Ранние летающие машины

Эта статья о ранних летательных аппаратах. Для истории авиации см. Историю авиации .

Сюда перенаправляются «Ранний полет» и «Летающая машина». Чтобы узнать об альбоме Jefferson Airplane, см. Early Flight . Чтобы узнать о других вариантах использования Летательного аппарата, см. Летательный аппарат (значения) .

Изображение братьев Монгольфье 1786 года. воздушного шара

К ранним летательным аппаратам относятся все виды самолетов, изученные или построенные до разработки современного самолета к 1910 году. История современных полетов начинается более чем за столетие до появления первого успешного пилотируемого самолета, а самые ранние самолеты - за тысячи лет до этого.

Примитивное начало

V века до н.э. Этрусская булла с изображением Икара.

Легенды

В некоторых древних мифологиях есть легенды о людях, использующих летательные аппараты. Одной из самых ранних известных является греческая легенда о Дедале ; в версии Овидия Дедал скрепляет перья ниткой и воском, имитируя крылья птицы. Другие древние легенды включают индийский летающий дворец или колесницу Вимана , библейскую Колесницу Иезекииля , ирландский Рот Рамах, построенный слепыми друидами Мугом Руитом и Симоном Волхвом , различные истории о коврах-самолетах и ​​мифическом британском короле Бладуде , который создал летающие крылья. Летающий трон Кая Кавуса был легендарным кораблем с двигателем орла, построенным мифическим персидским шахом Кеем Кавусом, на котором он долетел до Китая .

Ранние попытки

Витражное изображение Эйлмера Малмсберийского

По словам Авла Геллия , древнегреческий философ, математик, астроном, государственный деятель и стратег Архит (428–347 до н.э.) считался спроектировавшим и построившим первое искусственное самоходное летательное устройство — модель в форме птицы, приводившуюся в движение с помощью струя того, что, вероятно, было паром, как говорят, на самом деле пролетела около 200 метров около 400 г. до н.э. По словам Геллия, эта машина, которую ее изобретатель назвал «Голубь» (греч. Περιστέρα «Перистера»), во время своего «полета» подвешивалась на проводе или шарнире и приводилась в действие «скрытой аурой или духом».

В конце концов некоторые попытались построить летающие устройства, например птичьи крылья, и летать, прыгая с башни, холма или скалы. В этот ранний период физические вопросы подъема, устойчивости и контроля не были понятны, и большинство попыток заканчивались серьезными травмами или смертью. В I веке нашей эры китайский император Ван Ман нанял специалиста-разведчика, который занимался связыванием птичьих перьев; утверждается, что он пролетел около 100 метров. , что в 559 году нашей эры Юань Хуантоу благополучно приземлился после вынужденного прыжка с башни. Говорят

ученый Сообщается, что андалузский Аббас ибн Фирнас (810–887 гг. н. э.) совершил планирующий полет в Кордове, Испания , покрыв свое тело перьями стервятника и прикрепив к своим рукам два крыла. О попытке бегства сообщил алжирский историк 17-го века Ахмед Мохаммед аль-Маккари , который связал ее со стихотворением 9-го века, написанным одним из придворных поэтов Мухаммеда I из Кордовы . Аль-Маккари заявил, что Фирнас пролетел некоторое расстояние, прежде чем приземлиться с некоторыми травмами, связанными с отсутствием у него хвоста (как птицы приземляются). Историк Линн Таунсенд Уайт-младший пришел к выводу, что ибн Фирнас совершил первый успешный полет в истории.

В двенадцатом веке Уильям Малмсберийский заявил, что бенедиктинский монах XI века Эйлмер из Малмсбери прикрепил крылья к своим рукам и ногам и пролетел небольшое расстояние, но сломал обе ноги при приземлении, а также не позаботился сделать себе хвост.

Ранние воздушные змеи

Гравюра на дереве с изображением воздушного змея из книги Джона Бейта 1635 года « Тайны природы и искусства» , в которой воздушный змей назван « Как сделать огненных драконов».

Воздушный змей был изобретен в Китае, возможно, еще в V веке до нашей эры Мози (также Мо Ди) и Лу Банем (также Гуншу Банем). Эти воздушные змеи из листьев были созданы путем натягивания шелка на расколотый бамбуковый каркас. Самые ранние известные китайские воздушные змеи были плоскими (не изогнутыми) и часто прямоугольными. Позже бесхвостые воздушные змеи стали оснащаться стабилизирующей булинь. Дизайн часто имитировал летающих насекомых, птиц и других зверей, как реальных, так и мифических. Некоторые из них были оснащены струнами и свистками, издававшими музыкальные звуки во время полета.

змей В 549 году нашей эры бумажный использовался в качестве сообщения для спасательной миссии. Древние и средневековые китайские источники перечисляют другие способы использования воздушных змеев для измерения расстояний, проверки ветра, подъема людей, передачи сигналов и связи во время военных операций.

После своего появления в Индии , воздушный змей в дальнейшем превратился в воздушный змей-истребитель . Традиционно это небольшие, нестабильные плоские кайты с одной стропой, в которых для контроля используется только натяжение стропы, а для подрезания других кайтов используется абразивная стропа.

Воздушные змеи также распространились по всей Полинезии , вплоть до Новой Зеландии . Антропоморфные воздушные змеи, сделанные из ткани и дерева, использовались в религиозных церемониях для вознесения молитв богам. Бэйта появилась иллюстрация ромбовидного змея с хвостом К 1634 году воздушные змеи достигли Запада, и в «Тайнах природы и искусства» .

Воздушные змеи, несущие человека

Считается, что воздушные змеи с людьми широко использовались в древнем Китае как в гражданских, так и в военных целях, а иногда и в качестве наказания. Истории о воздушных змеях, несущих людей, также происходят в Японии после того, как воздушные змеи были завезены из Китая примерно в седьмом веке нашей эры. Говорят, что когда-то в Японии действовал закон, запрещающий перевозку воздушных змеев человеком.

В 1282 году европейский исследователь Марко Поло описал современные китайские методы и прокомментировал связанные с ними опасности и жестокость. Чтобы предсказать, будет ли корабль плыть, человека привязывали к воздушному змею, имеющему прямоугольную решетчатую структуру, а последующая схема полета использовалась для определения перспективы.

Крылья ротора

Основная статья: Бамбук-вертолет

Украшенный японский вертолёт тактомбо. бамбуковый

Использование ротора для вертикального полета существует с IV века нашей эры в виде бамбукового вертолета , древней китайской игрушки. Бамбуковый вертолет вращается за счет вращения палки, прикрепленной к ротору. Вращение создает подъемную силу, и игрушка летит, если ее отпустить. философа Гэ Хуна В книге « Баопузи» («Мастер, постигший простоту»), написанной около 317 года, описывается апокрифическое использование возможного ротора в самолетах: мармеладного дерева , используя бычью кожу (ремни), прикрепленные к возвращающимся лезвиям, чтобы привести машину в движение».

Подобные «мулине à noix» (ротор на гайке), а также игрушки-веревочки с четырьмя лопастями появились в Европе в XIV веке.

Воздушные шары

Небесный фонарь

С древних времен китайцы поняли, что горячий воздух поднимается вверх, и применили этот принцип к небольшому воздушному шару, называемому небесным фонарем . Небесный фонарик состоит из бумажного воздушного шара, под которым или внутри него помещается небольшая лампа. Небесные фонарики традиционно запускают для удовольствия и во время фестивалей. По мнению Джозефа Нидэма , такие фонари были известны в Китае с III века до нашей эры. Их использование в военных целях приписывают генералу Чжугэ Ляну , который, как говорят, использовал их для устрашения вражеских войск.

Есть доказательства Китайцы также «решили проблему воздушной навигации» с помощью воздушных шаров за сотни лет до 18 века.

Ренессанс

Со временем некоторые исследователи начали открывать и определять некоторые основы научного проектирования самолетов. Конструкции с приводом либо приводились в движение человеческой силой , либо использовали металлическую пружину. В своей книге 1250 года «De mirabili potestate artis et naturae » («Тайны искусства и природы») англичанин Роджер Бэкон предсказал будущие конструкции воздушного шара, наполненного неопределенным эфиром, а также орнитоптера с приводом от человека . утверждая, что знает кого-то, кто изобрел последнее.

Леонардо да Винчи

Леонардо да Винчи орнитоптера Крылья

Леонардо . «воздушного винта» Конструкция

Леонардо да Винчи долгие годы изучал полет птиц, рационально его анализируя и предвосхищая многие принципы аэродинамики . Он понял, что «предмет оказывает такое же сопротивление воздуху, как воздух оказывает объекту». предвосхищая Исаака Ньютона ( третий закон движения опубликованный в 1687 году). Начиная с последних лет 15-го века, Леонардо писал и делал наброски многих конструкций летательных аппаратов и механизмов, в том числе орнитоптеров, планеров с неподвижным крылом, винтокрылых аппаратов и парашютов. Его ранние конструкции были типами с приводом от человека, включая винтокрылые машины и орнитоптеры (улучшение предложения Бэкона за счет добавления стабилизирующего хвоста). В конце концов он осознал их непрактичность и обратился к управляемому планирующему полету, а также сделал наброски некоторых конструкций, приводимых в движение пружиной.

В 1488 году Леонардо нарисовал конструкцию дельтаплана , в которой внутренние части крыльев закреплены, а ближе к законцовкам предусмотрены некоторые управляющие поверхности (как при планирующем полете птиц). Его рисунки сохранились и в принципе считаются годными к полету, но сам он никогда не летал на таком корабле. В эссе под названием Sul volo (« В полете ») он описывает летательный аппарат под названием «Птица», который он построил из накрахмаленного льна, кожаных суставов и шелковых ремешков. В «Атлантическом кодексе » он написал: «Завтра утром, второго января 1496 года, я предприму попытку». Некоторые другие конструкции Леонардо, такие как воздушный винт для четырех человек , похожий на вертолет, имеют серьезные недостатки. Он нарисовал и написал конструкцию орнитоптера около 1490 года. Работы Леонардо оставались неизвестными до 1797 года и поэтому не оказали никакого влияния на развитие событий в течение следующих трехсот лет.

Другие попытки

В 1496 году человек по имени Секчо сломал обе руки в Нюрнберге при попытке бегства. В 1507 году Джон Дамиан привязал крылья, покрытые куриными перьями, и спрыгнул со стен замка Стерлинг в Шотландии, сломав себе бедро; Позже он обвинил в этом неиспользование орлиных перьев.

Самое раннее сообщение о попытке полета реактивного самолета относится к Османской империи . Сообщается, что в 1633 году летчик Лагари Хасан Челеби использовал конусообразную ракету , чтобы совершить первую попытку полета на реактивном самолете.

Предположение Фрэнсиса Уиллоби , опубликованное в 1676 году, о том, что человеческие ноги по силе больше сравнимы с крыльями птиц, чем руки, время от времени оказывало влияние. 15 мая 1793 года испанский изобретатель Диего Марин Агилера прыгнул на своем планере с самой высокой части замка Корунья-дель-Конде , достигнув высоты около 5 или 6 м. и планируя около 360 метров. Еще в 1811 году Альбрехт Берблингер сконструировал орнитоптер и прыгнул в Дунай в Ульме .

Легче воздуха

Воздушные шары

Основная статья: История воздухоплавания

Концепт летающей лодки Франческо Ланы де Терци, 1670 г.

Современная эра полетов легче воздуха началась в начале 17 века с экспериментов Галилео Галилея, в которых он показал, что воздух имеет вес. Около 1650 года Сирано де Бержерак написал несколько фантастических романов, в которых описал принцип подъема с использованием вещества (росы), которое, по его мнению, было легче воздуха, и спуска с помощью высвобождения контролируемого количества вещества. Франческо Лана де Терци измерил давление воздуха на уровне моря и в 1670 году предложил первое научно обоснованное подъемное средство в виде полых металлических сфер, из которых был откачен весь воздух. Они будут легче вытесненного воздуха и смогут поднять дирижабль . Предложенные им методы контроля высоты используются до сих пор: перенос балласта, который можно сбросить за борт для набора высоты, и вентиляция подъемных контейнеров для снижения высоты. На практике сферы де Терци рухнули бы под давлением воздуха, и дальнейшим разработкам пришлось ждать более практичных подъемных газов.

Первый задокументированный полет на воздушном шаре в Европе был выполнен по модели португальского священника бразильского происхождения Бартоломеу де Гужмана . 8 августа 1709 года в Лиссабоне он сделал из бумаги небольшой воздушный шар с горящим под ним огнем, подняв его примерно на 4 метра (13 футов) перед королем Иоанном V и португальским двором.

В середине 18 века братья Монгольфье начали экспериментировать с парашютами и воздушными шарами во Франции. Их воздушные шары были сделаны из бумаги, и ранние эксперименты с использованием пара в качестве подъемного газа были недолговечными из-за его воздействия на бумагу при ее конденсации. Приняв дым за разновидность пара, они начали наполнять свои воздушные шары горячим дымным воздухом, который они назвали «электрическим дымом». Несмотря на не до конца понимание принципов работы, они совершили несколько успешных запусков и в декабре 1782 года совершили полет на 20 м. ³ (710 куб. футов) на воздушном шаре на высоту 300 м (980 футов). Французская Академия наук вскоре пригласила их в Париж для демонстрации.

Между тем, открытие водорода привело Джозефа Блэка примерно в 1780 году к предложению использовать его в качестве подъемного газа, хотя практическая демонстрация ожидала создания газонепроницаемого материала для баллонов. Услышав о приглашении братьев Монгольфье, член Французской академии Жак Шарль предложил аналогичную демонстрацию водородного шара, и это предложение было принято. Чарльз и два мастера, братья Роберт, разработали газонепроницаемый материал из прорезиненного шелка и приступили к работе.

Первая публичная демонстрация воздушных шаров братьев Монгольфье, 4 июня 1783 г.

1783 год стал переломным годом для воздухоплавания. В период с 4 июня по 1 декабря пять отдельных французских аэростатов совершили важные авиационные открытия:

• 4 июня: братьев Монгольфье Беспилотный воздушный шар поднял овцу, утку и курицу в корзине, висящей внизу, в Анноне .
• 27 августа: Профессор Жак Шарль и братья Робер совершили полет на беспилотном водородном шаре . Газообразный водород образовался в результате химической реакции во время процесса наполнения.
• 19 октября: Монгольфье запустили первый пилотируемый полет - привязной воздушный шар с людьми на борту - на Фоли Титон в Париже. Авиаторами были учёный Жан-Франсуа Пилятр де Розье , руководитель производства Жан-Батист Ревейон и Жиру де Виллет.
• 21 ноября: Монгольфье запустили первый воздушный шар свободного полета с пассажирами-людьми. Король Людовик XVI первоначально постановил, что осужденные преступники будут первыми пилотами, но Розье вместе с маркизом Франсуа д'Арландом успешно подали прошение об этой чести. Они пролетели 8 км (5,0 миль) на воздушном шаре, работающем на дровяном огне. 9 километров (5,6 миль) преодолено за 25 минут.
• 1 декабря: Жак Шарль и Николя-Луи Робер запустили пилотируемый водородный шар из сада Тюильри в Париже. Они поднялись на высоту около 1800 футов (550 м) и приземлились на закате в Несль-ла-Валле после полета продолжительностью 2 часа 5 минут, преодолев 22 мили (35 км). После того, как Роберт вышел, Чарльз решил подняться один. На этот раз он быстро поднялся на высоту около 3000 метров (9800 футов), где снова увидел солнце, но также почувствовал сильную боль в ушах.

У конструкции Монгольфье было несколько недостатков, не в последнюю очередь необходимость сухой погоды и склонность искр от огня поджигать бумажный воздушный шар. Пилотируемая конструкция имела галерею вокруг основания воздушного шара, а не подвесную корзину, как в первой беспилотной конструкции, что приближало бумагу к огню. В своем свободном полете Де Розье и д'Арланд взяли с собой ведра с водой и губки, чтобы потушить возникающие пожары. С другой стороны, пилотируемая конструкция «Чарльза» была по сути современной. В результате этих подвигов воздушный шар стал известен как Монгольфьера тип , а газовый шар Шарльера - .

Следующим воздушным шаром Шарля и братьев Робер был Шарльер, который последовал предложениям Жана Батиста Мёнье о удлиненном дирижабле и отличался наличием внешней оболочки с газом, содержащимся во втором, внутреннем баллонете . 19 сентября 1784 года он совершил первый полет на расстояние более 100 километров (62 мили) между Парижем и Бёври , несмотря на то, что двигательные установки с приводом от человека оказались бесполезными.

В январе следующего года Жан-Пьер Бланшар и Джон Джеффрис пересекли Ла-Манш из Дувра в Буа-де-Фельмор на Шарльере. Но аналогичная попытка в другую сторону закончилась трагедией. Чтобы попытаться обеспечить одновременно выносливость и управляемость, де Розье разработал воздушный шар с баллонами с горячим воздухом и водородом, конструкция, которая вскоре была названа в его честь как Розьер . Его идея заключалась в том, чтобы использовать водородную секцию для постоянной подъемной силы и двигаться вертикально, нагревая и охлаждая секцию горячего воздуха, чтобы поймать наиболее благоприятный ветер, на какой бы высоте он ни дул. Конверт воздушного шара был изготовлен из кожи золотобойщиков . Вскоре после начала полета было замечено, что де Розье выпускал водород, когда он загорелся от искры, и воздушный шар загорелся, убив тех, кто находился на борту. Источник искры неизвестен, но предполагается, что это статическое электричество или жаровня в секции горячего воздуха.

В конце 18 века воздухоплавание быстро стало главным «модным увлечением» в Европе, обеспечив первое детальное понимание взаимосвязи между высотой и атмосферой. К началу 1900-х годов воздухоплавание стало популярным видом спорта в Великобритании. Эти частные воздушные шары обычно использовали угольный газ в качестве подъемного газа. Его подъемная сила примерно вдвое ниже, чем у водорода, поэтому воздушные шары должны были быть больше; однако угольный газ был гораздо более доступен, и местные газовые заводы иногда предлагали специальную облегченную формулу для полетов на воздушном шаре.

Привязные воздушные шары использовались во время Гражданской войны в США Корпусом воздушных шаров армии Союза . В 1863 году молодой Фердинанд фон Цеппелин , исполнявший обязанности военного наблюдателя в Потомакской армии Союза , впервые полетел в качестве пассажира на воздушном шаре, находившемся на вооружении армии Союза. Позже в том же столетии британская армия использовала наблюдательные воздушные шары во время англо-бурской войны .

Дирижабли или дирижабли

Дирижабль, созданный Жиффаром в 1852 году.

Работы по разработке дирижабля (управляемого) аэростата, ныне называемого дирижаблем , спорадически продолжались на протяжении всего XIX века. Считается, что первый в истории устойчивый управляемый полет с двигателем состоялся 24 сентября 1852 года, когда Анри Жиффар пролетел около 17 миль (27 км) во Франции из Парижа в Трап на дирижабле Жиффара . наполненный нежесткий дирижабль, водородом и оснащенный паровым двигателем мощностью 3 лошадиных силы (2,2 кВт) , приводящим в движение трехлопастной винт.

В 1863 году Соломон Эндрюс управлял своей конструкцией Aereon, управляемым дирижаблем без двигателя, в Перте Амбой, штат Нью-Джерси. В 1866 году он совершил полет на более позднем самолете вокруг Нью-Йорка и до Ойстер-Бэй, штат Нью-Йорк. Его техника планирования под действием силы тяжести заключается в изменении подъемной силы для создания движущей силы, поскольку дирижабль поочередно поднимается и опускается, поэтому не нуждается в силовой установке.

Дальнейший прогресс был достигнут 9 августа 1884 года, когда первый полностью управляемый свободный полет совершили Шарль Ренар и Артур Константин Кребс на электрическом дирижабле французской армии «Ла Франс» . Длина 170 футов (52 м), объём 66 000 кубических футов (1900 м). ³ ) дирижабль преодолел 8 км (5 миль) за 23 минуты с помощью электродвигателя мощностью 8,5 лошадиных сил (6,3 кВт) и вернулся в исходную точку. Это был первый полет по замкнутому контуру.

1884 года La France , первый полностью управляемый дирижабль.

Лэнгли наблюдает за полетом Сантос-Дюмон № 4.

Эти самолеты не были практичными. Помимо того, что они обычно были хрупкими и недолговечными, они были нежесткими или, в лучшем случае, полужесткими. Следовательно, было сложно сделать их достаточно большими, чтобы нести коммерческий груз.

Граф Фердинанд фон Цеппелин понял, что жесткая внешняя рама позволит создать дирижабль гораздо большего размера. Он основал фирму Zeppelin , чей жесткий Luftschiff Zeppelin 1 (LZ 1) впервые вылетел из Боденского озера на швейцарской границе 2 июля 1900 года. Полет длился 18 минут. Второй и третий полеты, состоявшиеся в октябре 1900 года и 24 октября 1900 года соответственно, побили рекорд скорости французского дирижабля La France в 6 м/с (13 миль в час) на 3 м/с (7 миль в час).

Бразилец Альберто Сантос-Дюмон прославился проектированием, строительством и управлением дирижаблями . Он построил и управлял первым полностью практичным дирижаблем, способным выполнять обычный управляемый полет. На своем дирижабле № 6 он выиграл приз Deutsch de la Meurthe 19 октября 1901 года, вылетев из Сен-Клу, обогнул Эйфелеву башню и вернулся в исходную точку. К этому моменту дирижабль стал первым практически осуществимым видом воздушного путешествия.

Тяжелее воздуха

Парашюты

в форме пирамиды Конструкция да Винчи парашюта оставалась неопубликованной на протяжении веков. Первым опубликованным проектом был (летающий человек) хорвата Фаусто Веранцио , homo volans который появился в его книге Machinae novae (Новые машины) в 1595 году. Основанный на корабельном парусе , он представлял собой квадрат материала, натянутый на квадратный каркас и сохраняющий по веревкам. Парашютист был подвешен на веревках за каждый из четырех углов.

Луи-Себастьян Ленорман считается первым человеком, совершившим спуск с парашютом. 26 декабря 1783 года он прыгнул с башни обсерватории Монпелье во Франции на глазах у толпы, в которую входил Жозеф Монгольфье, используя парашют длиной 14 футов (4,3 м) с жесткой деревянной рамой.

Между 1853 и 1854 годами Луи Шарль Летюр разработал парашютный планер, состоящий из парашюта, напоминающего зонтик, с меньшими треугольными крыльями и вертикальным хвостовым оперением внизу. Летур погиб после крушения в 1854 году.

Воздушные змеи

Воздушные змеи наиболее примечательны в новейшей истории авиации, прежде всего, своими возможностями перевозки или подъема людей, хотя они также сыграли важную роль в других областях, таких как метеорология .

Француз Гастон Био разработал воздушный змей, поднимающий человека, в 1868 году. Позже, в 1880 году, Био продемонстрировал Французскому обществу аэронавигации воздушный змей на основе конуса с открытым концом, похожий на ветроуказатель , но прикрепленный к плоской поверхности. Воздушный змей, несущий человека, был усовершенствован в 1894 году капитаном Баденом Баден-Пауэллом , братом лорда Баден-Пауэлла , который нанизал цепочку шестиугольных воздушных змеев на одну веревку. Значительное развитие произошло в 1893 году, когда австралиец Лоуренс Харгрейв изобрел коробчатого воздушного змея и провел несколько экспериментов по переноске людей как в Австралии, так и в Соединенных Штатах. 27 декабря 1905 года Нил Макдермид был поднят в воздух в Баддеке, Новая Шотландия, Канада, на большом коробчатом воздушном змее под названием «Морозный король», разработанном Александром Грэмом Беллом .

К тому времени воздушные шары использовались как для метеорологии, так и для военных наблюдений. Воздушные шары можно использовать только при слабом ветре, а воздушных змеев — только при сильном ветре. Американец Сэмюэл Франклин Коди , работавший в Англии, понял, что два типа судов позволяют эксплуатировать их в широком диапазоне погодных условий. Он разработал базовую конструкцию Харгрейва, добавив дополнительные подъемные поверхности для создания мощных систем подъема людей, использующих несколько воздушных змеев на одной веревке. Коди провел множество демонстраций своей системы и позже продал четыре из своих систем «боевых воздушных змеев» Королевскому флоту. Его воздушные змеи также нашли применение для переноски метеорологических приборов наверх, и он стал членом Королевского метеорологического общества. В 1905 году сапер Мортон из аэростатной секции британской армии был поднят на воздушном змее на высоту 2600 футов (790 м) в Олдершоте под наблюдением Коди. В 1906 году Коди был назначен главным инструктором по кайтингу в армейской школе воздухоплавания в Олдершоте. Вскоре он также присоединился к недавно созданной фабрике армейских воздушных шаров в Фарнборо и продолжил разработку своих военных воздушных змеев для британской армии. В свое время он разработал пилотируемый «воздушный змей-планер», который запускался на тросе, как воздушный змей, а затем отпускался для свободного планирования. В 1907 году Коди затем установил авиационный двигатель на модифицированный беспилотный «силовой змей», предшественника его более поздних самолетов, и запустил его внутри навеса для воздушных шаров по проволоке, подвешенной к шестам, перед принцем и принцессой Уэльскими. Британская армия официально приняла его военные воздушные змеи на вооружение своих компаний по производству воздушных шаров в 1908 году.

17 и 18 веков

Осознание да Винчи того, что одной рабочей силы недостаточно для продолжительного полета, было вновь открыто заново в 17 веке Джованни Альфонсо Борелли и Робертом Гуком . Гук понял, что потребуется какой-то двигатель, и в 1655 году изготовил модель орнитоптера с пружинным приводом , которая, по-видимому, была способна летать.

Начались попытки спроектировать или построить настоящий летательный аппарат, обычно состоящий из гондолы с поддерживающим куполом и закрылками с пружинным или ручным приводом для приведения в движение. Среди первых были Хауч и Бураттини (1648 г.). Среди других были «Пассарола» де Гужмана (1709 г.), Сведенборг (1716 г.), Дефорж (1772 г.), Бауэр (1764 г.), Меервейн (1781 г.) и Бланшар (1781 г.), которые позже добьются большего успеха с воздушными шарами. Появились также винтокрылые вертолеты, в частности Ломоносова (1754 г.) и Поуктона. Несколько моделей планеров успешно летали, хотя некоторые утверждения оспариваются, но в любом случае ни один полноразмерный самолет не увенчался успехом.

Бураттини Дракон Волант (букв. «Летающий дракон»).

Итальянский изобретатель Тито Ливио Бураттини , приглашенный польским королем Владиславом IV ко двору в Варшаве , в 1647 году построил модель самолета с четырьмя неподвижными планерными крыльями. Описываемый как «четыре пары крыльев, прикрепленных к сложному «дракону»,» говорят, что в 1648 году он успешно поднял кошку, но не самого Бураттини. Он пообещал, что приземление корабля приведет к «только самым незначительным травмам». Его «Dragon Volant» считается «самым сложным и совершенным самолетом, построенным до 19 века».

«Пассарола» Бартоломеу де Гужмана представлял собой полый планер, напоминающий птицу, аналогичной концепции, но с двумя крыльями. В 1709 году он подал петицию королю Португалии Жуану V , прося поддержать его изобретение «дирижабля», в чем выразил величайшее доверие. Публичное испытание машины, назначенное на 24 июня 1709 года, не состоялось. Однако, согласно современным сообщениям, Гужман, произошедший из высокопоставленных людей, провел несколько менее амбициозных экспериментов с этой машиной. Несомненно, Гужман работал над этим принципом на публичной выставке, которую он устроил перед судом 8 августа 1709 года в зале Дома Индии в Лиссабоне , когда он с помощью сгорания запустил шар на крышу. Он также продемонстрировал перед португальским двором небольшую модель дирижабля, но так и не добился успеха с полномасштабной моделью.

И понимания, и источника силы все еще не хватало. Это признал Эмануэль Сведенборг в своем « Эскизе машины для полета в воздухе » (1716 г.). Его летательная машина состояла из легкой рамы, покрытой прочным брезентом и снабженной двумя большими веслами или крыльями, движущимися по горизонтальной оси, устроенными так, что ход вверх не встречал сопротивления, а ход вниз обеспечивал подъемную силу. Сведенборг знал, что машина не полетит, но предложил это для начала и был уверен, что проблема будет решена. Он писал: «Кажется, легче говорить о такой машине, чем воплотить ее в жизнь, поскольку она требует большей силы и меньшего веса, чем существует в человеческом теле. Наука механика, возможно, могла бы предложить средство, а именно сильную спираль Если эти преимущества и условия будут соблюдены, возможно, со временем кто-нибудь сможет узнать, как лучше использовать наш эскиз и сделать некоторые дополнения, чтобы выполнить то, что мы можем только предложить». Редактор журнала Королевского авиационного общества писал в 1910 году, что конструкция Сведенборга была «… первым рациональным предложением летательного аппарата типа аэроплана [тяжелее воздуха]…»

Между тем, винтокрылая техника не была полностью забыта. В июле 1754 года Михаил Ломоносов продемонстрировал Российской академии наук небольшую соосную двухвинтовую систему с пружинным приводом. Роторы располагались один над другим и вращались в противоположных направлениях - принципы, которые до сих пор используются в современных двухроторных конструкциях. В своей «Теории жизни д'Архимеда» 1768 года Алексис-Жан-Пьер Поктон предложил использовать один воздушный винт для подъемной силы, а второй для движения, ныне называемый гиродина . В 1784 году Лонуа и Бьенвеню продемонстрировали летающую модель с соосными роторами противоположного вращения, приводимыми в движение простой пружиной, похожей на луковую пилу , которая теперь считается первым вертолетом с двигателем.

Попытки пилотируемого полета все еще продолжались. Винтокрылый аппарат Поктона приводился в движение человеком, а другой подход, также первоначально изученный Леонардо, заключался в использовании лепестковых клапанов. Откидной клапан представляет собой простую створку, шарнирно закрывающую отверстие в крыле. В одном направлении он открывается, пропуская воздух, а в другом закрывается, позволяя увеличить перепад давления. Ранний образец был разработан Бауэром в 1764 году. Позже в 1808 году Якоб Деген построил орнитоптер с закрылками-откидными створками, в котором пилот стоял на жесткой раме и управлял крыльями с помощью подвижного горизонтального стержня. Его попытка полета в 1809 году не удалась, поэтому он добавил небольшой водородный шар, и эта комбинация позволила совершить несколько коротких прыжков. Популярные иллюстрации того времени изображали его машину без воздушного шара, что приводило к путанице относительно того, что на самом деле летало. В 1811 году Альбрехт Берблингер построил орнитоптер по конструкции Дегена, но отказался от воздушного шара и вместо этого погрузился в Дунай. У этого фиаско была и положительная сторона: Джордж Кэли , также увлеченный иллюстрациями, был побужден опубликовать свои открытия «ради того, чтобы придать немного больше достоинства предмету, граничащему с нелепым в общественном понимании», и современный зародилась эра авиации.

19 век

На протяжении XIX века популярность прыжков с башни сменилась столь же фатальными прыжками на воздушном шаре как способом продемонстрировать сохраняющуюся бесполезность рабочей силы и взмахов крыльев. Тем временем началось серьезное научное исследование полета самолетов тяжелее воздуха.

Сэр Джордж Кэли и первый современный самолет

Основная статья: Джордж Кэли

Сэра Джорджа Кэли впервые назвали «отцом самолета» в 1846 году. В последние годы прошлого столетия он начал первое тщательное исследование физики полета , а позже сконструировал первый современный летательный аппарат тяжелее воздуха. Среди его многочисленных достижений наиболее важный вклад в аэронавтику включает:

• Уточнение наших представлений и изложение принципов полета тяжелее воздуха.
• Достижение научного понимания принципов полета птиц.
• Проведение научных аэродинамических экспериментов, демонстрирующих лобовое сопротивление и обтекаемость, перемещение центра давления и увеличение подъемной силы за счет искривления поверхности крыла.
• Определение современной конфигурации самолета, включающей неподвижное крыло, фюзеляж и хвостовое оперение.
• Демонстрация пилотируемого планирующего полета.
• Изложение принципов соотношения мощности и веса при выдерживании полета.

С десяти лет Кэли начал изучать физику полета птиц , и в его школьных тетрадях были зарисовки, в которых он развивал свои идеи по теории полета. Это было заявлено что эти эскизы показывают, что Кэли смоделировал принципы наклонной плоскости, создающей подъемную силу, еще в 1792 или 1793 году.

В 1796 году Кэли построил модель вертолета в форме, широко известной как китайский летающий верх, не подозревая о модели Лонуа и Бьенвеню аналогичной конструкции. Он считал вертолет лучшей конструкцией для простого вертикального полета, а позже, в 1854 году, создал улучшенную модель. Он отдал должное мистеру Куперу за то, что он был первым человеком, который улучшил «неуклюжую структуру игрушки», и сообщил, что модель Купера поднимается на двадцать или тридцать футов. Кэли сделал один, а мистер Коулсон сделал копию, которую Кейли описал как «очень красивый образец винтового винта в воздухе», способный летать на высоту более девяноста футов.

Следующие нововведения Кэли были двоякими: использование испытательного стенда с вращающимся рычагом, изобретенного в прошлом веке Бенджамином Роббинсом для исследования аэродинамического сопротивления и вскоре использованного Джоном Смитоном для измерения сил, действующих на вращающиеся лопасти ветряной мельницы . для использования в исследованиях самолетов вместе с использованием аэродинамических моделей на руке, вместо того, чтобы пытаться запустить модель законченной конструкции. Первоначально он использовал простую плоскую плоскость, прикрепленную к руке и наклоненную под углом к ​​потоку воздуха.

В 1799 году он изложил концепцию современного самолета как летательного аппарата с неподвижным крылом и отдельными системами подъемной силы, движения и управления. На небольшом серебряном диске, датированном тем же годом, он выгравировал на одной стороне силы, действующие на самолет, а на другой - эскиз конструкции самолета, включающий такие современные особенности, как изогнутое крыло, отдельное оперение, состоящее из горизонтального хвостового оперения и вертикального киля , и фюзеляж для пилота подвешивался ниже центра тяжести для обеспечения устойчивости. Конструкция еще не совсем современная: она включает в себя два управляемых лопасти или весла, которые, по-видимому, работают как откидные клапаны.

Он продолжил свои исследования и в 1804 году сконструировал модель планера, который стал первым современным летательным аппаратом тяжелее воздуха, имевшим компоновку обычного современного самолета с наклоненным вперед крылом и регулируемым хвостовым оперением сзади с хвостовым оперением и хвостовым оперением. плавник. Крыло представляло собой просто игрушечный бумажный змей, плоский и невыпуклый . Подвижный груз позволял регулировать центр тяжести модели. Это было «очень красиво» при полете со склона холма, и оно было чувствительно к небольшим изменениям хвоста.

«Управляемый парашют» конструкции 1852 года.

К концу 1809 года он сконструировал первый в мире полноразмерный планер и запустил его как беспилотный привязной воздушный змей. В том же году, подстрекаемый фарсовыми выходками современников (см. выше), он приступил к публикации знакового трехчастного трактата «О воздушной навигации» (1809–1810). В нем он написал первую научную формулировку проблемы: «Вся проблема заключена в этих пределах, а именно: сделать поверхность опорой заданного веса путем приложения силы к сопротивлению воздуха». Он определил четыре векторные силы, которые влияют на самолет: тягу , подъемную силу , сопротивление и вес , а также выделил в своих конструкциях устойчивость и управляемость. Он утверждал, что одной рабочей силы недостаточно, и, хотя подходящего источника энергии еще не было, он обсудил возможности и даже описал принцип работы двигателя внутреннего сгорания с использованием газовоздушной смеси. Однако ему так и не удалось создать работающий двигатель, и он ограничил свои летные эксперименты планирующим полетом. Он также определил и описал важность изогнутого аэродинамического профиля , двугранного крыла , диагональных распорок и уменьшения сопротивления, а также внес свой вклад в понимание и проектирование орнитоптеров и парашютов.

В 1848 году он продвинулся достаточно далеко, чтобы сконструировать планер в форме триплана, большой и достаточно безопасный, чтобы на нем мог перевозиться ребенок. Был выбран местный мальчик, но его имя неизвестно.

В 1852 году он опубликовал проект полноразмерного пилотируемого планера или «управляемого парашюта», который должен был запускаться с воздушного шара, а затем сконструировал версию, способную запускаться с вершины холма, на которой через него перенесся первый взрослый летчик. Бромптон-Дейл в 1853 году. Личность авиатора неизвестна. По-разному предлагалось, что это был кучер Кэли. лакей или дворецкий Джон Эпплби, который, возможно, был кучером или другой сотрудник, или даже внук Кэли Джордж Джон Кэли. Что известно, так это то, что он был первым, кто совершил полет на планере с отдельными крыльями, фюзеляжем и хвостовым оперением, отличавшимся присущей ему устойчивостью и пилотируемым управлением: первый полностью современный и функциональный летательный аппарат тяжелее воздуха.

Незначительные изобретения включали двигатель с резиновым приводом. , который обеспечил надежный источник энергии для исследовательских моделей. К 1808 году он даже заново изобрел колесо, разработав колесо с натяжными спицами , в котором все сжимающие нагрузки переносятся на обод, что позволило сделать ходовую часть легкой.

Эпоха пара

Гравюра 1843 года с изображением воздушной паровой повозки.

основанный непосредственно на работах Кэли, Созданный Уильямом Сэмюэлем Хенсоном в 1842 году проект воздушного парового экипажа, с высоким крылом размахом 150 футов (46 м) открыл новые горизонты. Хенсон предложил моноплан и паровым двигателем, приводящим в движение два винта толкающей конфигурации . Хотя это всего лишь эскиз, (масштабные модели построены в 1843 году. или 1848 год и пролетел 10 или 130 футов) это был первый в истории винтовой самолет. Хенсон и его соратник Джон Стрингфеллоу даже мечтали о первой компании воздушного транзита .

В 1856 году француз Жан-Мари Ле Брис совершил первый полет выше исходной точки, заставив свой планер «L'Albatros artificiel» тянуть лошадь на пляже. Сообщается, что он достиг высоты 100 метров на дистанции 200 метров.

Британские достижения воодушевили французских исследователей. Начиная с 1857 года Феликс дю Тампль и его брат Луис построили несколько моделей, используя в качестве источника энергии часовой механизм, а затем небольшой паровой двигатель. В 1857 или 1858 году полуторафунтовая модель смогла ненадолго полетать и приземлиться.

Фрэнсис Герберт Уэнам первый доклад представил недавно созданному Аэронавтическому обществу (позже Королевскому авиационному обществу ) «О воздушном движении» . Он продолжил работу Кэли по изогнутым крыльям, сделав важные выводы как о аэродинамической части крыла, так и о распределении подъемной силы. Чтобы проверить свои идеи, с 1858 года он построил несколько планеров, как пилотируемых, так и беспилотных, с пятью сложенными друг на друга крыльями. Он правильно пришел к выводу, что длинные и тонкие крылья будут лучше, чем крылья, похожие на летучих мышей, которые предлагались многими, потому что они будут иметь большую переднюю кромку для своей площади. Сегодня это соотношение известно как соотношение сторон крыла.

Вторая половина 19-го века стала периодом интенсивных исследований, характеризующихся « джентльменами-учеными », которые представляли большую часть исследовательских усилий до 20-го века. Среди них был британский ученый-философ и изобретатель Мэтью Пирс Уотт Бултон , написавший в 1864 году важную статью « О воздушном движении» , в которой также описывалось управление боковым полетом. Он был первым, кто запатентовал систему управления элеронами в 1868 году.

В 1864 году граф Фердинанд Шарль Оноре Филипп д'Эстерно опубликовал исследование «О полете птиц» ( Du Vol des Oiseaux ), а в следующем году Луи Пьер Муйар опубликовал влиятельную книгу «Империя воздуха» ( l'Empire de l' Воздух ).

В 1866 году было основано Аэронавигационное общество Великобритании в Лондоне прошла первая в мире авиационная выставка , а два года спустя в Хрустальном дворце , на которой Стрингфеллоу был удостоен премии в 100 фунтов стерлингов за паровой двигатель с лучшим соотношением мощности к весу. .

Жан-Мари Ле Брис и его летательный аппарат Альбатрос II (1868 г.)

В 1871 году Уэнам и Браунинг построили первую аэродинамическую трубу . Члены Общества воспользовались туннелем и узнали, что изогнутые крылья создают значительно большую подъемную силу, чем ожидалось по ньютоновским рассуждениям Кэли, с отношением подъемной силы к лобовому сопротивлению около 5:1 при угле 15 градусов . Это ясно продемонстрировало возможность создания практических летательных аппаратов тяжелее воздуха: оставались проблемы с управлением и приводом летательного аппарата.

Модель самолета -планофора Альфонса Пено (1871 г.)

Альфонс Пено , француз, живший с 1850 по 1880 год, внес значительный вклад в воздухоплавание. Он развил теорию контуров крыла и аэродинамику, построил успешные модели самолетов, вертолетов и орнитоптеров. В 1871 году он совершил полет на первом аэродинамически устойчивом самолете с неподвижным крылом, модели моноплана, который он назвал «Планофор», на расстояние 40 метров (130 футов). Модель Пено включила в себя несколько открытий Кэли, в том числе использование хвоста, двугранного угла крыла для придания устойчивости и резиновой силы. Планофор также обладал продольной устойчивостью: его балансировка была такой, что хвостовое оперение располагалось под меньшим углом падения, чем крылья, что является оригинальным и важным вкладом в теорию воздухоплавания.

К 1870-м годам легкие паровые двигатели были достаточно разработаны для их экспериментального использования в самолетах.

Феликса дю Темпл 1874 года. Моноплан

Феликс дю Тампль в конце концов совершил короткий прыжок на полноразмерном пилотируемом корабле в 1874 году. Его « моноплан » представлял собой большой самолет из алюминия с размахом крыльев 42 фута 8 дюймов (13 м) и весом всего 176 фунтов ( 80 кг) без пилота. С самолетом было проведено несколько испытаний, и он поднялся своим ходом после запуска с трапа, некоторое время планировал и благополучно вернулся на землю, что сделало его первым успешным прыжком с двигателем в истории, на год раньше Полет Мой.

Воздушный пароход, созданный Томасом Моим , иногда называемый воздушным пароходом Мой-Шилла, представлял собой беспилотный самолет с тандемным крылом мощностью 3 лошадиных силы (2,2 кВт), , приводимый в движение паровым двигателем использующим денатурированный спирт в качестве топлива. Он имел длину 14 футов (4,3 м) и весил около 216 фунтов (98 кг), из которых на двигатель приходилось 80 фунтов (36 кг), и работал на трех колесах. Он был испытан в июне 1875 года на круглой гравийной трассе диаметром почти 300 футов (91 м). Он не достиг скорости выше 12 миль в час (19 км/ч), но для взлета необходима скорость около 35 миль в час (56 км/ч). Однако историк Чарльз Гиббс-Смит считает, что он был первым паровым самолетом, поднявшимся с земли своим ходом.

Более поздний проект Пено самолета-амфибии, хотя и не был построен, включал в себя и другие современные особенности. Бесхвостый винтами, он также имел навесной задний руль высоты моноплан с одним вертикальным килем и двумя тянущими воздушными и руля направления, убирающееся шасси и полностью закрытую кабину с приборами.

Аэроплан ) Виктора Татена (1879 г.

Не менее авторитетным теоретиком был земляк Пено Виктор Татен . В 1879 году он пилотировал модель, которая, как и проект Пено, представляла собой моноплан со сдвоенными тяговыми винтами, но также имел отдельное горизонтальное оперение. Он приводился в движение сжатым воздухом, а воздушный бак составлял фюзеляж.

В России Александр Можайский построил моноплан с паровым двигателем, приводимый в движение одним большим тягачом и двумя толкающими винтами меньшего размера. В 1884 году он был запущен с трапа и оставался в воздухе на высоте 98 футов (30 м).

В том же году во Франции Александр Гупиль опубликовал свою работу La Locomotion Aérienne ( «Воздушное передвижение» ), хотя построенный им позже летательный аппарат не смог летать.

Летательная машина Максима

Сэр Хайрам Максим был американцем, который переехал в Англию и принял английское гражданство. Он решил игнорировать своих современников и построил собственную вращающуюся машину и аэродинамическую трубу. В 1889 году он построил ангар и мастерскую на территории поместья Болдуина в Бексли , Кент , и провел множество экспериментов. Он разработал конструкцию биплана, которую запатентовал в 1891 году и реализовал в качестве испытательного стенда три года спустя. Это была огромная машина с размахом крыльев 105 футов (32 м), длиной 145 футов (44 м), носовой и кормовой горизонтальными поверхностями и экипажем из трех человек. Двойные гребные винты приводились в движение двумя легкими составными паровыми двигателями мощностью 180 лошадиных сил (130 кВт) каждая. Общий вес составлял 7000 фунтов (3200 кг). Более поздние модификации добавят больше поверхностей крыла, как показано на иллюстрации. Его целью были исследования, и он не был ни аэродинамически устойчивым, ни управляемым, поэтому он двигался по трассе длиной 1800 футов (550 м) со вторым набором удерживающих рельсов, предотвращающих его отрыв, что-то вроде американских горок. В 1894 году машина развила достаточную подъемную силу, чтобы взлететь, сломав одну из удерживающих направляющих и при этом повредившись. Затем Максим отказался от работы над ним, но вернулся в аэронавтику в 20 веке, чтобы протестировать ряд меньших по размеру конструкций, работающих на двигателях внутреннего сгорания.

Клеман Адер Авион III (фотография 1897 года)

Одним из последних пионеров паровой энергии, подобно Максиму, игнорирующему своих современников, ушедших дальше (см. следующий раздел), был Клеман Адер . Его Éole 1890 года представлял собой тракторный моноплан с крылом летучей мыши, который совершил короткий неконтролируемый прыжок, став, таким образом, первой машиной тяжелее воздуха, взлетавшей собственным ходом. Однако его аналогичный, но более крупный Avion III 1897 года, отличавшийся только двумя паровыми двигателями, вообще не смог летать. Позже Адер заявил об успехе, и его опровергли только в 1910 году, когда французская армия опубликовала отчет о его попытке.

Учимся скользить

Планер Био-Массия, отреставрированный и выставленный в Музее воздуха.

Планер, построенный с помощью Массиа и некоторое время летавший Био в 1879 году, был основан на работе Муйяра и все еще имел птицеподобную форму. Он хранится в Музее воздуха во Франции и считается самым ранним из существующих летательных аппаратов, перевозящих людей.

Примерно в последнее десятилетие XIX века ряд ключевых фигур совершенствовали и определяли современный самолет. Англичанин Горацио Филлипс внес ключевой вклад в аэродинамику. Немец Отто Лилиенталь и американец Октав Шанют независимо работали над планирующим полетом. Лиллиенталь опубликовал книгу о полете птиц и с 1891 по 1896 год построил серию планеров различных конфигураций монопланов, бипланов и трипланов для проверки своих теорий. Он совершил тысячи полетов и на момент смерти работал над мотопланерами.

Филлипс провел обширные исследования в аэродинамической трубе аэродинамических секций, используя пар в качестве рабочей жидкости. Он доказал принципы аэродинамической подъемной силы, предсказанные Кэли и Уэнамом, а с 1884 года получил несколько патентов на аэродинамические крылья. Его открытия лежат в основе всех современных конструкций аэродинамических профилей. Позже Филлипс развил теории конструкции мультипланов , которые, как он далее показал, были необоснованными.

Начиная с 1880-х годов были достигнуты успехи в строительстве, которые привели к созданию первых по-настоящему практичных планеров. В частности, активно действовали четыре человека: Джон Дж. Монтгомери , Отто Лилиенталь , Перси Пилчер и Октав Шанют . Один из первых современных планеров был построен Джоном Дж. Монтгомери в 1883 году; Позже Монтгомери утверждал, что совершил на нем единственный успешный полет в 1884 году недалеко от Сан-Диего. а деятельность Монтгомери была задокументирована Шанютом в его книге «Прогресс в летательных аппаратах». Монтгомери обсуждал свои полеты во время Авиационной конференции 1893 года в Чикаго, а Чанут опубликовал комментарии Монтгомери в декабре 1893 года в журнале American Engineer & Railroad Journal. Короткие прыжки на втором и третьем планерах Монтгомери в 1885 и 1886 годах также были описаны Монтгомери. Между 1886 и 1896 годами Монтгомери сосредоточился на понимании физики аэродинамики, а не на экспериментах с летательными аппаратами. Другой дельтаплан был построен Вильгельмом Крессом еще в 1877 году недалеко от Вены .

Отто Лилиенталь .

Отто Лилиенталь был известен как «Король планёров» или «Летающий человек» Германии. Он продублировал работу Уэнама и значительно расширил ее в 1884 году, опубликовав свое исследование в 1889 году под названием «Птичий полет как основа авиации» ( Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst ). Он также произвел серию планеров типа, теперь известного как дельтаплан, включая летучую мышь, моноплан и биплан, такие как Derwitzer Glider и Normal парящий аппарат . Начиная с 1891 года, он стал первым человеком, который регулярно совершал управляемые полеты без привязи, и первым, кто был сфотографирован за полетом на аппарате тяжелее воздуха, что вызвало интерес во всем мире. Он тщательно документировал свою работу, включая фотографии, и по этой причине является одним из самых известных пионеров. Он также продвигал идею «прыгнуть перед полетом», предлагая исследователям начать с планеров и продвигаться вперед, а не просто проектировать машину с приводом на бумаге и надеяться, что она сработает. Лилиенталь совершил более 2000 полетов до своей смерти в 1896 году от травм, полученных в результате крушения планера. На момент своей смерти Лилиенталь также работал над небольшими двигателями, подходящими для его проектов.

Начав с того места, на котором остановился Лилиенталь, Октав Шанют после досрочного выхода на пенсию занялся проектированием самолетов и профинансировал разработку нескольких планеров. Летом 1896 года его команда много раз летала на нескольких своих конструкциях в Миллер-Бич , штат Индиана , в конечном итоге решив, что лучшей является конструкция биплана. Как и Лилиенталь, он документировал свою работу, а также фотографировал ее и вел переписку с исследователями-единомышленниками по всему миру. Шанюта особенно интересовало решение проблемы аэродинамической неустойчивости самолета в полете, которую птицы компенсируют мгновенными корректировками, но которую человеку пришлось бы решать либо с помощью стабилизирующих и управляющих поверхностей, либо путем перемещения центра тяжести самолета, поскольку Лилиенталь сделал это. Самой неприятной проблемой была продольная неустойчивость (расхождение), поскольку по мере увеличения угла атаки крыла центр давления смещается вперед и заставляет угол увеличиваться еще больше. Без немедленной коррекции корабль накренится и ларек . Гораздо труднее было понять взаимосвязь между поперечным и направленным управлением.

В Великобритании Перси Пилчер , который работал на Maxim и в середине-конце 1890-х годов построил и успешно управлял несколькими планерами, в 1899 году построил прототип самолета с двигателем, который, как показали недавние исследования, был способен летать. Однако, как и Лилиенталь, он погиб в результате крушения планера, прежде чем смог его испытать.

Публикации, в частности Октава Шанюта 1894 «Прогресс в создании летательных аппаратов» года и Джеймса Минса » «Проблема человеческого полета (1894) и «Аэронавигационные ежегодники» (1895–1897), помогли донести текущие исследования и события до более широкой аудитории.

Изобретение коробчатого воздушного змея в этот период австралийцем Лоуренсом Харгрейвом привело к разработке практичного биплана . В 1894 году Харгрейв связал вместе четыре своих воздушных змея, добавил стропу и пролетел на высоте 16 футов (4,9 м). Продемонстрировав скептически настроенной публике возможность создания безопасного и стабильного летательного аппарата, Харгрейв открыл дверь другим изобретателям и пионерам. Харгрейв посвятил большую часть своей жизни созданию летающей машины. Он страстно верил в открытое общение внутри научного сообщества и не патентовал свои изобретения. Вместо этого он скрупулезно публиковал результаты своих экспериментов, чтобы мог происходить взаимный обмен идеями с другими изобретателями, работающими в той же области, чтобы ускорить совместный прогресс. К 1889 году он сконструировал роторный двигатель, приводимый в движение сжатым воздухом.

Октав Шанют убедился, что самолеты с несколькими крыльями более эффективны, чем моноплан, и представил подкосную конструкцию крыла, которая благодаря сочетанию жесткости и легкости в форме биплана стала доминировать в конструкции самолетов на протяжении десятилетий. приходить.

Даже прыжки на воздушном шаре стали успешными. В 1905 году Дэниел Мэлони был доставлен на воздушном шаре в планере с тандемным крылом, спроектированным Джоном Монтгомери, на высоту 4000 футов (1200 м), после чего его отпустили, он спланировал вниз и приземлился в заранее определенном месте в рамках большой публичной демонстрации воздушных полетов. рейс в Санта-Клару, Калифорния . Однако после нескольких успешных полетов во время подъема в июле 1905 года веревка воздушного шара задела планер, и после выпуска у планера произошел структурный отказ, что привело к смерти Мэлони.

Добавление мощности

Уайтхед

Основная статья: Гюстав Уайтхед

Моноплан № 21, вид сзади. Рядом сидит Уайтхед с дочерью Роуз на коленях; остальные на фото не опознаны.

Густав Вайскопф был немцем, эмигрировавшим в США, где вскоре сменил имя на Уайтхед. С 1897 по 1915 год он проектировал и строил летательные аппараты и двигатели. 14 августа 1901 года Уайтхед заявил, что совершил управляемый полет с двигателем на своем моноплане номер 21 в Фэрфилде , штат Коннектикут. Отчет о полете появился в газете Bridgeport Sunday Herald и был повторен в газетах по всему миру. 17 января 1902 года Уайтхед совершил еще два полета на своем моноплане номер 22. Он описал его как двигатель мощностью 40 лошадиных сил (30 кВт) с двойными тяговыми винтами , управляемый дифференциальной скоростью винта и рулем направления. Он утверждал, что пролетел круг длиной 10 километров (6,2 мили).

Заявления Уайтхеда игнорируются или отвергаются ведущими историками авиации, и хотя в марте 2013 года журнал Jane's All the World's Aircraft опубликовал редакционную статью, в которой полет Уайтхеда был признан первым пилотируемым, силовым и управляемым полетом летательного аппарата тяжелее воздуха, Корпоративный владелец Jane's впоследствии дистанцировался от редакционной статьи, заявив, что «статья отражает мнение г-на Джексона по этому вопросу, а не мнение IHS Jane's». Смитсоновский институт входит в число тех, кто не признает, что Уайтхед летел так, как сообщалось.

Лэнгли

Основная статья: Сэмюэл Пирпонт Лэнгли

Лэнгли Первая авария пилотируемого аэродрома на реке Потомак , 7 октября 1903 года.

После выдающейся карьеры в астрономии и незадолго до того, как стать секретарем Смитсоновского института, Сэмюэл Пирпонт Лэнгли начал серьезное исследование аэродинамики в здании, которое сегодня называется Питтсбургским университетом . В 1891 году он опубликовал «Эксперименты по аэродинамике» с подробным описанием своих исследований, а затем приступил к созданию своих проектов. Он надеялся добиться автоматической аэродинамической устойчивости, поэтому мало обращал внимания на управление в полете. Лэнгли 6 мая 1896 года на аэродроме № 5 совершился первый успешный продолжительный полет беспилотного летательного аппарата тяжелее воздуха с двигателем и значительных размеров. Он был запущен из катапульты с пружинным приводом, установленной на плавучем доме на реке Потомак недалеко от Квантико, штат Вирджиния. В тот день было совершено два полета: один на высоту 1005 метров (3297 футов) и второй на высоту 700 метров (2300 футов) со скоростью примерно 25 миль в час (40 км/ч). В обоих случаях « Аэродром №5» приземлился на воду, как и планировалось, поскольку в целях экономии веса он не был оборудован шасси. 28 ноября 1896 года был совершен еще один успешный полет с аэродрома № 6 . Этот полет высотой 1460 метров (4790 футов) был свидетелем и сфотографирован Александром Грэмом Беллом . Аэродром №6 на самом деле был сильно модифицированным аэродромом №4 . От первоначального самолета осталось так мало, что ему дали новое обозначение.

После успеха аэродромов № 5 и № 6 Лэнгли начал искать финансирование для создания полномасштабной версии своей конструкции, предназначенной для перевозки людей. Вдохновленное испано-американской войной , правительство США предоставило ему 50 000 долларов на разработку пилотируемого летательного аппарата для воздушной разведки. Лэнгли планировал построить увеличенную версию, известную как Аэродром А , и начал с меньшего аэродрома четвертьмасштаба , который совершил два полета 18 июня 1901 года, а затем снова с более новым и более мощным двигателем в 1903 году.

После того, как базовая конструкция, по-видимому, успешно прошла испытания, он обратился к проблеме подходящего двигателя. Он нанял Стивена Бальцера на постройку такого двигателя, но был разочарован, когда он выдал всего 8 лошадиных сил (6,0 кВт) вместо 12 лошадиных сил (8,9 кВт), как он ожидал. Помощник Лэнгли, Чарльз М. Мэнли , затем переработал конструкцию в пятицилиндровый радиальный двигатель с водяным охлаждением, который развивал мощность 52 лошадиных силы (39 кВт) при 950 об/мин - подвиг, на повторение которого потребовались годы. Теперь, обладая и мощью, и дизайном, Лэнгли с большими надеждами соединил их вместе.

К его разочарованию, получившийся самолет оказался слишком хрупким. Простое увеличение оригинальных небольших моделей привело к тому, что конструкция оказалась слишком слабой, чтобы удержаться на месте. Два запуска в конце 1903 года закончились тем, что «Аэродром» сразу же рухнул в воду. Пилота Мэнли каждый раз спасали. Кроме того, система управления самолетом была неадекватна, чтобы обеспечить быструю реакцию пилота, и у нее не было метода бокового управления, а устойчивость аэродрома воздушная была незначительной.

Попытки Лэнгли получить дальнейшее финансирование потерпели неудачу, и его усилия закончились. Через девять дней после второго неудачного запуска 8 декабря братья Райт успешно управляли своим флаером . Гленн Кертисс внес 93 модификации аэродрома и управлял этим совершенно другим самолетом в 1914 году. Лэнгли Не признавая внесенных изменений, Смитсоновский институт заявил, что аэродром был первой машиной, «способной летать». Смитсоновский институт в конечном итоге отказался от этого заявления в 1928 году.

Братья Райт

Основная статья: Братья Райт

Планер Райта, скоординированный поворот с использованием поворота крыла и руля направления, 1902 год.

Райты решили проблемы управления и мощности, с которыми столкнулись пионеры авиации. Они изобрели по крену управление с помощью деформации крыла и комбинированный крен с одновременным управлением по рысканию с помощью управляемого заднего руля направления. Хотя деформация крыла как средство управления креном использовалась лишь недолго на заре истории авиации, инновация, сочетающая управление креном и рысканием, была фундаментальным достижением в управлении полетом. Для управления тангажем Райты использовали передний руль высоты («утка»), еще один элемент конструкции, который позже вышел из моды.

Райты провели тщательные испытания аэродинамических профилей и летные испытания полноразмерных планеров. Они не только построили действующий самолет « Райт Флаер» , но и значительно продвинули науку авиационной техники.

Они сосредоточились на управляемости самолетов без двигателя, прежде чем пытаться управлять двигателем с двигателем. С 1900 по 1902 год они построили и облетали серию из трех планеров. Первые два оказались гораздо менее эффективными, чем ожидали Райты, основываясь на экспериментах и ​​трудах их предшественников XIX века. Их планер 1900 года имел только половину ожидаемой подъемной силы, а планер 1901 года работал еще хуже, пока временные модификации не сделали его работоспособным.

В поисках ответов Райты построили собственную аэродинамическую трубу и оснастили ее сложным измерительным устройством для расчета подъемной силы и сопротивления 200 созданных ими крыльев различных размеров. В результате Райты исправили предыдущие ошибки в расчетах подъемной силы и сопротивления и использовали эти знания для создания своего планера 1902 года, третьего в серии. Он стал первым пилотируемым летательным аппаратом тяжелее воздуха, который имел механическое управление по всем трем осям : тангажу, крену и рысканию. Его новаторский дизайн также включал крылья с более высоким удлинением, чем у предыдущих планеров. Братья сотни раз успешно летали на планере 1902 года, и он показал себя намного лучше, чем две их предыдущие версии.

Чтобы получить достаточную мощность для своего Flyer с приводом от двигателя, Райты спроектировали и построили маломощный двигатель внутреннего сгорания. Используя данные аэродинамической трубы, они спроектировали и изготовили деревянные пропеллеры, которые оказались более эффективными, чем все предыдущие, что позволило им добиться адекватной производительности при низкой мощности двигателя. На дизайн Флайера также повлияло желание Райтов научиться летать безопасно, без необоснованного риска для жизни и здоровья, а также сделать аварийные ситуации выживающими. Ограниченная мощность двигателя приводила к низкой скорости полета и необходимости взлетать при встречном ветре.

Wright Flyer : первый продолжительный полет на управляемом самолете с двигателем.

По данным Смитсоновского института и Международной авиационной федерации (FAI), Райты совершили первый продолжительный, управляемый пилотируемый полет на аппарате тяжелее воздуха с двигателем в Килл-Девил-Хиллз, Северная Каролина , в 4 милях (6,4 км) к югу от Китти-Хок, Северная Каролина , 17 декабря 1903 года. Первый полет Орвилла Райта на высоту 120 футов (37 м) за 12 секунд был зафиксирован на знаменитой фотографии. В четвертом полете того же дня Уилбур Райт пролетел 852 фута (260 м) за 59 секунд. Современный анализ, проведенный профессором Фредом Э.К. Куликом и Генри Р. Рексом (1985), показал, что Райт Флайер 1903 года был настолько нестабильным, что им почти не мог управлять никто, кроме Райтов, которые тренировались на планере 1902 года.

Райты продолжали разрабатывать свои летательные аппараты и летали в Хаффман-Прери недалеко от Дейтона, штат Огайо , в 1904–05 годах. После крушения в 1905 году они перестроили Flyer III и внесли важные изменения в конструкцию. Они почти вдвое увеличили размер руля высоты и руля направления и переместили их примерно в два раза дальше от крыльев. Они добавили две фиксированные вертикальные лопатки (так называемые «поворотники») между рулями высоты и придали крыльям очень небольшой двугранный угол. Руль направления от механизма перекоса крыла отсоединили и, как на всех будущих самолетах, поместили на отдельную рукоятку управления. Flyer III стал первым практическим самолетом (хотя и без колес и с использованием пускового устройства), летавшим стабильно под полным управлением и благополучно возвращавшим своего пилота в исходную точку и приземлявшимся без повреждений. 5 октября 1905 года Уилбур пролетел 24 мили (39 км) за 39 минут 23 секунды».

В конце концов Райты полностью отказались от носовой части, а модель B 1910 года вместо этого имела хвостовое оперение, которое к тому времени стало традиционным.

Согласно апрельскому номеру журнала Scientific American за 1907 год , Братья Райт, казалось, обладали на тот момент самыми передовыми знаниями в области навигации по объектам тяжелее воздуха. Однако в том же выпуске журнала также утверждалось, что до апрельского номера 1907 года в Соединенных Штатах не совершалось ни одного публичного полета. Поэтому они разработали награду Scientific American Aeronautic Trophy, чтобы стимулировать разработку летательного аппарата тяжелее воздуха.

Первый практический самолет

После того, как был достигнут управляемый полет с двигателем, все еще был необходим прогресс для создания практичного летательного аппарата для общего использования. Этот период, предшествовавший Первой мировой войне, иногда называют эрой пионеров авиации .

Надежная мощность

История первых полетов с двигателями во многом является историей создания первых двигателей. Райты разработали свои собственные двигатели. Они использовали одинарный двигатель, четырехцилиндровый рядный двигатель с водяным охлаждением мощностью 12 лошадиных сил (8,9 кВт) с пятью основными подшипниками и системой впрыска топлива. Судно Уайтхеда было оснащено двумя двигателями его конструкции: наземным двигателем мощностью 10 лошадиных сил (7,5 кВт), который приводил в движение передние колеса, пытаясь достичь взлетной скорости, и ацетиленовым двигателем мощностью 20 лошадиных сил (15 кВт), приводившим в действие пропеллеры. Уайтхед был опытным машинистом, и, как сообщается, он собрал средства для своего самолета, производя и продавая двигатели другим авиаторам. Большинство ранних двигателей не были ни достаточно мощными, ни достаточно надежными для практического использования, а разработка улучшенных двигателей шла рука об руку с усовершенствованием самих планеров.

В Европе Леона Левавассера , Antoinette 8V новаторский образец двигателя V-8 впервые запатентованный в 1902 году, доминировал в авиации в течение нескольких лет после того, как был представлен в 1906 году, приводя в движение многие известные самолеты той эпохи. Благодаря прямому впрыску топлива, испарительному водяному охлаждению и другим передовым функциям он вырабатывал около 50 лошадиных сил (37 кВт).

British Green C.4 1908 года следовал образцу Райта с четырехцилиндровым рядным двигателем с водяным охлаждением, но выдавал мощность 52 лошадиных силы (39 кВт). Он использовался на многих успешных самолетах-первопроходцах, в том числе на самолетах AV Roe .

Также выпускались горизонтально-оппозитные конструкции. Четырехцилиндровый двигатель De Havilland Iris с водяным охлаждением развивал мощность 45 лошадиных сил (34 кВт), но использовался мало, в то время как успешный двухцилиндровый двигатель Nieuport достигал 28 л.с. (21 кВт) в 1910 году.

В 1909 году стали приобретать все большее значение радиальные формы двигателей. для 3-цилиндровый полурадиальный или вентиляторный двигатель Anzani 1909 года (также построенный в радиальной форме с углом цилиндра 120°) развивал всего 25 лошадиных сил (19 кВт), но был намного легче, чем Antoinette, и был выбран Луи Блерио его перелет через Ла-Манш. Более радикальной была серия роторных радиальных двигателей Gnôme, разработанная братьями Сегенами, в которой в 1906 году использовался воздушного охлаждения Gnome Omega семицилиндровый роторный двигатель мощностью 50 лошадиных сил (37 кВт). В роторных двигателях коленчатый вал прикреплен к планеру, а весь корпус двигателя и цилиндры вращаются вместе с гребным винтом. Хотя этот тип был представлен еще в 1887 году Лоуренсом Харгрейвом , усовершенствования, внесенные в Gnome, создали прочную, относительно надежную и легкую конструкцию, которая произвела революцию в авиации и будет постоянно развиваться в течение следующих десяти лет. Топливо подавалось в каждый цилиндр непосредственно из картера, а это означало, что требовался только выпускной клапан. Более крупный и мощный девятицилиндровый двигатель мощностью 80 лошадиных сил. Роторный Le Rhône 9C был представлен в 1913 году и получил широкое распространение в военных целях.

Рядные и V-образные двигатели оставались популярными: немецкая компания Mercedes производила серию шестицилиндровых моделей с водяным охлаждением. В 1913 году они представили весьма успешную серию DI мощностью 75 киловатт (101 л.с.) .

Лифт и эффективность

Легкость и прочность биплана компенсируется неэффективностью размещения двух крыльев так близко друг к другу. Конструкции бипланов и монопланов конкурировали друг с другом, и к началу войны в 1914 году оба самолета все еще производились.

Заметным достижением, хотя и неудачным, стал первый когда-либо построенный свободнонесущий моноплан. Моноблок Antoinette 1911 года имел полностью закрытую кабину и обтекаемое шасси, но мощности его двигателя V-8 мощностью 50 лошадиных сил (37 кВт) было недостаточно, чтобы он мог пролететь самое большее несколько футов. Более успешным был моноплан Deperdussin , который выиграл первую гонку Schneider Trophy 1913 года под управлением Мориса Прево , пройдя 28 кругов по дистанции 10 км (6,2 мили) со средней скоростью 73,63 километра в час (45,75 миль в час).

Экспериментировались и с трипланами, особенно с серией, построенной между 1909 и 1910 годами британским пионером А. В. Роу . Имея четыре крыла, квадруплан тоже появлялся редко. , С мультипланом имеющим большое количество очень тонких крыльев, также экспериментировал, наиболее успешно Горацио Филлипс . Его окончательный прототип подтвердил неэффективность и плохую реализацию идеи.

Пробовались и другие радикальные подходы к конструкции крыла. Изобретатель шотландского происхождения Александр Грэм Белл разработал ячеистую октаэдрическую форму крыла, которая, как и мультиплан, оказалась разочаровывающе неэффективной. Среди других тусклых моделей - ромбовидное крыло Эдвардса , кольцевое крыло Ли-Ричардса и различное количество крыльев, одно за другим в тандеме .

Многие из этих ранних экспериментальных форм были в принципе весьма практичны и с тех пор появились вновь.

Стабильность и контроль

Ранние работы были сосредоточены в первую очередь на том, чтобы сделать корабль достаточно устойчивым для полета, но не обеспечивающим полную управляемость, в то время как Райты пожертвовали стабильностью, чтобы сделать свой флаер полностью управляемым. Практичный самолет требует и того, и другого. Хотя стабильность была достигнута с помощью нескольких проектов, принципы не были полностью поняты, и прогресс был нестабильным. Элероны постепенно заменили деформацию крыла на боковое управление, хотя иногда конструкторы, как в случае с Blériot XI, ненадолго возвращались к деформации крыла. Аналогично цельноповоротное оперение уступило место неподвижным стабилизаторам с прикрепленными на шарнирах рулями. Конфигурация толкача-утка ранних самолетов Wright Flyers была вытеснена конструкциями самолетов с тягачными винтами.

Во Франции прогресс был относительно быстрым.

Santos -Dumont 14-bis в окончательной конфигурации (после добавления элеронов).

23 октября и 12 ноября 1906 года бразилец Альберто Сантос-Дюмон совершил публичные полеты во Франции на своем 14-bis . Биплан-толкач-утка с ярко выраженным двугранным крылом, он имел коробчатое крыло в стиле Харгрейва с установленным спереди узлом «бокскайт», который мог перемещаться и действовать как руль высоты, так и руль направления . Его полет был первым полетом, выполненным на аппарате тяжелее воздуха, который был проверен Аэроклубом Франции , и получил премию Deutsch-Archdeacon Prize за первый официально наблюдаемый полет на высоту более 25 метров (82 фута). Позже он установил первый мировой рекорд, признанный Международной федерацией аэронавтики, пролетев 220 метров (720 футов) за 21,5 секунды. У него не было бокового управления, поэтому после этих полетов, в конце ноября, он добавил вспомогательные поверхности между крыльями в виде примитивных элеронов и совершил еще несколько полетов.

В следующем году Луи Блерио пилотировал Blériot VII , тягач-моноплан с полным трехосным управлением, использующим горизонтальное оперение в качестве комбинированных рулей высоты и элеронов. Его непосредственный потомок, Blériot VIII , был самым первым планером, объединившим в апреле 1908 года узнаваемые элементы современной системы управления полетом самолета . Там, где Горацио Филлипс и Траян Вуя потерпели неудачу, Блерио стал первым практичным тракторным монопланом и положил начало тенденции во французской авиации. К 1909 году он довел эту конфигурацию до такой степени, что Blériot XI смог пересечь Ла-Манш , среди других усовершенствований, используя хвостовое оперение только в качестве руля высоты и используя деформацию крыла для бокового управления. Еще одной конструкцией, появившейся в 1907 году, был биплан Вуазен . На нем не было каких-либо средств бокового управления, и он мог совершать только неглубокие повороты, используя только руль направления, но в течение года на нем с возрастающим успехом летал Анри Фарман Deutsch de la Meurthe-Archdeacon с призовым фондом 50 000 франков. , а 13 января 1908 года он выиграл Гран-при де л'Авиашн за то, что он стал первым авиатором, совершившим официально наблюдаемый полет по замкнутому контуру длиной 1 километр, включая взлет и посадку собственным ходом самолета.

Проекты французского пионера Леона Левавассера более известны под названием Antoinette основанной им компании . Его Antoinette IV 1908 года представлял собой моноплан современной конфигурации с хвостовым оперением и килем, каждый из которых имел подвижные поверхности управления, а также элероны на крыльях. Элероны оказались недостаточно эффективными и на более поздних моделях были заменены короблением крыла.

В конце 1908 года братья Вуазен продали самолет, заказанный Анри Фарманом, компании JTC Moore-Brabazon . Возмущенный Фарман построил свой собственный самолет, адаптировав конструкцию Вуазена, добавив элероны. После дальнейших модификаций хвостового оперения и элеронов Farman III стал самым популярным самолетом, проданным в период с 1909 по 1911 год. и широко копировалась. В Великобритании американский эмигрант Сэмюэл Коди в 1908 году управлял самолетом, похожим по компоновке на флаер Райта, с хвостовым оперением и большим передним рулем высоты. В 1910 году улучшенная модель, оснащенная межкрыльевыми элеронами, выиграла соревнование на Кубок Мишлен , а Джеффри де Хэвилленда второй самолет в стиле Фармана имел элероны на верхнем крыле и стал FE1 Королевского авиационного завода . Bristol Boxkite , копия Farman III, производилась в больших количествах. В США Гленн Кертисс летал сначала на самолете AEA June Bug , а затем на своем Golden Flyer , который в 1910 году совершил первую посадку и взлет на морской палубе. Между тем, сами Райты также боролись с проблемой достижения как устойчивости, так и управления, продолжая экспериментировать с носовой частью, прежде чем сначала добавить вторую небольшую плоскость в хвосте, а затем, наконец, полностью удалить носовую часть. Они анонсировали свою двухместную модель B в 1910 году и лицензировали ее производство в 1911 году как Модель Берджесса F.

Было опробовано множество других, более радикальных планов, и лишь некоторые из них оказались многообещающими. В Великобритании Дж. У. Данн разработал серию бесхвостых толкачей со стреловидными крыльями и конической верхней поверхностью. Его биплан D.5 совершил полет в 1910 году и оказался полностью устойчивым. Данн сознательно избегал полного трехосного управления, вместо этого разработав систему, с которой было проще работать и которую он считал гораздо более безопасной на практике. Система Данна не получила широкого распространения. Его бесхвостый дизайн достиг своего апогея с D.8 , который производился по лицензии во Франции компанией Nieuport и в США как Burgess-Dunne , однако он был отвергнут как практический военный самолет британской армией, офицером которой был Данн. потому что он был слишком устойчив и, следовательно, недостаточно маневрен в бою.

Гидросамолеты

Анри Фабр на своем гидросамолете .

В 1901 году в Австрии Вильгельм Кресс не смог взлететь на своем маломощном гидросамолете Drachenflieger с двумя понтонами из алюминия и тремя тандемными крыльями.

1910 год во Франции Анри Фабр совершает первый полет на гидросамолете на своем «Гидравионе» . Это был моноплан с носовой частью-бипланом и тремя короткими поплавками трехколесной компоновки.

1912 в Первый мире гидросамолет французского флота «Фудр» поднимается на борт своего первого гидросамолета . Вуазен утка .

Проблемой первых гидросамолетов была тенденция к засасыванию воды и самолета по мере увеличения скорости, что удерживало самолет и затрудняло взлет. Британский конструктор Джон Сирил Порт изобрел технику размещения ступеньки в нижней части самолета, чтобы остановить всасывание, и это было использовано в модели Curtiss H 1914 года .

Военное использование

В 1909 году самолеты оставались хрупкими и малопригодными для практического использования. Ограниченная мощность двигателя означала, что эффективная полезная нагрузка была крайне ограничена. Базовая технология изготовления конструкций и материалов планера в основном состояла из материалов из твердой древесины или стальных труб, скрепленных стальной проволокой и покрытых льняной тканью с добавлением легковоспламеняющегося элемента жесткости и герметика. Необходимость снижения веса означала, что большинство самолетов были конструктивно хрупкими и нередко ломались в полете, особенно при выполнении резких маневров, таких как выход из крутого пикирования, который требовался в бою.

Несмотря на это, эти развивающиеся летательные аппараты были признаны не просто игрушками, а оружием в процессе создания. В 1909 году итальянский штабной офицер Джулио Дуэ заметил:

Небо вот-вот станет еще одним полем битвы, не менее важным, чем поля сражений на суше и на море.... Чтобы завоевать воздух, необходимо лишить противника всех средств полета, нанося удары по нему в воздухе, на его производственных базах или в его производственных центрах. Нам лучше свыкнуться с этой идеей и подготовиться.

- Джулио Дуэ (итальянский штабной офицер), 1909 г.

В 1911 году капитан Бертрам Диксон , первый британский военный офицер, совершивший полет, и первый британский военный офицер, выполнивший воздушную разведку на самолете во время армейских маневров в 1910 году, предсказал военное использование самолетов и последующее развитие и эскалацию. о воздушном бою в Техническом подкомитете Имперской обороны Великобритании .

Ракеты были сброшены с самолета впервые, когда армии США лейтенант Пол Бек сбросил мешки с песком, имитирующие бомбы, над Лос-Анджелесом , Калифорния .

Впервые самолеты были использованы в войне во время Итало-турецкой войны 1911–1912 годов. Первое боевое применение состоялось 23 октября 1911 года, когда капитан Карло Пьяцца совершил полет недалеко от Бенгази на Blériot XI . Первая воздушная бомбардировка последовала вскоре после этого, 1 ноября, когда младший лейтенант Джулио Гавотти сбросил четыре бомбы на две базы, удерживаемые турками. Первый фоторазведывательный полет состоялся в марте 1912 года, им также управлял капитан Пьяцца.

Некоторые типы, разработанные в этот период, будут служить в армии во время или даже на протяжении всей Первой мировой войны. К ним относятся Etrich Taube 1910 года, Fokker Spin 1911 года, Royal Aircraft Factory BE.2 , Sopwith Tabloid/Schneider и множество устаревших типов. который будет использоваться для обучения пилотов. Сикорский «Илья Муромец» (также известный как Sikorsky S-22) был первым четырехмоторным самолетом, когда-либо запущенным в производство, и самым большим на тот момент: прототип впервые поднялся в воздух в 1913 году, незадолго до начала войны. В дальнейшем этот тип будет использоваться как в качестве бомбардировщика, так и в качестве транспортного средства.

Вертолеты

Поля Корню Вертолет , 1907 год.

Экспериментальный вертолет Энрико Форланини (1877 г.), выставленный в Национальном музее науки и техники Леонардо да Винчи в Милане.

Ранние работы над подъемным винтом с приводом были продолжены более поздними исследователями, независимо от разработки самолетов.

В XIX веке во Франции была создана ассоциация для сотрудничества в области проектирования вертолетов, которых было много. В 1863 году Гюстав де Понтон д'Амекур сконструировал модель, в которой использовались роторы встречного вращения. Первоначально работавший на паре, он вышел из строя, но версия с часовым механизмом все же полетела. Другие проекты, охватывающие широкий спектр форм, включали Помеса и Де ла Поза (1871 г.), Пено, Ахенбаха (1874 г.), Дьеэда (1887 г.), Меликоффа (1877 г.), Форланини (1877 г.), Кастеля (1878 г.) и Дандрие ( 1878–79). Из них паровая модель Форланини, вращающаяся в противоположных направлениях, пролетела 20 секунд, достигнув высоты 13 метров (43 фута). и модель Дандриё с резиновым приводом тоже летала.

Отец Хирама Максима задумал вертолет с двумя винтами, вращающимися в противоположных направлениях, но не смог найти достаточно мощный двигатель для его создания. Сам Хирам набросал планы вертолета в 1872 году, прежде чем обратить свое внимание на полеты с неподвижным крылом.

В 1907 году французский Бреге-Рише автожир № 1 поднялся в воздух в «привязном» испытательном полете, став первым пилотируемым вертолетом, поднявшимся с земли. Он поднялся примерно на 60 сантиметров (24 дюйма) и завис на минуту. Однако полет оказался крайне неустойчивым.

Два месяца спустя в Лизену, Франция, Поль Корню совершил первый свободный полет на пилотируемом винтокрылом аппарате на своем вертолете Корню , поднявшись на высоту 30 сантиметров (12 дюймов) и оставаясь в воздухе в течение 20 секунд.

См. также

• Авиационные происшествия и происшествия
• Авиация в пионерскую эпоху (1903–1914).
• Авиация в Первой мировой войне
• Претензии к первому полету с двигателем
• Хронология авиации

Ссылки

Библиография

• Андерсон, Джон Д. младший. (1997). История аэродинамики . Кембридж: Дом Кембриджского университета. ISBN  0-521-66955-3 .
• Анджелуччи, Энцо; Матрикарди, Паоло (1977). Мировая авиация: Истоки – Первая мировая война . Лондон: Сэмпсон Лоу. ISBN  0-562-00058-5 .
• Предыстория полета
• Октав Шанют , Прогресс в летательных аппаратах , 1891–1894 гг.
• Дэн, Инке; Ван, Пинсин (2005). Древние китайские изобретения . Китайская межконтинентальная пресса. ISBN  7-5085-0837-8 .
• Эге, Л. (1973). Воздушные шары и дирижабли . Блэндфорд.
• Фэрли, Джерард; Кэли, Элизабет (1965). Жизнь гения . Ходдер и Стоутон.
• Гиббс-Смит, CH (1974). Возрождение европейской авиации . Лондон: Музей науки, Лондон. ISBN  0-11-290180-8 .
• Гиббс-Смит, CH (2003). Авиация . Лондон: НМСИ. ISBN  1-900747-52-9 .
• Халлион, Ричард П. (2003). Взлетая . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN  0-19-516035-5 .
• Джарретт, Филип, изд. (2002). Самолеты Pioneer: ранняя авиация до 1914 года . Лондон: Книги Патнэма по аэронавтике. ISBN  0-85177-869-0 .
  • Джарретт, Филип (2002). «3: Пассивный и активный подходы». Джарретт, Филип (ред.). Самолеты Pioneer: ранняя авиация до 1914 года . Лондон: Книги Патнэма по аэронавтике. стр. 50–66. ISBN  0-85177-869-0 .
  • —— (2002). «5: Человек летит». Джарретт, Филип (ред.). Самолеты Pioneer: ранняя авиация до 1914 года . Лондон: Книги Патнэма по аэронавтике. стр. 87–103. ISBN  0-85177-869-0 .
  • Стоукс, PR (2002). «9: Двигательные установки». Джарретт, Филип (ред.). Самолеты Pioneer: ранняя авиация до 1914 года . Лондон: Книги Патнэма по аэронавтике. стр. 159–186. ISBN  0-85177-869-0 .
• Мулман, Валери (1980). Дорога в Китти Хок . Нью-Йорк: Книги Time-Life . ISBN  9780809432608 .
• Нидэм, Джозеф (1965a). Наука и цивилизация в Китае . Том. IV (часть 1).
• —— (1965б). Наука и цивилизация в Китае . Том. IV (часть 2). ISBN  978-0-521-05803-2 .
• Уайт, Линн Таунсенд-младший (весна 1961 г.). «Эйлмер из Малмсбери, авиатор одиннадцатого века: пример технологических инноваций, их контекста и традиций». Технологии и культура . 2 (2): 97–111. дои : 10.2307/3101411 . JSTOR   3101411 .
• Рэгг, Д.В. (1974). Полет перед полетом . Скопа. ISBN  0-85045-165-5 .
• «Прогресс механического полета» . Полет . 2 января 1909 г.

• Уокер, П. (1971). Ранняя авиация в Фарнборо, Том I: Воздушные шары, воздушные змеи и дирижабли , Макдональд.

Внешние ссылки

• Aerospaceweb – Кто первым полетел?
• Aerospaceweb – Почему бразильцы считают Альберто Сантос-Дюмона первым человеком, совершившим полет, если он не летал до 1906 года, а братья Райт сделали это в 1903 году?
• Летательные аппараты до Райта
• Пионеры авиации: антология
• Ранние пташки авиации
• Правда о самолете: список величайших технических прорывов в пилотируемых полетах Юргена Шмидхубера , Nature 421, 689, 2003 г.