Ранние летающие машины - Early flying machines
Ранние летающие машины включать все формы самолет изучены или построены до развития современных самолет к 1910 году. История современных полетов начинается более чем за столетие до первого успешного пилотируемого самолета и самых первых самолетов за тысячи лет до этого.
Первобытное начало
Легенды
В некоторых древних мифологиях встречаются легенды о людях, использующих летательные аппараты. Одна из самых ранних известных - греческая легенда о Дедал; в Овидий Согласно версии, Дедал скрепляет перья ниткой и воском, чтобы имитировать крылья птицы.[1][а] Другие древние легенды включают индийские Вимана летающий дворец или колесница, Колесница Иезекииля, Ирландцы Рот Рамах построенный слепым друидом Кружка Руит и Саймон Маг, разные рассказы о волшебные ковры, и мифические британцы Король Бладуд, который создал летающие крылья. Летающий трон Кая Кавуса был легендарным кораблем с орлиным двигателем, построенным мифическим персидским шахом Каем Кавусом, на котором он летал до Китай.
Ранние попытки
В конце концов некоторые пытались построить летающие устройства, такие как крылья, похожие на птичьи, и летать, прыгая с башни, холма или утеса. В этот ранний период физические проблемы подъемной силы, устойчивости и контроля не были поняты, и большинство попыток закончились серьезными травмами или смертью. В I веке нашей эры китайский император Ван Ман нанял специалиста-разведчика для привязки птичьих перьев; он утверждал, что планировал около 100 метров.[3] В 559 году нашей эры Юань Хуантоу считается, что он благополучно приземлился после вынужденного прыжка с башни.[4]
В Андалузский ученый Аббас ибн Фирнас (810–887 гг.), Как сообщается, совершил прыжок в Кордова, Испания, покрывая его тело перьями стервятника и прикрепляя два крыла к его рукам.[5][6] О попытке полета сообщил в 9 веке Мухаммад I Кордовский придворный поэт Мумин ибн Саид, а позже более подробно к 17 веку Алжирский историк Ахмед Мохаммед аль-Маккари основано на источниках, которые больше не сохранились. Они сообщают, что Фирнас пролетел некоторое расстояние, прежде чем приземлиться с некоторыми травмами, связанными с отсутствием хвоста (как птицы обычно приземляются).[7] Историк Линн Таунсенд Уайт-младший. заключает, что ибн Фирнас совершил первый успешный полет в истории.[b] Написав в двенадцатом веке, Уильям Мальмсбери заявил, что бенедиктинский монах XI века Эйлмер из Малмсбери прикрепил крылья к рукам и ступням и пролетел небольшое расстояние, но при приземлении сломал обе ноги, также не позаботившись сделать себе хвост.[5][7]
Ранние воздушные змеи
В воздушный змей был изобретен в Китае, возможно, еще в V веке до нашей эры. Mozi (также Мо Ди) и Лу Бань (также Gongshu Ban).[8] Эти листовые воздушные змеи были созданы путем натягивания шелка на разрезанный бамбуковый каркас. Самые ранние известные китайские воздушные змеи были плоскими (не изогнутыми) и часто прямоугольными. Позже бесхвостые воздушные змеи включали стабилизирующую дугу. Дизайн часто имитировал летающих насекомых, птиц и других животных, как реальных, так и мифических. Некоторые из них были оснащены струнами и свистками, чтобы издавать музыкальные звуки во время полета.[9][10][11]
В 549 году нашей эры воздушный змей, сделанный из бумага использовался как сообщение для спасательной операции.[12] Древние и средневековые китайские источники перечисляют другие применения воздушных змеев для измерения расстояний, проверки ветра, подъема людей, сигнализации и связи для военных операций.[12]
После введения в Индия, кайт в дальнейшем эволюционировал в истребитель воздушный змей.[нужна цитата ] Традиционно это небольшие, нестабильные однолинейные плоские змеи, в которых для контроля используется только натяжение лески, а абразивная леска используется для срезания других змеев.
Воздушные змеи также распространены повсюду Полинезия, поскольку Новая Зеландия. Антропоморфные воздушные змеи, сделанные из ткани и дерева, использовались в религиозных церемониях для отправки молитв богам.[13] К 1634 году воздушные змеи достигли Запада, и изображение алмазного воздушного змея с хвостом появилось у Бэйта. Тайны природы и искусства.[14]
Воздушные змеи для перевозки людей
Считается, что воздушные змеи для перевозки людей широко использовались в древнем Китае как в гражданских, так и в военных целях и иногда применялись в качестве наказания.[15] Истории о воздушных змеях, несущих человека, также встречаются в Японии после появления воздушного змея из Китая примерно в седьмом веке нашей эры. Говорят, что когда-то в Японии существовал закон, запрещающий носить воздушных змеев.[15]
В 1282 году европейский исследователь Марко Поло описал современные китайские методы и прокомментировал связанные с ними опасности и жестокость. Чтобы предсказать, должен ли корабль плыть, человека привязывали к воздушному змею, имеющему прямоугольную решетчатую структуру, а последующий образец полета использовался для предсказания перспективы.[15]
Крылья ротора
Использование ротор для вертикального полета существует с 4 века нашей эры в виде бамбуковый вертолет, старинная китайская игрушка.[16] Бамбуковый вертолет вращается путем вращения палки, прикрепленной к ротору. Вращение создает подъемную силу, и игрушка летит, когда ее отпускают.[17] Философ Ге Хонг книга, Баопузи («Мастер, обнимающий простоту»), написанное около 317 г., описывает апокрифическое использование возможного ротора в самолетах: «Некоторые сделали летающие машины [feiche 飛車] из дерева из внутренней части дерева мармелад, используя бычью кожу (ремни) прикреплены к возвратным ножам, чтобы привести машину в движение ».[18]
Подобный "moulinet à noix" (ротор на гайке), а также игрушки-веревочки с четырьмя лопастями появились в Европе в XIV веке.[19][20]
Горячие воздушные шары
С древних времен китайцы понимали, что горячий воздух поднимается, и применили этот принцип к типу небольших воздушный шар называется небесный фонарь. Небесный фонарь состоит из бумажного шарика, под которым или внутри которого помещается фонарик. Небесные фонарики традиционно запускаются для удовольствия и во время фестивалей. Согласно с Джозеф Нидхэм, такие фонари были известны в Китае с III века до нашей эры. Их военное использование приписывается генералу Чжугэ Лян, который, как говорят, использовал их, чтобы запугать вражеские войска.[21]
Есть свидетельства того, что китайцы также «решили проблему воздушной навигации» с помощью воздушных шаров за сотни лет до 18 века.[22]
Ренессанс
Со временем некоторые исследователи начали открывать и определять некоторые основы научного проектирования самолетов. Силовые конструкции были либо еще управляемый рабочей силой или использовали металлическую пружину. В его книге 1250 г. De mirabili potestate artis et naturae (Тайны искусства и природы), англичанин Роджер Бэкон предсказал будущие конструкции воздушного шара, наполненного неопределенным эфиром, а также управляемого человеком орнитоптер,[23] утверждая, что знает кого-то, кто изобрел последнее.[24]
Леонардо да Винчи
Леонардо да Винчи много лет изучал полет птиц, рационально анализируя его и предвидя многие принципы аэродинамика. Он понял, что «объект оказывает такое же сопротивление воздуху, как воздух - объекту»,[25] ожидая Исаак Ньютон с третий закон движения (опубликовано в 1687 г.). Начиная с последних лет 15-го века, Леонардо писал и делал наброски многих конструкций летательных аппаратов и механизмов, включая орнитоптеры, планеры с неподвижным крылом, винтокрылые летательные аппараты и парашюты. Его ранние проекты были с двигателями, включая винтокрылые и орнитоптеры (улучшение предложения Бэкона путем добавления стабилизирующего хвоста).[20] В конце концов он осознал их непрактичность и обратился к управляемому планирующему полету, а также набросал некоторые конструкции, приводимые в движение пружиной.[26]
В 1488 году Леонардо нарисовал дельтаплан конструкция, в которой внутренние части крыльев закреплены, а некоторые управляющие поверхности выполнены в сторону кончиков (как при планирующем полете птиц). Его рисунки сохранились и в принципе признаны годными для полетов, но сам он никогда не летал на таком корабле.[27] Модель, которую он построил для испытательного полета в 1496 году, не летала, и некоторые другие конструкции, такие как четырехместная винтовая модель. вертолет, имеют серьезные недостатки. Он нарисовал и написал о проекте орнитоптера около 1490 года. Работы Леонардо оставались неизвестными до 1797 года, поэтому не оказали никакого влияния на развитие событий в течение следующих трехсот лет. И его замыслы не основывались на особо хорошей науке.[28]
Другие попытки
В 1496 году человек по имени Секчо сломал обе руки. Нюрнберг при попытке полета.[нужна цитата ] В 1507 г. Джон Дамиан привязали крылья, покрытые куриными перьями, и прыгнули со стенок Замок Стирлинг в Шотландии сломал бедро; Позже он обвинил это в том, что не использовал орлиные перья.
Самый ранний отчет о попытке реактивный полет восходит к Османская империя. В 1633 году авиатор Лагари Хасан Челеби как сообщается, использовала конусообразную ракета сделать первую попытку полета на реактивном самолете.[29]
Фрэнсис Уиллоби Предложение, опубликованное в 1676 году, о том, что человеческие ноги по силе больше сравнимы с птичьими крыльями, чем с руками, иногда оказывало влияние. 15 мая 1793 года испанский изобретатель Диего Марин Агилера прыгнул со своим планер с самой высокой части замка Coruña del Conde, достигая высоты около 5-6 м,[требуется разъяснение ] и прохождение около 360 метров. Еще в 1811 году Альбрехт Берблингер построил орнитоптер и прыгнул в Дунай в Ульм.[30]
Легче воздуха
Шарики
Современная эра полетов легче воздуха началась в начале 17 века с Галилео Галилей эксперименты, в которых он показал, что воздух имеет вес. Около 1650 г. Сирано де Бержерак написал несколько фэнтезийных романов, в которых описал принцип подъема с использованием вещества (росы), которое он считал легче воздуха, и опускания путем высвобождения контролируемого количества вещества.[22] Франческо Лана де Терци измерил давление воздуха на уровень моря и в 1670 г. предложил первую научно достоверную подъемную среду в виде полых металлических сфер, из которых был откачан весь воздух. Они были бы легче вытесненного воздуха и могли бы поднять дирижабль. Предложенные им методы управления высотой все еще используются сегодня: перенос балласта, который можно сбросить за борт, чтобы набрать высоту, и вентиляция подъемных контейнеров, чтобы сбросить высоту.[31] На практике сферы де Терци разрушились бы под давлением воздуха, и дальнейшие разработки должны были ждать появления более практичных подъемных газов.
Первый задокументированный полет на воздушном шаре в Европе был выполнен на модели, созданной Бразильский священник Бартоломеу де Гужман. 8 августа 1709 г. Лиссабон, он сделал небольшой воздушный шар из бумаги с горящим огнем под ним, подняв его примерно на 4 метра (13 футов) перед королем Джон V и португальский суд.[31]
В середине 18 века Братья монгольфье начал 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. Принимая дым за пар, они начали наполнять свои воздушные шары горячим дымным воздухом, который они назвали «электрическим дымом». Несмотря на то, что они не полностью понимали принципы работы, они совершили несколько успешных запусков и в декабре 1782 года пролетели на 20 м.3 (710 куб футов) воздушный шар на высоту 300 м (980 футов). Французская Академия наук вскоре пригласила их в Париж для проведения демонстрации.
Между тем открытие водород светодиод Джозеф Блэк предложил использовать его в качестве подъемного газа примерно в 1780 году, хотя практическая демонстрация ждала газонепроницаемого материала баллона. Услышав приглашение братьев Монгольфье, член Французской академии Жак Шарль предложил аналогичную демонстрацию водородного шара, и это было принято. Чарльз и два мастера, братья Роберт, разработали герметичный материал из прорезиненного шелка и принялись за работу.
1783 год стал переломным для воздухоплавания. В период с 4 июня по 1 декабря пять отдельных французских воздушных шаров сделали важные открытия в авиации:
- 4 июня: Братья монгольфье беспилотный воздушный шар поднял овцу, утку и курицу в корзине, висящей внизу на Annonay.
- 27 августа: Профессор Жак Шарль и Братья Роберт летал беспилотный водородный шар. Газообразный водород образовался в результате химической реакции во время процесса заполнения.
- 19 октября: Montgolfiers запустили первый пилотируемый полет на привязном аэростате с людьми на борту. Фоли Титон в Париже. Летчики были учеными Жан-Франсуа Пилатр де Розье, руководитель производства Жан-Батист Ревейон, и Жиру де Виллет.
- 21 ноября: Montgolfiers запустили первый воздушный шар свободного полета с пассажирами-людьми. Король Людовик XVI изначально постановил, что осужденные преступники будут первыми пилотами, но Розье вместе с Маркиз Франсуа д'Арланд, успешно подала прошение о награждении. Они пролетели 8 км (5,0 миль) на воздушном шаре, питаемом дровами. 9 километров (5,6 миль) пройдено за 25 минут.
- 1 декабря: Жак Шарль и Николя-Луи Робер запустил пилотируемый водородный шар с Сад Тюильри в Париже. Они поднялись на высоту около 1800 футов (550 м) и приземлились на закате в Nesles-la-Vallée после полета продолжительностью 2 часа 5 минут - 22 мили (35 км). После выхода Роберта Чарльз решил подняться в одиночку. На этот раз он быстро поднялся на высоту около 3000 метров (9800 футов), где снова увидел солнце, но также испытал сильную боль в ушах.
У конструкций Монгольфье было несколько недостатков, не в последнюю очередь из-за необходимости в сухую погоду и из-за склонности искр от огня зажигать бумажный шар. У пилотируемой конструкции была галерея вокруг основания воздушного шара, а не подвесная корзина первой беспилотной конструкции, которая приближала бумагу к огню. Во время своего свободного полета Де Розье и д'Арланд брали ведра с водой и губки, чтобы потушить эти пожары по мере их возникновения. С другой стороны, пилотируемая конструкция Чарльза была по существу современной.[32] В результате этих подвигов воздушный шар стал известен как Montgolfière типа и водородный баллон Шарльер.
В следующий воздушный шар Чарльза и братьев Роберт был Шарльером, который последовал Жан Батист Менье предлагал удлиненный дирижабль и отличался наличием внешней оболочки с газом, содержащимся во втором, внутреннем баллон. 19 сентября 1784 года он совершил первый полет на расстояние более 100 километров (62 миль) между Парижем и Бёври, несмотря на то, что двигательные устройства с приводом от человека оказались бесполезными.
В январе следующего года Жан-Пьер Бланшар и Джон Джеффрис пересек Ла-Манш от Дувра до Bois de Felmores в Шарльере. Но аналогичная попытка наоборот закончилась трагедией. Чтобы попытаться обеспечить как выносливость, так и управляемость, де Розье разработал воздушный шар с баллонами с горячим воздухом и водородным газом, конструкция которого вскоре была названа в его честь. Розьер. Его идея заключалась в том, чтобы использовать водородную секцию для постоянного подъема и перемещаться по вертикали, нагревая и позволяя охлаждать секцию горячего воздуха, чтобы поймать наиболее благоприятный ветер на любой высоте, на которой он дует. Оболочка воздушного шара была сделана из кожа goldbeaters. Вскоре после начала полета было замечено, что де Розье выделяет водород, когда он воспламенился от искры, и воздушный шар загорелся, убив всех на борту. Источник искры неизвестен, но рекомендуется использовать статическое электричество или жаровню для секции горячего воздуха.[33]
Полеты на воздушном шаре быстро стали главной "модой" в Европе в конце 18 века, дав первое детальное понимание взаимосвязи между высотой и атмосферой. К началу 1900-х годов воздухоплавание было популярным видом спорта в Великобритании. Эти частные воздушные шары обычно используются угольный газ как подъемный газ. Он имеет примерно половину подъемной силы водорода, поэтому воздушные шары должны были быть больше; однако угольный газ был гораздо более доступным, и местные газовые предприятия иногда предлагали специальную облегченную формулу для полетов на воздушном шаре.[34]
Привязанные воздушные шары использовались во время американская гражданская война посредством Воздушный шар армии Союза. В 1863 году молодые Фердинанд фон Цеппелин, который действовал в качестве военного наблюдателя при Союзе Армия Потомака, впервые летал в качестве пассажира воздушного шара на воздушном шаре, который находился на вооружении армии Союза.[35] Позже в том же веке британская армия будет использовать воздушные шары наблюдения во время англо-бурская война.[36]
Дирижабли или дирижабли
Работа над созданием дирижабля (управляемого) воздушного шара, ныне называемого дирижабль, продолжалось спорадически на протяжении всего 19 века. Считается, что первый в истории устойчивый управляемый полет с двигателем состоялся 24 сентября 1852 года, когда Анри Жиффар пролетел около 27 км во Франции из Париж к Ловушки с Дирижабль жиффара,[37] а нежесткий дирижабль наполненный водородом и приводимый в действие мощностью 3 лошадиных силы (2,2 кВт) паровой двигатель управление 3-лопастным воздушным винтом.[нужна цитата ]
В 1863 г. Соломон Эндрюс летал на своем аэроне, управляемом дирижабле без двигателя в Перте Амбой, штат Нью-Джерси. В 1866 году он летал на более поздней модели вокруг Нью-Йорка и до Ойстер-Бэй, штат Нью-Йорк. Его техника скольжение под действием силы тяжести работает, изменяя подъемную силу, чтобы обеспечить движущую силу, когда дирижабль попеременно поднимается и опускается, и поэтому не требует силовой установки.
Дальнейший прогресс был сделан 9 августа 1884 года, когда первый полностью управляемый свободный полет совершил Чарльз Ренар и Артур Константин Кребс на электрическом дирижабле французской армии, La France.[нужна цитата ] Длина 170 футов (52 м), 66000 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), вернувшись в исходную точку. Это был первый полет по замкнутой цепи.[38]
Эти самолеты были непрактичными. Помимо того, что они в целом хрупкие и недолговечные, они были нежесткими или в лучшем случае полужесткими. Следовательно, было трудно сделать их достаточно большими, чтобы нести коммерческий груз.
Считать Фердинанд фон Цеппелин понял, что жесткая внешняя рама позволит намного больше дирижабля. Он основал дирижабль фирма, чья жесткая Люфтшифф Цеппелин 1 (LZ 1) сначала вылетел из Боденское озеро на швейцарской границе 2 июля 1900 года. Полет длился 18 минут. Второй и третий полеты, в октябре 1900 г. и 24 октября 1900 г. соответственно, побили рекорд скорости французского дирижабля La France 6 м / с (13 миль в час) на 3 м / с (7 миль в час).
Бразильский Альберто Сантос-Дюмон прославился проектированием, строительством и полетами дирижабли. Он построил и пилотировал первый полностью практичный дирижабль, способный к рутинным управляемым полетам. Со своим дирижаблем №6 он выиграл Приз Deutsch de la Meurthe 19 октября 1901 года рейсом, который вылетел из Сен-Клу, обогнул Эйфелеву башню и вернулся в исходную точку.[39] К этому моменту дирижабль стал первой практичной формой воздушного путешествия.
Тяжелее воздуха: парашюты и воздушные змеи
Парашюты
Дизайн да Винчи для пирамиды парашют оставался неопубликованным на протяжении веков. Первым опубликованным дизайном был хорватский Фаусто Веранцио с homo volans (летающий человек), появившийся в его книге Machinae novae (Новые машины) 1595 г. На основе корабельной паруса Он представлял собой квадрат материала, натянутый на квадратную раму и удерживаемый веревками. Парашютист подвешивался на веревках за каждый из четырех углов.[40]
Луи-Себастьен Ленорман считается первым человеком, совершившим спуск с парашютом при свидетелях. 26 декабря 1783 года он прыгнул с башни обсерватории Монпелье во Франции перед толпой, в которую входил Жозеф Монгольфье, используя парашют длиной 14 футов (4,3 м) с жестким деревянным каркасом.
Между 1853 и 1854 гг. Луи Шарль Летур разработал парашют-планер, состоящий из зонтичного парашюта с меньшими треугольными крыльями и вертикальным оперением под ним. Летур погиб после крушения в 1854 году.[c]
Воздушные змеи
Воздушные змеи наиболее примечательны в новейшей истории авиации, прежде всего, благодаря их способности переносить или поднимать людей, хотя они также сыграли важную роль в других областях, таких как метеорология.
Француз Гастон Био разработал воздушный змей для подъема людей в 1868 году. Позже, в 1880 году, Био продемонстрировал Французскому обществу воздушной навигации воздушный змей, основанный на конусе с открытым концом, похожий на воздушный змей. ветроуказатель но прикреплен к плоской поверхности.[нужна цитата ] Воздушный змей для перевозки людей был разработан капитаном в 1894 году. Баден Баден-Пауэлл, брат Лорд Баден-Пауэлл, который натянул цепочку из шестиугольных воздушных змеев на одну веревку. Значительное развитие произошло в 1893 году, когда австралийский Лоуренс Харгрейв изобрел коробчатый змей и некоторые эксперименты с переноской человека проводились как в Австралии, так и в Соединенных Штатах.[36] 27 декабря 1905 г. Нил МакДармид была поднята в воздух в Баддеке, Новая Шотландия, Канада, большим коробчатый змей названный Королем Мороза, разработанный Александр Грэхем Белл.
К тому времени воздушные шары использовались как для метеорологии, так и для военных наблюдений. Воздушные шары можно использовать только при слабом ветре, а воздушные шары - только при сильном ветре. Американец Сэмюэл Франклин Коди, работая в Англии, понял, что два типа судов позволяют работать в широком диапазоне погодных условий. Он разработал базовую конструкцию Харгрейва, добавив дополнительные подъемные поверхности для создания мощных подъемных систем с использованием нескольких воздушных змеев на одной линии. Коди провел множество демонстраций своей системы и позже продал четыре из своих «боевых воздушных змеев» Королевскому флоту. Его воздушные змеи также нашли применение для переноски метеорологических приборов в воздухе, и он стал членом Королевского метеорологического общества. В 1905 г. Сапер Мортон из воздушной секции британской армии был поднят на 2 600 футов (790 м) воздушным змеем на Aldershot под наблюдением Коди. В 1906 году Коди был назначен главным инструктором по кайтингу в армии. Школа воздухоплавания в Олдершоте. Вскоре он также присоединился к недавно созданной фабрике 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 привязи, как воздушный змей, а затем отпускался, чтобы свободно скользить. В 1907 году Коди затем установил авиадвигатель на модифицированный беспилотный «энергетический змей», предшественник своих более поздних самолетов, и запустил его внутри аэростата по проводу, подвешенному к столбам, перед принцем и принцессой Уэльскими. Британская армия официально приняла его боевых воздушных змеев для своих воздушных шаров в 1908 году.[36]
Тяжелее воздуха: продолжительный полет
17 и 18 века
Понимание Леонардо да Винчи того, что одних человеческих ресурсов недостаточно для продолжительного полета, было независимо открыто заново в 17 веке. Джованни Альфонсо Борелли и Роберт Гук. Гук понял, что потребуется какой-то двигатель, и в 1655 г. пружинный модель орнитоптера, которая явно могла летать.
Начались попытки спроектировать или сконструировать настоящий летательный аппарат, обычно состоящий из гондолы с поддерживающим куполом и закрылками с пружинным или механическим приводом для движения. Среди первых были Хауч и Бураттини (1648 г.). Среди других были «Пассарола» де Гужмана (1709 г.), Сведенборг (1716 г.), Десфорж (1772 г.), Бауэр (1764 г.), Меервейн (1781 г.) и Бланшар (1781 г.), которые позже добились большего успеха с воздушными шарами. Также появились винтокрылые вертолеты, в частности, из Ломоносова (1754 г.) и Поктона. Несколько моделей планеров летали успешно, хотя некоторые претензии оспариваются, но в любом случае ни один полноразмерный самолет не преуспел.[41]
Итальянский изобретатель, Тито Ливио Бураттини по приглашению Польский король Владислав IV к его суду в Варшава, построил в 1647 году модель самолета с четырьмя неподвижными крыльями планера.[42] Описанный как «четыре пары крыльев, прикрепленных к тщательно продуманному« дракону », он, как говорят, успешно поднял кошку в 1648 году, но не сам Бураттини.[43] Он пообещал, что «только самые легкие травмы» будут в результате посадки корабля.[44] Его «Dragon Volant» считается «самым сложным и совершенным самолетом, построенным до XIX века».[45]
Бартоломеу де Гужман "Пассарола" представлял собой полый планер похожей конструкции, напоминающий птицу, но с двумя крыльями. В 1709 году он подал прошение королю. Иоанн V Португалии, умоляя поддержать его изобретение «дирижабля», которому он выразил наибольшее доверие. Публичные испытания машины, назначенные на 24 июня 1709 года, не состоялись. Однако, согласно современным сообщениям, Гужмао, похоже, провел несколько менее амбициозных экспериментов с этой машиной, унаследованных от выдающихся личностей. Несомненно, что Гужман работал над этим принципом на публичной выставке, которую он устроил перед судом 8 августа 1709 года в зале Casa da ndia в Лиссабон, когда он при сгорании бросил шар на крышу.[требуется разъяснение ] Он также продемонстрировал небольшую модель дирижабля перед португальским судом, но так и не добился успеха с полномасштабной моделью.
Однако понимания и источника энергии по-прежнему не хватало. Это было признано Эмануэль Сведенборг в его "Эскиз машины для полета в воздухе ", опубликованный в 1716 году. Его летательный аппарат состоял из легкого каркаса, покрытого прочным брезентом и снабженного двумя большими веслами или крыльями, движущимися по горизонтальной оси, расположенными так, что подъем вверх не встречал сопротивления, а ход вниз давал подъемную силу. Сведенборг знал, что машина не взлетела, но предложил это в качестве начала и был уверен, что проблема будет решена. Он писал: «Кажется, легче говорить о такой машине, чем воплощать 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 спиральную пружину. Если эти преимущества и требования будут соблюдены, возможно, со временем кто-нибудь узнает, как лучше использовать наш эскиз и внести некоторые дополнения, чтобы выполнить то, что мы можем только предложить ». Редактор журнала Королевского авиационного общества писал в 1910 году, что проект Сведенборга был «... первым рациональным предложением летательного аппарата типа" самолет [тяжелее воздуха] ... "[46]
Между тем винтокрылая техника не была полностью забыта. В июле 1754 г. Михаил Ломоносов продемонстрировал Российской академии наук небольшую соосную двухроторную систему, приводимую в движение пружиной. Роторы располагались один над другим и вращались в противоположных направлениях, принципы, которые до сих пор используются в современных двухроторных конструкциях. В его 1768 г. Теория де ла вис д'Архимед, Алексис-Жан-Пьер Поктон предложили использовать один винт для подъема и второй для движения, в настоящее время называемый гиродин. В 1784 году Лаунуа и Бьенвеню продемонстрировали летающую модель с соосными роторами, вращающимися в противоположных направлениях, приводимыми в движение простой пружиной, похожей на луковая пила, теперь принятый как первый вертолет с двигателем.
Попытки пилотируемого полета продолжались. Винтокрылый аппарат Пауктона приводился в движение человеком, в то время как другой подход, также первоначально изученный да Винчи, заключался в использовании откидных клапанов. Заслонка представляет собой простую откидную заслонку над отверстием в крыле. В одном направлении он открывается, чтобы пропустить воздух, а в другом - закрывается, позволяя увеличить перепад давления. Ранний образец был разработан Бауэром в 1764 году.[47] Позже в 1808 г. Джейкоб Деген построили орнитоптер с откидными створками, в котором летчик стоял на жесткой раме и управлял крыльями с помощью подвижного турника.[48] Его попытка полета в 1809 году не удалась, поэтому он добавил небольшой водородный шар, и комбинация достигла нескольких коротких прыжков. Популярные иллюстрации того дня изображали его машину без воздушного шара, что приводило к путанице в отношении того, что на самом деле летало. В 1811 году Альбрехт Берблингер построил орнитоптер, основанный на конструкции Дегена, но отказался от воздушного шара и вместо этого погрузился в Дунай. У этого фиаско был положительный момент: Джордж Кэли, также взятый из иллюстраций, был побужден опубликовать свои результаты на сегодняшний день «ради того, чтобы придать немного больше достоинства предмету, граничащему с абсурдом в общественном мнении», и так родилась современная эра авиации.[49]
19 век
На протяжении 19 века прыжки с вышки были заменены не менее фатальными, но столь же популярными прыжками на воздушном шаре, как способ продемонстрировать бесполезность человеческой силы и взмахов крыльев. Тем временем всерьез начались научные исследования полета тяжелее воздуха.
Сэр Джордж Кэли и первый современный самолет
Сэра Джорджа Кэли впервые назвали «отцом самолета» в 1846 году.[50] В последние годы прошлого века он начал первое тщательное изучение физика полета а позже спроектировал первый современный летательный аппарат тяжелее воздуха. Среди его многочисленных достижений наиболее важный вклад в аэронавтику включает:
- Уточнение наших идей и определение принципов полета тяжелее воздуха.
- Достижение научного понимания принципов полета птицы.
- Проведение научных аэродинамических экспериментов, демонстрирующих сопротивление и обтекаемость, движение центра давления и увеличение подъемной силы от искривления поверхности крыла.
- Определяет современную конфигурацию самолета, включающую неподвижное крыло, фюзеляж и хвостовое оперение.
- Демонстрации пилотируемого, планирующего полета.
- Изложение принципов отношения мощности к весу при поддержании полета.
С десяти лет Кэли начал изучать физику полет птицы а в его школьных тетрадях были наброски, в которых он развивал свои идеи по теории полета. Было заявлено[51] Эти зарисовки показывают, что Кэли моделировал принципы подъемной наклонной плоскости еще в 1792 или 1793 году.
В 1796 году Кэли создал модель вертолета, широко известную как китайский летающий волчок, не зная о модели Лауной и Бьенвеню аналогичной конструкции. Он считал вертолет лучшей конструкцией для простого вертикального полета, а позже, в 1854 году, создал улучшенную модель. Он воздал должное мистеру Куперу за то, что он был первым человеком, улучшившим «неуклюжую конструкцию игрушки», и сообщил, что модель Купера поднималась на двадцать или тридцать футов. Кэли сделал один, а мистер Коулсон сделал копию, которую Кэли описал как «очень красивый образец винта в воздухе», способный летать на высоте более девяноста футов.[52]
Следующие инновации Кэли были двоякими: использование испытательного стенда с вращающейся рукой, изобретенного в прошлом веке компанией Бенджамин Роббинс исследовать аэродинамическое сопротивление и вскоре использовался Джон Смитон измерить силы при вращении мельница лезвия,[53] для использования в исследованиях самолетов вместе с использованием аэродинамических моделей на руке, вместо того, чтобы пытаться управлять моделью полной конструкции. Первоначально он использовал простую плоскую плоскость, прикрепленную к руке и наклоненную под углом к воздушному потоку.
В 1799 году он сформулировал концепцию современного самолета как с неподвижным крылом летательный аппарат с отдельными системами подъемной силы, движения и управления.[54][55] На небольшом серебряном диске того года он выгравировал с одной стороны силы, действующие на самолет, а с другой - эскиз конструкции самолета, включающий такие современные особенности, как изогнутое крыло, отдельное хвостовое оперение, состоящее из горизонтального хвостовой оперение и вертикальный плавник, а фюзеляж пилота подвешен ниже центра тяжести для обеспечения устойчивости. Дизайн еще не совсем современный, поскольку он включает в себя две управляемые лопасти или весла, которые, кажется, работают как откидные клапаны.[56][57]
Он продолжил свои исследования и в 1804 году сконструировал модель планера, который стал первым современным летательным аппаратом тяжелее воздуха, имеющим компоновку обычного современного самолета с наклонным крылом вперед и регулируемым хвостовым оперением сзади с хвостовым оперением и стабилизатором. . Крыло представляло собой игрушечный бумажный змей, плоский и незащищенный. Подвижный груз позволял регулировать центр тяжести модели.[58] Это было «очень приятно видеть» при полете по склону холма и чувствительно к небольшим изменениям хвоста.[59]
К концу 1809 года он построил первый в мире полноразмерный планер и управлял им как беспилотным привязным воздушным змеем. В том же году, подстрекаемый шутливыми выходками своих современников (см. Выше), он начал публикацию знаменательного трактата из трех частей под названием «О воздушной навигации» (1809–1810).[60] В нем он написал первую научную формулировку проблемы: «Вся проблема ограничена этими пределами, а именно: заставить поверхность поддерживать заданный вес путем приложения силы к сопротивлению воздуха». Он выделил четыре вектора силы, влияющие на самолет: толчок, лифт, тянуть и вес и отличался стабильностью и контролем в своих проектах. Он утверждал, что одной рабочей силы недостаточно, и, хотя подходящего источника энергии еще не было, он обсудил возможности и даже описал принцип действия двигатель внутреннего сгорания с использованием смеси газов и воздуха.[61] Однако он так и не смог создать работающий двигатель и ограничился полетами на планере. Он также определил и описал важность изогнутый крыло, двугранный, диагональные связи и уменьшение сопротивления, и способствовали пониманию и проектированию орнитоптеров и парашютов.
В 1848 году он продвинулся достаточно далеко, чтобы сконструировать планер в форме триплан достаточно большой и безопасный, чтобы носить с собой ребенка. Был выбран местный мальчик, но его имя не известно.[62][63]
Затем он опубликовал проект полноразмерного пилотируемого планера или «управляемого парашюта», который должен был быть запущен с воздушного шара в 1852 году, а затем сконструировал версию, способную запускаться с вершины холма, на которой первый взрослый летчик пересек Бромптон Дейл в 1853 году. Личность авиатора не известна. Его по-разному предлагали как кучер Кэли,[64] лакей или дворецкий, Джон Эпплби, который, возможно, был кучером[62] или другой сотрудник, или даже внук Кэли Джордж Джон Кэли.[51] Что известно, так это то, что он был первым, кто летал на планере с отчетливыми крыльями, фюзеляжем и хвостом, который отличался присущей ему стабильностью и управляемыми пилотами средствами управления: первый полностью современный и функциональный аппарат тяжелее воздуха.
Незначительные изобретения включали двигатель с резиновым приводом.[нужна цитата ], который обеспечил надежный источник питания для исследовательских моделей. К 1808 году он даже заново изобрел колесо, изобретая колесо с натяжными спицами в котором все сжимающие нагрузки воспринимаются ободом, что позволяет использовать легкую ходовую часть.[65]
Эпоха пара
Опираясь непосредственно на работы Кэли, Уильям Сэмюэл Хенсон В 1842 году конструкция воздушного паровоза открыла новые горизонты. Хенсон предложил крыло с размахом 150 футов (46 м). моноплан, с паровым двигателем, управляющим двумя конфигурация толкателя пропеллеры. Хотя только проект, (макеты построены в 1843 г.[66] или 1848 г.[67] и пролетел 10 или 130 футов) это был первый в истории самолет с винтовым приводом.[66][67][68] Хенсон и его сотрудник Джон Стрингфеллоу даже мечтал о первом Воздушная Транзитная Компания.[69][70][71]
В 1856 г. француз Жан-Мари Ле Брис совершил первый полет выше точки отправления, имея планер "L'Albatros artificiel" запряженная лошадью на пляже. Сообщается, что он достиг высоты 100 метров на дистанции 200 метров.
Британские достижения вдохновили французских исследователей.[66] Начиная с 1857 г. Феликс дю Темпл и его брат Луис построили несколько моделей, используя в качестве источника энергии часовой механизм, а затем небольшую паровую машину.[72][73] В 1857 или 1858 годах модель весом в полтора фунта могла ненадолго взлететь и приземлиться.[66][73]
Фрэнсис Герберт Уэнам представил первый документ недавно сформированному Аэронавигационному обществу (позднее Королевское авиационное общество ), На воздушном движении. Он развил работу Кэли по изогнутым крыльям, сделав важные выводы как о профиле крыла, так и о распределении подъемной силы. Чтобы проверить свои идеи, с 1858 года он построил несколько планеров, как пилотируемых, так и беспилотных, и с пятью сложенными друг на друга крыльями. Он правильно заключил, что длинные и тонкие крылья были бы лучше, чем предлагаемые многими, похожие на крылья летучей мыши, потому что у них будет больше переднего края для своей области. Сегодня эти отношения известны как соотношение сторон крыла.
Вторая половина XIX века стала периодом интенсивных исследований, характеризуемых "джентльмен-ученые "кто представлял большинство исследовательских усилий до 20 века. Среди них был британский ученый-философ и изобретатель Мэттью Пирс Уотт Бултон, написавший важную статью в 1864 году, О воздушном движении, в котором также описано управление боковым полетом. Он был первым, кто запатентовал система управления элеронами в 1868 г.[74][75][76][77]
В 1864 году граф Фердинанд Шарль Оноре Филипп д'Эстерно опубликовал исследование В полете птиц (Du Vol des Oiseaux), а в следующем году Луи Пьер Муайяр опубликовал влиятельную книгу Империя Воздуха (l'Empire de l'Air).
1866 год стал годом основания Авиационное общество Великобритании а два года спустя первая в мире авиационная выставка прошла в Хрустальный дворец, Лондон, где Стрингфеллоу был награжден призом в 100 фунтов стерлингов за паровой двигатель с лучшим соотношением мощности к весу.[78][79]
В 1871 году Уэнам и Браунинг сделали первый аэродинамическая труба.[81] Члены Общества воспользовались туннелем и узнали, что изогнутый крылья создавали значительно большую подъемную силу, чем ожидалось по ньютоновским рассуждениям Кэли, с подъемная сила и сопротивление примерно 5: 1 при 15 градусы. Это наглядно продемонстрировало возможность создания практических летательных аппаратов тяжелее воздуха: оставались проблемы с управлением и приводом в действие.
Альфонс Пено, француз, живший с 1850 по 1880 год, внес значительный вклад в воздухоплавание. Он разработал теорию контуров крыла и аэродинамики и построил успешные модели самолетов, вертолетов и орнитоптеров. В 1871 году он пилотировал первый аэродинамически стабильный самолет с неподвижным крылом, модель-моноплан, которую он назвал «Планофор», на расстояние 40 метров (130 футов). Модель Пено включает в себя несколько открытий Кэли, в том числе использование хвоста, двугранного крыла для внутренней устойчивости и силы резины. Планофор также имел продольную устойчивость, будучи обрезанным таким образом, чтобы хвостовое оперение было установлено на меньшее расстояние. угол падения чем крылья, оригинальный и важный вклад в теорию воздухоплавания.[82]
К 1870-м годам легкие паровые двигатели были разработаны достаточно для экспериментального использования в самолетах.
В конце концов, в 1874 году Феликс дю Темпл совершил короткий перелет на полноразмерном пилотируемом корабле.Моноплан "был большой самолет из алюминия, с размах крыльев 42 футов 8 дюймов (13 м) и весом всего 176 фунтов (80 кг) без пилота. С самолетом было проведено несколько испытаний, и он достиг отрыва от собственного хода после запуска с аппарели, некоторое время планировал и благополучно вернулся на землю, что сделало его первым успешным прыжком с двигателем в истории, на год раньше Полет Мой.[72][83]
Воздушный пароход, сделанный Томас Мой, иногда называемый воздушным пароходом Мой-Шилл, был беспилотным тандемное крыло самолет с приводом от 3 лошадиных сил (2,2 кВт) паровой двигатель с помощью денатурат как топливо. Он был 14 футов (4,3 м) в длину и весил около 216 фунтов (98 кг), из которых двигатель составлял 80 фунтов (36 кг), и работал на трех колесах. Он был испытан в июне 1875 года на круговой гравийной дороге диаметром почти 300 футов (91 м). Он не развивал скорость выше 12 миль в час (19 км / ч), но для отталкивания потребовалась бы скорость около 35 миль в час (56 км / ч).[84] Однако историк Чарльз Гиббс-Смит приписывает ему первый паровой самолет, который покинул землю своим ходом.[85][86]
Поздний проект Пено по самолету-амфибии, хотя он так и не был построен, включал в себя другие современные особенности. А бесхвостый моноплан с одним вертикальным оперением и двумя тяговыми винтами, он также имел шарнирные задние поверхности руля высоты и руля направления, убирающееся шасси и полностью закрытую кабину с инструментами.
Не менее авторитетным теоретиком был земляк Пено. Виктор Татин. В 1879 году он пилотировал модель, которая, как и проект Пено, представляла собой моноплан с двумя тяговыми винтами, но также с отдельным горизонтальным оперением. Он приводился в движение сжатым воздухом, при этом фюзеляж составлял воздушный бак.
В России Александр Можайский сконструировал паровой моноплан, приводимый в движение одним большим тягачом и двумя меньшими толкающими винтами. 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 движение), хотя построенный им позже летательный аппарат не смог летать.
Сэр Хирам Максим был американцем, который переехал в Англию и принял английское гражданство. Он предпочел в значительной степени игнорировать своих современников и построил свою собственную установку для вращения руки и аэродинамическую трубу. В 1889 году он построил ангар и мастерскую на территории поместья Болдуинов в Bexley, Кент, и провел много экспериментов. Он разработал конструкцию биплана, которую он запатентовал в 1891 году и завершил как испытательную установку три года спустя. Это была огромная машина с размахом крыла 105 футов (32 м), длиной 145 футов (44 м), горизонтальными поверхностями носа и кормы и экипажем из трех человек. Сдвоенные винты приводились в действие двумя легкими составными Паровые двигатели каждая из них мощностью 180 лошадиных сил (130 кВт). Общий вес составлял 7000 фунтов (3200 кг). В более поздних модификациях будет добавлено больше поверхностей крыла, как показано на рисунке. Его цель заключалась в исследованиях, и он не был ни аэродинамически устойчивым, ни управляемым, поэтому он бежал по трассе длиной 1800 футов (550 м) со вторым набором ограничительных рельсов, чтобы предотвратить его отрыв, что-то вроде американских горок.[87] В 1894 году машина развила достаточную подъемную силу, чтобы взлететь, сломав одну из удерживающих планок и получив при этом повреждения. После этого Максим отказался от работы над ним, но вернулся в воздухоплавание в 20-м веке, чтобы протестировать ряд меньших конструкций с двигателями внутреннего сгорания.[88]
Один из последних пионеров паровых тяг, как Максим, игнорирующий своих современников, ушедших вперед (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, взлетевшей своим ходом. Однако он похож, но больше Авион III 1897 года, отличавшийся только двумя паровыми двигателями, вообще не смог летать.[89] Позже Адер заявлял об успехе и не был опровергнут до 1910 года, когда французская армия опубликовала отчет о его попытке.
Учимся скользить
Планер, созданный с помощью Массии и кратко пилотируемый Био в 1879 году, был основан на работах Муайяра и все еще имел форму птицы. Сохранился Musee de l'Air, Франция, и считается самым ранним летательным аппаратом, несущим человека, который все еще существует.
Примерно в последнее десятилетие XIX века ряд ключевых фигур уточняли и определяли современный самолет. Англичанин Горацио Филлипс внес ключевой вклад в аэродинамику. Немец Отто Лилиенталь и американский Октав Шанют работал самостоятельно на планирующем полете. Лиллиенталь опубликовал книгу о птичьем полете и с 1891 по 1896 год построил серию планеров различных конфигураций моноплана, биплана и триплана, чтобы проверить свои теории. Он совершил тысячи полетов и на момент своей смерти работал над моторными планерами.
Филлипс провел обширное исследование в аэродинамической трубе крыло секции, использующие пар в качестве рабочего тела. Он доказал принципы аэродинамической подъемной силы, предвиденные Кэли и Уэнамом, а с 1884 года получил несколько патентов на крылья. Его открытия лежат в основе всего современного дизайна крыльев. Позже Филлипс разработал теории о конструкции многоплановость, которые, как он показал, были необоснованными.
Начиная с 1880-х годов в конструкции были достигнуты успехи, которые привели к появлению первых действительно практичных планеров. В частности, активными были 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 г. Сан Диего[90] деятельность Монтгомери была задокументирована Чанутом в его книге «Прогресс в летающих машинах». Монтгомери обсуждал свои полеты во время Авиационной конференции 1893 года в Чикаго, а Chanute опубликовал комментарии Монтгомери в декабре 1893 года в American Engineer & Railroad Journal. Короткие прыжки со вторым и третьим планерами Монтгомери в 1885 и 1886 годах также были описаны Монтгомери.[91] Между 1886 и 1896 годами Монтгомери сосредоточился на понимании физики аэродинамики, а не на экспериментах с летательными аппаратами. Другой дельтаплан был построен Вильгельм Кресс еще в 1877 г. Вена.
Отто Лилиенталь был известен как «король планеров» или «летающий человек» Германии. Он дублировал работу Уэнама и значительно расширил ее в 1884 году, опубликовав свое исследование в 1889 году как Полет птиц как основа авиации (Der Vogelflug как Grundlage der Fliegekunst). Он также произвел серию планеров типа дельтапланов, включая крылья летучей мыши, монопланы и бипланы, такие как Дервитцер планер и Нормальный парящий аппарат. Начиная с 1891 года он стал первым человеком, который регулярно совершал контролируемые отвязанные глиссады, и первым, кто сфотографировался в полете на машине тяжелее воздуха, что вызвало интерес во всем мире. Он тщательно задокументировал свою работу, в том числе фотографии, и по этой причине является одним из самых известных пионеров. Он также продвигал идею «прыгать перед полетом», предлагая исследователям начинать с планеров и подниматься вверх, вместо того, чтобы просто проектировать двигатель на бумаге и надеяться, что это сработает. Лилиенталь совершил более 2000 планеров до своей смерти в 1896 году от травм, полученных в результате крушения планера. На момент своей смерти Лилиенталь также работал над небольшими двигателями, пригодными для питания его конструкций.
Продолжив работу с того места, где остановился Лилиенталь, Октав Шанют после досрочного выхода на пенсию занялся проектированием самолетов и профинансировал разработку нескольких планеров. Летом 1896 года его команда много раз запускала несколько своих проектов в Миллер Бич, Индиана, в конце концов решив, что лучшим был биплан. Как и Лилиенталь, он задокументировал свою работу, а также сфотографировал ее и был занят перепиской с единомышленниками по всему миру. Шанют был особенно заинтересован в решении проблемы аэродинамической нестабильности самолета в полете, которую птицы компенсируют мгновенными поправками, но которую люди должны будут решать либо с помощью стабилизирующих и управляющих поверхностей, либо путем перемещения центра тяжести самолета, как Лилиенталь сделал. Самой неприятной проблемой была продольная нестабильность (дивергенция), потому что с увеличением угла атаки крыла центр давления движется вперед и еще больше увеличивает угол. Без немедленной коррекции аппарат поднимется вверх и стойло. Гораздо труднее было понять взаимосвязь между боковым и направленным контролем.
В Британии, Перси Пилчер, который работал на Максима и построил и успешно пилотировал несколько планеров в середине и конце 1890-х годов, в 1899 году сконструировал прототип самолета с двигателем, который, как показали недавние исследования, мог летать. Однако, как и Лилиенталь, он погиб в результате авиакатастрофы, прежде чем смог его проверить.
Публикации, в частности Октав Шанют с Прогресс в летающих машинах 1894 г. и Джеймс Минс ' Проблема полета человека (1894) и Авиационные однолетники (1895–1897) помог донести текущие исследования и события до более широкой аудитории.
Изобретение коробчатый змей в этот период австралийским Лоуренс Харгрейв привело к развитию практических биплан. В 1894 году Харгрейв соединил вместе четыре своих воздушных змея, добавил стропу и пролетел 16 футов (4,9 м). Продемонстрировав скептически настроенной публике, что можно построить безопасный и стабильный летательный аппарат, Харгрейв открыл дверь другим изобретателям и пионерам. Харгрейв посвятил большую часть своей жизни созданию летательного аппарата. Он страстно верил в открытое общение в научном сообществе и не патентовал свои изобретения. Вместо этого он скрупулезно опубликовал результаты своих экспериментов, чтобы мог происходить взаимный обмен идеями с другими изобретателями, работающими в той же области, чтобы ускорить совместный прогресс.[92] Октав Шанют пришел к выводу, что самолеты с несколькими крыльями более эффективны, чем моноплан, и представил конструкцию крыла с подкосом и проволокой, которая, благодаря сочетанию жесткости и легкости, в форме биплана станет доминирующей в конструкции самолетов на десятилетия вперед. Изобретатель коробчатого воздушного змея Лоуренс Харгрейв также экспериментировал в 1880-х годах с моделями монопланов и к 1889 году сконструировал роторный двигатель, приводимый в движение сжатым воздухом.
Даже прыжки на воздушном шаре стали успешными. В 1905 г. Дэниел Мэлони был доставлен на воздушном шаре на планере с тандемным крылом, спроектированном Джоном Монтгомери, на высоту 4000 футов (1200 м), после чего был выпущен, спланирован и приземлился в заранее определенном месте в рамках широкой публичной демонстрации воздушного полета на Санта-Клара, Калифорния. Однако после нескольких успешных полетов во время восхождения в июле 1905 года веревка от воздушного шара ударилась о планер, и планер потерпел неудачу в конструкции после высвобождения, что привело к смерти Мэлони.
Добавление мощности
Уайтхед
Гюстав 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 утверждал, что совершил управляемый полет на своем Моноплан номер 21 в Fairfield, Коннектикут. Отчет о полете появился в Бриджпорт Сандей Геральд и повторялось в газетах по всему миру.[93] Уайтхед совершил еще два полета 17 января 1902 года на своем моноплане №22. Он описал его как имеющий двигатель мощностью 40 лошадиных сил (30 кВт) со сдвоенными гребными винтами трактора и управляемый дифференциальной скоростью гребного винта и рулем направления. Он утверждал, что пролетел круг в 10 километров (6,2 мили).
Многие годы утверждения Уайтхеда игнорировались или отвергались ведущими историками авиации. В марте 2013 г. Самолеты всего мира Джейн опубликовал передовую статью, в которой принял полет Уайтхеда как первый пилотируемый, управляемый и управляемый полет летательного аппарата тяжелее воздуха.[94] В Смитсоновский институт среди тех, кто не согласен с тем, что Уайтхед летал, как сообщалось.[95]
Лэнгли
После выдающейся карьеры в астрономия и незадолго до того, как стать секретарем Смитсоновского института, Сэмюэл Пирпон Лэнгли начал серьезное исследование аэродинамики на том, что сегодня является Питтсбургский университет. В 1891 г. он опубликовал Эксперименты по аэродинамике подробно описав свое исследование, а затем обратился к созданию своих проектов. Он надеялся достичь автоматической аэродинамической устойчивости, поэтому мало уделял внимания управлению в полете.[96] 6 мая 1896 г. Аэродром № 5 совершил первый успешный продолжительный полет беспилотного летательного аппарата с приводом от двигателя тяжелее воздуха значительных размеров. Он был запущен с подпружиненной катапульты, установленной на крыше плавучего дома на реке Потомак недалеко от Квантико, Вирджиния.В тот день были совершены два полета: один на 1005 метров (3297 футов) и второй на 700 метров (2300 футов) со скоростью примерно 25 миль в час (40 км / ч). В обоих случаях Аэродром № 5 приземлился в воду по плану, поскольку в целях экономии веса не был оборудован шасси. 28 ноября 1896 г. был совершен еще один успешный полет с Аэродром № 6. Этот полет на высоте 1460 метров (4790 футов) был засвидетельствован и сфотографирован Александр Грэхем Белл. В Аэродром № 6 был на самом деле Аэродром № 4 сильно модифицирован. От оригинального самолета осталось так мало, что ему было присвоено новое обозначение.
С успехами Аэродром № 5 и № 6, Лэнгли начал искать средства для создания полномасштабной версии своих проектов для перевозки людей. Под влиянием Испано-американская война Правительство США выделило ему 50 000 долларов на разработку летательного аппарата для воздушной разведки. Лэнгли планировал построить увеличенную версию, известную как Аэродром А, и начал с меньшего Квартальный аэродром, который совершил два полета 18 июня 1901 года, а затем снова с более новым и более мощным двигателем в 1903 году.
После успешных испытаний базовой конструкции он обратился к проблеме подходящего двигателя. Он нанял Стивена Бальцера на его изготовление, но был разочарован, когда он выдал всего 8 лошадиных сил (6,0 кВт) вместо ожидаемых 12 лошадиных сил (8,9 кВт). Помощник Лэнгли, Чарльз М. Мэнли, затем переработал конструкцию в пятицилиндровый радиальный двигатель с водяным охлаждением, который выдавал 52 лошадиных силы (39 кВт) при 950 оборотах в минуту, и на это ушли годы. Теперь, обладая мощностью и дизайном, Лэнгли возлагал большие надежды на их обоих.
К его ужасу, получившийся самолет оказался слишком хрупким. Простое масштабирование оригинальных небольших моделей привело к тому, что конструкция была слишком слабой, чтобы удержаться вместе. Два запуска в конце 1903 года закончились Аэродром сразу врезается в воду. Пилота Мэнли каждый раз спасали. Кроме того, система управления самолетом была неадекватной, чтобы позволить пилоту быстро реагировать, и у него не было метода бокового управления, и Аэродром'стабильность в воздухе была предельной.[96]
Попытки Лэнгли получить дополнительное финансирование не увенчались успехом, и его усилия закончились. Через девять дней после его второго неудачного запуска 8 декабря Братья Райт успешно летали Листовка. Гленн Кертисс внес 93 модификации в Аэродром и управлял этим совершенно другим самолетом в 1914 году.[96] Не подтверждая изменений, Смитсоновский институт утверждал, что Лэнгли Аэродром была первой машиной, «способной к полету».[97]
Братья Райт
Райты решили проблемы управления и питания, с которыми столкнулись пионеры авиации. Они изобрели рулон контроль с помощью искривление крыла и комбинированный рулон с одновременным рыскание управление с помощью управляемого заднего руля. Хотя деформация крыла как средство управления по крену использовалась лишь кратковременно на ранней стадии развития авиации, нововведение в сочетании управления креном и рысканием стало фундаментальным достижением в управлении полетом. Для управления тангажем Райт использовали передний руль высоты (утка), еще один элемент дизайна, который позже стал устаревшим.
Райты провели строгие испытания в аэродинамической трубе. профили и летные испытания полноразмерных планеров. Они не только построили рабочий самолет, но и Райт Флаер, но также значительно продвинул науку авиационной техники.
Они сосредоточились на управляемости самолетов без двигателя, прежде чем пытаться управлять двигателем. С 1900 по 1902 год они построили и выполнили серию из трех планеров. Первые два оказались гораздо менее эффективными, чем ожидали Райт, основываясь на экспериментах и трудах их предшественников 19 века. Их планер 1900 года имел только половину подъемной силы, которую они ожидали, а планер 1901 года работал еще хуже, пока временные модификации не сделали его пригодным для эксплуатации.
В поисках ответов Райт построил собственную аэродинамическую трубу и оснастил ее сложным измерительным устройством для расчета подъемной силы и сопротивления 200 созданных ими конструкций крыльев различных размеров.[98] В результате Райты исправили ранее сделанные ошибки в расчетах подъемной силы и сопротивления и использовали эти знания для создания своего третьего планера 1902 года в серии. Он стал первым пилотируемым летательным аппаратом тяжелее воздуха, которым можно было механически управлять во всем. три оси: тангаж, крен и рыскание. Его новаторский дизайн также включал крылья с более высокой соотношение сторон чем предыдущие планеры. Братья успешно управляли планером 1902 года сотни раз, и он показал себя намного лучше, чем их предыдущие две версии.
Чтобы получить достаточную мощность для своего летательного аппарата с приводом от двигателя, Райтс разработали и построили маломощный двигатель внутреннего сгорания. Используя данные своей аэродинамической трубы, они спроектировали и вырезали деревянные пропеллеры, которые были более эффективными, чем какие-либо ранее, что позволило им получить адекватные характеристики при малой мощности двигателя. На дизайн Flyer также повлияло стремление Райтов научиться безопасно летать без неоправданного риска для жизни и здоровья, а также сделать аварийные ситуации более живучими. Ограниченная мощность двигателя привела к низкой скорости полета и необходимости взлетать при встречном ветре.
Согласно Смитсоновский институт и Fédération Aéronautique Internationale (FAI),[99][100] Райт совершил первый продолжительный, управляемый пилотируемый полет с двигателем тяжелее воздуха в Убить Девил Хиллз, Северная Каролина, 4 мили (6,4 км) к югу от Китти Хок, Северная Каролина, 17 декабря 1903 г.[101] Первый полет Орвилл Райт, 120 футов (37 м) за 12 секунд, было запечатлено на знаменитой фотографии. В четвертом полете того же дня Уилбур Райт пролетел 852 фута (260 м) за 59 секунд. Современный анализ профессора Фреда Э. К. Кулика и Генри Р. Рекса (1985) продемонстрировал, что летчик Райта 1903 года был настолько нестабильным, что им почти не мог управлять никто, кроме Райтов, которые тренировались на планере 1902 года.[102]
Райт продолжал разрабатывать свои летательные аппараты и летать в прерии Хаффман недалеко от Дейтон, Огайо в 1904–05 гг. После аварии в 1905 году они восстановили Flyer III и внесли важные изменения в конструкцию. Они почти вдвое увеличили размер лифт и руль направления и сдвинул их примерно вдвое на расстояние от крыльев. Они добавили две неподвижные вертикальные лопасти (так называемые «поворотники») между рулями высоты и сделали крылья очень небольшими двугранными. Они отключили руль направления от системы управления перекосом крыла и, как и во всех будущих самолетах, поместили его на отдельную ручку управления. Flyer III стал первым практичным самолетом (правда, без колес и с пусковым устройством), который постоянно летал под полным контролем, безопасно возвращал своего пилота в исходную точку и приземлялся без повреждений. 5 октября 1905 года Уилбур пролетел 24 мили (39 км) за 39 минут 23 секунды ».[103]
В конце концов Райты вообще отказались от форплана, Модель B 1910 года вместо хвостового оперения, который к тому времени стал обычным.
Согласно апрельскому выпуску 1907 г. Scientific American журнал[104] В то время братья Райт, казалось, обладали самыми передовыми знаниями в области навигации тяжелее аэронавигации. Однако в том же номере журнала также утверждалось, что до апрельского номера 1907 года в Соединенных Штатах не совершалось никаких рейсов. 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 приводом от двигателя, все еще требовался прогресс в создании практичного летательного аппарата для общего использования. Этот период, предшествующий Первой мировой войне, иногда называют эрой пионеров авиации.[105][106]
Надежная мощность
История раннего полета с двигателем - это во многом история раннего строительства двигателя. Райт разработал свои собственные двигатели. Они использовали одномоторный двигатель, четырехцилиндровый рядный с водяным охлаждением мощностью 12 лошадиных сил (8,9 кВт) с пятью коренными подшипниками и впрыском топлива. Корабль Уайтхеда приводился в движение двумя двигателями его конструкции: наземным двигателем мощностью 10 лошадиных сил (7,5 кВт), который приводил в движение передние колеса, пытаясь достичь Отгул скорость и ацетиленовый двигатель мощностью 20 лошадиных сил (15 кВт), приводящий в движение винты. Уайтхед был опытным машинистом, и, как сообщается, он собирал средства для своего самолета, производя и продавая двигатели другим авиаторам.[107] Самые ранние двигатели не были ни мощными, ни достаточно надежными для практического использования, и разработка улучшенных двигателей шла рука об руку с улучшением самих планеров.
В Европе, Леон Левавассер с Антуанетта 8В Новаторский пример формата двигателя V-8, впервые запатентованного в 1902 году, доминировал в авиации в течение нескольких лет после того, как он был представлен в 1906 году, на многих известных самолетах той эпохи. Благодаря прямому впрыску топлива, испарительному водяному охлаждению и другим расширенным функциям он генерировал около 50 лошадиных сил (37 кВт).
Британский Зеленый C.4 1908 года следовал образцу Райта четырехцилиндрового рядного двигателя с водяным охлаждением, но выдавал 52 лошадиные силы (39 кВт). На нем установлено множество успешных самолетов-пионеров, в том числе СРЕДНИЙ. Икра.
Также были произведены горизонтально противоположные конструкции. Четырехцилиндровый с водяным охлаждением de Havilland Iris достиг 45 лошадиных сил (34 кВт), но мало использовался, в то время как успешный двухцилиндровый дизайн Nieuport достиг 28 л.с. (21 кВт) в 1910 году.
1909 год ознаменовался появлением радиальных двигателей. В Анзани 3-цилиндровый Полурадиальный или вентиляторный двигатель 1909 года (также построенный в истинной радиальной форме с углом цилиндра 120 °) развивал всего 25 лошадиных сил (19 кВт), но был намного легче, чем Antoinette, и был выбран Луи Блерио для его полета через Ла-Манш. . Более радикальной была серия роторных радиальных двигателей Gnôme братьев Сегуинов, в которой Гном Омега Семицилиндровый двигатель с воздушным охлаждением, 50 лошадиных сил (37 кВт) роторный двигатель в 1906 году. В роторном двигателе коленчатый вал закреплен на планере, и весь кожух двигателя и цилиндры вращаются вместе с винтом. Хотя этот тип был введен еще в 1887 г. Лоуренс Харгрейв, усовершенствования, внесенные в Gnome, создали прочную, относительно надежную и легкую конструкцию, которая произвела революцию в авиации и будет непрерывно развиваться в течение следующих десяти лет. Топливо подавалось в каждый цилиндр прямо из картера, а это значит, что требовался только выпускной клапан. Более крупный и мощный девятицилиндровый двигатель мощностью 80 лошадиных сил. Le Rhône 9C роторный был представлен в 1913 году и получил широкое распространение в военных целях.
Рядные и V-образные формы оставались популярными у немецкой компании. Мерседес выпускает серию шестицилиндровых моделей с водяным охлаждением. В 1913 году они представили весьма успешный двигатель мощностью 75 киловатт (101 л.с.). D.I серии.
Подъем и эффективность
Легкость и прочность биплана компенсируется неэффективностью, присущей размещению двух крыльев так близко друг к другу. Конструкции бипланов и монопланов соперничали друг с другом, и к началу войны в 1914 году оба они все еще производились.
Заметной разработкой, хотя и неудачной, стал первый когда-либо построенный свободнонесущий моноплан. В Антуанетта Моноблок 1911 года имел полностью закрытую кабину и обтекаемую ходовую часть, но мощности его двигателя V-8 в 50 лошадиных сил (37 кВт) было недостаточно для того, чтобы он мог пролететь не более нескольких футов. Более успешным оказался Депердуссин подкосный моноплан, выигравший первый в 1913 г. Шнайдер Трофи гонка пролетела Морис Прево, завершив 28 кругов дистанции 10 км (6,2 мили) со средней скоростью 73,63 км в час (45,75 миль в час).
Эксперименты проводились и с трипланами, особенно с серией, построенной между 1909 и 1910 годами британским пионером. СРЕДНИЙ. Икра. Лучше с четырьмя крыльями квадруплан тоже редко появлялся. В многоплановость, имеющий большое количество очень тонких крыльев, также экспериментировали, наиболее успешно Горацио Филлипс. Его последний прототип подтвердил неэффективность и низкую эффективность идеи.
Испытывались и другие радикальные подходы к конструкции крыла. Изобретатель шотландского происхождения Александр Грэхем Белл разработал ячеистую восьмигранную форму крыла, которая, как и многоплоскость, оказалась разочаровывающе неэффективной. Другие тусклые исполнители включали Эдвардс Ромбоидал, кольцевое крыло Ли-Ричардса и разное количество крыльев одно за другим в тандем.
Многие из этих ранних экспериментальных форм были в принципе вполне практичными и с тех пор вновь появились.
Стабильность и управляемость
Ранняя работа была сосредоточена в первую очередь на создании достаточно стабильного корабля, чтобы летать, но не обеспечивала полной управляемости, в то время как Райты пожертвовали стабильностью, чтобы сделать свой Флайер полностью управляемым. Практичный самолет требует и того, и другого. Хотя стабильность была достигнута несколькими проектами, принципы не были полностью поняты, и прогресс был неустойчивым. Элероны постепенно заменили деформацию крыла на боковой контроль, хотя иногда конструкторы, как в случае с Blériot XI, ненадолго возвращались к деформации крыла. Точно так же цельноповоротное оперение уступило место неподвижным стабилизаторам с прикрепленными шарнирными рулями. Конфигурация утка-толкателя ранних самолетов Wright Flyers была вытеснена конструкциями тягачей с пропеллером.
Во Франции прогресс был относительно быстрым.
В 1906 году бразильский Альберто Сантос-Дюмон сделал публичные полеты во Франции со своим 14-бис. Биплан-толкач "утка" с выраженным двугранным крылом, он имел крыло коробчатого типа в стиле Харгрейва с установленным впереди "коробчатым" узлом, который был подвижным, чтобы действовать как оба лифт и руль. Позже он добавил вспомогательные поверхности между крыльями в качестве примитивных элеронов для обеспечения бокового управления. Его полет был первым полетом на двигателе тяжелее воздуха, который был подтвержден Аэроклуб де Франс 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 авиационной федерацией, пролетев 220 метров (720 футов) за 21,5 секунды.[108][109]
Следующий год Луи Блерио летал Блерио VII - трактор-моноплан с полным трехосным управлением с использованием горизонтального оперения в качестве совмещенных рулей высоты и элеронов. Его непосредственный потомок, Блерио VIII, был самым первым планером, который объединил узнаваемые элементы современного система управления полетом самолета в апреле 1908 г.[110] куда Горацио Филлипс и Траян Вуя После неудачи, Блерио был первым практическим тракторным монопланом и положил начало тенденции во французской авиации. К 1909 году он развил эту конфигурацию до такой степени, что Блерио XI смог пересечь Английский канал, среди прочего, использование хвостовых поверхностей только в качестве руля высоты и использование деформации крыла для бокового управления. Другой дизайн, появившийся в 1907 году, был Биплан Voisin. В нем отсутствовало какое-либо положение для бокового управления, и он мог выполнять только мелкие повороты, используя только управление рулем направления, но летал с возрастающим успехом в течение года. Анри Фарман, а 13 января 1908 года он выиграл 50 000 франков Deutsch de la Meurthe-Archdeacon Гран-при авиации за то, что он был первым авиатором, выполнившим официально наблюдаемый 1-километровый полет по замкнутой цепи, включая взлет и посадку собственным ходом самолета.
Конструкции французского первопроходца Леон Левавассер более известны под названием Антуанетта компания, которую он основал. Его Антуанетта IV 1908 года был монопланом того, что сейчас является обычной конфигурацией, с хвостовым оперением и стабилизатором, каждый несущий подвижные рулевые поверхности, и элероны на крыльях. Элероны не были достаточно эффективными, и на более поздних моделях их заменили перекосом крыла.
В конце 1908 г. Voisin братья продали самолет, заказанный Анри Фарман к Дж. Т. К. Мур-Брабазон. Возмущенный, Фарман построил свой собственный самолет, адаптировав дизайн Вуазена, добавив элероны. После дальнейших модификаций оперения и элеронов, Фарман III стал самым популярным самолетом, проданным с 1909 по 1911 год,[нужна цитата ] и широко подражали. В Британии американский экспатриант Сэмюэл Коди летал на самолете, похожем по компоновке на летчик Райта в 1908 году, с хвостовым оперением, а также большим передним подъемником. В 1910 г. улучшенная модель с межкрыльевыми элеронами выиграла Кубок Мишлен конкуренция, в то время как Джеффри де Хэвилленд второй самолет в стиле Фарман имел элероны на верхнем крыле и стал Королевский авиационный завод F.E.1. В Бристоль Бокскайт, копия Farman III, выпускалась в большом количестве. В США Гленн Кертисс первым пилотировал Ошибка июня AEA а затем его Золотой флаер, который в 1910 году совершил первую посадку и взлет с морской палубы. Между тем, сами Райты также боролись с проблемой достижения стабильности и контроля, продолжая эксперименты с носовой частью, прежде чем сначала добавить второй небольшой самолет в хвосте, а затем, наконец, полностью удалить носовую часть. Они объявили о своем двухместном Модель B в 1910 году и лицензию на производство в 1911 году как Берджесс Модель F.
Были опробованы многие другие, более радикальные схемы, и лишь некоторые из них показали какие-то перспективы. В Соединенном Королевстве Дж. В. Данн разработана серия бесхвостых толкачей со стреловидным крылом с конической верхней поверхностью. Его D.5 Биплан летал в 1910 году и показал себя полностью устойчивым. Данн сознательно избегал полного трехосевого управления, вместо этого разработав систему, с которой было легче работать и которую он считал гораздо более безопасной на практике. Система Данна не получила широкого распространения. Его бесхвостый дизайн достиг своего пика с появлением D.8 который был произведен по лицензии во Франции компанией Nieuport и в США как Берджесс-Данн Однако британская армия, в которой Данн был офицером, отвергла его как практический боевой самолет, потому что он был слишком устойчивым и, следовательно, недостаточно маневренным в бою.[нужна цитата ]
Гидросамолеты
1901 г. в Австрии, Вильгельм Кресс не может взлететь в его маломощной Drachenflieger, гидросамолет с двумя алюминиевыми понтонами и тремя тандемными крыльями.
1910 г. во Франции, Анри Фабр делает первый гидросамолет полет в его Гидравион.[111] Это был моноплан с биплана и носовой руль три коротких плаваний в макете трехколесный велосипед.
1912 Мир'первый авианосец, ВМС Франции Foudre, садится на нее первым гидросамолет,[112] а Voisin Canard.
Проблемой первых гидросамолетов была тенденция всасывания между водой и самолетом по мере увеличения скорости, что сдерживало самолет и мешало взлету. Британский дизайнер Джон Сирил Порте изобрел технику размещения ступеньки в нижней части самолета, чтобы нарушить всасывание, и это было включено в 1914 г. Curtiss Модель H.[нужна цитата ]
Военное использование
В 1909 году самолеты оставались хрупкими и практически не использовались. Ограниченная мощность двигателя означала, что полезная нагрузка была крайне ограниченной. Основные конструкционные и материаловедческие технологии планеры в основном состоял из материалов из твердой древесины или стальных труб, скрепленных стальные провода и покрыт белье ткань легированная легковоспламеняющимся элементом жесткости и герметиком.[113] Необходимость экономии веса означала, что большинство самолетов были конструктивно хрупкими и нередко ломались в полете, особенно при выполнении резких маневров, таких как выход из крутого пикирования, что требовалось в бою.
Однако эти развивающиеся летательные аппараты были признаны не просто игрушками, а оружием в процессе создания. В 1909 г. итальянский штабной офицер Джулио Дуэ заметил:
Небо вот-вот станет еще одним полем битвы, не менее важным, чем поля битвы на суше и на море ... Чтобы завоевать воздух, необходимо лишить врага всех средств полета, нанеся ему удары в воздухе, на его операционных базах или в его производственных центрах. Нам лучше привыкнуть к этой идее и подготовиться.
— Джулио Дуэ (Итальянский штабной офицер), 1909 г.[113]
В 1911 г. капитан Бертрам Диксон, первый британский военный офицер, совершивший полет, и первый британский военный, который выполнил миссию воздушной разведки на самолетах с неподвижным крылом во время армейских маневров в 1910 году, в своем представлении предсказал использование самолетов в военных целях и последующее развитие и эскалацию воздушного боя. в Великобританию Технический подкомитет имперской обороны.[113][114]
Ракеты впервые сбрасывались с самолета, когда Армия США Лейтенант Пол В. Бек упал мешки с песком моделирование бомбы над Лос-Анджелес, Калифорния.[115]
Самолеты впервые использовались в боевых действиях в Итало-турецкая война 1911–1912 гг. Первое боевое применение имело место 23 октября 1911 г., когда капитан Карло Пьяцца совершил полет рядом Бенгази в Blériot XI. Первая воздушная бомбардировка последовала вскоре после этого, 1 ноября, когда младший лейтенант Джулио Гавотти сбросили четыре бомбы на две базы, удерживаемые турками. Первый фотографический разведывательный полет состоялся в марте 1912 года, также его пилотировал капитан Пьяцца.[116]
Некоторые типы, разработанные в этот период, будут служить в армии во время Первой мировой войны или даже во время Первой мировой войны. Этрих Таубе 1910 г., Fokker Spin 1911 г., Королевский авиазавод BE.2, Сопвит Таблоид / Шнайдер а также множество устаревших типов, которые будут использоваться для обучения пилотов. В Сикорский Илья Муромец (также известный как Sikorsky S-22) был первым четырехмоторным самолетом, когда-либо поступившим в производство, и крупнейшим в свое время, прототип впервые полетел в 1913 году, незадолго до начала войны. В дальнейшем этот тип будет служить как бомбардировщик, так и транспортник.
Вертолеты
Ранняя работа над подъемником с приводным винтом была продолжена более поздними исследователями, независимо от разработки самолетов с неподвижным крылом.
В 19 веке во Франции была создана ассоциация для сотрудничества в разработке вертолетов, которых было много. В 1863 г. Гюстав де Понтон д'Амекур построил модель с использованием установленных роторов встречного вращения. Первоначально приводившийся в действие паром, он не удался, но заводная версия все же полетела. Другие дизайны, охватывающие широкий спектр форм, включали Помеса и Де ла Пауза (1871 г.), Пено, Ахенбаха (1874 г.), Дьёйэда (1887 г.), Меликоффа (1877 г.), Форланини (1877 г.), Кастеля (1878 г.) и Дандриё ( 1878–79). Из них модель Форланини с паровым двигателем, вращающаяся в противоположном направлении, летела в течение 20 секунд, достигая высоты 13 метров (43 фута).[117][118] и модель Дандриё с резиновым двигателем тоже летала.[117][118]
Хирам Максим Отец задумал вертолет с двумя вращающимися в противоположных направлениях несущими винтами, но не смог найти достаточно мощный двигатель, чтобы построить его. Сам Хирам набросал план вертолета в 1872 году, прежде чем переключить свое внимание на полет с неподвижным крылом.
В 1907 году французы Breguet-Richet Автожир №1 взлетел в "привязанном" испытательном полете, став первым пилотируемым вертолетом, поднявшимся с земли. Он поднялся примерно на 60 сантиметров (24 дюйма) и завис в течение минуты. Однако полет оказался крайне неустойчивым.
Два месяца спустя в Лисенуксе, Франция, Поль Корню совершил первый свободный полет на пилотируемом винтокрыле в своем Вертолет Корню, подняться на 30 сантиметров (12 дюймов) и оставаться в воздухе в течение 20 секунд.
Смотрите также
- Авиационные происшествия и инциденты
- Авиация в эпоху пионеров (1903–1914)
- Авиация в Первой мировой войне
- Претензии к первому пилотажному рейсу
- История авиации
- Хронология авиации
Заметки
- ^ В Очерк истории, Х. Г. Уэллс говорит, что "Вполне возможно, что Икар был первым планером ».[2]
- ^ «Тем не менее аль-Маккари цитирует современное стихотворение Му'мина ибн Саида, младшего придворного поэта Кордовы при Мухаммаде I (ум. 886 г. н.э.), которое, по-видимому, относится к этому бегству и имеет большую доказательную ценность, поскольку Му Мин не любил Б. Фирнаса: он критиковал одну из его метафор и не одобрял его искусственный гром ... Хотя свидетельств мало, мы должны сделать вывод, что Б. Фирнас был первым человеком, который успешно летал, и что он имеет приоритет над Эйлмер за эту честь ".[5]
- ^ Планер все еще был прикреплен к воздушному шару и его случайно волочили по деревьям, Летур умер через несколько дней.
использованная литература
- ^ Клайн, А.С. "Metamorphoses (Kline) 8, the Ovid Collection, Univ. Of Virginia E-Text Center". Коллекция Овидия. Библиотека Университета Вирджинии. Получено 6 февраля 2020.
- ^ Уэллс, Х. Г. (1961). Очерк истории: Том 1. Doubleday. п. 153.
- ^ Книга Хань, Биография Ван Мана, 或 言 能 飞 ， 一日千里 匈奴。 莽 辄 试 之 大鸟 翮 为 两翼 ， 头 与 身 毛 ， 通 引 环 ， 数 百步 堕
- ^ (永 定 三年） 使 元 黄 头 与 诸 囚 金凤 台 各 乘 纸 鸱 以 ， 头 独 能 至 紫 陌 乃 堕 ， ， 付 御 中丞 毕义云 饿 杀。 (Оформление: [На 3-м году Yongding, 559], Гао Ян провел эксперимент, заставив Юань Хуантоу и нескольких заключенных запустить себя с башни в Е, столице Северной Ци. Юань Хуантоу был единственным, кто выжил после этого полета, когда он скользил по городу стены и благополучно упал в Зимо [западный сегмент Е], но позже он был казнен.) Цзыжи Тунцзянь 167.
- ^ а б c Линн Таунсенд Уайт-младший. (Весна 1961 г.). "Эйлмер из Малмсбери, авиатор одиннадцатого века: тематическое исследование технологических инноваций, их контекста и традиций", Технологии и культура 2 (2), стр. 97–111 [101]
- ^ «Первые полеты». Saudi Aramco World. 15 (1): 8–9. Январь – февраль 1964 г. Архивировано с оригинал 3 мая 2008 г.. Получено 8 июля 2008.
- ^ а б Мулман 1980, п. 20.
- ^ Дэн и Ван 2005, п. 122.
- ^ "Удивительные музыкальные воздушные змеи". Камбоджийская филателия.
- ^ "Воздушный змей для развлечения и науки" (PDF). Нью-Йорк Таймс. 1907.
- ^ Сарак, Сим; Ярин, Ченг (2002). "Кхмерские воздушные змеи". Министерство культуры и изящных искусств Камбоджи.
- ^ а б Needham 1965a, п. 127.
- ^ Тарлтон, Джон. "Древние воздушные змеи маори". Древние воздушные змеи маори. Получено 19 октября 2011.
- ^ Wragg 1974, п. 16.
- ^ а б c Pelham, D .; Книга воздушных змеев Пингвинов, Пингвин (1976)
- ^ Нидхэм, Джозеф, 1900–1995. (1978- <1995>). Краткая наука и цивилизация в Китае: сокращенный текст оригинального текста Джозефа Нидхэма. Ронан, Колин А. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-21821-7. OCLC 3345021. Проверить значения даты в:
| дата =(Помогите)CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт) - ^ Лейшман, Дж. Гордон (2006). Принципы аэродинамики вертолета. Cambridge Aerospace. 18. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. С. 7–9. ISBN 978-0-521-85860-1. Архивировано из оригинал 13 июля 2014 г.
- ^ Нидхэм 1965b С. 583–587.
- ^ Wragg 1974, п. 10.
- ^ а б Мулман 1980, п. 21.
- ^ Дэн и Ван 2005, п. 113.
- ^ а б Эге 1973, п. 6.
- ^ Wragg 1974 С. 10–11.
- ^ Мулман 1980 С. 21–22.
- ^ Фэрли и Кэли 1965, п. 163.
- ^ Попхэм, A.E. (1947). Рисунки Леонардо да Винчи (2-е изд.). Джонатан Кейп.
- ^ Мечты Леонардо. Служба общественного вещания. Октябрь 2005 г. - описывает постройку и успешный полет планера по проекту Леонардо.
- ^ Wragg 1974, п. 11.
- ^ Хендриксон, Кеннет Э. (2014). Энциклопедия промышленной революции в мировой истории. Роуман и Литтлфилд. п. 488. ISBN 9780810888883.
- ^ Wragg 1974, п. 57.
- ^ а б Эге 1973, п. 7.
- ^ Эге 1973 С. 97–100.
- ^ Эге 1965, п. 105.
- ^ Уокер (1971) Том I, стр.195.
- ^ Робинсон, Дуглас. Гиганты в небе. Лондон: Фулис. п. 11.
- ^ а б c Уокер (1971) Том I.
- ^ Музей науки - Дом - Дирижабль Жиффара, 1852 г., Музей науки, заархивировано из оригинал 6 апреля 2012 г., получено 30 августа 2020
- ^ Холлион 2003, стр. 87.
- ^ "М. Сантос-Дюмон обходит Эйфелеву башню" (PDF). Нью-Йорк Таймс. 20 октября 1901 г.
- ^ Wragg 1974 С. 11–12, 23.
- ^ Wragg 1974 С. 12–14.
- ^ Нидхэм 1965b, п.591.
- ^ Харрисон, Джеймс Пинкни (2000). Освоение неба. Da Capo Press. п.27. ISBN 978-1-885119-68-1.
- ^ Цитируется в О'Коннер, Патрисия Т. (17 ноября 1985 г.). «Короче: документальная литература; человек должен был летать, но не поначалу». Нью-Йорк Таймс.
- ^ "Летающий дракон Бураттини". FLIGHT International. 9 мая 1963 г.
- ^ Содерберг, Генри (1988). Самолет Сведенборга 1714 года: машина для полета в воздухе. п. 32. ISBN 0-87785-138-7.
- ^ Wragg 1974, п. 14.
- ^ Ангелуччи и Матрикарди 1977 С. 12–13.
- ^ Wragg 1974 С. 57–58.
- ^ Фэрли и Кэли 1965, п. 158.
- ^ а б Ди, Ричард (2007). Человек, открывший полет: Джордж Кэли и первый самолет. Торонто: Макклелланд и Стюарт. ISBN 978-0-7710-2971-4.
- ^ Фэрли и Кэли 1965 С. 160–161.
- ^ Андерсон (1997), стр. 55–8
- ^ «История авиации». Получено 26 июля 2009.
В 1799 году он впервые в истории изложил концепцию современного самолета. Кэли определил вектор сопротивления (параллельный потоку) и вектор подъемной силы (перпендикулярный потоку).
- ^ «Сэр Джордж Кэли (британский изобретатель и ученый)». Британика. Получено 26 июля 2009.
Английский пионер в области воздушной навигации и авиационной техники и разработчик первого успешного планера, который поднял в воздух человека. Кэли разработал современную конфигурацию самолета как летательного аппарата с неподвижным крылом с отдельными системами подъемной силы, движения и управления еще в 1799 году.
- ^ Фэрли и Кэли 1965, п. 165.
- ^ Wragg 1974, п. 64.
- ^ Гиббс-Смит 2003, стр. 35 год
- ^ Фэрли и Кэли 1965, п. 169.
- ^ Cayley, G .; По воздушной навигации, часть 1, Стр. 3, «Вероятно, гораздо более дешевый двигатель такого типа мог бы быть произведен с помощью газового осветительного устройства и сжигания образовавшегося воспламеняющегося воздуха с должной долей обычного воздуха под поршнем». «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 11 мая 2013 г.. Получено 16 октября 2013.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
- ^ а б Wragg 1974, п. 60.
- ^ Ангелуччи и Матрикарди 1977, п. 14.
- ^ Фэрли и Кэли 1965, п. 157.
- ^ Причард, Дж. Лоуренс. Краткое содержание первой лекции, посвященной памяти Кэли, в Броуском отделении Королевского авиационного общества Рейс номер 2390, том 66, страница 702, 12 ноября 1954 г. Дата обращения: 29 мая 2010 г. «Когда я думал о том, как сконструировать самое легкое колесо для аэронавигационных машин, мне в голову пришел совершенно новый способ изготовления этой наиболее полезной части локомотивных машин. : vide, чтобы полностью отказаться от деревянных спиц и соотнести всю жесткость колеса только с прочностью обода с помощью плотного крепления ".
- ^ а б c d Паррамор, Томас К. (1 марта 2003 г.). Первый полет: Северная Каролина и начало авиации. Книги UNC Press. п. 46. ISBN 9780807854709.
- ^ а б «Большие надежды на реплику самолета». 10 октября 2001 г. - через news.bbc.co.uk.
- ^ Scientific American; 23 сентября 1848 г .; Том 4, выпуск 1, страница 4. «Серия опытов ...»
- ^ Новый ученый; "Они все смеялись ". 11 октября 2003 г.
- ^ «ЛЕТАЮЩИЕ МАШИНЫ - Уильям Сэмюэл Хенсон». www.flyingmachines.org.
- ^ Нотон, Рассел. «Джон Стрингфеллоу (1799–1883) и Уильям Сэмюэл Хенсон (1812–1888) - пионеры авиации». www.ctie.monash.edu.au.
- ^ а б Андерсон, Джон Дэвид (2018). Изобретение полета: братья Райт и их предшественники. JHU Press. п. 41. ISBN 978-0-8018-6875-7.
- ^ а б Мулман 1980, п. 54.
- ^ Магун, Ф. Александр; Ходгинс, Эрик (1931). История самолетов. Дом Уиттлси. п. 308.
- ^ «Соглашение о перекрестном лицензировании». НАСА. Получено 7 марта 2009.
- ^ Юн, Джо (17 ноября 2002 г.). «Истоки контрольных поверхностей». Аэрокосмическая промышленность.
- ^ Гиббс-Смит, К. (2000) [1960]. Авиация: исторический обзор от истоков до конца Второй мировой войны. Музей науки. п. 54. ISBN 978-1-900747-52-3.
- ^ Джарретт 2002, стр. 53.
- ^ Стокс, 2002, стр. 163–166, 167–168.
- ^ «Аэродинамические трубы» (PDF). НАСА. Архивировано из оригинал (PDF) 9 марта 2008 г.
- ^ Фрэнк Х. Уэнам, изобретатель аэродинамической трубы в 1871 году, представлял собой вентилятор, приводимый в движение паровым двигателем, направляя воздух по трубке длиной 12 футов (3,7 м) к модели.[80]
- ^ Гиббс-Смит, К. (2000). Авиация. Лондон: NMSI. п. 56. ISBN 1-900747-52-9.
- ^ Гиббс-Смит, Чарльз Х. (3 апреля 1959 г.). "Перелеты и полеты: перекличка раннего взлета с двигателями". Рейс. 75 (2619): 468. Архивировано с оригинал 12 мая 2019 г.. Получено 30 августа 2020.
- ^ Шанют, Октава (Ноябрь 1892 г.). «Прогресс в летающих машинах: самолеты, часть IV». Журнал "Железная дорога и машиностроение". Получено 30 декабря 2013.
- ^ Джарретт, 2002, стр. 59–60.
- ^ Гиббс-Смит (2003) 61.
- ^ «Смерть сэра Хирама Максима. Известный изобретатель, автоматическое оружие и воздухоплавание». Времена. 25 ноября 1916 г.
- ^ Берил, Беккер (1967). Мечты и реалии покорения небес. Нью-Йорк: Атенеум. С. 124–125.
- ^ Джарретт 2002, стр. 87.
- ^ «Смерть профессора Джона Дж. Монтгомери». Аэронавтика. Ноябрь 1911 г.
- ^ Монтгомери, Джон Дж. "Некоторые ранние эксперименты с планеризмом в Америке". Аэронавтика, Vol. 4, № 1, 1909, с. 47–50.
- ^ "Пионеры: Антология". Центр телекоммуникаций и информационной инженерии. Университет Монаша.
- ^ "Gustave-Whitehead.com, Густав Вайскопф, Джон Браун". www.gustave-whitehead.com.
- ^ Пол Джексон (7 марта 2013 г.). "Исполнительный обзор: Jane's All the World's Aircraft: Разработка и производство - 'Отложенное правосудие - отказ в правосудии'". IHS Джейн Самолеты всего мира.
- ^ Дэвиссон, Бадд (2013). «Кто был первым? Райты или Уайтхед?». Полетный журнал.
- ^ а б c Андерсон, Джон Дэвид (2004). Изобретение полета: братья Райт и их предшественники. JHU Press. п. 145. ISBN 0-8018-6875-0.
- ^ Холлион, Ричард П. (2003). Бегство: изобретение воздушной эры, от античности до Первой мировой войны. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. С. 294–295. ISBN 0-19-516035-5.
- ^ Додсон, MG (2005), «Историческое и прикладное аэродинамическое исследование программы испытаний в аэродинамической трубе братьев Райт и его применение для успешного пилотируемого полета», Технический отчет Военно-морской академии США, USNA-334, заархивировано оригинал 5 сентября 2011 г., получено 11 марта 2009
- ^ "Братья Райт". www.nasm.si.edu.
- ^ «100 лет назад мечта об Икаре стала реальностью» В архиве 13 января 2011 г. Wayback Machine НОВОСТИ FAI, 17 декабря 2003 г. Дата обращения: 5 января 2007 г. FAI не имеет официального отчета о полетах Райта, которые произошли до формирования FAI, но неофициально указывает их, например, на своем веб-сайте.
- ^ «Телеграмма от Орвилла Райта из Китти-Хок, Северная Каролина, его отцу с сообщением о четырех успешных полетах, 17 декабря 1903 года». Всемирная цифровая библиотека. 17 декабря 1903 г.
- ^ Абзуг, Малькольм Дж. И Э. Юджин Ларраби.«Стабильность и управление самолетом, второе издание: история технологий, сделавших возможной авиацию». cambridge.org. Дата обращения: 21 сентября 2010.
- ^ Библиотека метро Дейтона В архиве 13 февраля 2009 г. Wayback Machine Пресс-релиз Аэроклуба Америки
- ^ Перепечатано в Scientific American, Апрель 2007 г., стр. 8.
- ^ Джарретт, Филип Дж. (2002). Самолет-пионер: ранний самолет до 1914 года. Патнэм.
- ^ Пенроуз, Харальд (1967). Британская авиация: первые годы 1903–1914. Лондон: Патнэм.
- ^ Weissenborn, G.k .; «Уайтхед летал?», Энтузиаст воздуха 35, Пилот Пресс, 1988.
- ^ Джинс. Эрнест. «Сантос-Дюмон во Франции, 1906–1916: самые ранние ранние птицы». Earlyaviators.com, 25 декабря 2006 г. Дата обращения: 17 августа 2009 г.
- ^ "Cronologia de Santos Dumont" (на португальском языке). santos-dumont.net.Дата обращения: 12 октября 2010.
- ^ Крауч, Том (1982). Блерио XI: История классического самолета. Пресса Смитсоновского института. п. 22.
- ^ Дэниел, Клифтон, изд., Хроника ХХ века, Mount Kisco, New York: Chronicle Publications, 1987, ISBN 0-942191-01-3, п. 136.
- ^ Непрофессионал 1989, стр. 17.
- ^ а б c Рыцари Воздуха (1980) Эзры Боуэна, часть Time-Life's Эпопея полета серии. Стр. 24, 26
- ^ "Капитан Бертрам Диксон". Неизведанная Шотландия: полное онлайн-руководство. Получено 11 февраля 2011.
- ^ Кросби, Фрэнсис, Полное руководство по истребителям и бомбардировщикам мира: иллюстрированная история мира's Величайший военный самолет, с первых дней ведения боевых действий в воздухе в Первой мировой войне, до современных реактивных истребителей и бомбардировщиков-невидимок, Лондон: Anness Publishing Ltd., 2006 г., ISBN 978-1-84476-917-9, п. 16.
- ^ стр.4 В архиве 5 марта 2009 г. Wayback Machine
- ^ а б Джарретт 2002, стр. 60.
- ^ а б "Биография - Энрико Форланини". Mille Anne di Scienza в Италии. Получено 1 декабря 2013.
Список используемой литературы
- Андерсон, Джон Д. мл. (1997). История аэродинамики. Кембридж: Дом Кембриджского университета. ISBN 0-521-66955-3.
- Ангелуччи, Энцо; Матрикарди, Паоло (1977). Мировая авиация: Истоки - Первая мировая война. Лондон: Сэмпсон Лоу. ISBN 0-562-00058-5.
- Предыстория полета
- Октав Шанют, Прогресс в летающих машинах, 1891–1894
- 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, К. (1974). Возрождение европейской авиации. Лондон: Музей науки, Лондон. ISBN 0-11-290180-8.
- Гиббс-Смит, К. (2003). Авиация. Лондон: NMSI. ISBN 1-900747-52-9.
- Холлион, Ричард П. (2003). Взлет. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 0-19-516035-5.
- Джарретт, Филип, изд. (2002). Самолет-пионер: ранняя авиация до 1914 г.. Лондон: Авиационные книги Патнэма. ISBN 0-85177-869-0.
- Джарретт, Филипп (2002). «3: Пассивный и активный подходы». В Джарретт, Филип (ред.). Самолет-пионер: ранняя авиация до 1914 г.. Лондон: Авиационные книги Патнэма. С. 50–66. ISBN 0-85177-869-0.
- —— (2002). «5: Человек летает». В Джарретт, Филип (ред.). Самолет-пионер: ранняя авиация до 1914 г.. Лондон: Авиационные книги Патнэма. С. 87–103. ISBN 0-85177-869-0.
- Стокс, П. Р. (2002). «9: Двигательные установки». В Джарретт, Филип (ред.). Самолет-пионер: ранняя авиация до 1914 г.. Лондон: Авиационные книги Патнэма. С. 159–186. ISBN 0-85177-869-0.
- Мулман, Валери (1980). Дорога к Китти Хок. Нью-Йорк: Книги Time-Life. ISBN 9780809432608.
- Нидхэм, Джозеф (1965a). Наука и цивилизация в Китае. IV (часть 1).
- —— (1965b). Наука и цивилизация в Китае. IV (часть 2). ISBN 978-0-521-05803-2.
- Уайт, Линн Таунсенд-младший. (Весна 1961 г.). «Эйлмер из Малмсбери, авиатор одиннадцатого века: тематическое исследование технологических инноваций, их контекста и традиций». Технологии и культура. 2 (2): 97–111. Дои:10.2307/3101411. JSTOR 3101411.
- Wragg, D.W. (1974). Полет перед полетом. Скопа. ISBN 0-85045-165-5.
- «Прогресс механического полета». Рейс. 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, который летал, если он не летал до 1906 года, а братья Райт сделали это в 1903 году?
- Летающие машины до Райта
- Пионеры авиации: антология
- Первые птицы авиации
- Самолетная правда: список величайших технических достижений в области пилотируемых полетов от Юрген Шмидхубер, Природа 421, 689, 2003