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title: "萊特兄弟1903年飛行成功過程與意義"
locale: zh-hant
category: case_study
category_name: "案例研究"
translation_status: reviewed
license: cc_by
author: "injoys"
source_url: https://injoys.com/en/articles/wright-brothers-1903-flight-background-and-breakthrough
published_at: 2026-10-12T04:12:34+09:00
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# 萊特兄弟1903年飛行成功過程與意義

> 萊特兄弟於1903年成功飛行，始於重新檢驗升力資料及改進滑翔機操縱技術。說明這項成果的意義時，須區分12月17日的飛行紀錄與電報傳送錯誤。

## Key Points

- 1901年滑翔機升力不足，促使他們重新檢驗既有的計算值與機翼設計。
- 風洞實驗是取得符合機翼形狀的測量數據的方法。
- 1902年的滑翔機將機翼扭轉與可動方向舵連動，改善了操縱問題。
- 1903年12月17日的首次飛行歷時12秒，當天最後一次飛行歷時59秒。
- 關於首次飛行的電報中，57秒是傳送錯誤，須與最長飛行紀錄區分。

萊特兄弟透過風洞測量和改良滑翔機，克服了升力不足與操控失敗。**1903 年 12 月 17 日**，他們成功完成動力飛行。這項成就之所以受到紀念，是因為他們讓載人的飛行器靠自身動力升空，並加以操控。

本文依據美國國會圖書館的飛行紀錄及國家公園管理局的說明撰寫，並於 2026 年 10 月查核。

## 萊特兄弟的飛行研究年表

1903 年的成功，是反覆改良滑翔機與測量裝置的結果。在動力飛行之前，他們得先解決如何在空中操控飛行器的問題。此後，為了製造實用的飛機，研發工作仍持續進行。

| 年份·日期 | 事件 | 出處 |
|---|---|---|
| 1899 年 | 向 Smithsonian 索取航空文獻，並用風箏測試操控原理。 | 國家公園管理局，The Road to the First Flight |
| 1900 年 | 在基蒂霍克開始滑翔機實驗。 | 國家公園管理局，The Road to the First Flight |
| 1901 年 | 遭遇升力不足與操控問題後，用風洞測試機翼。 | NASA，Wright 1901 Wind Tunnel Tests |
| 1902 年 | 將滑翔機的機翼扭轉裝置與可動方向舵連動。 | 國家公園管理局，The Road to the First Flight |
| 1903 年 12 月 14 日 | 威爾伯的動力飛行嘗試失敗，兄弟倆修復了飛行器。 | 國家公園管理局，1903-The First Flight |
| 1903 年 12 月 17 日 | 兄弟倆輪流完成四次動力飛行。 | 美國國會圖書館，First Flight |
| 1905 年 | 以飛行者 3 號實現持續轉彎飛行。 | Smithsonian，1903 Wright Flyer |

## 閱讀與自行車事業奠定了什麼基礎

閱讀和製作機械的經驗，是飛行研究的起點。家中有收藏神學書籍及一般書籍的書架。父母提供了讓孩子探究好奇事物的環境。

威爾伯於 1899 年向 Smithsonian 索取航空相關文獻。兄弟倆閱讀了奧托·李林塔爾等人的先前研究，也與工程師奧克塔夫·沙努特交流研究內容。這段背景記載於[國家公園管理局的萊特兄弟介紹](https://www.nps.gov/articles/wright-brothers.htm)。

自行車事業為實驗提供了資金。他們也透過維修與製造累積機械作業經驗。製作飛機零件時，用上了自行車店的工具和工作空間。[國家公園管理局的研究過程說明](https://www.nps.gov/wrbr/learn/historyculture/theroadtothefirstflight.htm)解釋了其中的關聯。

## 為何選擇基蒂霍克

基蒂霍克一帶的風和沙地地形適合實驗。兄弟倆向美國氣象當局索取風況資料。沙丘有利於滑翔實驗與降落。

基蒂霍克是介紹首次飛行時廣泛使用的地名。1903 年實際的飛行地點則是附近的基爾代維爾希爾斯。區分實驗地點與發送電報的村鎮，就不會混淆地名。[國家公園管理局的遺址教育資料](https://www.nps.gov/articles/wright-brothers-national-memorial-site-of-the-first-controlled-powered-flight-teaching-with-historic-places.htm)說明了這兩個地點。

## 1901 年的滑翔機為何不如預期

1901 年的滑翔機產生的升力比預期少。升力是機翼受到的空氣作用力中，支撐飛行器的部分。當時測得的升力約為計算預期值的三分之一。[NASA 的風洞實驗說明](https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/wrights/test1901.html)解釋了這項差距。

操控方面另有問題。飛行器機頭抬起或下俯的動作不穩定。傾斜機翼時，機頭有時也會朝預定方向的反方向轉動。

- 升力問題：無法如計算預期般支撐飛行器和飛行員。
- 上下姿態問題：機頭抬得過高，導致飛行不穩定。
- 方向問題：傾斜機翼的操作未能帶來預期的轉彎。

單靠加大機翼無法解決問題。兄弟倆重新檢查了設計所用的數值。[國家公園管理局的說明](https://www.nps.gov/wrbr/learn/historyculture/theroadtothefirstflight.htm)指出，這促使他們轉向自行測量。

## 風洞實驗修正的數值與適用條件

風洞是在穩定氣流中測試模型的裝置。兄弟倆將小型機翼放進產生氣流的箱子裡，再用另一套測量裝置比較升力與阻力。

阻力是妨礙物體在空氣中前進的力。兄弟倆改變機翼形狀，觀察受力的差異。在詳細實驗中，他們每次只改變一項設計條件。這種方法記載於[NASA 對 1901 年實驗的說明](https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/wrights/test1901.html)。

說既有資料全都錯了並不準確。計算時使用的斯米頓係數需要修正。這個係數是當時用來計算空氣壓力作用的基準值。

李林塔爾的測量值則有適用條件上的差異。他測試的機翼與兄弟倆的機翼形狀不同。直接套用相同數值，對升力的預估也會出現偏差。[NASA 對當時升力方程式的說明](https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/lift-equation-of-the-1900s/)指出了這項差異。

| 檢討項目 | 問題性質 | 修正方向 |
|---|---|---|
| 斯米頓係數 | 計算空氣作用力的基準值有誤差 | 依飛行實驗重新檢討基準值 |
| 李林塔爾的機翼資料 | 將數值用於不同形狀機翼的問題 | 用自己的機翼模型重新測量 |
| 機翼設計 | 彎曲程度與展弦比的影響 | 根據測量結果修改設計 |

## 1902 年滑翔機的操控技術

1902 年的轉折，在於能夠協調控制飛行器的各種動作。兄弟倆將風洞結果運用於機翼設計，並把後方的固定尾翼改為可動方向舵。

他們將方向舵的動作與機翼扭轉裝置連動。機翼扭轉是讓左右機翼產生不同升力的方式。方向舵則減少因此產生的非預期方向變化。

| 要控制的動作 | 意思 | 當時使用的裝置 |
|---|---|---|
| 俯仰 | 機頭上下移動 | 前方升降舵 |
| 滾轉 | 左右機翼傾斜 | 機翼扭轉裝置 |
| 偏航 | 機頭左右轉動 | 後方方向舵 |

控制這三個方向的系統稱為三軸操控。也就是說，他們在裝上引擎之前，已打下操控的基礎。[國家公園管理局的研究過程說明](https://www.nps.gov/wrbr/learn/historyculture/theroadtothefirstflight.htm)將連動的操控裝置視為一項突破。

## 引擎和螺旋槳如何準備

動力飛行需要適合飛行器的引擎與螺旋槳。兄弟倆找不到合適的輕型引擎，便在機械師查理·泰勒的協助下製造了一具。

機翼研究的成果也用於螺旋槳設計。兄弟倆將螺旋槳視為旋轉並產生推力的機翼，並讓兩具螺旋槳朝相反方向轉動。製作過程見於[國家公園管理局的說明](https://www.nps.gov/articles/wright-brothers.htm)。

## 12 月 14 日的失敗與 17 日的飛行結果

12 月 14 日的嘗試因操控問題而失敗。先行嘗試的威爾伯在起飛後將機頭抬得過高。飛行器失速，掉落在沙地上。

失速是機翼無法產生足夠升力來維持飛行的狀態。兄弟倆修復了受損的飛行器。12 月 17 日則由奧維爾先行操控。[國家公園管理局的首次飛行說明](https://www.nps.gov/wrbr/learn/historyculture/thefirstflight.htm)記載了這個順序。

當天上午 10 時 35 分，首次飛行開始。奧維爾飛行了 **12 秒**。此後兄弟倆又輪流飛行了三次。

| 1903 年 12 月 17 日的飛行 | 飛行員 | 飛行時間 | 地面距離 |
|---|---|---|---|
| 第一次 | 奧維爾 | 12 秒 | 120 英尺，36.576 公尺 |
| 第二次 | 威爾伯 | 約 12 秒 | 約 175 英尺 |
| 第三次 | 奧維爾 | 約 15 秒 | 約 200 英尺 |
| 第四次 | 威爾伯 | 59 秒 | 852 英尺，259.6896 公尺 |

飛行數據依據[國家公園管理局的詳細紀錄](https://www.nps.gov/articles/wright-brothers.htm)。公尺數值按 1 英尺等於 0.3048 公尺換算。換算後的小數位數不代表當時測量的精確度。

第四次飛行後，強風吹翻了飛行器。由於損壞嚴重，他們不得不結束當年的飛行。1903 年的飛行者號此後沒有再次飛行。這項結果可見於[國家公園管理局的首次飛行說明](https://www.nps.gov/wrbr/learn/historyculture/thefirstflight.htm)。

## 紀錄與詮釋

飛行事實、對成就的評價，以及更早飛行的主張，必須區分。日誌和電報是記述事件的紀錄；比較這些紀錄並說明成就，則屬於歷史詮釋。

### 日誌和電報有何不同

電報記載的最長飛行時間與實際紀錄不同。電報上寫的是 57 秒。美國國會圖書館指出，這是將 59 秒傳送錯誤所致。

| 資料 | 可確認的內容 | 閱讀時須注意 |
|---|---|---|
| 奧維爾的 1903 年 12 月 17 日日誌 | 當天四次飛行的具體經過 | 這是當事人撰寫的紀錄。 |
| 發給父親的電報 | 向家人告知飛行成功的內容 | 最長時間被誤傳為 57 秒。 |
| 美國國會圖書館的資料說明 | 日誌與電報的關係及傳送錯誤 | 須區分紀錄原文與機構的說明。 |

因此，不能把電報上的數字直接填入飛行性能表。12 秒是第一次飛行的時間，59 秒則是第四次飛行的紀錄。[美國國會圖書館的 First Flight](https://www.loc.gov/collections/wilbur-and-orville-wright-papers/articles-and-essays/collection-highlights/first-flight/)支持這項區分。

### 航空史承認的是什麼成就

一般航空史著述承認萊特兄弟完成了可操控的動力飛行。這裡指的是載人、比空氣重的飛行器，並以靠自身動力起飛及持續飛行為條件。

這不表示他們是最早飛上空中的人。氣球飛行和滑翔機滑翔各有更早的歷史。Smithsonian 的[1903 Wright Flyer 說明](https://www.si.edu/object/nasm_A19610048000)也在這個範圍內說明該飛行器的成就。

### 哪些問題仍有爭議

圍繞更早飛行主張的證據，爭議仍然存在。研究者約翰·布朗主張古斯塔夫·懷特黑德曾更早飛行。Smithsonian 的[相關發表](https://www.si.edu/newsdesk/releases/did-gustave-whitehead-beat-wright-brothers)介紹了這項主張。

航空史研究者湯姆·克勞奇認為證據不足。他質疑當時報導與後來證詞的可信度。這項立場見於[國家航空航天博物館的評析文章](https://airandspace.si.edu/stories/editorial/flight-claims-gustave-whitehead)。

## 1903 年的成功與 1905 年的實用化有何不同

1903 年成功飛行，不等於實用飛機已經完成。當時的飛行者號難以控制上下動作。此後，研發工作持續朝延長飛行時間及改變飛行方向推進。

| 區分 | 1903 年飛行者號 | 1905 年飛行者 3 號 |
|---|---|---|
| 核心成就 | 驗證可操控的動力飛行 | 持續轉彎飛行 |
| 研發階段 | 透過短暫飛行證明可行性 | 具備實用的操作能力 |
| 歷史意義 | 動力飛行得以實現 | 擴大飛機的應用可能性 |

1905 年，他們以飛行者 3 號反覆繞行飛行場。Smithsonian 將這段時期視為實用飛機的研發階段。首次成功與實用化應視為不同的成就。[Smithsonian 的飛行器說明](https://www.si.edu/object/nasm_A19610048000)也談到後續研發。

## 從今日科學史看其意義

這個案例顯示，將測量值用於設計時必須留意適用條件。數值本身有誤，與適用對象不同，是兩回事。風洞實驗成了區分這兩種問題的方法。

閱讀紀錄的方式也值得注意。即使是當時發出的電報，數字仍可能傳錯。比對日誌與典藏機構的說明，才能辨明錯誤。

- 實驗設計：控制條件，比較機翼形狀造成的影響。
- 技術研發：將測量結果用於下一架飛行器的設計。
- 史料檢視：區分原始紀錄中的數字與已確認的飛行紀錄。

這項意義是根據[NASA 的實驗說明](https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/wrights/test1901.html)所作的詮釋。檢視紀錄的依據則見於[美國國會圖書館的電報說明](https://www.loc.gov/item/mcc.061/)。若只以個人的毅力解釋這項成就，就會忽略這些驗證過程。

## 常見問題

### 首次飛行由誰操控

1903 年 12 月 17 日的首次飛行由奧維爾操控。12 月 14 日失敗的那次嘗試則輪到威爾伯。17 日當天，兄弟倆輪流飛行了四次。

### 首次飛行是 12 秒，還是 59 秒

第一次飛行是 12 秒。59 秒是同一天由威爾伯操控的第四次飛行。電報上記載的 57 秒是傳送錯誤。

### 風洞解決了所有問題嗎

風洞是取得機翼設計所需測量值的裝置。實際的操控問題仍須透過滑翔機飛行確認。1902 年的可動方向舵就是相關改良之一。

### 萊特兄弟只發明了引擎嗎

不能只用引擎來說明他們的成就。機翼和操控裝置的改良先行展開，之後才將引擎與螺旋槳結合到飛行器上。

### 基蒂霍克和基爾代維爾希爾斯是同一個地方嗎

兩者是不同的地方。首次動力飛行發生在基爾代維爾希爾斯。兄弟倆前往基蒂霍克，向父親發送電報。

## FAQ

### 萊特兄弟何時成功完成動力飛行？
1903年12月17日，他們成功完成了可操控的動力飛行。地點是美國北卡羅來納州的基爾德維爾丘陵。

### 首次飛行由誰駕駛？飛行紀錄為何？
奧維爾·萊特駕駛了首次飛行。飛行時間為12秒，相對地面的飛行距離為120英尺。

### 1903年12月17日最長的一次飛行有多遠？
威爾伯駕駛的第四次飛行最長。他飛行了59秒，相對地面的飛行距離為852英尺。

### 為什麼首次飛行的電報上寫著57秒？
美國國會圖書館說明，這是59秒在傳送時誤傳為57秒。必須區分電報上的記載與經確認的飛行紀錄。

### 1901年的滑翔機出現了什麼問題？
升力比預期不足。機身的俯仰姿態和方向控制也有問題。

### 李林塔爾的升力資料全都錯了嗎？
不能這樣斷定。NASA說明，問題在於將李林塔爾的資料套用到形狀不同的機翼上。此外，斯米頓係數也需要修正。

### 1902年滑翔機的關鍵改良是什麼？
他們將機翼扭轉裝置與可活動的方向舵連動。這有助於減少機身傾斜時產生的不必要轉向。

### 為什麼1903年12月14日的嘗試失敗了？
威爾伯起飛後將機頭抬得過高，導致飛機失速。兄弟倆修復損壞後，於12月17日再次嘗試。

### 為什麼選擇基蒂霍克作為實驗地點？
當地的風況和沙地地形適合進行滑翔機實驗。兄弟倆在選定地點前，查閱了美國氣象機構的資料。

### 自行車生意對飛機研發有什麼幫助？
它是籌措實驗資金的基礎。修理和製作經驗，以及工作工具，也都用於飛機研發。

### 萊特兄弟是獨自開始航空研究的嗎？
他們從閱讀李林塔爾等人的先前研究開始。他們向Smithsonian索取文獻，並與沙努特交流研究內容。

### 1903年的飛行者號一開始就是實用的飛機嗎？
1903年的飛機處於證明可操控動力飛行的階段。之後持續發展，到了1905年的飛行者3號，才成為能持續轉彎飛行的實用飛機。

## Sources

- [美國國家公園管理局，The Road to the First Flight](https://www.nps.gov/wrbr/learn/historyculture/theroadtothefirstflight.htm)
- [美國國家公園管理局，1903-The First Flight](https://www.nps.gov/wrbr/learn/historyculture/thefirstflight.htm)
- [美國國家公園管理局，Wright Brothers](https://www.nps.gov/articles/wright-brothers.htm)
- [美國國家公園管理局，Wright Brothers National Memorial: Site of the First Controlled Powered Flight](https://www.nps.gov/articles/wright-brothers-national-memorial-site-of-the-first-controlled-powered-flight-teaching-with-historic-places.htm)
- [NASA Glenn Research Center，Wright 1901 Wind Tunnel Tests](https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/wrights/test1901.html)
- [NASA Glenn Research Center，Lift Equation of the 1900's](https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/lift-equation-of-the-1900s/)
- [美國國會圖書館，First Flight: 奧維爾的日誌與首次飛行電報的解說](https://www.loc.gov/collections/wilbur-and-orville-wright-papers/articles-and-essays/collection-highlights/first-flight/)
- [美國國會圖書館，奧維爾於1903年12月17日發給米爾頓·萊特的電報及解說](https://www.loc.gov/item/mcc.061/)
- [Smithsonian Institution，1903 Wright Flyer](https://www.si.edu/object/nasm_A19610048000)
- [Smithsonian Institution，Did Gustave Whitehead Beat the Wright Brothers?](https://www.si.edu/newsdesk/releases/did-gustave-whitehead-beat-wright-brothers)
- [Smithsonian 國立航空太空博物館，湯姆·克勞奇對懷特黑德率先飛行主張的檢視](https://airandspace.si.edu/stories/editorial/flight-claims-gustave-whitehead)

## Images

![自行車工坊裡，兩人背對視線工作；木製風洞內的天平上裝著彎曲的機翼模型。](https://injoys.com/rails/active_storage/blobs/proxy/eyJfcmFpbHMiOnsiZGF0YSI6MjcyMjYsInB1ciI6ImJsb2JfaWQifX0=--9d682519281009458c1139bb71a792928df4d3bd/ai-641146e2.webp)
![雙翼飛機從沙丘間的木製起飛軌道升起，機上有俯臥的飛行員，軌道旁站著一人](https://injoys.com/rails/active_storage/blobs/proxy/eyJfcmFpbHMiOnsiZGF0YSI6MjcyMzIsInB1ciI6ImJsb2JfaWQifX0=--8fa53cc1c1f84fa8127c38618574dbd98e05fb84/ai-548d6447.webp)