【编者按】

1903年12月17日，美国北卡罗莱纳州的天空见证了人类文明的里程碑——莱特兄弟驾驶“飞行者一号”，完成了人类历史上首次有动力、载人、持续、稳定且可操纵的重于空气飞行器飞行。凭借对航空事业的热爱、不畏艰难的探索，以及一套行之有效的工程工作方法，莱特兄弟为人类征服天空掀开了崭新篇章。在这一历史性飞行成功122年后的今天，让我们重温这段传奇。

威尔伯·莱特与奥维尔·莱特的成长，离不开家庭的潜移默化。父亲是一名主教，思想开明，母亲有着出众的机械天赋，亲手设计制作家庭用具与玩具，激发了兄弟俩对机械的兴趣。尽管两人未接受过完整的正规教育，却在实践中积累了动手能力。他们曾创办印刷厂，更是狂热的自行车爱好者，这些经历都为日后的飞行研究打下基础。1896年，奥托·李林塔尔滑翔飞行失事的消息传来，深深触动了莱特兄弟，让他们将目光聚焦到飞行领域。1899年，他们正式投身航空研究，1903年12月实现历史性突破。短短4年多时间，他们以远超同期先驱者的效率，书写了人类航空史的传奇。

工程工作方法的实践之路

1899年，莱特兄弟主动致信史密森学会，询问飞行相关的资料。在获得学会的帮助后，他们开始对大量重要资料进行研究。通过学习，莱特兄弟很快认识到，平衡问题是解决飞行问题的重大障碍，其难度要比设计制造重量轻、强度大、升力足够的机翼和轻型动力装置大得多。

转机源于一次偶然的灵感。1899年7月，一位顾客到兄弟俩的自行车店购买中轴，威尔伯拿起一只装中轴的空盒子,由于没有东西在里面，盒子一下子就被捏扁了。这一细微瞬间，让他突然萌生构想：使翼面扭曲变形可能是操纵飞机使其保持平衡的一种方法。几天后，他们制作简易风筝进行试验，初步验证了这一思路的可行性。

这是莱特兄弟工程工作方法的第一次演示，即采用飞行试验来验证一个关键概念。正是基于这一成功，兄弟俩决心制造一个可载人的飞行器，这就是1900年的滑翔机。

这架滑翔机采用双翼结构，翼展5.18米，翼面积约15.8平方米，展弦比3.6。试验证实了空中平衡和操纵方法的有效性，但升力远低于计算值，阻力也仅为预计的一半左右。1901年，他们将第二架滑翔机的翼面积提高至26平方米，却依然面临升力不足的困境。接连的挫折并未让兄弟俩退缩，他们开始质疑之前采用数据的准确性，并做出一个果敢决定：从零开始编制自己的空气动力学数据。也正是因为这个决定，成为莱特兄弟1903年试飞成功的重要原因。

1901年10月，莱特兄弟在借鉴前人经验的基础上，自主设计制造了风洞。在这座风洞中，他们测试的翼型与机翼数量远超同期其他研究，最终得出了先进、准确、权威、实用的气动数据，为他们成功设计出飞行器奠定基础。

1902年8月，第3号滑翔机问世。其翼展增至9.08米，翼面积达93平方米，展弦比提升至6，还加装了固定垂直安定面。据威尔伯回忆，他们利用这架滑翔机完成了近700次滑翔飞行，历时二三周，滑翔飞行稳定、安全，即使在强风下也能照常进行。

1902年底，莱特兄弟开始向动力飞行发起挑战。这一次，我们又一次见证了莱特兄弟仔细和系统的工作方法。在制造飞机前，他们对所有设计需要的数据进行仔细计算，既考虑安装发动机重量后所需的机翼尺寸、飞机离地升空所需要的速度、机翼的阻力系数、机体阻力系数，同时还考虑支柱、张线、框架和飞行员的阻力。在计算了发动机必须达到的最小动力和最大重量后，他们向许多发动机生产商发函，但所有的回复都令人失望。和风洞实验一样，莱特兄弟再一次需要自己动手了。这一次他们自行车公司的机械师查理·泰勒发挥了重要作用。他和奥维尔制造的发动机大大超过了预期。在螺旋桨设计上，兄弟俩经过激烈的争论，提出了全新理论，最终设计的螺旋桨效率显著优于同期发明。

所有事情准备就绪，莱特兄弟带着“飞行者一号”再次出发。1903年12月14日，“飞行者一号”从斜坡上滑翔3米升空后减速坠地。经过认真排查，奥维尔意识到，不是“飞行者一号”出了问题，也不是驾驶操纵不对，极有可能是试验场地不对。因此，莱特兄弟决定换到平地上，重新进行试飞。

12月17日早晨，奥维尔登上飞机。发动机启动后，飞机开始向前滑行，由于有一阵大风吹来，威尔伯一只手扶着翼尖跟着奔跑，直至无法跟上才放手。这一次，“飞行者一号”成功升空，飞行约12秒、36米后平稳着陆。当天，他们又完成3次飞行，最长一次在空中停留59秒。飞行的世界以及航空工程的世界就这样一起诞生了。

朴素的工程哲学

莱特兄弟成功设计了第一架航空系统，空气动力、推进、结构和飞行控制系统协同工作，他们创新的工程方法及第一架飞机的发明是真正航空工程的开始。然而，20世纪这项影响巨大的发明，却是由坚守19世纪工艺的人完成。在19世纪末正当制造业逐渐机械化之际，莱特兄弟继续保持经典的手工制作传统和追求精湛工艺的嗜好，飞行器上的每一个零件都要精心地设计和仔细地加工，以发挥特殊的不可或缺的功能。这份对细节的把控，成为他们破解问题的重要基石。

1900年，威尔伯携带滑翔机材料前往基蒂霍克试验场地，途中遭遇狂风巨浪，所乘船只险些沉没。威尔伯抵达后便立即开始工作，之后他在给父亲的信中写道：“滑翔机即将完成，它没有发动机，我也不期望它做任何实际意义的飞行。我仅仅是为了尝试和实践我们解决平衡控制的想法。我还有很多计划，希望在前人所尝试的先进方法中发现更多的东西。如果我什么都没完成，我对我的旅行也不会感到非常失望。因为，没有任何旅程能比这次旅程带给我更多的快乐。”字里行间透露着朴素的工程哲学：不为奖项荣誉，只为获得经验与数据，就这么简单。

这份对航空探索的执着支撑他们走过低谷。1901年滑翔试验受挫后，威尔伯曾灰心地坦言“50年内人类不会飞天”，奥维尔甚至说“1000年内都无法实现”，但兄弟俩从未真正放弃，凭借不屈的意志创造了历史。

在19世纪，尽管凯利、兰利、李林塔尔等先驱对飞行做了一些尝试，但并未受到广泛认可，甚至被大众认为是“疯子的行为”。直到莱特兄弟的出现，才让世人真正意识到飞行已成为现实。与此同时，工程行业也立刻接受了航空工程这一新学科。受其激励，20世纪飞机技术进入指数级发展阶段，并持续演进至今。