Авиация в эпоху пионеров

Вид на Севрский мост , картина Анри Руссо в 1908 году.

Эпоха пионеров авиации — это период в истории авиации между первым успешным полетом с двигателем, который, как принято считать, совершили братья Райт 17 декабря 1903 года, и началом Первой мировой войны в августе 1914 года.

После того как были установлены принципы управляемого полета с двигателем, наступил период экспериментов со многими различными конфигурациями самолетов. К 1914 году тягачей биплан стал самой популярной формой конструкции самолетов и оставался таковым до конца 1920-х годов. Развитие двигателей внутреннего сгорания (в первую очередь благодаря их использованию в первых автомобилях еще до начала 20-го века), которое сделало возможным успешные полеты на самолетах тяжелее воздуха, также привело к быстрому прогрессу в полетах легче воздуха, особенно в Германии, где Компания Zeppelin быстро стала мировым лидером в области дирижаблестроения .

В этот период авиация превратилась из привилегии эксцентричных энтузиастов в устоявшуюся технологию, с созданием специализированных исследовательских организаций в области авиационной техники и университетских курсов, а также с созданием крупных предприятий по производству промышленных самолетов, а авиация стала предметом огромной популярности. интерес. Летные представления, такие как Grande Semaine d'Aviation 1909 года, и воздушные гонки, такие как Трофей Гордона Беннета и Трасса Европы, привлекли огромную аудиторию, а успешные пилоты, такие как Жюль Ведрин и Клод Грэм-Уайт, стали знаменитостями.

Новая технология

Уилбур Райт планирует, октябрь 1902 года.

Хотя братья Райт совершили свои первые успешные полеты с двигателем в декабре 1903 года, а к 1905 году они совершали полеты значительной продолжительности, их достижение было в целом неизвестно миру и широко не верилось. После полетов в 1905 году Райты прекратили работы по разработке своего самолета и сосредоточились на попытках коммерческого использования своего изобретения, пытаясь заинтересовать военные власти США, а затем, получив отпор, Франции и Великобритании. Следовательно, попытки добиться полета с двигателем продолжались, в основном во Франции. Чтобы осветить авиационный сбор на предстоящей Всемирной выставке в Сент-Луисе, Октав Шанют прочитал ряд лекций в аэроклубах Европы, поделившись своим восторгом по поводу летающих планеров. Он показал слайды своих собственных экспериментов по полетам на планерах, а также некоторых полетов планеров Райтов в 1901 и 1902 годах. Все эти выступления были воспроизведены в клубных журналах. Лекция для членов Аэро-клуба Франции. в апреле 1903 года является самым известным, а в августовском номере журнала L'Aérophile за 1903 год была опубликована статья Шанюта, которая включала рисунки его планеров, а также планера Райта и описание их подхода к проблеме, в которой говорилось, что «очевидно приближается время, когда, когда проблема равновесия и управления будет решена, можно будет смело применять двигатель и гребной винт». Лекция Шанюта побудила Эрнеста Архидиакона, одного из основателей Аэро-клуба, завершить свой отчет о лекциях:

Сможет ли родина Монгольфье позориться, позволив этому окончательному открытию аэронауки, которое, безусловно, неизбежно, реализовать за границей? Господа ученые, к вашим компасам! Вы, меценаты; и вы тоже, Правительство; засуньте руки в карманы – а то нас побьют!

В октябре 1904 года Аэро-клуб Франции объявил серию премий за достижения в полетах с двигателями, но практической работы было проделано мало: Фердинанд Фербер , армейский офицер, который в 1898 году экспериментировал с дельтапланом, основанным на дельтаплане Отто Лилиенталя, продолжал его работа не имела какого-либо заметного успеха, архидьякон заказал постройку планера, основанного на конструкции Райта, но меньшего размера и не имеющего возможности управления креном, который совершил несколько коротких полетов в Берк-сюр-Мер в апреле 1904 года, пилотируемые Фербером и Габриэлем. Вуазен (самая длинная - около 29 м (95 футов) по сравнению с 190 м (620 футов), достигнутыми Райтами в 1902 году): другой планер, основанный на конструкции Райта, был построен Робертом Эно-Пельтери , который отверг деформацию крыла как небезопасную и вместо этого установил пару управляющих поверхностей со средним зазором перед крыльями, предназначенных для дифференцированного использования вместо деформация крыла и совместное действие в качестве рулей высоты (как то, что сегодня известно как элевоны ): это первое зарегистрированное использование элеронов , концепция которых была запатентована поколением ранее MPW Boulton из Соединенного Королевства в 1868 году. Это не увенчалось успехом, и позже Esnault-Pelterie использовала свою неудачу для поддержки позиции, которая, по утверждениям братьев Райт, была необоснованной. Однако его конструкция не была точной копией планера Райтов, особенно из-за значительно увеличенного развала крыла . Копия Фербера также оказалась неудачной: она была грубо сконструирована, без нервюр для поддержания развала крыла, но примечательна тем, что позже он добавил фиксированное заднее стабилизирующее оперение, что стало первым примером этой особенности в полноразмерном самолете. Архидиакон отказался от планера 1904 года после первых попыток и заказал второй планер, построенный Габриэлем Вуазеном в 1905 году; он развалился в воздухе, когда его буксировали в воздух за автомобилем, к счастью, вместо пилота у него были мешки с песком. Затем Вуазен сконструировал еще один планер, установленный на поплавках и включивший стабилизирующее хвостовое оперение в форме коробчатого воздушного змея , которое должно было стать характерной чертой его более позднего самолета: он был успешно отбуксирован в воздух за моторной лодкой 8 июня 1905 года, а планер Вуазена и Второй аналогичный самолет, построенный для Луи Блерио, прошел испытания 18 июля, полет самолета Блерио закончился аварией, в которой пилот Вуазен чуть не утонул. Затем Вуазен и Блерио сконструировали биплан с тандемным крылом и двигателем , который безуспешно подвергся ряду модификаций.

Первые полеты с двигателем за пределами США

Полная информация о системе управления полетом братьев Райт была опубликована в журнале L'Aérophile в январском номере 1906 года. проясняя как механизм, так и его аэродинамическую причину. Тем не менее, решающая важность бокового управления при выполнении управляемых разворотов не была оценена по достоинству, и вместо этого французские экспериментаторы стремились создать изначально устойчивый самолет.

Фотография Quatorze-Bis Сантос-Дюмона с элеронами от 12 ноября 1906 года , совершившего заключительную серию полетов перед выходом на пенсию.

В конце лета и осенью 1906 года Альберто Сантос Дюмон совершил первые в Европе успешные полеты на двигателях тяжелее воздуха на своем 14- бис , кульминацией которых стал полет на высоту 220 м (720 футов) на территории парижского замка Багатель. 12 ноября, выиграв приз Аэро-Клуба Франции за полет на высоту более 100 м. Первоначально полагаясь на выраженный двугранный угол для обеспечения устойчивости, к ноябрьскому полету межплоскостные элероны восьмиугольной формы - как возможное «первое использование» (если не первое ) патента Бултона 1868 года на планер с двигателем - что-то вроде конструкции Эно-Пельтери. проектирование собственного планера; был установлен на самолете Сантос-Дюмона для его заключительных полетов перед его неминуемым выходом на пенсию.

Ранее в том же году Габриэль Вуазен основал авиастроительную компанию в Булонь-Бийанкур : его первым успешным самолетом, в котором не было каких-либо средств управления креном, был биплан Делагранж №1 , названный в честь его владельца Леона Делагранжа . Впервые на нем совершил полет Вуазен 30 марта 1907 года. а в феврале 1908 года второй экземпляр, пилотируемый Анри Фарманом, Archdeacon-de la Meurthe выиграл Гран-при авиации за первый официально наблюдаемый полет по замкнутому контуру на расстояние более километра. Среди наиболее настойчивых французских экспериментаторов был Луи Блерио, который после непродолжительного сотрудничества с Габриэлем Вуазеном основал Recherches Aéronautiques Louis Blériot и создал серию конструкций монопланов . 16 ноября 1907 года он успешно управлял своим Blériot VII , монопланом, хвостовое оперение которого двигалось дифференцированно для управления по крену и синхронно для управления по тангажу. Этот самолет, признанный первым успешным монопланом, вскоре потерпел крушение в результате крушения, но вскоре за ним последовал его восьмой проект , первый самолет, когда-либо имевший по существу оригинальную форму установки управления полетом, используемую по сей день.

В Северной Америке Канадско-Американская ассоциация воздушных экспериментов была основана Александром Грэмом Беллом , который ранее провел ряд экспериментов с тетраэдрическими воздушными змеями , а также Джоном Маккарди и его другом Фредериком Уокером Болдуином , двумя недавними выпускниками инженерных специальностей Университета Торонто. 30 сентября 1907 года. AEA выпустила ряд принципиально похожих конструкций бипланов, на которые большое влияние оказала работа Райта, и в 1908 году они летали с возрастающим успехом. Болдуин совершил полет на своей первой конструкции Red Wing 12 марта 1908 года, пролетев на высоте 97 м ( 318 футов), прежде чем разбился и был поврежден и не подлежал ремонту: его преемник, White Wing , оснащенный элеронами, совершил в мае три полета, лучший из которых - 310 м (1020 футов), прежде чем был разрушен в результате крушения. 4 июля 1908 года их следующий самолет, « Джун Баг», пилотируемый Гленном Кертиссом , выиграл трофей Scientific American за первый официально наблюдаемый полет на расстояние одного километра в Северной Америке. После роспуска АЕА в конце марта 1909 г. один из ее американских членов основал растущую авиационную фирму в США .

Анри Фарман выигрывает Гран-при авиации , 13 января 1908 года.

В 1908 году Уилбур Райт наконец посетил Европу и в августе провел серию демонстрационных полетов, которые убедительно продемонстрировали европейскому авиационному сообществу превосходство их самолета, особенно его способность совершать контролируемые виражи. Первый полет длился всего 1 минуту 45 секунд, в ходе которого было совершено два круга, но эффект был глубоким. Луи Блерио сказал: «Я считаю, что для нас, во Франции и повсюду, началась новая эра механических полетов. Я не достаточно спокоен после события, чтобы полностью выразить свое мнение. Лучше всего мое мнение можно выразить словами: «Это чудесно!» " Леон Делагранж просто сказал: «Мы побеждены». После этих демонстраций Анри Фарман оснастил свой биплан Вуазен элеронами, чтобы добиться полной управляемости, продемонстрированной Уилбуром Райтом: после ссоры с Габриэлем Вуазеном он затем начал свой собственный бизнес по производству самолетов. Его первая конструкция, Farman III (Farman I и II были разработками Вуазена, которыми он владел), была одной из самых успешных конструкций самолетов эпохи пионеров и широко копировалась другими производителями, в том числе одним, который вскоре стал известным. Британская фирма .

Полет как устоявшаяся технология

Современная иллюстрация высадки Луи Блерио в Дувре на Blériot XI.

1909 год можно считать годом расцвета авиации. В конце 1908 года в Гран-Пале последовала первая лондонская авиационная выставка. в Париже прошла первая выставка, посвященная самолетам, а в мае 1909 года в Олимпии В январе Аэро-клуб Франции выдал свои первые лицензии пилота. вручив их нескольким избранным авиаторам-первопроходцам, включая братьев Райт. , первый британский журнал, посвященный этой теме, Flight опубликовал свой первый номер в январе. (Вопросы авиации ранее освещались в The Automotor Journal . ) Британская газета Daily Mail предложила ряд призов с целью поощрения авиации: в 1906 году она предложила приз в размере 10 000 фунтов стерлингов за первый полет между Лондоном и Манчестером . Это было встречено всеобщими насмешками; Сатирический журнал Punch в ответ предложил аналогичный приз за полет на Марс. 25 июля 1909 года Луи Блерио выиграл приз в размере 1000 фунтов стерлингов за первый перелет через Ла-Манш . Одна современная газета опубликовала свой отчет об этом событии под заголовком «Британия больше не остров», и этот полет вызвал переоценку стратегической зависимости Великобритании от военно-морского флота в целях обороны. Блерио стал всемирно известным, и благодаря огласке за несколько недель было получено более сотни заказов на копии его работ.

Биплан Райта летит перед трибуной Grande Semaine d'Aviation, проходившей в Реймсе в 1909 году.

также прошла выставка Grande Semaine d'Aviation de la Champagne В этом же году в Реймсе , которую посетили полмиллиона человек, включая Армана Фальера , президента Франции; король Бельгии и высокопоставленные британские политические деятели, в том числе Дэвид Ллойд Джордж , который впоследствии прокомментировал: «Летающие машины больше не игрушки и мечты; это установленный факт». Вторая выставка самолетов, состоявшаяся в октябре в Гран-Пале в Париже, привлекла 100 000 посетителей. В Америке Уилбур Райт совершил два впечатляющих полета над гаванью Нью-Йорка , перелетев с Губернаторского острова . 29 сентября он совершил короткий полет вокруг Статуи Свободы , а 4 октября он совершил 33-минутный полет длиной 34 км (21 миль) над Гудзоном, свидетелями которого стали около миллиона жителей Нью-Йорка.

Легче воздуха

Сантос-Дюмон огибает Эйфелеву башню. Хотя это часто публикуется как его призовой полет, на самом деле это более ранняя попытка.

Легкий источник энергии, обеспечиваемый бензиновым двигателем, также произвел революцию в перспективах развития дирижаблей . Альберто Сантос Дюмон добился статуса знаменитости 19 октября 1901 года, выиграв приз за полет из парка Сен-Клу к Эйфелевой башне и обратно. В Германии граф (граф) Фердинанд фон Цеппелин был пионером в строительстве больших жестких дирижаблей : его первый проект 1900–01 годов имел лишь ограниченный успех, а второй не был построен до 1906 года , но его усилия стали огромным источником патриотической гордости для немцев. людей: настолько, что, когда его четвертый дирижабль LZ 4 потерпел крушение во время шторма, общественный сбор собрал более шести миллионов марок, чтобы позволить ему продолжить свою работу. С использованием цеппелинов в Германии в 1910 году была основана первая в мире авиакомпания DELAG , выполняющая прогулочные круизы, а не регулярные транспортные перевозки: к началу войны в 1914 году было совершено 1588 рейсов, на которых перевезли 10 197 платных пассажиров. Военная угроза, исходящая от этих больших дирижаблей, значительно превосходящих по грузоподъемности и выносливости машины тяжелее самолетов того времени, вызвала значительную обеспокоенность в других странах, особенно в Великобритании. Германия была единственной страной, производившей жесткие дирижабли, а разработка дирижаблей в других странах была сосредоточена на нежестких и полужестких конструкциях. Единственная британская попытка построить большой жесткий дирижабль, HMA No. 1 , сломала спину перед совершением единственного полета и была заброшена, а единственный жесткий дирижабль, построенный во Франции, оказался не намного более успешным.

Начало индустрии

До 1910 года большинство авиастроителей были энтузиастами авиации, многие из богатых семей. Блерио финансировал свои эксперименты за счет прибыли от своего успешного бизнеса по производству автомобильных фар.В Великобритании Фредерик Хэндли Пейдж основал авиационный бизнес в 1909 году, но в основном полагался на продажу компонентов, таких как соединительные розетки и фильтры для проводов, другим энтузиастам, в то время как братья Шорт , начавшие с бизнеса по производству воздушных шаров, перенесли свои интересы на более тяжелые - чем воздушная авиация и приступила к лицензионному производству конструкции Райта, а также к работе над собственными разработками. В 1910 году к делу присоединились люди, которые рассматривали авиацию исключительно как возможность для бизнеса. В январе 1910 года сэр Джордж Уайт , председатель Bristol Tramways, основал компанию Bristol and Colonial Airplane Company , инвестировав в бизнес 25 000 фунтов стерлингов. В том же году торговец шелком Арман Депердюссен основал компанию Société de Production des Aéroplanes Deperdussin , носящую вскоре ставшую знаменитой аббревиатуру SPAD. В 1911 году оружейный гигант Викерс основал авиационное отделение. Однако большая часть самолетов в тот период производилась в небольших масштабах, и в любом количестве было произведено очень мало моделей.

Техническое развитие

Хорошим показателем прогресса той эпохи являются ежегодные скачки Гордона Беннета . Первое соревнование, состоявшееся в 1909 году во время Grande Semaine d'Aviation в Реймсе, проходило на дистанцию ​​20 км (12 миль) и было выиграно Гленном Кертисом на скорости 75,27 км/ч (46,77 миль в час). К 1913 году, последнему довоенному соревнованию, гонка длилась на дистанцию ​​200 км (120 миль), а скорость победителя составляла 200,8 км/ч (124,8 миль в час). В конце 1909 года рекорд дальности полета составлял 234,30 км (145,59 миль) и высоты 453 м (1486 футов): к концу 1913 года рекорд расстояния составлял 1021,19 км (634,54 мили), а рекорд высоты - 6120 м (20 079 футов).

Строительство

Моноплан Vickers REP Type хранится в Музее воздуха во Франции. Обратите внимание на армированный стальными трубами фюзеляж.

Большинство самолетов эпохи пионеров были построены из дерева, с использованием металлических муфт для соединений и использования рояльной проволоки или многожильного стального троса для крепления. Хотя самолеты той эпохи часто описывают как построенные из палок и брезента, их конструкция была весьма сложной. В деревянном строительстве обычно использовалось несколько разных пород древесины с тщательным использованием разных пород древесины в зависимости от их механических свойств; ясень и ель Чаще всего использовались гикори , красное дерево и тополь , хотя среди других пород древесины использовались . Стойки часто представляли собой полые элементы, образованные путем распиливания двух кусков дерева и последующего склеивания их вместе, обычно с использованием шпунта в пазу для укрепления соединения. Лонжероны крыла также часто представляли собой составные элементы, а нервюры крыла представляли собой сложную конструкцию. 1910 года Когда летающие копии Bristol Boxkite были созданы для фильма 1966 года «Великолепные люди в своих летающих машинах» , был проведен современный стресс-анализ и сделан вывод, что планер близок к тому, чтобы соответствовать современным требованиям.

Использование металла для конструкции планера отнюдь не было чем-то необычным: Робер Эно-Пельтери использовал стальные трубы для строительства фюзеляжа своего самолета еще в 1907 году, а Луи Бреге был еще одним известным пионером металлоконструкций, используя стальные швеллерные секции для конструкции фюзеляжа. , стальная труба для лонжеронов крыла, прессованный алюминий для нервюр крыла и алюминиевый лист для обшивки фюзеляжа. – это не будет улучшено до второй половины 1915 года .

В эту эпоху также впервые использовалась конструкция монокока , впервые увиденная в Эжена Ручонне и Aero-Cigare особенно использованная в монококе Deperdussin 1912 года, который выиграл гонку Гордона Беннета как в 1912, так и в 1913 году. Еще один структурно продвинутый и влиятельный (хотя неудачной) концепцией конструкции самолета был Antoinette Monobloc , который был первой концепцией конструкции моноплана, имевшей свободнонесущее крыло без каких-либо внешних распорок.

Ранние самолеты покрывались различными тканями, включая прорезиненный хлопок и лакированный шелк. Разработка авиационного аэрозоля в 1911 году стала крупным техническим достижением, и его использование было быстро освоено всеми производителями. Это выполняло ряд функций, защищая ткань от загрязнения маслом и бензином, а также стягивая ткань.

Конфигурация

Типичный самолет 1911 года: иллюстрация из «Полета участников гонки Daily Mail Circuit of Britain 1911 года».

На Grand Semaine d'Aviation 1909 года конкурирующие самолеты имели две разные базовые конфигурации: монопланы с тяговой конфигурацией, такие как два типа, на которых летали Блерио и Антуанетта; и бипланы толкающей конфигурации с передним рулем высоты, представленные Voisin, лицензионными копиями самолетов братьев Райт, бипланом № 2 Гленна Кертисса и Farman III. Все конкурирующие самолеты, за исключением бипланов Voisin, имели управление по крену с использованием либо элеронов, либо перекоса крыла. Конструкция Райта отличалась от других отсутствием задней горизонтальной стабилизирующей поверхности. Конструкторы толкающих бипланов почти повсеместно приняли использование заднего горизонтального стабилизатора, и стали появляться конструкции, в которых передний руль высоты был удален: братья Райт приняли эту конфигурацию для своей модели B 1910 года. Тягач-моноплан и толкающий биплан были доминирующие конфигурации в течение следующих нескольких лет, хотя дизайнеры экспериментировали и с другими конфигурациями.

Одним из наиболее успешных бипланов-толкачей был Farman III , разработанный Анри Фарманом после ссоры с Габриэлем Вуазеном: он сохранил базовую компоновку Вуазена, но включил в себя элероны (как добавленные к его Вуазену), модифицировал ходовую часть, добавив полозья, чтобы предотвратить опрокидывание самолета при приземлении, и модифицировали конструкцию, убрав гондолу , в которой сидел пилот, и установив передний руль высоты на выносных стрелах. Эта конструкция была скопирована многими конструкторами и имела настолько большое влияние, что, когда Мервин О'Горман создал схему классификации продукции Королевского авиационного завода в соответствии с ее конфигурацией, такие самолеты были классифицированы как «FE» от «Farman Experimental». Все тягачи. получили обозначение «BE» от «Blériot Experimental», хотя все выпущенные конструкции BE были бипланами, в отличие от конструкций, которыми был известен Блерио.

Тягач-биплан, который стал доминирующей конфигурацией самолетов до 1930-х годов, был более поздней разработкой. Первым самолетом этого типа был биплан Де Пишофф , построенный в 1907 году, но не имевший успеха. Первым самолетом этого типа, совершившим полет, был Goupy No.2 , поднявшийся в воздух в марте 1909 года: конструкция была описана в полете как «несколько необычная». а Бреге описал свой тракторный биплан Тип III как «моноплан с двойной поверхностью». Конфигурация не получила широкого распространения до 1911 года. с производством Avro 500 и Королевским авиазаводом BE.2 . Avro 500 был преобразован в Avro 504 , который использовался до 1930-х годов. Avro также произвела первый самолет с полностью закрытыми помещениями для экипажа - Avro Type G 1912 года ( Блерио Аэро-такси 1911 года имело закрытые помещения для четырех пассажиров, но открытое место пилота).

Были экспериментированы и другие конфигурации. » с расположением хвоста вперед, Конфигурация «утка использовавшаяся братьями Райт, а также, в частности, использованная Сантосом Дюмоном в 14-bis, использовалась Анри Фабром для его моноплана с утком Hydravion , первого успешного гидросамолета в 1910 году. Другие конструкции «утка» того периода включают Voisin. Canard и монопланы ASL Valkyrie , и эта конфигурация считалась достаточно многообещающей, чтобы ее можно было использовать для первого самолета, разработанного Королевским авиационным заводом, SE1 , но от этой конфигурации в целом отказались. Были также построены примеры других конфигураций, таких как кольцевое крыло и тандемное крыло , но без особого успеха.

Ранние самолеты имели различные системы управления. Использование джойстика для управления креном и тангажем было запатентовано Робером Эно-Пельтери в 1907 году, аналогичная конструкция использовалась Блерио, но монопланы Антуанетта управлялись парой колес, по одному с каждой стороны кабины, другое управление короблением крыла (или элеронами, как в случае с Antoinette IV ), а другой - рулем высоты а у модели Райта А был один рычаг для управления короблением крыла и рулем направления, а второй - для управления рулем высоты. Первой конструкцией, в которой органы управления креном и тангажем были соединены с одним джойстиком, а управление рысканьем осуществлялось ногами, была конструкция Блерио Типа VIII 1908–09 годов, заложившая основу для современной системы управления полетом самолета, которая до сих пор используется в 21 век.

Сикорского Большого Балтийского 1913 года.

За очень немногими исключениями, самолеты эпохи пионеров представляли собой относительно небольшие конструкции с одним двигателем и рассчитанные на перевозку максимум двух или трех человек. Ранние многомоторные конструкции были разработаны компанией Short Brothers, которая построила ряд вариантов своей улучшенной конструкции S.27 типа Фармана. Однако намерение использовать пару двигателей в этих самолетах заключалось в том, чтобы защитить их от отказа двигателя, а не позволить использовать более крупную машину, и даже большой самолет, такой как Voisin Aero-Yacht , предназначенный для перевозки шести человек и с размахом крыльев 22,5 м (73 фута 10 дюймов), приводился в движение одним двигателем. Первым большим многомоторным самолетом стал Игоря Сикорского » «Большой Балтийский , впервые поднявшийся в мае 1913 года с двумя двигателями, а позже оснащенный четырьмя.

Разработка двигателя

Гном Омега

Люсьен Шовьер , конструктор винта Integrale для полета Blériot XI через Ла-Манш.

Раннее развитие самолетов во многом зависело от разработки двигателя внутреннего сгорания , и проблема пребывания в воздухе во многом заключалась в наличии двигателя, который был бы не только достаточно мощным, но также легким и надежным. 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.

Братья Райт не смогли найти подходящий двигатель и с помощью своего механика изготовили свой собственный. Они использовали один рейс Двигатель — четырехцилиндровый рядный с водяным охлаждением, пятью коренными подшипниками и системой впрыска топлива мощностью 12 л.с.

Первым поршневым двигателем внутреннего сгорания, который широко использовался для привода самолетов, был Antoinette с водяным охлаждением двигатель V8 , который считался самым первым восьмицилиндровым двигателем внутреннего сгорания V-образной формы, когда-либо запущенным в производство, разработанным французом Леоном Левавассером . Antoinette 8V имел коллекторный впрыск топлива, испарительное водяное охлаждение и другие усовершенствованные функции, весил 95 кг (209 фунтов) и производил 37 кВт (50 л.с.). Эти двигатели, представленные в 1906 году, использовались, в частности, Сантосом Дюмоном, первыми самолетами Вуазена и Сэмюэлем Коди. Американские конструкторы авиационных двигателей быстро подхватили концепцию двигателя V-8, начиная с 1906 года, по мере развития эпохи: фирма Гленна Кертисса разработала серию авиационных двигателей V-8 с жидкостным охлаждением, кульминацией которых стал Curtiss OX-5 к началу годы Первой мировой войны — у другого крупного американского производителя двигателей, Hall-Scott , был свой А-2. и верхнеклапанный А-3, двигатели V-8 с жидкостным охлаждением, производившиеся еще в 1908 году.

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

Горизонтально противоположные конструкции также использовались с некоторым успехом. No. 20 компании Santos-Dumont Моноплан Santos- Dumont Demoiselle сначала использовал оппозитный сдвоенный оппозитный двигатель Dutheil et Chalmers с жидкостным охлаждением мощностью 18 кВт (мощность 24 л.с.), позже замененный двигателем Darracq мощностью 22 кВт (30 л.с.) той же компоновки. Четырехцилиндровый двигатель De Havilland Iris с водяным охлаждением развивал мощность 45 л.с., 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 . Anzani с воздушным охлаждением 3-цилиндровый полурадиальный или вентиляторный двигатель 1909 года (также построенный в истинной радиальной форме с углом цилиндра 120 °) развивал всего 25 л.с. (19 кВт), но был намного легче, чем Antoinette с жидкостным охлаждением, и был выбран Луи Блерио для своего перелета через Ла-Манш. Большим достижением стало появление Gnome Omega семицилиндрового роторного двигателя братьев Сеген с воздушным охлаждением , представленного на Парижском аэросалоне в 1908 году и впервые установленного на самолете в 1909 году. Этот двигатель радиальной конфигурации был сконструирован таким способ, при котором весь блок картера и цилиндров вращался вокруг неподвижного коленчатого вала, который сам по себе надежно крепился через заднее крепление двигателя к планеру, обеспечивая достаточный поток охлаждающего воздуха над цилиндрами, даже когда самолет не двигался. Хотя этот тип был представлен еще в 1887 году Лоуренсом Харгрейвом и построен двумя годами позже Харгрейвом для работы на сжатом воздухе - с экспериментальным пятицилиндровым роторным двигателем внутреннего сгорания, использованным французским изобретателем. Феликсу Милле в том же году, чтобы привести в действие раннюю конструкцию мотоцикла - усовершенствования, внесенные в конструкцию двигателей Gnome братьев Сеген, 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. Этот двигатель мощностью 37 кВт (50 л.с.) при сухой массе 75 кг (165 фунтов) вскоре стал одной из наиболее широко используемых силовых установок; Компания продолжила производство ряда аналогичных двигателей большей мощности, сначала за счет увеличения объема двигателя, а также за счет производства двухрядных вариантов. Более крупный и мощный девятицилиндровый двигатель. мощностью 80 л.с. французского производства Роторный двигатель Le Rhone 9C был представлен в 1913 году и получил широкое распространение в военных целях.

Рядные и V-образные двигатели оставались популярными: немецкая компания Mercedes выпустила сначала небольшое количество рядных четырехцилиндровых двигателей с водяным охлаждением, а затем серию шестицилиндровых моделей с водяным охлаждением. В 1913 году они представили весьма успешную линейку SOHC двигателей с клапанным механизмом мощностью от 75 до 120 кВт (от 101 до 161 л.с.): серии от DI до D.III .

Еще одной областью прогресса стало развитие специализированных производителей винтов . Хотя братья Райт разработали свои собственные высокоэффективные гребные винты, а Хирам Максим также проводил исследования по конструкции гребных винтов, большая часть этих работ была неизвестна, и первые пионеры, такие как Вуазен и Сантос-Дюмон, использовали неэффективные гребные винты с плоскими алюминиевыми лопастями, установленными на стальная трубка. Первый по-настоящему эффективный европейский пропеллер был создан Люсьеном Шовьером , который изучал теорию конструкции пропеллера, будучи студентом Школы искусств и ремесел в Анжере . Шовьер был пионером сложной строительной техники с использованием пластин из орехового дерева . Пропеллер Шовьера использовался Блерио во время полета через Ла-Манш, и важность вклада Шовьера была признана наградой Аэроклуба Франции серебряной медалью.

Теоретический

Достижение пилотируемого полета привело к созданию центров авиационных исследований во многих странах. В 1907 году Людвиг Прандтль , который поступил в Геттингенский университет в 1904 году, основал Modellversuchsanstalt für Aerodynamik der Motorluftschiff-Studiengesellschaft [общество по испытанию аэродинамических моделей дирижаблей с двигателем]. Геттингенский университет станет мировым лидером в области аэродинамических исследований. В 1909 году Анри Дойч де ла Мёрт открыл факультет воздухоплавания в Парижском университете. Во Франции знаменитый инженер Гюстав Эйфель провел серию экспериментов по изучению влияния сопротивления ветра на движущиеся тела, сбрасывая испытательный аппарат на проволоку, подвешенную к Эйфелевой башне : позже он построил у основания башни аэродинамическую трубу, в которой модели многих первых французских самолетов были испытаны и проведены новаторские работы по аэродинамическим профилям.

Обучение пилотов

Многие из конструкторов-пионеров открыли собственные летные школы. Подготовка пилотов была элементарной: хотя модель A Райта, используемая братьями Райт для обучения в Европе, была оснащена двойным управлением, Самолеты с двойным управлением обычно не использовались, и начинающим пилотам часто просто поручали управлять машиной и предлагали перейти от руления самолета, а затем коротких полетов по прямой к полетам с поворотами. Иногда опыт наземного обслуживания накапливался с использованием специальных короткопролетных машин, неспособных к полету, таких как Blériot Pinguin . Большая часть летной подготовки проводилась рано утром или вечером, когда ветер обычно слабый, и время, необходимое для получения лицензии, во многом зависело от погоды.

Популярное влияние

Парижский воздушный салон 1909 года.

Полеты на дирижаблях Сантос-Дюмона уже сделали его знаменитостью, и хотя воздухоплавание оставалось популярным занятием среди богатых, авиация тяжелее воздуха быстро стала популярным зрелищным видом спорта, и крупные центры авиации, такие как Исси-ле-Мулино , Бруклендс и аэродром Хендон привлекли толпы любопытных зрителей. Первая авиационная встреча была проведена в Жювиси в мае 1909 года, а в августе последовала Grand Semaine d'aviation: позже в том же году авиационные встречи были проведены в Англии в Донкастере и Блэкпуле , а показательные полеты были выполнены во многих европейских городах, в том числе Берлин , Вена и Бухарест .

Первая публичная демонстрация полетов в Бруклендсе, уже созданном как автодром, была проведена в конце октября 1909 года Луи Поланом: около 2000 зрителей наблюдали, как он летал на высоту 720 футов. Бруклендс вскоре стал одним из крупнейших центров авиационной деятельности Великобритании с несколькими летными школами. В 1910 году Луи Полан и Клод Грэм-Уайт боролись за приз Daily Mail за полет между Лондоном и Манчестером, привлекая внимание к крупным авиагонкам на дальние расстояния, таким как « Трасса Европы» и «Воздушное дерби», начавшимся в 1911 году. толпы; в то время как в том же году в Соединенных Штатах, пригороде Чикаго, штат Иллинойс, в Цицероне, штат Иллинойс, существовал важный авиационный объект аэродромного формата , который действовал в течение нескольких лет. до его закрытия и переезда в 1916 году.

Военный интерес

Эли взлетает с авианосца «Бирмингем» , 14 ноября 1910 года.

Военное использование воздушных шаров уже было широко распространено: воздушные шары применялись во время Гражданской войны в США , когда Фердинанд фон Цеппелин впервые испытал легче воздуха. полет – и англо -бурская война . Многие военные традиционалисты отказывались рассматривать самолеты как нечто большее, чем игрушки, но это было уравновешено сторонниками новых технологий, и к концу 1911 года как США, так и основные европейские страны создали авиационное вооружение тяжелее воздуха.

Франция имела самую воздушную армию. Школа воздухоплавания в Шале-Медоне долгое время была центром инноваций, и в декабре 1909 года военное министерство Франции начало отправлять армейских офицеров и унтер-офицеров для обучения пилотов в гражданские школы. В марте 1910 года было создано Établissement Militaire d'Aviation для проведения экспериментов с самолетами, а 22 октября 1910 года было создано Aéronautique Militaire как подразделение армии. В феврале 1912 года французские военные оценки выделили двенадцать миллионов франков (почти полмиллиона фунтов) на авиацию и заявили, что у них есть 208 самолетов, с намерением увеличить это число до 334 к концу года. В это время британское правительство планировало потратить 133 000 фунтов стерлингов на авиацию, из которых 83 000 фунтов стерлингов пришлось на машины тяжелее воздуха.

В Англии эксперименты с полетом на самолетах тяжелее воздуха проводились на армейской фабрике воздушных шаров в Фарнборо под руководством полковника Джона Кэппера . В октябре 1908 года Сэмюэл Коди пролетел на самолете № 1 британской армии на расстояние 424 м (1391 фут), а Дж. У. Данн провел ряд успешных экспериментов по планированию, проведенных в условиях большой секретности в Блэр-Атолле в Шотландии, но в 1909 г. Британское военное ведомство прекратило всякое официальное финансирование авиации тяжелее воздуха, предпочитая тратить деньги на дирижабли. Стремясь рационализировать авиационные исследования военный министр , Ричард Холдейн учредил Консультативный комитет по аэронавтике и назначил Мервина О'Гормана , инженера-электрика с большими управленческими навыками, директором завода по производству воздушных шаров:

В 1911 году военное министерство учредило воздушный батальон, сформированный из роты № 1 (дирижаблей) в Фарнборо и роты № 2 (самолетов) в Ларк-Хилл на равнине Солсбери . Первым военным пилотам пришлось учиться летать за свой счет, многие делали это в Бристольской школе, основанной в 1910 году в Ларк-Хилл. Два бристольских бокскайта из школы участвовали в армейских маневрах на Солсбери-Плейн в 1910 году, один из них был оснащен радиопередатчиком. В конце 1910 года Фрэнсис МакКлин предложил Адмиралтейству одолжить два самолета для обучения военно-морских офицеров полетам, а Джордж Кокберн предложил выступить в качестве летного инструктора. Четыре офицера были отобраны для летной подготовки в Истчерче , они явились на обучение 1 марта 1911 года и получили лицензии (крылья) за шесть недель. В октябре 1911 года Королевский флот приобрел два самолета и основал Военно-морскую летную школу в Истчерче. получила контракт В 1912 году компания Vickers на производство первого самолета, специально предназначенного для воздушного боя. Экспериментальный боевой биплан №1 . Ранее Вуазен выставлял на Парижском аэросалоне 1911 года самолет, непрактично оснащенный тяжелой митральезой , а французы также экспериментировали с установкой пулеметов на существующие типы.

В Соединенных Штатах братьям Райт после многих попыток удалось привлечь серьезное внимание армии, и в декабре 1907 года Корпус связи армии США выпустил спецификацию на военный самолет. Орвилл Райт провел успешную демонстрацию армии 3 сентября 1908 года.

17 сентября 1908 года был совершен полет с лейтенантом Томасом Селфриджем на борту в качестве официального наблюдателя. Через несколько минут полета на высоте около 100 футов (30 м) пропеллер раскололся и разбился, в результате чего Флайер вышел из-под контроля. Селфридж получил перелом черепа в результате крушения и скончался в тот же вечер в близлежащем армейском госпитале, став первым человеком, погибшим в авиакатастрофе. Орвилл также был серьезно ранен. Авиационная дивизия Корпуса связи США Американские военные стали пионерами морской авиации: первый взлет с корабля был осуществлен 14 ноября 1910 года Юджином Эли на биплане Curtiss, который управлялся с временной платформы, установленной над носовой частью легкого крейсера USS Birmingham . Два месяца спустя, 18 января 1911 года, Эли приземлился на платформе броненосного крейсера USS Pennsylvania .

Самое раннее зарегистрированное применение взрывоопасных боеприпасов любого типа с самолета произошло 1 ноября 1911 года, когда итальянский пилот Джулио Гавотти размером с грейпфрут сбросил несколько гранат Ципелли на османские позиции в Ливии. Налет Гавотти не привел к жертвам, а функционально привел только к Самый ранний известный случай беспокоящего огня с воздуха , но он ознаменовал первое известное использование самолета в боевых целях.

Первое реальное применение авиации в войне было осуществлено Италией во время Итало-турецкой войны 1912 года, где авиация использовалась для разведки (в том числе для аэрофотосъемки позиций противника) и бомбардировок. Самолеты также использовались в Балканских войнах 1912–1913 годов.

См. также

• Авиационный портал
• Исторический портал
• Технологический портал

Ссылки

• Эллиотт, Брайан А. (2000). Блерио: Вестник эпохи . Страуд, Глостершир: Аркадия. ISBN  0-7524-1739-8 .
• Гиббс-Смит, CH (1974). Возрождение европейской авиации . Лондон: HMSO. ISBN  0-11-290180-8 .
• Гиббс-Смит, CH (2003). Авиация: исторический обзор . Лондон: НМСИ. ISBN  1-900747-52-9 .
• Халлион, Ричард П. (2003). Взлетая . Нью-Йорк: ОУП. ISBN  0-19-516035-5 .