第一个飞机设计专利的诞生.doc

　　　　　　　 　第一个飞机设计专利的诞生乔治·凯利已经建立了重于空气飞行器的基本飞行原理和飞机的结构布局，他的工作由另外两个英国人威廉姆·塞谬尔·汉森(W.S.Henson)和约翰斯·斯特林费罗(J.Stringfellow)继续进行汉森事还获得了历史上的第一个飞机设计专利，在当时产生了相当大的影响汉森对动力飞行的兴趣来自凯利的著作的影响他在开始阶段的主要工作是设计滑翔机模型，进行结构试验和改进轻型蒸汽机他尤其关注发动机1842 年 1 月 10 日，汉森给斯特林费罗的信中谈到他早期航空研究的情况他说，他设计的蒸汽机太笨重，不适于飞机使用他计划进行进一步改进，目标是在蒸汽机重量不变的情况下，使其功率增加一倍由于发动机研制面临困难，又没有资金，汉森计划首先设计飞机并取得专利，以此来集资并寻求合作者1842 年 9 月 29 日，汉森申请了飞机设计专利，名称是“用于空中、陆地和海上的蒸汽动力装置 ”他在专利说明书上写道：这种装置“能够把信件、物品和乘客经由空中从一地送到另一地 ”他使用的名称和列举的作用颇具吸引力，给人留下深刻印象1843 年 4月， “空中蒸汽车”专利获得批准这是历史上第一个重于空气飞行器的发明专利，在世界航空史上具有重要地位。

后人对这项设计也给予了很高的评价，有人称之为世界上第一种真正的飞机汉森在谈到这架飞机的飞行原理时解释说：“如果把一块轻的、平的、近乎方形的木板以一个角度倾斜抛出，平板将会飞入空中直到加在上面的力消失，这时平板就会落下来同样可以构想，如果使平板自身具有一种持续的动力或其他力，大小等于斜抛的力，这个平板也同样会上升直到动力停止，平板在引力的作用下落回地面如果动力是持续的，平板将会像鸟一样飞行我的发明的第一部分包括一种轻而坚固的平板，它如同鸟的翅膀一样用于在空气的作用下支承本身的重量平板的前向运动由动力提供，由蒸汽机或其他轻型发动机驱动螺旋桨产生前向运动的力 ”汉森还分析了飞机的操纵原理：“为了操纵飞机上下运动，我采用一个可以上下偏转的尾翼当尾翼上翘时，空气作用于其上的阻力使机器产生上仰运动，反之亦然机器的上仰和降落幅度可由控制尾翼倾角的增大或减小实现为了使飞机转弯，我采用了一个垂直舵面或称第二尾翼，它左右摆动可以控制飞行方向发生变化 ”汉森的飞机取名为“空中蒸汽车” 飞机呈单翼结构，机翼翼展 45.72 米、宽 9.14 米、翼面积 418.1 平方米，水平尾翼面积为 139.4 平方米飞机长约为 25.83 米，总重约 1360千克。

汉森计划采用的动力装置是一台 18～22.4 千瓦的蒸汽机，驱动两个六叶螺旋桨，桨角为 45°一位名叫弗里德里克·马里奥特的银行家和一名律师科伦比为了商业目的，成立了“空中运输公司” ，计划制造“空中蒸汽车” 汉森也表示同意，因为这或许是筹集资金的一个办法公司成立后，多方面筹股，并按照贡献大小大致划定了所占股份比例：汉森占4/12；科伦比占 4/12；马里奥特占 2/12；斯特林费罗占 2/12科伦比和马里奥特是抱着金钱的利益创办公司的，对飞机本身并不是真正感兴趣他们到处做广告，四处张扬，画了许多招贴画有些画还真有丰富的想象力：有的画着空中蒸汽车飞翔在金字塔上空；有的空中蒸汽车在阿拉伯的古堡沿斜坡而下，准备起飞；有的空中蒸汽车在古老的中国飞行一时间，空中蒸汽车在英国几乎家喻户晓但广泛的夸张式宣传，并没有吸引到投资相反，人们开始嘲笑空中蒸汽车和它的设计者汉森了科伦比和马里奥特的举动带来了种种非议汉森也极为不满他说：“那只是报纸的夸张，我从未有过如此狂妄的想法，制造一架能飞越大西洋的飞机 ”　　由于这件事的影响，同科伦比等二人的所谓合作也就完结了斯特林费罗坚信重于空气飞行器能够研制成功他建议先进行模型试验。

汉森也表示同意1843 年 12 月 29 日，他们两人签订了一项合作协议书协议书的七项条款大意是：第一，如果必要的话，双方将共同申请专利；第二，所有的投资都以暂借的名义，将来从所获得的利润中归还；第三，在扣除所有开销之后，剩余利润平分；第四，承认各方的工作和贡献完全一样；第五，如果将来条件发生变化而需要时，双方可以讨论商议并制定更细致的条款；第六，为了实现最终目标，双方有义务并有权力从事有关的任何工作；第七，议定书没有提到的条款仍由双方协商1844－1847 年间，汉森和斯特林费罗合作进行模型动力飞机的设计和研制它的翼展6.1 米，翼面积 7.8 平方米，尾翼面积 1.1 平方米它的外形同空中蒸汽车非常相似两个推进式螺旋桨直径 1 米，4 片桨叶呈 60°倾角小型发动机是斯特林费罗设计的1845 年6 月 17 日，空中蒸汽车模型进行了首次地面试验1847 年，这架模型在查尔德城外的巴拉进行了飞行试验由于模型无法支持本身的重量，它在弹射后便慢慢在落回了地面，试飞失败模型试验失败后，汉森由于消耗了大量个人积蓄，也许更由于试验失败带来的失望，而完全放弃了飞机的研究他于 1848 年初离开英国去了美国。

关于他后来的情况航空史家几乎一无所知，英国还有人像猜谜一样研究他后来的各种经历汉森走后，斯特林费罗继续进行模型试验他有意识地把模型设计的较小，总重仅 4.5千克除此之外，他还在许多方面进行了改进：它的机翼前缘部分具有挠性，这有利于增加自动稳定性；机翼形状由矩形改为弧形；翼型也作了更改斯特林费罗为这架新模型设计了微型蒸汽发动机斯特林费罗选择了一家废弃的厂房作为试验场地，并用斜面下滑起飞的方式提高起飞速度1848 年进行的第一次试验，由于斜面放置的太高，致使模型以很高的速度下滑并触及地面而损坏第二次试验把起飞装置角度调低，据说取得了成功，模型成功地飞了起来，直到撞到墙壁为止，飞行距离约 20 米后来重复进行的试验也都取得了较好的结果人们对斯特林费罗给予很高的评价有人认为这架模型是“第一台能够利用动力升空的机器 ”1867 年英国航空学会秘书来查尔德拜访斯特林费罗，请他为航空学会将要举行的展览会提供展品斯特林费罗答应为此设计一架模型1868 年 6 月，世界首次航空展览会在伦敦的水晶宫举行斯特林费罗为展览会送交了三件展品：一个功率为 0.38 千瓦的蒸汽发动机，重量只有 8 千克；一个 0.746 千瓦的蒸汽发生器和一架蒸汽动力飞机模型。

这个飞机模型呈三翼结构在展览会上，他的发动机获得了最小重量功率比奖。