機會,便愉快地踏上了歸途。
馮·卡門從此開始了他作為航空科學家的生涯。
1911年到1912年間,普朗特正在研究邊界層分離現象。他讓自己的一位弟子設計了一個小水槽,用以觀察流體流經圓柱體後產生的分離現象。
但是,在好幾次的實驗中,都出乎意料地發現水槽裏的水流不斷發生擺動。普朗特起初沒有覺得有什麼不對勁,他隻是認為水槽做得不夠對稱。
然而,無論怎樣調整實驗裝置,還是沒有辦法消除這種擺動現象。
馮·卡門看到這種情形後,把它當作一回事來看待,他經過長期的觀察研究後,終於判明,流體在圓柱後麵形成兩排交叉的渦旋,而且這種渦旋是穩定的。
馮·卡門把這種現象上升到了理論高度,並對此進行了數學分析,完成了兩篇出色的論文,這一發現成為流體力學中一次重大發現。
由於流體在經過障礙物的時候,在它後麵留下兩排交叉的渦旋,而這兩排交叉的渦旋又好像是大街兩旁的兩排街燈,於是,後世紀把這一現象叫做“卡門渦街”。
風吹高壓輸電線所發出的嗡嗡的聲響,潛水艇潛望鏡對水流產生的激烈振動,飛行體受到空氣阻力等自然現象,都是由於“卡門渦街”的結果。
馮·卡門後來應聘,前往亞琛任教,這時他已經成為世界上流體力學方麵的理論權威。不久,在一位數學大師的極力舉薦下,卡門來到亞琛工學院,擔任了空氣動力研究所的所長,並主持召開了三次國際應用力學會議。
一次世界大戰後,他曾經在匈牙利國家教育部任職。1912~1929年,卡門擔任了亞琛航空學院院長。
馮·卡門把自己的一生都獻給了科學事業,未曾婚娶,他的住房也就成了科學家們聚會的地方。