张聚恩谈旋翼航空（由一件航空文化衫谈莱特专利大战）

外孙汪汪一家赴美旅游，他们参观了位于首都华盛顿的国家航空航天博物馆（National Air & Space Museum，Washington, D.C.），买了一支别致的小飞机挂件和两件飞行器模型玩具，都很精美；其中那件后拽放手即可起飞、甚至可作大迎角滑行的小“航天飞机”，送给两岁三个半月的小外孙皮皮，他学会玩耍，乐不可支。他们为我选购了一件黑色圆领半袖衫，说我一定会喜欢；汪汪还为我拍了张穿着这件衣衫的生活照。

这是一件关于莱特兄弟专利“飞行机器”的航空文化衫，胸前印着专利附图和主要信息，色彩对比强烈，结构示意和标注尺寸很清晰，还附送了一张讲故事的小卡片，颇具匠心。我的确很喜欢，既因为这件T恤承载着家人的爱，又因为它携有浓浓的航空元素，背后有动人的故事。

故事——飞行机器

（来自卡片，译文供参考）

The story—Flying Machine

This design’s 1906 patent issued the Wright Brothers, Orville and Wilber，is considered the grandfather patent of the airplane. Although not the first to build and fly experimental aircraft, the Wrights were the first to invent the controls that made fixed-wing powered flight possible.

这份1906年授予莱特兄弟——奥维尔和威尔伯——的设计专利，可称始祖级飞机专利。莱特兄弟并不是第一个制造和驾驶实验飞机的人，但他们却是发明控制装置、成就有动力固定翼飞机飞行的第一人。

On December 17, 1903, at Kitty Hawk, North Carolina, Orville Wright flew the modified and powered version of their early glider, and in a 12-second sustained flight accomplished the first successful, powered, and piloted flight in history. The airplane was now officially “invented”.

1903年12月17日，在北卡罗莱纳的基蒂霍克，奥维尔•赖特驾驶他们早期滑翔机的改型和动力版本，在12秒的持续飞行中完成了历史上第一次成功的、有动力和有人驾驶的飞行。飞机现在被正式“发明”了。

Self-taught engineers, these brothers from Ohio had a backgrand in bicycle design and manufacturing. Systematic, innovative, and with thorough study-courtesy of the Smithsonian Museum-of past flight experiments and literature, they were able to draw on previous designs and errors. From Otto Lilienthal they develop a basic cambered wing design. From Octave Chanute they borrowed his biplane wing hang glider design for greater lift, and, his strut-wire-braced wing structure for strength. Their goal from the beginning was to devise a control system that would give them absolute command over the motion of the glider in every axis all the time.

莱特兄弟来自俄亥俄州，是自学成才的工程师，拥有自行车设计和手工制作的背景。得益于史密森学会对过去的飞行实验和文献所进行的系统性、创造性深入研究，他们能够借鉴前人的设计，而摈弃其中的错误。他们借鉴奥托•李林塔尔的经验，设计了拱形机翼；借鉴奥克塔夫•沙尼特的滑翔机双翼设计，以获得更大升力；还借鉴其支柱支撑机翼结构，以得到更高的强度。而从一开始，他们的目标就是设计一个控制系统，使其能够同时控制滑翔机各轴向运动。

From many experiments they were able to solve the problem of three-axis control and how to achieve it: wing-warping for roll (lateral motion), forward elevator for pitch (up and down) and rear rudder for yaw (side to side). With the addition of rudder, the last of the control problems were solved. Some aviation historians believe that applying the system of three-axis control on their final glider design was even more significant than the addition of power for the historical flight. Nevertheless, this was the flight that forever shaped our future in travel, commerce, and war.

通过大量实验，他们成功解决了三轴控制问题，实现方法为：用机翼翘曲控制侧滚（横向运动），用前置升降舵控制俯仰（上下运动），用后舵控制偏航（左右运动）。随着舵面的设置，使控制问题最终得以解决。一些航空史学家认为，在他们的终极滑翔机设计中应用三轴控制系统，要比在飞行中增加动力具有更为重要的意义。这次飞行，永远地塑造了我们未来的旅行、商业和战争。

莱特兄弟的专利

众所周知，1903年12月17日，莱特兄弟制作的“飞行者1号”实现了惊世一飞，从此揭开现代航空的历史篇章。而他们申请的“飞行机器”专利早于这次飞行，是在1903年3月23日提出的。由于当时多数人、主要是科技界人士，对于莱特兄弟的研究与试验持怀疑态度，专利未能及时获批；在现场亲眼看到人类历史上第一次有动力、载人、可控飞行的人也仅寥寥几人。直到1906年，莱特兄弟的专利“飞行机器”才获得批准。

经查证原始申报材料，比对文化衫及其附送卡片内容，专利基本情况为：

专利名：飞行机器（Flying Machine）

专利申请时间：1903年3月23日

专利授予时间：1906年5月22日

专利申请号：US00149220

专利公开号：US821393A（专利申请附图如下）

专利拥有者：奥维尔•莱特（Orville Wright），威尔伯•莱特（Wilbur Wright ）

“飞行机器”专利附图，与实际的“飞行者1号”还是有较大区别的。附图主要反映专利核心内容，即实用型三轴控制装置的发明。莱特兄弟以“飞行机器”为名申报并获批的专利，属于机械装置类工业产权技术，在其覆盖的范围内，莱特兄弟拥有独占权，任何机构或个人未经允许不得任意使用。这是对莱特兄弟成功的褒奖与保护。

更早的飞机专利

美国航空航天博物馆把莱特兄弟的专利称为飞机始祖专利，但在世界上还有更早的飞机专利，它属于俄罗斯的亚历山大•费奥多罗维奇•莫扎伊斯基（Александр Фёдорович Можайский，1825-1890）。莫扎伊斯基被俄国人尊为“飞机之父”，他从1856年开始研制重于空气的固定翼飞行器，此后终生致力于此。1876年，他研制的单翼飞机进行了公开表演。1880年6月4日，他提出“空中飞行器”专利申请，1881年11月3日获得，为俄国的第一项飞机专利。

关于莫扎伊斯基的贡献，在前苏联的《苏联简史》和《苏联通史》等典籍中有记载。称他的单翼飞机有机身、机翼、起落架、动力装置、水平和垂直操纵系统,等现代飞机应有的主要部件。但因其采用蒸汽机做动力，实用前景不大，也并未达到稳定飞行的状态，在世界范围内未被认定为第一款有动力、可控驾驶的飞机。但属于莫扎伊斯基的这项飞机专利比莱特专利早了25年。

莱特专利诉讼始末

20世纪初，现代航空曙光初现，创新热潮涌动。就在莱特兄弟专利获批的第二年，即1907年，另一位航空先驱寇蒂斯（Glenn Hammond Curtis，1878-1930），发明了真正意义上的副翼及其操纵装置——舍弃翘曲机翼，在机翼上设立铰接挡板，构成可上下摆动的控制面，来维持飞行稳定性。这一设计带来了远比“翘曲机翼”更好的控制能力，是一项足可载入史册、至今仍在应用的伟大发明。

但莱特兄弟的“飞行机器”专利，其涵盖内容宽泛，不仅包含了翘曲机翼及其控制装置，也包含了全部机翼边缘。莱特兄弟认为寇式副翼侵权，于是在1909年8月，正式提出诉讼，控告寇蒂斯。在20世纪初的美国航空三杰之间，发生了持续数年的专利诉讼。

此时，还发生了另一桩悲惨的故事。寇蒂斯的好友、积极推进军方航空应用的陆军中尉汤姆•赛福里奇（Thomas Selfridge），在莱特飞机公开飞行中登机体验，却因坠机灾难而不幸身亡（赛福里奇被认为是世界飞机飞行事故罹难第一人）。寇蒂斯为好友的遇难而伤悲，三人反目，铸成一世悲剧。

1908年寇蒂斯驾驶June Bug在试飞（翼尖为三角形副翼）

1914年1月（莱特提出诉讼后的第5个年头），美国法院作出判决，裁定莱特兄弟胜诉，要求此后在美国本土生产的每架飞机，都要向专利持有人奥维尔（1912年哥哥威尔伯病逝）支付专利费，费率为20%。由于关系破裂，奥维尔严厉拒绝寇蒂斯对其专利的使用，即使付费也不行。寇蒂斯因此而无法行销自己日渐成熟、且性能明显占优的产品，陷入破产。

1914年7月，一战爆发，这一状况才得以改变。从1914年到1918年，德国共生产了5万架飞机，航空技术与产业迅猛发展。但在美国，由于奇高的专利费，技术停滞不前，产业发展缓慢。为改变这一状况，在1917年美国参战后，政府出面成立了一个专利许可联盟，强行将莱特专利费从20%降到1%（一说为每架飞机付专利费200美元），并强令向寇蒂斯公司开放专利使用。早已蓄势待发的寇蒂斯公司因而获得发展良机，经过战争，成为了当时世界上最大的飞机制造商。而从1915年开始，莱特公司的飞机因性能落后，一架也没能卖出。

一战后，奥维尔•莱特身心俱疲，遂退出航空界。奥维尔卒于1948年，享年77岁；从提出诉讼到打赢官司，直到生命终结，在航空领域再无建树。戏剧性的是，莱特公司在1929年与寇蒂斯公司合并。1930年，即“寇蒂斯-莱特公司”成立后的第二年，寇蒂斯去世，年仅52岁。

随着社会文明发展，人类为保护和促进技术进步，采取专利技术保护是一项正面、积极而重要的措施。莱特兄弟积多年奋斗之成果，克服重重困难，做出卓越建树，申请并享有专利技术权，应无可指摘。但这项名为“飞行机器”的技术专利界定的范围不当，使得莱特兄弟利用这一专利，事实上合法地阻止了该领域的竞争，窒息了航空事业在美国本土的正常发展。由此，激起了包括寇蒂斯在内的其他创新者、发明家的义愤，也导致国家利益受损，使政府不得不直接出面干预。这个教训不可谓不深。

【该部分内容可用文末“阅读原文”链接浏览美国History专题片《莱特兄弟对决寇蒂斯：天才之争》】

引发的启示

莱特专利获授至今已经113年了。今世的我们，从中能得到什么启示呢？我想，可否概括为下面三段话：

（一）神奇的技术创造出生产力，带给人类以福祉，集中反映创新成果的发明创造及其所形成的专利技术确应在其有效期内得到保护。专利制度已成为一项维护公平有序竞争的基本法律制度。但技术需要不断革故鼎新，对专利技术保护的根本目的是促进创新发展，而不是相反。

（二）专利工作需在两方面推进，一方面释放其积极作用，尊重和保护专利拥有者的利益，对未经权利人许可的专利使用行为做出具有法律效应的明确禁止和约束；另一方面又要防范其负面影响，须对申报专利的内容的真实性、创造性及保护范围，予以审查。

（三）为避免莱特专利这样喜忧交织的故事重演，必要时可以引入专利强制许可制度或进行反垄断法规制。竞争者还可以通过研发改进发明、外围应用型专利等方式，与基本专利的权利人达成交叉许可协议。专利制度自身是需要发展与完善的，其主要出发点应立足于专利人权益和公共利益间的平衡。

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