昨天整理房间时在一堆准备扔掉的废纸中发现了一张旧邮票,邮票上的图案是一架形状怪异的飞行器。仔细一看,邮票上写着"第一次滑翔飞行125周年 - 奥托·李林塔尔(翻译)",才恍然大悟:这架形状怪异的飞行器原来就是著名的"李林塔尔滑翔翼", 而它的作者就是本文的主角: 奥托·李林塔尔 (Otto Lilienthal)。
说来也巧,不久之前才看到一篇报道: 德国航空航天中心(DLR)的马库斯 ·拉斐尔教授(Markus Raffel),为了纪念奥托·李林塔尔,在德国航空航天中心125周年庆典之际,复刻了李林塔尔滑翔翼。经过自学,成功在美国完成了试飞。至于为什么到美国去试飞,原因也很简单:拉斐尔复刻出来这个古董在德国无法购买保险,而德国是一个非常"保险"的国家,干啥事儿你要说你没保险,肯定惊掉一圈儿下巴。拉斐尔教授因此被所有的德国飞行场地拒绝试飞(本蛙觉得这也实在蛮讽刺的哦~),再加上拉斐尔教授因为工作原因刚好要去美国搞一个项目,所以他就顺便带着他这个宝贝去了美国。
图1:"第一次滑翔飞行125周年 -奥托·李林塔尔"纪念邮票
由于奥托·李林塔尔对整个飞行界,特别是美国飞行界有着深远影响,因此,拉斐尔教授的复刻版试飞,也在美国飞行圈引起了不小轰动。作为一名滑翔运动参与者的我,又机缘巧合的发现了这枚差点被当做废纸扔掉的邮票,看来真是个有缘分的题目,所以就有了这篇文章。
在奥托·李林塔尔博物馆的官网上写着下面的话:
"...奥托·李林塔尔被称为人类历史上第一位成功的飞行员。通过鸟类和翼型的基础性研究,他创立了机翼空气动力学,为我们今天仍在使用的飞行概念打下了基础。奥托李林塔尔一生与其弟古斯塔夫李林塔尔(1849-1933)联系紧密,深受其弟的影响。兄弟俩终生紧密合作,尤其在技术、社会和文化领域,他们的成就从今日来看依然有重大意义."
维基百科中这样介绍:
"奥托·李林塔尔(Otto Lilienthal,1848年5月23日-1896年8月10日)是一位德国航空先驱,以“滑翔机之王”及绰号“蝙蝠侠”闻名于世。他也是历史上首位能够重复成功完成滑翔飞行的人。他也第一个发现,机翼必须拱起才能获得更大上升力的事实。"
图2:奥托·李林塔尔(Otto Lilienthal)1848年5月23日-1896年8月10日
有人说,在19世纪所有尝试解决飞行问题的人中,奥托·李林塔尔无疑是最重要的一位。虽然在他之前的数百年间,很多人已经尝试过滑翔,包括在19世纪中,凯利、斯宾塞、恩汉、穆兰德,但是他们都完全失败,没有结果。对很多飞行届的专家而言,奥托·李林塔尔的第一次滑翔飞行,就是人类开始学飞的伟大瞬间。奥托·李林塔尔离世后,许多国家的报纸与杂志都刊登出他的滑翔照片,这也促使社会大众与科学界改变了原本对于飞行机器的看法。
童年的李林塔尔并不幸运,十二岁时父亲就去世了,而他家里总共有八个孩子,李是家中长子。庆幸的是,奥托·李林塔尔的母亲是个非常坚强的女人,尽管生计艰难,她还是努力争取让孩子获得了不错的教育。奥托·李林塔尔中学就读于一所重点中学,而他当时的老师就有德国著名的天文学家古斯塔夫·史波勒 (Gustav Spörer)。李对飞行及对鸟类飞行的兴趣也正是在这个时期就已经开始萌芽了。
1864年,十六岁的李林塔尔先在波茨坦省贸易学校求学,因为家里生活也算是比较拮据,求学期间住宿的时候还曾跟两个马车夫合租一张床。租床这种操作在当时其实也并不奇怪。据史料记载,当时有超过13.6%的人租床而息。租床共处一室画风大概是这样的:
okey 说偏了,言归正传。
大学时,李就读于当时的夏洛特堡高等技术学院,而该学院的技术领头人就是著名的德国机械工程专家,机构运动学的创始人勒洛("勒洛三角形"有兴趣的人可以自行股沟了解一下)。更幸运的是,李在毕业后顺利成为了勒洛的助手,这为他后来折腾滑翔飞行积累了必要的机械运动方面的知识。也正是在这个时期,李林塔尔跟他弟弟古斯塔夫·李林塔尔一起搞了一个测试升力的装置,试图搞清楚靠人力扇动翅膀产生升力的具体情况。这个装置长下面的样子:
图3:画作《晚到的租床者》 德国画家海因里希·齐勒(Heinrich Zille)
如图可见,跟我国小区里大妈们早晨锻炼身体时那个踩踏器械一样,李的这台设备也是靠两只脚踩踏板,踏板会带动翅膀扇动从而产生升力,并将后面墙上挂着的那个大号秤砣缓慢放下。实验结果显示,借助人力,通过此神器可抬起 max 40kg 的重物。虽然此时的这番操作看起来跟后来的滑翔飞行实践还相差甚远,但是这个阶段的实验却对他后来的研究产生了重要的影响。
从1874年开始,奥托·李林塔尔在弟弟的支持下,对"平直"和"拱形"表面升力问题进行了系统测量。老李兄弟逐渐意识到:"拱形的翼面在气流吹拂中可以产生比平面翼更大的升力"。这个研究发现对于飞行届来说是意义重大的。
图4:翅膀扇动升力实验 Altwigshagen,Anklam, 1868
图5:攻角26到16度的拱形翼面和平面升力测量结果对比
但遗憾的是,跟我们知道的每一个历史牛人一样,牛人们的努力往往不会被所处的时代正统买账。事实上,当时的物理学也并不能清晰的解释气流吹拂和升力的关系。特别是当时德国的知名物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹(Hermann von Helmholtz)说:"人是不可能借助类似翅膀状的东西,靠自身肌肉的力量使自己离开地面的!"。老冯的这个说法当时被很多人误解成"科学已经证实,人不可能学会飞"! 我琢磨老冯的意思估计是想说"人不可能像鸟儿一样靠自身肌肉煽动翅膀就能飞起来的,就如同人不能提着自己的头发把自己拽起来一样...",这个说法本来没什么毛病,但老李兄弟上面搞的那个神器却给了人们 "想要靠扇动翅膀飞起来"的假象。当然,老李并不以为然,以一副哥的世界你们不懂的姿态,继续在他飞行梦想的道路上不断的折腾着。
再宏伟的志向如果囊中羞涩,也要打一点点折扣。作为一名爱折腾的有志青年,毕业后的李林塔尔雄心勃勃的开启了自己的创业掘金之路。但遗憾的是,到1881年之前李林塔尔所有创业的努力都以失败告终。直到1883年他搞的"小型壁挂式马达"为他赚到了人生的第一桶金,并因此成立了公司,一度公司人数达到60人的规模。
其实在这之前,李林塔尔已经做了很多关于飞行的理论研究,经过多年的理论研究积累,李林塔尔在1889年发表了自己的著作《Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst 翻译:鸟类飞行是飞行艺术的基础》。但遗憾的是,这本书在当时并没有赢得公众的青睐,因为当时的航空界还在热衷于从"热气球"向"气艇"挺进的研究努力之中,对于李林塔尔声称的这种离谱"鸟"事并没有重视。但是今日再回头看,李的这本著作称得上是19世纪飞行领域最重要的著作之一,而这本书中的理论沉淀也为李后来的滑翔飞行实践奠定了坚实的理论基础。
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在飞行梦想的道路上李林塔尔越走越远。1891年他终于能够第一次驾驶自己做的滑翔翼,从柏林的一个沙丘上首次试飞。这次飞行,李滑翔了25米远。虽然只有25米,但其意义是深远的。
图6:《Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst 鸟类飞行是飞行艺术的基础》, 1889 奥托李林塔
现在,请把目光重新转到本文开始的邮票上,你会发现,图7其实就是邮票画面的真实场景。摄影师卡尔·卡斯纳斯( Carl Kassners) 用镜头记录下了这个激动人心的时刻,而这张照片也就成为了人类历史上最早的一张"飞人"照片。
李林塔尔在飞行探索道路上的折腾思路是,先解决从走到跳跃,再解决从跳跃到滑翔飞行。在这个指导思想下,他不断的根据每次飞行对其飞行器加以改造,使得滑翔距离也从之前的25米逐渐跃升到后来的250米。在后来的七年之中,他用自己造的各种飞行器滑翔总计飞行超过2000次,试飞实践中也是各种受伤,崴脚扭胳膊的事儿如家常便饭,但他却从来没有放弃,越挫越勇。
图7:李林塔尔第一次试飞
图8: 李林塔尔1893 试飞
李林塔尔一生中总共制作的不同型号的滑翔器有21个之多,包括一种双翼面的滑翔机,形状看起来更加魔幻:
从 1894 年 开 始 , 他 推 出 了 自 己 的 第 一 款 量 产 滑 翔 翼 " 普 通 滑 翔 器(Normalsegelapparat)" 当时售价500马克,而此时李林塔尔的工厂可以说是世界上第一个飞机工厂。该滑翔机长下面这个样子,可以看到该飞行装置翼面上有四个拱形龙骨。
李林塔尔不断的进行着试飞尝试,这也引来了越来越多关注他的目光。
图9:李林塔尔试飞双翼面飞行器
图10:李林塔尔普通滑翔器(Normalsegelapparat)
图11:李林塔尔1894试飞场景
图12:李林塔尔1895试飞场景
直到1896年8月9日,不幸发生了。 在一次飞行中,李林塔尔遇到了猛烈的阵风,导致他从15米的高度不幸坠落并摔断了颈椎,一天后他便离开了人世。
图13:李林塔尔1895年试飞场景
图14:李林塔尔1895年试飞场景
1989年10月23日,飞行员迪特·卡尔巴赫(Dieter Kallbach)驾驶着一架伊尔-62客机,降落在了距离李林塔尔坠亡不远的地方。人们把这架飞机按李林塔尔妻子(Agnes Fischer 1857–1920)的名字命名为„Lady Agnes“, 作为一个博物馆,来纪念这位伟大的人类飞行先驱。
李林塔尔时期制造的原版滑翔翼后来也被很多博物馆收藏。包括德国国家博物馆,李林塔尔博物馆,奥地利维也纳技术博物馆,美国华盛顿国家航空航天博物馆,俄罗斯莫斯科苏霍伊博物馆,英国伦敦科技博物馆等。
图15:坠落损坏的李林塔尔滑翔翼, 1896
图16:„Lady Agnes“,
近景观察可以看清,这个滑翔翼跟今天的滑翔翼有很大区别,特别是操控方式。根据复刻者马库斯·拉斐尔教授说,操控这个飞行器,靠上臂"端"着机翼,主要靠下体腿部左右摆动来控制方向。腿向左摆向右飞,腿向右摆动会将其控制向左边。
就飞行体验而言,拉斐尔教授说:
„Ein fantastisches Gefühl, ich habe laut geschrien vor Freude, konnte es kaum glauben.Es ist, als ob die Flügel zum Körper gehören“, jubelt der Wissenschaftler.翻译:“...一种奇妙的感觉,让我喜悦的尖叫,简直难以相信。 这翅膀就像是你身体的一部分一样...”
17图:博物馆李林塔尔滑翔翼实物
图18:博物馆李林塔尔滑翔翼实物
德国航空航天中心(DLR)的科学家们甚至还将拉斐尔教授复刻版的李林塔尔滑翔翼放进了现代化风洞,对构造进行了相关的空气动力学方面的验证。在风洞测试中,该机经受住了10米/秒的风速吹拂。科学家们通过测试获得了该机更多的气动构造性能数据,并尝试以获得的数据,进一步解释李林塔尔当年的坠落。
图19:美国华盛顿博物馆李林塔尔滑翔翼实物
图20:李林塔尔滑翔机风动测试
通过这次系统的风洞测试,德国航空航天中心的科学家们扫清了人们对李林塔尔滑翔翼飞行性能的最后一点质疑。该中心的空气动力及流体技术部的主管安德烈亚斯·迪尔曼(Andreas Dillmann)这样评价李林塔尔滑翔机:
"Man kann nur den Hut ziehen, er hat ein vollwertiges Flugzeug hergestellt"翻译:"我们只能脱帽致敬说,他(李林塔尔)制造了一架成熟的飞机!"
这无疑是现代科学对李林塔尔研究成果的严肃肯定。
图21:李林塔尔滑翔机风动测试
李林塔尔走了,但是他的研究成果以及对后人的影响并没有随他而去:受到李林塔尔启发,美国莱特兄弟从1896年决定开始研制带动力装置的、可控制的、重于空气的飞行器。1903年12月17日,莱特兄弟终于驾驶着自行研制的"飞行者一号",成功的进行了人类历史上首次"重于空气的航空器"持续且受控的动力飞行。
同时,李林塔尔也为后人留下了宝贵的精神财富。他在临终前说:
"Kleine Opfer müssen gebracht werden!翻译: “付出小的牺牲是必须的!”
李死后被安葬在位于柏林的兰克维茨公墓,这是柏林一个历史悠久的荣誉公墓,来安葬做出杰出贡献的人们,而李林塔尔的遗言也作为碑文永远留在了他的墓碑上。
细心的朋友可能已经发现,李林塔尔墓碑上刻着的遗言省去了第一个德文单词"Kleine (小的,少许的)" 而只写了 "Opfer Müssen gebracht werden (付出牺牲是必须的)"。在李的眼里,也许个人的牺牲比起人类飞行行业的进步微不足道,但在后人眼里,他的牺牲却无疑是伟大的。
为了纪念李林塔尔,德国各地都纷纷为他兴建了纪念碑。德国柏林泰格机场也因此多了一个新的附加名字:奥托·李林塔尔机场。机场前的一座以古希腊神话伊卡洛斯为故事背景的雕塑 《戴达洛斯和伊卡罗斯的陷落》其实也是暗示了奥托·李林塔尔离去,也算是对李的缅怀吧。
图22:李林塔尔之墓 碑文: "Opfer müssen gebracht werden“ (付出牺牲是必须的)
图23:柏林泰格机场雕塑 《戴达洛斯和伊卡罗斯的陷落》作者:罗尔夫·舒尔茨
图24:德国各地奥托·李林塔尔纪念碑
在飞行技术已经非常成熟的今天,对我们现代人而言,飞机只是一种运输/交通工具,但是在我们乘坐着它去度假的时候,当我们驾驶者我们的三角翼和滑翔伞翱翔在天空的时候,不应忘记李林塔尔对人类飞行事业产生的巨大影响,更不应忘记他为后人留下的宝贵精神财富,还有他在追梦道路上表现出来的那份毅力,勇气和雄心。
谨以此文缅怀所有为人类飞行事业做出过贡献的先辈们!
图25:德国发行的各种李林塔尔题材的纪念邮票和钱币
图26:汉莎航空杂志
