為什麼中國在1909年就造出了飛機，卻還是落後了30年？
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一提到造飛機，很多人第一反應就是航空史上的大 IP —— 萊特兄弟。
不過，就在那個造飛機還是一件極具挑戰的時代，1909 年，有一個中國人逆勢而起，在航空領域邁出了屬於中國的第一步，造出了中國第一架飛機 —— “ 馮如一號 ”。
看到這，有差友可能就會問了，1909 年不還是清朝末年嗎？中國的航空事業咋就起步了？大家好，今天我們來聊聊，馮如究竟造了一架什麼樣的飛機？
馮如一號背景
19 世紀末，一些權威科學家對飛機發明的前景持懷疑態度，就連英國的天才物理學家開爾文勳爵（ Lord William ThomsonKelvin， 1824 — 1907 ）都跳出來唱衰飛機。
1896 年，開爾文在拒絕航空學會的邀請時，在信中這樣寫道：“ 除了氣球升空，關於空中航行的事兒，我一點都不相信。”
開爾文說這話的 7 年後，1903 年 12 月 17 日，美國生產自行車的萊特兄弟就把飛機送上了天。
而僅僅 6 年後，馮如參考並改進了萊特兄弟的 “ 飛行者一號 ”，設計製造出了 “ 馮如一號 ”。
馮如一號是什麼樣的
所以馮如一號究竟是一架什麼樣的飛機呢？
我們都知道，早期一架飛機要想正常工作，機翼、機身、尾翼、操縱系統、起落架和發動機是必不可少的。
就拿機翼來說。
在 1882 年到 1912 年這個階段，世界航空處在 “ 萌芽期 ”。那時缺少設計飛機所必要的科學基礎，更別提結合實踐的理論支持了。
而且設計者對飛機的外載荷還沒清晰的概念，材料和結構的應用也基本是 “ 瞎貓碰上死耗子 ”，能飛起來就謝天謝地了。
早期的設計師們有一個共同的願望：那就是讓飛機在天上多待會兒。可問題是，怎麼做到呢？
當時的材料強度有限，機翼面積不能做得太大，發動機的功率也弱得可憐，重量卻 “ 非常感人 ”。
所以，設計師們想盡辦法，搞出了雙翼機和三翼機這種多層機翼結構。
而 “ 馮如一號 ” 和 “ 飛行者一號 ” 之所以做成長方形的雙翼機，也是因為簡單好造。
“ 馮如 1 號 ” 機長約 7.43 米，翼展約 7.62 米，機高約 2.45 米。和 “ 飛行者一號 ” 得外形很像。它有雙層、大小一樣的主翼，雙翼之間的間距約為 1.52 米。
升降舵在前，方向舵在後。飛機主要由木頭、帆布和少量鋼材構成，空重在 130-150 公斤左右。
光有機翼也不夠，要想使飛機離開地面飛起來，必須先達到一定速度，才能獲得足夠的升力使飛機騰空，這一速度只能由發動機提供。
發動機的推力要足夠大，但重量又不能太重，因為如果發動機重量很大，它產生的推力不僅不能把飛機送上天，甚至連自身的重量都抵消不掉。
19 世紀末，法國的克萊門特阿代爾（ Clement Ader ) 和英國的馬克西姆 ( Hiram Maxim ) 都嘗試用蒸汽機做飛機的發動機
但蒸汽機不僅笨重而且推重比很低、還耗燃料，效率也不高。雖然他們的飛行器在試驗中短暫離地，但始終無法實現真正意義上的飛行。
隨着使用汽油或煤油的內燃機的出現，這種輕便、高推重比的發動機才讓飛行真正變得可行。
馮如設計的 “ 馮如一號 ” 搭載了一台 6 馬力的氣冷內燃機，通過鏈條傳動驅動一副直徑約 1.8 米的雙葉螺旋槳，為飛機提供推力。
當然，對於一架飛機來說，飛上天后的控制也是非常重要的問題。
不同於自行車的平面轉彎，飛機的轉向操縱是三維的：分為俯仰（ 上下 ）、滾轉和偏航（ 左右 ）。
為了使飛機俯仰，馮如在 “ 馮如一號 ” 的前面加裝了一個前置水平尾翼，也叫鴨翼。
通過操縱杆拉動拉繩，可以調整鴨翼的角度。當需要飛機抬頭向上飛行時，駕駛員操縱鴨翼向上偏轉，飛機的機頭抬起，飛機向上升高。
反之，如果駕駛員操縱鴨翼向下偏轉，飛機就會在力的作用下低頭。
在滾轉的控制上，馮如大體應該是參考了萊特兄弟的翹曲機翼技術。
它的原理是這樣的：通過拉線，讓機翼的兩側向相反方向輕微扭轉。一側上翹，另一側下壓。這樣機翼兩側的迎角就會不同，從而產生不同的升力。
迎角較大的一側升力更大，使該側機翼被抬高，而迎角較小的一側產生的升力更小，相對下降。這種升力差會使飛機朝着機翼升力較小的一側滾轉。
但這同時也帶來了一個問題：
一旦機翼的迎角達到某個臨界值，就可以很明顯得看到機翼升力突然減小，不同翼型對應的臨界值也不一樣。
此時，飛機在飛行時右側機翼的升力顯著降低、阻力增加。
從而拖慢這一側機翼的速度。結果，駕駛員本來想要左轉，反而會不受控制地向右偏轉。
為了解決翹曲機翼帶來的問題，同時實現偏航操縱，馮如在 “ 馮如一號 ” 的尾部加裝了垂直尾翼。
當機翼翹曲時，通過控制垂直尾翼朝着阻力較大的那一側的反方向偏轉，產生的氣動力可以糾正不利偏航的影響，確保飛機按照預期方向飛行。
這樣一來，當飛機需要左轉時，駕駛員操縱垂直尾翼向左偏轉，此時垂直尾翼所受到的氣動力就會使機頭向左偏轉，飛機的航向也隨之改變。同樣，當垂直尾翼向右偏轉，飛機的機頭就會在力的作用下向右轉，從而改變飛行方向。
垂直尾翼的原理早在船舶控制中就已被廣泛應用
萊特兄弟把這一技術移植到飛行器上，而馮如借鑑了萊特兄弟的設計。
正如前面所說，翹曲機翼穩定性很差而且很難控制，在 “ 馮如一號 ” 的基礎上改進的 “ 馮如二號 ” 用副翼取代了這種設計，通過副翼的上下擺動控制滾轉。
下面是馮如二號的樣子：
副翼就是兩個主翼中間的那兩個短小的機翼
同時，在起飛和降落上，馮如借鑑了歐洲飛機起落架的模樣，他在起落架的四條支柱上各裝了一個車輪。
這一改動不但能承受、吸收飛機在着陸時與地面的撞擊和顛簸能量，更重要的是，飛機有了車輪後，可以在普通地面上滑行起飛，不再需要專門的軌道。
而且在滑行和制動時也更加靈活，大幅提高了操控性和實用性。馮如的第一架飛機，其中有一些細節，因為史料實在是太少了，我們也只能做一些合理推測。
但是總體來說，這架飛機延續了萊特兄弟 “ 飛行者 1 號 ” 類似的鴨式雙翼布局，但翼間支柱有點像法爾曼（ Henri Farman ）Ⅲ號飛機，尾撐杆像柯蒂斯（ Glenn Hammond Curtiss ）的飛機。
另外，在發動機、機身結構和起落架等方面做出了優化改進。
馮如開、造飛機那麼牛，為什麼沒能反哺國家?
要做到這些，當時的年代是相當不容易的，特別是對於一個華人來說。
1882 年，美國通過了《 排華法案 》，法案生效後，全美的報紙紛紛對華人進行質疑和抨擊，把白人失業的鍋都甩給了華人。尤其是身處加州的馮如，更是受到排擠和歧視。
1908 年，一開始就面臨缺人、缺錢的馮如在華人朋友的幫助下，在奧克蘭租了個只有 7 平方米的小棚屋，成立了 “ 廣東製造機器廠 ”。
萊特兄弟為了保持技術優勢，把一切技術信息封得死死的。馮如只能靠看飛行表演，來琢磨飛機的大致結構。
沒有正兒八經的教育背景，全靠着自學和不停實驗。經費緊張，工具不夠，飛機零件全靠手工一點點打磨出來，就連一個螺絲都得反覆試好久。
1909 年 9 月 21 日，馮如終於迎來他人生的轉折點。在美國奧克蘭，他親手駕駛自己製造的 “ 馮如一號 ” 成功試飛。飛機在天空中飛了 804.65 米，震驚了整個西海岸。
西方媒體給了他極高的評價，美國《 舊金山考察家報 》甚至用了一條特別 “ 帶感 ” 的標題 ——《 在航空領域，中國人把白人甩在後面 》，詳細記錄了試飛的全過程和細節。
這場試飛的消息很快傳回了國內，引起了巨大的關注。《 廣東勸業報 》、《 東方雜誌 》等媒體爭相報道。一時間，馮如成為了炙手可熱的新聞人物，被西方稱為 “ 東方萊特 ”。
按理說，馮如在造飛機、開飛機方面的技術雖然不能算世界頂尖，但在當時絕對算是一線水準。那問題來了，為什麼他這麼厲害的技術，最終沒能反哺給國家呢？
馮如去世的早
在差評君看來，最直接的原因就是 —— 他犧牲得太早了。
首次試飛成功之後，為了讓飛機飛得更遠、更高，馮如一邊改進飛機，一邊繼續在奧克蘭表演飛行。
他的成功讓清政府看到了些許希望。當時兩廣總督張鳴岐想讓他回國組建航空部隊，來鞏固自己在兩廣的地盤，於是頻頻催促他回國。本來，馮如已經收拾東西準備走了。
可事情偏偏不按計划走。那時候，孫中山正在美國四處籌錢宣傳革命，聽說馮如在表演飛行，特地來觀摩了一下。兩人一聊，馮如瞬間看清了形勢，決定支持革命。
1911 年 2 月 21 日，馮如帶着助手和廣東飛行器公司的飛機、機器設備以及原材料等，一塊乘船回國。
但因為他不願意為清政府效力，再加上黃花崗起義後，清政府懷疑他與革命黨人有來往，派人監視他的一舉一動，結果搞得廣東飛行器公司的業務一度停擺。
到了 1911 年 10 月 10 日，武昌起義爆發。之後，廣東清朝地方政府被推翻，革命黨人成立了廣東軍政府。
馮如和他的三個助手正式參加革命。他們在廣州燕塘軍營設廠，用從美國帶回的零件和在廣州搜集到的布匹、竹子、木料等材料製造飛機。
1912 年 3 月，國內造的第一架飛機終於問世。為了讓更多人了解航空事業，馮如在廣東台山縣城表演飛行。
然而，1912 年 8 月 25 日，馮如在廣州燕塘的一次飛行表演中失事，不幸犧牲。隨着他的去世，廣東飛行器公司也隨之解散，航空事業的火種一時陷入沉寂。
大背景環境動盪
從清朝末年到北洋政府時期，再到後來的南京國民政府時期，儘管從民間到官方都認識到了航空對於一個國家的重要性。但是在軍閥割據、民生凋敝、外敵頻仍的中國，航空事業的發展註定步履維艱。
像馬尾海軍飛機工程處、廣州飛機修理廠、南苑飛機修理廠、東三省航空處等官辦的飛機製造廠，儘管一開始有着不錯的開局和宏大的理想，但最終都短命夭折。
南京國民政府後來投入巨資和大量人力物力創辦的中央杭州飛機製造廠、南京首都航空工廠、上海虹橋航空工廠、中央南昌飛機製造廠等，也大多是負責組裝、仿製歐美的飛機，而這些飛機基本上都是比較落後的機型，生產能力也比較有限，難以推動航空業的實質性發展。
抗日戰爭爆發後，本就羸弱的航空業更是成了日本侵略者的重點打擊目標。
從 1931 年到 1937 年，包括在籌建中的東北飛機製造廠在內，中國幾乎所有具備規模的飛機製造企業都遭到嚴重破壞。
不少工廠在撤往四川、貴州等地的過程中，由於人員和設備大量流失，最終徹底失去了生產能力。到抗日戰爭結束時，中國航空工業僅有的家底已經損耗殆盡，完全處於停滯狀態。
而與此同時，世界航空技術在兩次世界大戰期間迎來了黃金髮展期。這 30 年間，歐美國家的航空技術突飛猛進，新技術不斷湧現，飛機的用途開始向越來越多的領域擴展。
當歐美國家從活塞發動機時代邁入噴氣時代，中國的航空事業卻歷經 30 多年的兜兜轉轉，被西方國家越甩越遠。
在這過程中，除了馮如，潘世忠、王助、巴玉藻、楊仙逸、朱家仁等一代代航空人都為中國航空工業貢獻了自己的力量。
但由於當時中國的工業體系相對薄弱，經濟基礎不夠穩固，技術積累有限，資金和人才的匱乏，都讓這些航空人的努力沒能形成規模效應。
這種情況，在建國之後，在蘇聯的援助和輔導下，終於有了一些起步。但中國的航空工業從 80 年代中期開始，把希望寄托在和西方的合作上，結果只換來波音和空客的兩記重拳。
更令人唏噓的是，曾經與麥道的合作，也沒能帶來想象中的技術轉移。5.8 億美元投資打了水漂，運-10 和 MD-82 雙雙夭折。
過去我們的天空一度被波音和空客牢牢把控，幾乎所有遠途航班，都是飛在別人設計的機翼上，這種局面持續了十幾年。
前幾天的珠海航展上我們見到了中國商飛 C909 支線客機和商飛 C919 大型客機的同台亮相。
中國民航網
自 1996 年舉辦首屆航展以來，珠海航展已走過 28 年。如今，珠海航展已成為比肩巴黎航展的世界 5 大航展之一，在這個沒有硝煙的戰場上，珠海航展見證了中國航空工業的由弱到強。
今天的 C919，不僅僅是一架飛機，它承載的是中國航空工業從無到有、從依賴到自主的偉大跨越。
這一次，飛在藍天上的，終於是我們自己的翅膀。
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圖片、資料來源：
黃漢綱：《馮如研究》
美華史記：Historical Record of Chinese Americans | Aiming for the Sky – Dream of Chinese American Aviator
中國報道周刊：天高雲淡，望斷南飛雁——從“運１０”的夭折談起(一)
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中國青年報：馮如：為中國龍插上翅膀
中國飛機外篇
廣東人民出版社：《中國航空之父馮如研究》
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