Flygplanets historia

När Wilbur Wright nervöst såg sin bror Orville flyga över de höga sanddynerna i Kitty Hawk, N.C., visste han sannolikt att de skrev historia. Men han kunde förmodligen inte ha föreställt sig vad deras framgång skulle leda till. Han kunde aldrig ha drömt om att denna korta men framgångsrika resa skulle leda människan inte bara till flyg utan även ut i rymden.

Naturligtvis hände det en hel del andra spännande saker mellan bröderna Wrights första flygning och våra eventuella resor till månen, och vi kommer att utforska flygplanets historia så att vi bättre kan förstå hur vi kom dit vi är idag.

Rekommenderad läsning

Den kompletta historien om sociala medier: En tidslinje över uppfinningen av online-nätverk

Vem uppfann Internet? En berättelse från första parkett

iPhone-historia: Varje generation i tidsföljd 2007 - 2022

Blickar mot himlen

Människor har varit fascinerade av himlen och drömt om att göra fåglarna sällskap långt innan de första legitima försöken att flyga gjordes. Redan på 600-talet e.Kr. tvingades till exempel fångar i norra Qi-regionen i Kina att testflyga drakar från ett torn ovanför stadsmuren.

Tidiga försök att flyga var i huvudsak försök att efterlikna fåglars flykt. Tidiga konstruktioner var primitiva och opraktiska, men med tiden blev de mer komplexa. De första konstruktioner som liknade "flygmaskiner" var de som Leonardo Da Vinci tog fram i slutet av 1400-talet, de mest kända var den "flaxande ornitoptern" och den "spiralformade rotorn".

Flygets födelse

På 1600-talet hade teorin bakom ballongflygning börjat utvecklas när Francesco Lana De Terzi började experimentera med tryckskillnader. Det var dock inte förrän i mitten av 1700-talet som bröderna Montgolfier utvecklade större modeller av ballongen. Detta ledde till den första bemannade varmluftsballongflygningen (lättare än luft) den 21 november 1783 av Jean-François Pilâtre de Rozier ochMarquis d'Arlandes i Paris, Frankrike.

Inte långt därefter, 1799, utvecklade Sir George Cayley i England konceptet med flygplan med fasta vingar. Han drog slutsatsen att fyra krafter verkade på ett flygplan som var "tyngre än luft". Dessa fyra krafter var:

• Vikt - Den kraft som utövas på ett föremål antingen genom gravitation eller som ett resultat av en extern kraft som appliceras på det.
• Lyft - Den uppåtriktade delen av kraften som appliceras på ett föremål när luftflödet riktas mot det.
• Drag - Motståndet mot ett föremåls framåtriktade rörelse orsakat av luftrörelsen och hastigheten mot det.
• Thrust - Den kraft som utövas mot riktningen av ett rörligt föremål. Detta visar Newtons tredje lag att reaktionen på ett rörligt föremål är lika och motsatt.

Med hjälp av dessa principer lyckades Cayley tillverka det första modellflygplanet, och på grund av detta betraktas han ofta som "flygets fader". Cayley drog korrekt slutsatsen att kontinuerlig flygning över ett betydande avstånd krävde att en kraftkälla fästes på flygplanet som kunde ge den nödvändiga dragkraften och lyftkraften utan att tynga ner flygplanet.

Tekniken förbättras

Spola fram drygt 50 år och fransmannen Jean-Marie Le Bris genomförde den första "motoriserade" flygningen med sin glidare som drogs av en häst längs stranden. Efter detta, under den senare delen av 1800-talet, blev glidarkonstruktionerna mer komplicerade, och dessa nya modeller möjliggjorde mer kontroll än sina föregångare.

En av tidens mest inflytelserika flygare var tysken Otto Lilienthal. Han genomförde framgångsrikt flera glidflygningar, mer än 2500, från kullar runt Rhinow-regionen i Tyskland. Lilienthal studerade fåglar och undersökte deras flygning för att bestämma aerodynamiken. Han var en produktiv uppfinnare som designade många flygplansmodeller, inklusive biplan (de med två vingar, en ovanförden andra) och monoplan.

Tragiskt nog dog dock Lilienthal en alltför tidig död fem år efter sin första flygning. Han bröt nacken i en glidflygkrasch, men vid tiden för hans död 1896 var hans 250 meter långa glidflygning den längsta flygningen i ett flygplan fram till dess. Bilder av hans äventyr gjorde världen nyfiken och väckte aptiten hos forskare och uppfinnare att ytterligare tänja på gränserna för vad som är möjligt och vad som inte är möjligt.flygning.

Ungefär samtidigt gjordes många försök att uppnå motordriven flygning med hjälp av en motor. Även om några mycket korta "lyft" utfördes, var flygplanen i allmänhet instabila för långvarig flygning.

Den "första" flygningen

Orville och Wilbur Wright hade noga följt Lilienthals framsteg och bestämde sig för att uppnå en varaktig flygning "tyngre än luft". De kämpade för att tillverka en farkost som skulle vara tillräckligt lätt och kraftfull för att uppnå sitt mål, så de kontaktade franska bilingenjörer, men deras lättaste bilmotorer var fortfarande för tunga. För att hitta en lösning tog bröderna, som drev en cykelverkstadi Dayton, Ohio, bestämde sig för att bygga sin egen motor med hjälp av sin vän, mekanikern Charles Taylor.

LÄS MER : Cykelns historia

Deras flygplan, med det passande namnet "Flyer", var ett biplan i trä och tyg som var 12,3 meter långt och hade en vingyta på 47,4 kvadratmeter. Det hade ett kabelsystem som gjorde att piloten kunde kontrollera höjden på vingarna och stjärten, vilket gjorde att piloten kunde kontrollera både planets höjd och rörelser i sidled.

Så den 17 december 1903 gjorde Orville Wright, som hade "vunnit" lottdragningen om att bli pilot, ett antal flygförsök, och hans sista försök resulterade i en lyckad flygning som varade i 59 sekunder och sträckte sig 260 meter (853 fot).

Bröderna Wright fortsatte att utveckla sitt flygplan och ett år senare genomförde de den första rundflygningen med ett motordrivet flygplan. Ytterligare förbättringar följde och 1905 var Flyer III mycket mer pålitlig än sina två tidigare inkarnationer och erbjöd tillförlitliga prestanda och manövrerbarhet.

En ny industri växer fram

En av de viktigaste innovationerna inom flygplansdesign introducerades av Louis Blériot 1908. Fransmannens flygplan Blériot VIII hade en monoplanvinge med en "traktor-konfiguration". Traktor-konfigurationen innebär att flygplanets propellrar är placerade framför motorn i motsats till bakom, vilket tidigare hade varit normen. Denna konfiguration resulterade i att flygplanet vardras genom luften istället för att knuffas, vilket ger den överlägsen styrning.

Bara ett år senare skrev Blériot historia med sitt senaste flygplan, Blériot XI, genom att korsa Engelska kanalen och samtidigt inkassera ett pris på 1000 pund. Priset hade erbjudits av den engelska tidningen "The Daily Mail" till den första person som lyckades med bedriften.

Senaste tekniska artiklar

Vem uppfann hissen? Elisha Otis hiss och dess upplyftande historia

Vem uppfann tandborsten: William Addis moderna tandborste

Kvinnliga piloter: Raymonde de Laroche, Amelia Earhart, Bessie Coleman och många fler!

På tal om att korsa vattendrag: i september 1913 flög Roland Garros, också han fransman, från södra Frankrike till Tunisien, vilket gjorde honom till den förste flygaren som korsade Medelhavet.

Första världskriget 1914 - 1918

När Europa kastades in i krig 1914 fick flygplanens utforskande natur ge vika för önskan att göra flygplan till krigsmaskiner. Vid den tiden var majoriteten av flygplanen biplan, och de användes i stor utsträckning för spaning. Detta var ett mycket riskabelt företag eftersom markeld ofta sköt ner dessa relativt långsamtgående flygplan.

Garros fortsatte att spela en roll i utvecklingen av flygplan, men nu var han inriktad på att göra dem till stridsmaskiner. Han införde plätering av propellrarna på Morane-Saulnier typ L, vilket gav skydd när man avfyrade ett vapen genom propellerbågen. Garros blev senare den första piloten som sköt ned ett fiendeplan med hjälp av denna konfiguration.

På den tyska sidan arbetade Anthony Fokkers företag samtidigt med samma typ av teknik. De uppfann synkroniseringsväxeln som möjliggjorde en mer tillförlitlig avfyrning och vände luftöverlägsenheten till tyskarnas fördel. Garros sköts ned över Tyskland 1915 och kunde inte förstöra sitt plan innan det föll i fiendens händer. Tyskarna kunde därför studera deteknik och detta kompletterade Fokkers arbete.

Fokkers flygplan gav Tyskland luftherravälde och resulterade i många framgångsrika uppdrag i början av kriget tills de allierades teknik kom ikapp och de återfick övertaget.

Mellankrigstiden

Under åren mellan de två världskrigen fortsatte flygplanstekniken att utvecklas. Införandet av luftkylda radialmotorer i stället för vattenkylda innebar att motorerna var mer tillförlitliga, lättare och hade ett högre effekt/vikt-förhållande, vilket innebar att de kunde gå snabbare. Monoplana flygplan var nu i stort sett normen.

Den första non-stop transatlantiska flygningen genomfördes 1927 när Charles Lindbergh gjorde den 33 timmar långa resan från New York till Paris i sitt monoplan, "Spirit of St Louis". 1932 blev Amelia Earhart den första kvinnan som lyckades med denna bedrift.

Under denna period arbetade man med raketmotorer. Raketer med flytande drivmedel var mycket lättare på grund av vätskans densitet och det tryck som krävdes. Den första bemannade flygningen med en raket med flytande drivmedel genomfördes i juni 1939, några månader innan andra världskriget bröt ut.

Andra världskriget 1939 - 1945

Under andra världskriget fick flygplanet en framträdande roll i militära operationer. De tekniska framstegen innebar att det fanns ett stort antal flygplan som var särskilt lämpade för att utföra vissa operationer. Bland dessa fanns stridsflygplan , bomb- och attackflygplan , strategiska flygplan och spaningsflygplan , sjöflygplan samt transport- och bruksflygplan

Jetmotorer var ett sent tillskott till kategorin stridsflygplan. Mekaniken bakom dem hade varit under utveckling i flera år, men Messerschmitt Me 262, den första jetmotorn, gjorde sin första flygning 1944.

Jetmotorn skiljer sig från raketmotorerna genom att den suger in luften från utsidan av planet för förbränningsprocessen i stället för att motorn måste ha med sig en syretillförsel för jobbet. Detta innebär att jetmotorer har inlopps- och utloppsöppningar medan raketmotorer bara har ett utlopp.

Efter kriget

1947 blev det raketmotordrivna Bell X-1 det första flygplanet att bryta ljudvallen. Ljudvallen är en punkt där luftmotståndet plötsligt ökar. Ljudets hastighet är 767 mph (vid 20 grader Celsius), detta hade närmat sig i dykningar av flygplan med propellrar, men de blev mycket instabila. Storleken på den motor som skulle ha behövts för att framdriva dessaplan genom ljudbommen skulle ha varit opraktiskt stora.

Detta ledde till en förändrad design med konformade nosar och skarpa framkanter på vingarna. Flygkroppen hölls också till ett minimalt tvärsnitt.

När världen återhämtade sig från krigets härjningar började flygplan användas mer för kommersiella ändamål. Tidiga passagerarplan som Boeing 377 och Comet hade trycksatta flygplanskroppar, fönster och erbjöd flygarna komfort och relativ lyx som de inte sett tidigare. Dessa modeller var dock inte helt polerade, och man lärde sig fortfarande inom områden som metallutmattning. Tragiskt nog var det mångaav dessa lärdomar upptäcktes efter ödesdigra misslyckanden.

USA var ledande inom kommersiell flygplanstillverkning. Motorerna fortsatte att öka i storlek och de trycksatta flygkropparna blev tystare och bekvämare. Framsteg gjordes också inom navigation och allmänna säkerhetsanordningar runt flygplanet.

När samhället förändrades i västvärlden fick människor mer disponibel inkomst, och med utbyggnaden av flygtrafiken fanns det fler möjligheter att besöka länder som tidigare var utom räckhåll både ekonomiskt och logistiskt.

Den explosionsartade ökningen av flygresor och "semesterresor" gav upphov till många nya företag, varav vissa var kopplade till växande flygplatser, semesterorter (hotell och sevärdheter) och reserelaterade produkter som många av de populära bagagemärken som vi ser idag.

Industrin expanderar

Under 50- och 60-talen fortsatte rakettekniken att förbättras och rymden erövrades när människan landade på månen i juli 1969. Concorde, världens första överljudspassagerarflygplan, släpptes på marknaden 1976. Det kunde flyga mellan New York och Paris på under fyra timmar, men av säkerhetsskäl lades det så småningom ned.

Kommersiellt började saker och ting bli större och bättre. Enorma flygplan, som Boeing 747-8 och Airbus A380-800, innebar att flygplanen nu hade kapacitet för mer än 800 passagerare.

Utforska fler tekniska artiklar

Den kompletta historien om telefoner från de senaste 500 åren

Webbplatsdesignens historia

Flygplanets historia

Vem uppfann hissen? Elisha Otis hiss och dess upplyftande historia

Internetaffärer: en historik

Nikola Teslas uppfinningar: De verkliga och påhittade uppfinningarna som förändrade världen

Militärt utvecklades det futuristiska smygbombplanet och jaktplanen tänjde på gränserna för det möjliga. F-22 Raptor är det senaste i en lång rad av allt snabbare, mer manövrerbara, smygare (kan inte upptäckas av radar) och intelligentare jetplan.

År 2018 blev Virgin Galactic det första traditionella flygplanet att nå rymdens rand, genom att stiga till en höjd av 270 000 fot, förbi 50-milsgränsen enligt den amerikanska regeringens definition. Idag finns det kommersiella flygningar som tar högbetalande kunder cirka 13,5 mil upp i atmosfären, vilket har gett upphov till en ny industri: rymdturism.

Slutsats

Flygplanets historia är en berättelse om många mirakulösa tekniska framsteg som skett under en relativt kort period. Detta har drivits av många modiga och intellektuellt lysande män och kvinnor. De flesta av oss tar för givet den tillgänglighet vi nu har till destinationer världen över tack vare dessa pionjärer, men vi får aldrig glömma hur verkligt anmärkningsvärt det är att vi som människor har hittat denförmåga att flyga.

Bibliografi

Vetenskap och civilisation i Kina: Fysik och fysisk teknologi, maskinteknik Volym 4 - Joseph Needham och Ling Wang 1965.

Den första varmluftsballongen: De största ögonblicken under en flygning. Tim Sharpe

Gibbs-Smith, C.H. Luftfart: En historisk översikt London, NMSI, 2008, ISBN 1 900747 52 9.

//www.ctie.monash.edu.au/hargrave/cayley.html - Pionjärerna, flyg och flygmodellbygge

Encyklopedi för världsbiografi - Otto Lilienthal

Wright Flyer - Daytona Aviation Heritage National Historical Park, Wright Brothers National Memorial

Encyclopedia Britannica - Louis Blériot, fransk flygare Tom D. Crouch

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

Jetmotorns historia, Mary Bellis.

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

NBC News - Virgin Galactics testflygning når rymdens gräns för första gången. Dennis Romero, David Freeman och Minyvonne Burke. 13 december 2018.

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