Historia samolotu

Kiedy Wilbur Wright nerwowo obserwował swojego brata Orville'a lecącego nad wysokimi, piaszczystymi wydmami Kitty Hawk, N.C., prawdopodobnie wiedział, że tworzą historię. Ale prawdopodobnie nie mógł sobie wyobrazić, co stanie się z ich sukcesem. Nigdy nie mógł marzyć, że ta krótka, ale udana podróż zaprowadzi ludzi nie tylko do lotu, ale także w kosmos.

Oczywiście między pierwszym lotem braci Wright a naszą podróżą na Księżyc wydarzyło się wiele innych ekscytujących rzeczy, a my zbadamy historię samolotu, aby lepiej zrozumieć, jak dotarliśmy do miejsca, w którym jesteśmy dzisiaj.

Zalecana lektura

Pełna historia mediów społecznościowych: oś czasu wynalezienia sieci online

Kto wynalazł Internet? Relacja z pierwszej ręki

Historia iPhone'a: każda generacja w kolejności na osi czasu 2007-2022

Patrząc w niebo

Ludzie byli zafascynowani niebem i marzyli o dołączeniu do ptaków na długo przed pierwszymi legalnymi próbami latania. Na przykład już w VI wieku naszej ery więźniowie w północnym regionie Qi w Chinach byli zmuszani do wykonywania próbnych lotów na latawcach z wieży nad murami miasta.

Wczesne próby latania były zasadniczo próbami naśladowania lotu ptaków. Wczesne projekty były prymitywne i niepraktyczne, ale z czasem stały się bardziej złożone. Pierwszymi projektami, które przypominały "maszyny latające", były te stworzone przez Leonarda Da Vinci pod koniec XV wieku, z których najbardziej znane to "trzepoczący ornitopter" i "spiralny wirnik".

Narodziny lotu

W XVII wieku teoria stojąca za lotem balonem zaczęła się rozwijać, gdy Francesco Lana De Terzi zaczął eksperymentować z różnicami ciśnień. Jednak dopiero w połowie XVIII wieku bracia Montgolfier opracowali większe modele balonu. Doprowadziło to do pierwszego załogowego lotu balonem na ogrzane powietrze (lżejszym od powietrza) 21 listopada 1783 roku przez Jean-François Pilâtre de Rozier iMarkiz d'Arlandes w Paryżu, Francja.

Niedługo po tym, w 1799 r., Sir George Cayley z Anglii opracował koncepcję stałopłatowca. Wydedukował on, że na statek powietrzny, który jest "cięższy od powietrza", działają cztery siły:

• Ciężar - siła wywierana na obiekt przez grawitację lub w wyniku przyłożenia do niego siły zewnętrznej.
• Podnoszenie - część siły działającej na obiekt, gdy strumień powietrza jest skierowany w jego stronę.
• Opór - opór stawiany ruchowi obiektu do przodu przez ruch powietrza i jego prędkość.
• Pchnięcie - siła wywierana w kierunku przeciwnym do kierunku poruszającego się obiektu. Pokazuje to trzecie prawo Newtona, że reakcja na poruszający się obiekt jest równa i przeciwna.

Korzystając z tych zasad, Cayley z powodzeniem stworzył pierwszy model samolotu i z tego powodu jest często uważany za "ojca lotnictwa". Cayley prawidłowo wydedukował, że ciągły lot na znaczną odległość wymaga przymocowania do samolotu źródła zasilania, które może zapewnić wymagany ciąg i siłę nośną bez obciążania samolotu.

Ulepszenia technologiczne

Nieco ponad 50 lat później Francuz Jean-Marie Le Bris wykonał pierwszy lot z napędem za pomocą szybowca ciągniętego przez konia po plaży. Później, w drugiej połowie XIX wieku, konstrukcje szybowców stały się bardziej skomplikowane, a te nowe style pozwalały na większą kontrolę niż ich poprzednicy.

Jednym z najbardziej wpływowych lotników tamtych czasów był Niemiec Otto Lilienthal. Z powodzeniem wykonał wiele lotów szybowcowych, ponad 2500, ze wzgórz wokół regionu Rhinow w Niemczech. Lilienthal studiował ptaki i badał ich lot, aby określić związaną z tym aerodynamikę. Był płodnym wynalazcą, który zaprojektował wiele modeli samolotów, w tym dwupłatowce (te z dwoma skrzydłami, jednym nad drugim).i jednopłatowce.

Jednak tragicznie Lilienthal zmarł przedwcześnie pięć lat po swoim pierwszym locie. Złamał kark w katastrofie szybowca, ale w chwili jego śmierci w 1896 r. jego podróż szybowcem na odległość 250 m (820 stóp) była najdłuższą podróżą samolotem do tego czasu. Zdjęcia z jego przygód zaciekawiły świat i zaostrzyły apetyt naukowców i wynalazców na dalsze przesuwanie granic możliwości.lot.

Mniej więcej w tym samym czasie podjęto wiele prób osiągnięcia lotu z napędem silnikowym. Chociaż wykonano kilka bardzo krótkich "wzlotów", samoloty były generalnie niestabilne podczas długotrwałego lotu.

Pierwszy lot

Orville i Wilbur Wright uważnie śledzili postępy Lilienthala i postanowili osiągnąć trwały lot "cięższy od powietrza". Mieli trudności z wyprodukowaniem statku, który byłby wystarczająco lekki i mocny, aby osiągnąć swój cel, więc nawiązali współpracę z francuskimi inżynierami samochodowymi, ale ich najlżejsze silniki samochodowe były nadal zbyt ciężkie. Aby znaleźć rozwiązanie, bracia, którzy prowadzili naprawę rowerów, zaczęli pracować w warsztacie.w Dayton w stanie Ohio, postanowili zbudować własny silnik z pomocą swojego przyjaciela, mechanika Charlesa Taylora.

CZYTAJ WIĘCEJ Historia rowerów

Ich samolot, trafnie nazwany "Flyer", był drewniano-tkaninowym dwupłatowcem o długości 12,3 m (~40 stóp) i powierzchni skrzydeł wynoszącej 47,4 metra kwadratowego (155 stóp kwadratowych). Posiadał system linek, który umożliwiał pilotowi kontrolowanie wysokości skrzydeł i ogona, co pozwalało pilotowi kontrolować zarówno wysokość samolotu, jak i ruch boczny.

Tak więc 17 grudnia 1903 r. Orville Wright, który "wygrał" losowanie na pilota, podjął próbę kilku lotów, a jego ostatnia próba zakończyła się udanym lotem, który trwał 59 sekund i pokonał 260 m (853 stóp).

Bracia Wright nadal rozwijali swój samolot i rok później przeprowadzili pierwszy lot okrężny samolotu napędzanego silnikiem. Nastąpiły dalsze ulepszenia, a w 1905 roku Flyer III był znacznie bardziej niezawodny niż jego dwa poprzednie wcielenia, oferując niezawodne osiągi i zwrotność.

Powstaje nowa branża

Jedna ze znaczących innowacji w projektowaniu samolotów została wprowadzona przez Louisa Blériota w 1908 r. Samolot Blériot VIII Francuza miał jednopłatowe skrzydło ustawione w "konfiguracji ciągnika". Konfiguracja ciągnika polega na tym, że śmigła samolotu znajdują się przed silnikiem, a nie za nim, co wcześniej było normą. Ta konfiguracja sprawiła, że samolot był bardziej wytrzymały.jest ciągnięty przez powietrze, a nie pchany, co zapewnia mu doskonałą sterowność.

Zaledwie rok później Blériot przeszedł do historii ze swoim najnowszym samolotem, Blériot XI, pokonując kanał La Manche, zgarniając przy okazji nagrodę w wysokości 1000 funtów, zaoferowaną przez angielską gazetę "The Daily Mail" pierwszej osobie, która dokona tego wyczynu.

Najnowsze artykuły techniczne

Kto wynalazł windę? Winda Elishy Otisa i jej podnosząca na duchu historia

Kto wynalazł szczoteczkę do zębów: Nowoczesna szczoteczka do zębów Williama Addisa

Kobiety piloci: Raymonde de Laroche, Amelia Earhart, Bessie Coleman i nie tylko!

Jeśli chodzi o przekraczanie zbiorników wodnych, we wrześniu 1913 roku Roland Garros, również Francuz, przeleciał z południa Francji do Tunezji, co uczyniło go pierwszym lotnikiem, który pokonał Morze Śródziemne.

Pierwsza wojna światowa 1914-1918

Gdy Europa pogrążyła się w wojnie w 1914 roku, odkrywczy charakter lotów samolotem ustąpił miejsca pragnieniu przekształcenia samolotów w maszyny wojenne. W tamtym czasie większość samolotów stanowiły dwupłatowce, które były szeroko wykorzystywane do celów zwiadowczych. Było to bardzo niebezpieczne przedsięwzięcie, ponieważ ogień naziemny często niszczył te stosunkowo wolno poruszające się samoloty.

Garros nadal odgrywał rolę w rozwoju samolotów, ale teraz skupiał się na przekształcaniu ich w maszyny bojowe. Wprowadził poszycie do śmigieł samolotu Morane-Saulnier Type L, które zapewniało ochronę podczas strzelania z broni przez łuk śmigła. Garros został później pierwszym pilotem, który zestrzelił samolot wroga przy użyciu tej konfiguracji.

Po stronie niemieckiej, w tym samym czasie, firma Anthony'ego Fokkera również pracowała nad tym samym typem technologii. Wynaleźli oni przekładnię synchronizującą, która umożliwiła bardziej niezawodne zrzuty uzbrojenia i przechyliła szalę przewagi powietrznej na korzyść Niemców. Garros został zestrzelony nad Niemcami w 1915 roku i nie był w stanie zniszczyć swojego samolotu, zanim wpadł on w ręce wroga. Niemcy mogli zatem przestudiowaćTechnologia przeciwników i to uzupełniało pracę Fokkera.

Samoloty Fokkera dały Niemcom przewagę w powietrzu i zaowocowały wieloma udanymi misjami na początku wojny, dopóki technologia aliantów nie nadrobiła zaległości, w którym to momencie odzyskali przewagę.

Okres międzywojenny

W latach międzywojennych technologia lotnicza nadal się rozwijała. Wprowadzenie silników promieniowych chłodzonych powietrzem w przeciwieństwie do chłodzonych wodą oznaczało, że silniki były bardziej niezawodne, lżejsze i miały wyższy stosunek mocy do masy, co oznaczało, że mogły latać szybciej. Samoloty jednopłatowe były teraz normą.

Pierwszy lot transatlantycki bez międzylądowania odbył się w 1927 r., kiedy Charles Lindbergh odbył 33-godzinną podróż z Nowego Jorku do Paryża swoim jednopłatowcem "Spirit of St Louis". W 1932 r. Amelia Earhart została pierwszą kobietą, która dokonała tego wyczynu.

W tym okresie prowadzono prace nad silnikami rakietowymi. Rakiety na paliwo ciekłe były znacznie lżejsze ze względu na gęstość cieczy i wymagane ciśnienie. Pierwszy lot załogowy rakiety na paliwo ciekłe został ukończony w czerwcu 1939 roku, na kilka miesięcy przed wybuchem II wojny światowej.

Druga wojna światowa 1939-1945

Druga wojna światowa sprawiła, że samoloty wysunęły się na pierwszy plan operacji wojskowych. Postępy w projektowaniu oznaczały, że istniała szeroka gama samolotów specjalnie przystosowanych do wykonywania określonych operacji. Były to między innymi myśliwce , samoloty bombowe i szturmowe , samoloty strategiczne i fotorozpoznawcze , wodnosamoloty oraz samoloty transportowe i użytkowe

Silniki odrzutowe były późnym dodatkiem do kategorii samolotów myśliwskich. Mechanika stojąca za nimi była opracowywana od lat, ale Messerschmitt Me 262, pierwszy odrzutowiec, odbył swój inauguracyjny lot w 1944 roku.

Silnik odrzutowy różnił się od silników rakietowych tym, że do procesu spalania zasysał powietrze z zewnątrz samolotu, a nie musiał dostarczać tlenu do silnika. Oznacza to, że silniki odrzutowe mają otwory wlotowe i wylotowe, podczas gdy silniki rakietowe mają tylko otwór wylotowy.

Po wojnie

W 1947 roku napędzany silnikiem rakietowym Bell X-1 stał się pierwszym samolotem, który przełamał barierę dźwięku. Bariera dźwięku to punkt, w którym opór aerodynamiczny gwałtownie wzrasta. Prędkość dźwięku wynosi 767 mil na godzinę (przy 20 stopniach Celsjusza), co zostało osiągnięte podczas nurkowania przez samoloty ze śmigłami, ale stały się one bardzo niestabilne. Rozmiar silnika, który byłby wymagany do napędzania tych samolotów, był bardzo mały.Samoloty przez sonic boom byłyby niepraktycznie duże.

Doprowadziło to do zmiany projektu, w którym nosy miały kształt stożka, a krawędzie natarcia skrzydeł były ostre. Kadłub miał również minimalny przekrój.

W miarę jak świat podnosił się ze zniszczeń wojennych, samoloty zaczęły być wykorzystywane w celach komercyjnych. Wczesne samoloty pasażerskie, takie jak Boeing 377 i Comet, miały ciśnieniowe kadłuby, okna i zapewniały pasażerom komfort i względny luksus, których wcześniej nie widziano. Modele te nie były jednak w pełni dopracowane, a lekcje wciąż były wyciągane w takich obszarach, jak zmęczenie metalu. Tragicznie wieleWiele z tych lekcji zostało odkrytych po fatalnych w skutkach awariach.

Stany Zjednoczone wiodły prym w produkcji samolotów komercyjnych. Silniki były coraz większe, a ciśnieniowe kadłuby stawały się coraz cichsze i wygodniejsze. Osiągnięto również postęp w nawigacji i ogólnych funkcjach bezpieczeństwa wokół samolotu.

Wraz ze zmianami społecznymi w zachodnim świecie, ludzie mieli więcej dochodu do dyspozycji, a wraz z rozwojem usług lotniczych pojawiło się więcej możliwości odwiedzenia krajów, które wcześniej były poza zasięgiem zarówno finansowym, jak i logistycznym.

Eksplozja podróży lotniczych i "wakacji" wspierała wiele powstających firm, niektóre związane z rozwijającymi się lotniskami, lokalizacjami wakacyjnymi (hotelami i atrakcjami) oraz produktami związanymi z podróżami, takimi jak wiele popularnych marek bagażu, które widzimy dzisiaj.

Branża się rozwija

W latach 50. i 60. technologia rakietowa nadal się rozwijała, a kosmos został podbity lądowaniem człowieka na Księżycu w lipcu 1969 r. Concorde, pierwszy na świecie naddźwiękowy samolot pasażerski, został wypuszczony na świat w 1976 r. Mógł latać między Nowym Jorkiem a Paryżem w mniej niż cztery godziny, ale ostatecznie został wycofany ze względów bezpieczeństwa.

Z komercyjnego punktu widzenia wszystko zaczęło stawać się coraz większe i lepsze. Ogromne samoloty, takie jak Boeing 747-8 i Airbus A380-800, oznaczały, że samoloty mogły teraz pomieścić ponad 800 pasażerów.

Poznaj więcej artykułów technicznych

Kompletna historia telefonów z ostatnich 500 lat

Historia projektowania stron internetowych

Historia samolotu

Kto wynalazł windę? Winda Elishy Otisa i jej podnosząca na duchu historia

Biznes internetowy: historia

Wynalazki Nikoli Tesli: Prawdziwe i wyimaginowane wynalazki, które zmieniły świat

Pod względem militarnym pojawił się futurystyczny bombowiec stealth, a myśliwce odrzutowe przesunęły granice możliwości. F-22 Raptor to najnowszy z długiej linii coraz szybszych, bardziej zwrotnych, niewidzialnych (niemożliwych do wykrycia przez radar) i inteligentnych odrzutowców.

W 2018 r. Virgin Galactic stał się pierwszym tradycyjnym samolotem, który dotarł na krawędź kosmosu, wznosząc się na wysokość 270 000 stóp, przekraczając granicę 50 mil określoną przez rząd USA. Obecnie istnieją loty komercyjne, które zabierają wysoko opłacanych klientów około 13,5 mili w atmosferę, dając początek nowej branży: turystyce kosmicznej.

Wnioski

Historia samolotu to opowieść o wielu cudownych postępach technicznych, które miały miejsce w stosunkowo krótkim czasie. Przyczyniło się do tego wielu odważnych i intelektualnie błyskotliwych mężczyzn i kobiet. Większość z nas uważa za oczywiste, że dzięki tym pionierom mamy teraz dostęp do miejsc docelowych na całym świecie, ale nigdy nie wolno nam zapominać, jak naprawdę niezwykłe jest to, że jako ludzie znaleźliśmyumiejętność latania.

Bibliografia

Nauka i cywilizacja w Chinach: Fizyka i technologia fizyczna, inżynieria mechaniczna Tom 4 - Joseph Needham i Ling Wang 1965.

Pierwszy balon na ogrzane powietrze: najwspanialsze momenty lotu - Tim Sharp

Gibbs-Smith, C.H. Lotnictwo: przegląd historyczny Londyn, NMSI, 2008, ISBN 1 900747 52 9.

//www.ctie.monash.edu.au/hargrave/cayley.html - Pionierzy, lotnictwo i modelarstwo lotnicze

Encyklopedia biografii światowej - Otto Lilienthal

The Wright Flyer - Narodowy Park Historyczny Dziedzictwa Lotnictwa Daytona, Pomnik Narodowy Braci Wright

Encyklopedia Britannica - Louis Blériot, francuski lotnik. Tom D. Crouch

The First Jet Pilot: The Story of German Test Pilot Erich Warsitz - London Pen and Sword Books Ltd. 2009. Lutz Warsitz.

Historia silnika odrzutowego. Mary Bellis.

//www.greatachievements.org/?id=3728

NBC News - Lot testowy Virgin Galactic po raz pierwszy dociera do krawędzi kosmosu. Dennis Romero, David Freeman i Minyvonne Burke. 13 grudnia 2018 r.

//www.telegraph.co.uk/news/2016/08/03/company-offering-flights-to-the-edge-of-space-for-nearly-14000/