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。