为什么中国在1909年就造出了飞机，却还是落后了30年？
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一提到造飞机，很多人第一反应就是航空史上的大 IP —— 莱特兄弟。
不过，就在那个造飞机还是一件极具挑战的时代，1909 年，有一个中国人逆势而起，在航空领域迈出了属于中国的第一步，造出了中国第一架飞机 —— “ 冯如一号 ”。
看到这，有差友可能就会问了，1909 年不还是清朝末年吗？中国的航空事业咋就起步了？大家好，今天我们来聊聊，冯如究竟造了一架什么样的飞机？
冯如一号背景
19 世纪末，一些权威科学家对飞机发明的前景持怀疑态度，就连英国的天才物理学家开尔文勋爵（ Lord William ThomsonKelvin， 1824 — 1907 ）都跳出来唱衰飞机。
1896 年，开尔文在拒绝航空学会的邀请时，在信中这样写道：“ 除了气球升空，关于空中航行的事儿，我一点都不相信。”
开尔文说这话的 7 年后，1903 年 12 月 17 日，美国生产自行车的莱特兄弟就把飞机送上了天。
而仅仅 6 年后，冯如参考并改进了莱特兄弟的 “ 飞行者一号 ”，设计制造出了 “ 冯如一号 ”。
冯如一号是什么样的
所以冯如一号究竟是一架什么样的飞机呢？
我们都知道，早期一架飞机要想正常工作，机翼、机身、尾翼、操纵系统、起落架和发动机是必不可少的。
就拿机翼来说。
在 1882 年到 1912 年这个阶段，世界航空处在 “ 萌芽期 ”。那时缺少设计飞机所必要的科学基础，更别提结合实践的理论支持了。
而且设计者对飞机的外载荷还没清晰的概念，材料和结构的应用也基本是 “ 瞎猫碰上死耗子 ”，能飞起来就谢天谢地了。
早期的设计师们有一个共同的愿望：那就是让飞机在天上多待会儿。可问题是，怎么做到呢？
当时的材料强度有限，机翼面积不能做得太大，发动机的功率也弱得可怜，重量却 “ 非常感人 ”。
所以，设计师们想尽办法，搞出了双翼机和三翼机这种多层机翼结构。
而 “ 冯如一号 ” 和 “ 飞行者一号 ” 之所以做成长方形的双翼机，也是因为简单好造。
“ 冯如 1 号 ” 机长约 7.43 米，翼展约 7.62 米，机高约 2.45 米。和 “ 飞行者一号 ” 得外形很像。它有双层、大小一样的主翼，双翼之间的间距约为 1.52 米。
升降舵在前，方向舵在后。飞机主要由木头、帆布和少量钢材构成，空重在 130-150 公斤左右。
光有机翼也不够，要想使飞机离开地面飞起来，必须先达到一定速度，才能获得足够的升力使飞机腾空，这一速度只能由发动机提供。
发动机的推力要足够大，但重量又不能太重，因为如果发动机重量很大，它产生的推力不仅不能把飞机送上天，甚至连自身的重量都抵消不掉。
19 世纪末，法国的克莱门特阿代尔（ Clement Ader ) 和英国的马克西姆 ( Hiram Maxim ) 都尝试用蒸汽机做飞机的发动机
但蒸汽机不仅笨重而且推重比很低、还耗燃料，效率也不高。虽然他们的飞行器在试验中短暂离地，但始终无法实现真正意义上的飞行。
随着使用汽油或煤油的内燃机的出现，这种轻便、高推重比的发动机才让飞行真正变得可行。
冯如设计的 “ 冯如一号 ” 搭载了一台 6 马力的气冷内燃机，通过链条传动驱动一副直径约 1.8 米的双叶螺旋桨，为飞机提供推力。
当然，对于一架飞机来说，飞上天后的控制也是非常重要的问题。
不同于自行车的平面转弯，飞机的转向操纵是三维的：分为俯仰（ 上下 ）、滚转和偏航（ 左右 ）。
为了使飞机俯仰，冯如在 “ 冯如一号 ” 的前面加装了一个前置水平尾翼，也叫鸭翼。
通过操纵杆拉动拉绳，可以调整鸭翼的角度。当需要飞机抬头向上飞行时，驾驶员操纵鸭翼向上偏转，飞机的机头抬起，飞机向上升高。
反之，如果驾驶员操纵鸭翼向下偏转，飞机就会在力的作用下低头。
在滚转的控制上，冯如大体应该是参考了莱特兄弟的翘曲机翼技术。
它的原理是这样的：通过拉线，让机翼的两侧向相反方向轻微扭转。一侧上翘，另一侧下压。这样机翼两侧的迎角就会不同，从而产生不同的升力。
迎角较大的一侧升力更大，使该侧机翼被抬高，而迎角较小的一侧产生的升力更小，相对下降。这种升力差会使飞机朝着机翼升力较小的一侧滚转。
但这同时也带来了一个问题：
一旦机翼的迎角达到某个临界值，就可以很明显得看到机翼升力突然减小，不同翼型对应的临界值也不一样。
此时，飞机在飞行时右侧机翼的升力显著降低、阻力增加。
从而拖慢这一侧机翼的速度。结果，驾驶员本来想要左转，反而会不受控制地向右偏转。
为了解决翘曲机翼带来的问题，同时实现偏航操纵，冯如在 “ 冯如一号 ” 的尾部加装了垂直尾翼。
当机翼翘曲时，通过控制垂直尾翼朝着阻力较大的那一侧的反方向偏转，产生的气动力可以纠正不利偏航的影响，确保飞机按照预期方向飞行。
这样一来，当飞机需要左转时，驾驶员操纵垂直尾翼向左偏转，此时垂直尾翼所受到的气动力就会使机头向左偏转，飞机的航向也随之改变。同样，当垂直尾翼向右偏转，飞机的机头就会在力的作用下向右转，从而改变飞行方向。
垂直尾翼的原理早在船舶控制中就已被广泛应用
莱特兄弟把这一技术移植到飞行器上，而冯如借鉴了莱特兄弟的设计。
正如前面所说，翘曲机翼稳定性很差而且很难控制，在 “ 冯如一号 ” 的基础上改进的 “ 冯如二号 ” 用副翼取代了这种设计，通过副翼的上下摆动控制滚转。
下面是冯如二号的样子：
副翼就是两个主翼中间的那两个短小的机翼
同时，在起飞和降落上，冯如借鉴了欧洲飞机起落架的模样，他在起落架的四条支柱上各装了一个车轮。
这一改动不但能承受、吸收飞机在着陆时与地面的撞击和颠簸能量，更重要的是，飞机有了车轮后，可以在普通地面上滑行起飞，不再需要专门的轨道。
而且在滑行和制动时也更加灵活，大幅提高了操控性和实用性。冯如的第一架飞机，其中有一些细节，因为史料实在是太少了，我们也只能做一些合理推测。
但是总体来说，这架飞机延续了莱特兄弟 “ 飞行者 1 号 ” 类似的鸭式双翼布局，但翼间支柱有点像法尔曼（ Henri Farman ）Ⅲ号飞机，尾撑杆像柯蒂斯（ Glenn Hammond Curtiss ）的飞机。
另外，在发动机、机身结构和起落架等方面做出了优化改进。
冯如开、造飞机那么牛，为什么没能反哺国家?
要做到这些，当时的年代是相当不容易的，特别是对于一个华人来说。
1882 年，美国通过了《 排华法案 》，法案生效后，全美的报纸纷纷对华人进行质疑和抨击，把白人失业的锅都甩给了华人。尤其是身处加州的冯如，更是受到排挤和歧视。
1908 年，一开始就面临缺人、缺钱的冯如在华人朋友的帮助下，在奥克兰租了个只有 7 平方米的小棚屋，成立了 “ 广东制造机器厂 ”。
莱特兄弟为了保持技术优势，把一切技术信息封得死死的。冯如只能靠看飞行表演，来琢磨飞机的大致结构。
没有正儿八经的教育背景，全靠着自学和不停实验。经费紧张，工具不够，飞机零件全靠手工一点点打磨出来，就连一个螺丝都得反复试好久。
1909 年 9 月 21 日，冯如终于迎来他人生的转折点。在美国奥克兰，他亲手驾驶自己制造的 “ 冯如一号 ” 成功试飞。飞机在天空中飞了 804.65 米，震惊了整个西海岸。
西方媒体给了他极高的评价，美国《 旧金山考察家报 》甚至用了一条特别 “ 带感 ” 的标题 ——《 在航空领域，中国人把白人甩在后面 》，详细记录了试飞的全过程和细节。
这场试飞的消息很快传回了国内，引起了巨大的关注。《 广东劝业报 》、《 东方杂志 》等媒体争相报道。一时间，冯如成为了炙手可热的新闻人物，被西方称为 “ 东方莱特 ”。
按理说，冯如在造飞机、开飞机方面的技术虽然不能算世界顶尖，但在当时绝对算是一线水准。那问题来了，为什么他这么厉害的技术，最终没能反哺给国家呢？
冯如去世的早
在差评君看来，最直接的原因就是 —— 他牺牲得太早了。
首次试飞成功之后，为了让飞机飞得更远、更高，冯如一边改进飞机，一边继续在奥克兰表演飞行。
他的成功让清政府看到了些许希望。当时两广总督张鸣岐想让他回国组建航空部队，来巩固自己在两广的地盘，于是频频催促他回国。本来，冯如已经收拾东西准备走了。
可事情偏偏不按计划走。那时候，孙中山正在美国四处筹钱宣传革命，听说冯如在表演飞行，特地来观摩了一下。两人一聊，冯如瞬间看清了形势，决定支持革命。
1911 年 2 月 21 日，冯如带着助手和广东飞行器公司的飞机、机器设备以及原材料等，一块乘船回国。
但因为他不愿意为清政府效力，再加上黄花岗起义后，清政府怀疑他与革命党人有来往，派人监视他的一举一动，结果搞得广东飞行器公司的业务一度停摆。
到了 1911 年 10 月 10 日，武昌起义爆发。之后，广东清朝地方政府被推翻，革命党人成立了广东军政府。
冯如和他的三个助手正式参加革命。他们在广州燕塘军营设厂，用从美国带回的零件和在广州搜集到的布匹、竹子、木料等材料制造飞机。
1912 年 3 月，国内造的第一架飞机终于问世。为了让更多人了解航空事业，冯如在广东台山县城表演飞行。
然而，1912 年 8 月 25 日，冯如在广州燕塘的一次飞行表演中失事，不幸牺牲。随着他的去世，广东飞行器公司也随之解散，航空事业的火种一时陷入沉寂。
大背景环境动荡
从清朝末年到北洋政府时期，再到后来的南京国民政府时期，尽管从民间到官方都认识到了航空对于一个国家的重要性。但是在军阀割据、民生凋敝、外敌频仍的中国，航空事业的发展注定步履维艰。
像马尾海军飞机工程处、广州飞机修理厂、南苑飞机修理厂、东三省航空处等官办的飞机制造厂，尽管一开始有着不错的开局和宏大的理想，但最终都短命夭折。
南京国民政府后来投入巨资和大量人力物力创办的中央杭州飞机制造厂、南京首都航空工厂、上海虹桥航空工厂、中央南昌飞机制造厂等，也大多是负责组装、仿制欧美的飞机，而这些飞机基本上都是比较落后的机型，生产能力也比较有限，难以推动航空业的实质性发展。
抗日战争爆发后，本就羸弱的航空业更是成了日本侵略者的重点打击目标。
从 1931 年到 1937 年，包括在筹建中的东北飞机制造厂在内，中国几乎所有具备规模的飞机制造企业都遭到严重破坏。
不少工厂在撤往四川、贵州等地的过程中，由于人员和设备大量流失，最终彻底失去了生产能力。到抗日战争结束时，中国航空工业仅有的家底已经损耗殆尽，完全处于停滞状态。
而与此同时，世界航空技术在两次世界大战期间迎来了黄金发展期。这 30 年间，欧美国家的航空技术突飞猛进，新技术不断涌现，飞机的用途开始向越来越多的领域扩展。
当欧美国家从活塞发动机时代迈入喷气时代，中国的航空事业却历经 30 多年的兜兜转转，被西方国家越甩越远。
在这过程中，除了冯如，潘世忠、王助、巴玉藻、杨仙逸、朱家仁等一代代航空人都为中国航空工业贡献了自己的力量。
但由于当时中国的工业体系相对薄弱，经济基础不够稳固，技术积累有限，资金和人才的匮乏，都让这些航空人的努力没能形成规模效应。
这种情况，在建国之后，在苏联的援助和辅导下，终于有了一些起步。但中国的航空工业从 80 年代中期开始，把希望寄托在和西方的合作上，结果只换来波音和空客的两记重拳。
更令人唏嘘的是，曾经与麦道的合作，也没能带来想象中的技术转移。5.8 亿美元投资打了水漂，运-10 和 MD-82 双双夭折。
过去我们的天空一度被波音和空客牢牢把控，几乎所有远途航班，都是飞在别人设计的机翼上，这种局面持续了十几年。
前几天的珠海航展上我们见到了中国商飞 C909 支线客机和商飞 C919 大型客机的同台亮相。
中国民航网
自 1996 年举办首届航展以来，珠海航展已走过 28 年。如今，珠海航展已成为比肩巴黎航展的世界 5 大航展之一，在这个没有硝烟的战场上，珠海航展见证了中国航空工业的由弱到强。
今天的 C919，不仅仅是一架飞机，它承载的是中国航空工业从无到有、从依赖到自主的伟大跨越。
这一次，飞在蓝天上的，终于是我们自己的翅膀。
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图片、资料来源：
黄汉纲：《冯如研究》
美华史记：Historical Record of Chinese Americans | Aiming for the Sky – Dream of Chinese American Aviator
中国报道周刊：天高云淡，望断南飞雁——从“运１０”的夭折谈起(一)
广州日报：昔十余机场逐梦蓝天 今航空枢纽连通全球
光明网：【理响中国·实践新论】短文|告别“8亿件衬衫换1架飞机”，中国凭什么
中国青年报：冯如：为中国龙插上翅膀
中国飞机外篇
广东人民出版社：《中国航空之父冯如研究》
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Smithsonian Magazine：The Father of Chinese Aviation
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