Райт Планер

Райт Планер
Уилбур (слева) и Орвилл запускают свой планер 1901 года в качестве воздушного змея.
Роль	Экспериментальный планер
Национальное происхождение	Соединенные Штаты
Дизайнер	Орвилл и Уилбур Райт
Количество построенных	1 кайт, 4 планера
Развитый в	Райт Флаер

Братья Райт спроектировали, построили и управляли серией из трех пилотируемых планеров в 1900–1902 годах, работая над достижением полета с двигателем . Они также провели предварительные испытания воздушного змея в 1899 году. В 1911 году Орвилл провел испытания гораздо более сложного планера. Ни змей, ни планеры не сохранились, но их копии были построены.

1899 см.

Воздушный змей 1899 года, на котором Уилбур запускал возле своего дома в Дейтоне , штат Огайо, имел размах крыльев всего 5 футов (1,5 м). Этот корабль из соснового дерева и шеллака, хотя и слишком мал для перевозки пилота, проверял концепцию деформации крыла для управления креном , которая оказалась важной для решения братьями проблемы управляемого полета. Райты сожгли корабль вместе с другим мусором в 1905 году.

планер 1900 года

Планер Райта 1900 года был первым планером братьев, способным перевозить человека. Его общая конструкция была основана на Октава Шанюта двухпланерном планере 1896 года. Профиль его крыла был заимствован из опубликованных Отто Лилиенталя таблиц аэродинамической подъемной силы. Планер был разработан с возможностью деформации крыла для полноразмерного тестирования концепции, впервые опробованной на Wright Kite 1899 года.

23 сентября 1900 года Уилбур написал из Китти Хок: «Моя идея состоит в том, чтобы просто экспериментировать и практиковаться с целью решения проблемы равновесия. Когда машина находится под должным контролем при любых условиях, проблема с двигателем будет быстро решена. Я конструирую свою машину, способную выдержать вес, в пять раз превышающий мой... скрепленный, как мост». При весе 52 фунта (24 кг) планер имел размах крыла 17,5 футов (5,3 м), площадь крыла 155 квадратных футов (14,4 м). ² ), а крылья были изогнуты в соотношении 1 к 22. В 1924 году Орвилл писал: «... мы сохранили лифт впереди в течение многих лет, потому что он абсолютно предотвратил пикирование, подобное тому, в котором Лилиенталь с тех пор встретили свою смерть и многие другие». Гарри Б. Комбс отметил: «...поскольку лифт был впереди, а не сзади, самолет, когда он остановился, вместо того, чтобы развернуться и убить их, как это сделал бы обычный самолет, просто спрыгнул с парашютом на землю в плоском положении. Передний руль высоты также служил визуальным индикатором положения самолета в полете». Летчик будет управлять кораблем из положения лежа на нижнем крыле, чтобы уменьшить сопротивление ветра.

Планер впервые был запущен в качестве беспилотного воздушного змея 5 октября 1900 года недалеко от Китти-Хок , Северная Каролина. Затем Уилбур ехал в роли пилота, а люди на земле держали тросы, прикрепленные к воздушному кораблю. Впоследствии Уилбур совершил около дюжины бесплатных полетов за один день, завершив сезонные испытания. Братья бросили планер, когда покинули лагерь 23 октября, и в конце концов он исчез во время сильного шторма в регионе. Тканевая обшивка компонентов крыла была подарена жене помощника Билла Тейта, чья семья Уилбур впервые остановилась в Китти-Хок в 1900 году. Миссис Тейт якобы использовала этот материал для пошива платьев для своих дочерей.

Впоследствии, как писал Уилбур, «продольная балансировка и рулевое управление осуществлялись с помощью горизонтального руля направления, выступающего перед плоскостями. Боковая балансировка и рулевое управление вправо и влево достигались за счет увеличения наклона крыльев на одном конце и уменьшения их наклона на другом конце. другой." Братья продемонстрировали две трети будущей трехмерной системы управления (вертикального руля направления планер не имел).

планер 1901 года

Орвилл с планером 1901 года, нос которого направлен в небо.

Планер Райта 1901 года был вторым из экспериментальных планеров братьев. Они испытали его над холмами Килл-Девил , в четырех милях к югу от Китти-Хок. Планер был похож на версию 1900 года, но имел крылья большего размера. Первый полет он совершил 27 июля 1901 года и был списан 17 августа. За это время он совершил от 50 до 100 свободных полетов, помимо полетов на привязи в качестве воздушного змея.

Новый планер, снова действуя с холма Биг-Килл-Девил-Хилл, теперь имел размах крыла 22 фута (6,7 м), хорду 7 футов (2,1 м), площадь крыла 290 квадратных футов (27 м). ² ) и весил 98 фунтов (44 кг). Однако развал был увеличен до соотношения 1 к 12 с тупой кромкой. Эта новая конструкция крыла потребовала от Уилбура полностью отклонить руль высоты, чтобы планер полетел, и Уилбур впервые столкнулся со сваливанием. Однако расположение руля высоты вперед позволило планеру спускаться плавно, а не падать в штопор. Уилбур отмечал, что при слабом ветре «центр давления находился впереди центра тяжести», тогда как при увеличении скорости ветра центр давления перемещался назад, пока при сильном ветре «центр давления не достигал точки даже позади центра тяжести». Это открытие побудило братьев уменьшить глубину кривизны крыла. Уилбур отметил, что с этой модификацией «... мы совершали планирование за планированием, иногда следуя за землей, а иногда плывя в воздухе». Они также измерили давление под различными углами падения и отметили, что давление было не под прямым углом к ​​хорде, как ожидалось, а было наклонено вперед, преодолевая сопротивление конструкции, а также создавая подъемную силу. Однако измеренная подъемная сила составила лишь треть того, что они рассчитали. Это заставило их усомниться в Коэффициент Смитона, используемый для расчета этой подъемной силы, ставит под сомнение расчеты Отто Лилиенталя и Сэмюэля Лэнгли . Планер также использовался для начала разворота с использованием деформации крыла, что привело к неожиданности. Уилбур отметил, что «перевернутое крыло кажется отстающим, но сначала поднимается». Для этого потребуется третий способ управления планером, помимо деформации крыла и отклонения руля высоты.

Ребра крыла прогнулись под тяжестью пилота, исказив форму профиля крыла. Братья устранили неполадку, но крылья по-прежнему создавали гораздо меньшую подъемную силу, чем ожидалось, а деформация крыла иногда заставляла планер разворачиваться в противоположном направлении: это было открытие и первое описание неблагоприятного рыскания . После завершения испытаний братья хранили планер в сарае своего лагеря. Сарай и планер позже были сильно повреждены ураганом. Стойки крыла были сохранены для Планера 1902 года, но остальные были заброшены.

По словам Комбса, «когда Райты впервые испытали свой планер 1900 года на холме Биг-Килл-Девил-Хилл, они обнаружили, что их расчеты ошибочны. На самом деле, к их горькому разочарованию, планер произвел примерно половину расчетной подъемной силы. Они наблюдали что сопротивление, или сопротивление всей рамы, когда она не имела веса и, следовательно, летела под очень пологим углом атаки, было намного меньше, чем они ожидали, возможно, более чем вдвое меньше». Расхождение произошло из-за того, что Райты использовали опубликованное значение 0,005 для коэффициента давления воздуха (коэффициент Смитона). Убежденные, что значение этого коэффициента было ошибочным, они в результате своих экспериментов получили меньшее значение 0,0033, что объяснило, почему подъемная сила и сопротивление оказались меньше, чем первоначально рассчитывалось и ожидалось.

планер 1902 года

Планер Райта 1902 года (пилотировал Уилбур) во время одного из первых испытательных полетов перед заменой фиксированного двойного заднего вертикального руля направления на одиночный управляемый руль направления.

Планер Райта 1902 года был третьим планером свободного полета, построенным братьями. Это был их первый планер, в котором было реализовано управление рысканьем с помощью заднего руля направления, и его конструкция привела непосредственно к созданию моторизованного 1903 года флаера Райта .

Братья испытали в аэродинамической трубе около 200 конфигураций крыльев, варьируя удлинения, кривизны, развалы, двугранные и угловые формы в комбинациях монопланов и многокрыльев. Каждый профиль был изготовлен из листового металла со сварными передними кромками. Уилбур описал использование «выпрямителя ветра... ряда узких вертикальных поверхностей», чтобы получить «ток, почти постоянный по направлению. Сам инструмент монтировался в длинную квадратную трубку или желоб, имеющий стеклянную крышку... Имея длину 6 футов (1,8 м) и площадь 16 дюймов (41 см), ветер создавался вентилятором, соединенным шестернями с небольшим двигателем внутреннего сгорания, спроектированным и построенным братьями. По словам Уилбура, получившийся в результате новый планер имел размеры «...32 фута (9,8 м) х 5 футов (1,5 м) и площадь 305 квадратных футов (28,3 м). ² ) вообще. Кривизна составляет примерно 1 из 25. Есть признаки того, что он будет скользить под углом примерно от 7° до 7½° вместо 9½° до 10°, как в прошлом году». хорда от передней кромки носового руля высоты теперь стала меньше - 15 квадратных футов (1,4 м). ² ) и в форме небольшого крыла. Планер включал в себя тазобедренную опору для контроля деформации крыла и два фиксированных вертикальных руля направления, каждый размером примерно 1 фут (0,30 м) на 6 футов (1,8 м).

Братья спроектировали планер 1902 года зимой 1901/02 года. Конструкция крыла была основана на данных обширных испытаний миниатюрных профилей в самодельной аэродинамической трубе. Они построили компоненты планера в Дейтоне и завершили сборку в своем лагере в Килл-Девил-Хиллз в сентябре 1902 года. Полеты проходили с 19 сентября по 24 октября. Чтобы справиться с обнаружением в 1901 году неблагоприятного отклонения от курса планера, Райты протестировали двойной фиксированный задний руль направления, надеясь улучшить управление поворотом, но несколько раз пилот не смог прекратить поворот и столкнулся с землей. «Добавление фиксированной вертикальной лопатки в задней части усугубило проблему и сделало машину абсолютно опасной». Братья решили убрать один руль направления, а затем сделать управляемым оставшийся руль направления, чтобы добиться лучшего управления.

Новый руль направления был готов к 6 октября, имел высоту 5 футов (1,5 м), ширину 14 дюймов (36 см) и угол поворота влево или вправо на 30 градусов. Повороты координировались путем прикрепления руля направления к тем же тросам, управляющим короблением крыла. По словам Комбса, «в последние недели октября в Китти-Хоке они совершили более тысячи планирующих полетов. В ряде случаев они пролетали более 600 футов и занимали до 26 секунд за один полет. Они летали при ветре». со скоростью более 30 миль в час». Самое главное, что оба брата летали, а первый полет Орвилла состоялся 23 сентября. Уилбур отметил: «Теперь мы держим все рекорды! Самая большая машина, с которой мы управляли в любую погоду, совершила самое длинное планирование (по-американски), самое долгое время в воздухе, наименьший угол снижения и самый сильный ветер!! !"

В сентябре 1903 года они обнаружили, что их планер 1902 года пережил зиму, хотя его здание было оторвано от фундамента на 2 фута (0,61 м). Они использовали планер 1902 года для отработки полетов при подготовке моторизованного флаера Райта . Они построили новое здание размером 44 фута (13 м) на 16 футов (4,9 м) на 9 футов (2,7 м) и построили печь, чтобы согреться, совершив несколько планирующих полетов. 3 октября они установили мировой рекорд выносливости планера - 43 секунды, затем в ноябре они установили новый рекорд - 1 минуту и ​​12 секунд.

На одной из их фотографий видно, что они установили второй вертикальный плавник как часть управляемого заднего руля направления, что соответствует оригинальному дизайну, а также конструкции двойного заднего руля направления Flyer с электроприводом. Последний раз планер поднимался в воздух в ноябре 1903 года. После успешных полетов с двигателем они вернули планер на хранение в лагерь, прежде чем вернуться домой на Рождество. Когда они в следующий раз посетили Китти-Хок в 1908 году, чтобы протестировать свой улучшенный Wright Flyer III , погода в Аутер-Бэнкс сделала свое дело: складской ангар и планер внутри были разрушены. Сегодня уцелевшая часть законцовки крыла планера 1902 года хранится в Национальном музее авиации и космонавтики, в нескольких футах от флаера Райта 1903 года .

Технические характеристики

Источник: Планер Райта 1902 года - Национальный музей авиации и космонавтики.

Общие характеристики

• Экипаж: 1
• Длина: 16 футов 1 дюйм (4,9 м)
• Размах крыльев: 32 фута 1 дюйм (9,8 м)
• Высота: 8 футов 0 дюймов (2,4 м)
• Площадь крыла: 305 кв. футов (28,3 м ² )
• Пустой вес: 117 фунтов (53 кг)

планер 1911 года

Планер 1911 года над холмами Килл-Девил. Коллекция Райта Библиотеки Конгресса .

В 1911 году Орвилл Райт вернулся в Килл-Девил-Хиллз с новым планером в сопровождении своего английского друга Алека Огилви . Орвилл намеревался испытать систему автоматического управления на планере, но не сделал этого из-за присутствия репортеров (в конце концов он усовершенствовал систему на самолете с двигателем в 1913 году). Планер имел то, что тогда стало обычным хвостовым оперением, а не передний руль высоты или «утку» . Пилот также сидел с ручным управлением, а не лежал ничком в люльке, как в оригинальных планерах. 24 октября Орвилл летел на планере над холмом Килл-Девил при скорости ветра 40 миль в час (64 км/ч) в течение 9 минут 45 секунд, что намного превышает предыдущую продолжительность планирования братьев. Рекорд продержался десять лет, пока в 1921 году в Германии Вольфганг Клемперер не побил его .

Общие характеристики

• Экипаж: 1
• Длина: 21 фут 6 дюймов (6,5 м)
• Размах крыльев: 32 фута 0 дюймов (9,8 м)
• Высота: 9 футов 10 дюймов (3 м)
• Площадь крыла: 300 кв. футов (28 м ² )
• Пустой вес: 170 фунтов (77 кг)

Реплики

Реплика планера Райта 1902 года на выставке в Смитсоновском национальном музее авиации и космонавтики . На выставке также представлен фрагмент нервюры крыла оригинального планера 1902 года.

Существует несколько копий планеров. Историк братьев Райт Рик Янг из Ричмонда, штат Вирджиния, построил 9 точных рабочих копий всех планеров Райт и Флаера 1903 года . Планеры Янга 1902 года появлялись в многочисленных фильмах и телевизионных документальных фильмах, в том числе в IMAX фильме 1986 года «На крыле» . Одна из его копий 1902 года выставлена ​​в галерее братьев Райт Смитсоновского национального музея авиации и космонавтики . Музей авиации Вирджинии В международном аэропорту Ричмонда находятся самолет Wright 1899 Kite, планеры 1900, 1901 и 1902 годов, а также Flyer 1903 года , построенные Янгом. В 2011 году Янг исследовал и построил точную копию планера Райта 1911 года, которая была выставлена ​​​​во время мероприятия Soaring 100 у Национального памятника братьев Райт в ознаменование 100-летия рекордного полета Орвилла Райта.

Реплика планера 1902 года выставлена ​​в Национальном историческом парке Дейтонского авиационного наследия в Дейтоне, штат Огайо.

Еще одна копия планера 1902 года также выставлена ​​в Национальном музее парения США в Эльмире, Нью-Йорк .

Полномасштабная копия планера 1902 года была построена и выставлена ​​в Музее авиации и космонавтики Сан-Диего в Сан-Диего, Калифорния .

Еще одна копия, уменьшенная в полтора раза модель, выставлена ​​в Музее авиации и космонавтики Wings Over the Rockies в Денвере, штат Колорадо .

Команда под руководством Ника Энглера из компании Wright Brothers Airplane Company также построила копии всех трех планеров.

Реплика планера 1911 года была построена Эрнестом Швейцером к 75-летию парящего полета Орвилла. С 1986 года он висит в Национальном музее парящих самолетов в Эльмире, штат Нью-Йорк.

Некоторые реплики летают и в наше время.

Ссылки

• Крауч, Том, «Азарт изобретений». Air&Space/Смитсоновский институт , апрель/май 1998 г., стр. 22–30.
• Уэскотт, Линэнн, Паула Деген (1983). Ветер и песок: История братьев Райт в Китти-Хок . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Harry N. Abrams, Inc. {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) Включает выдержки из дневников и переписки, относящиеся к братьям Райт и их экспериментам.

Внешние ссылки

СМИ, связанные с планером Райта, на Викискладе?

• Журналы полетов братьев Райт
• Письмо Орвилла Райта о первом полете Фонд рукописей Шэпелла
• Фотографии планера Райта 1902 года.
• Джон Дэвид Андерсон, Введение в полет (2004)