История на самолета

Докато Уилбър Райт нервно наблюдаваше как брат му Орвил лети през високите пясъчни дюни на Кити Хоук, Северна Каролина, той вероятно знаеше, че те правят история. Но вероятно не е могъл да си представи какво ще последва от техния успех. Той никога не е могъл да мечтае, че това кратко, но успешно пътуване ще отведе хората не само в полет, но и в космоса.

Разбира се, много други вълнуващи неща се случиха между първия полет на братята Райт и евентуалните ни пътувания до Луната и ние ще проучим историята на самолета, за да можем по-добре да разберем как сме стигнали до мястото, където сме са днес.

Поглед към небето

Хората са били очаровани от небето и са мечтали да се присъединят към птиците много преди да бъдат направени първите законни опити за летене. Например още през 6-ти век сл. н. е. затворниците в северния регион Ци на Китай са били принуждавани да извършват тестови полети с хвърчила от кула над градските стени.



Ранните опити за летене са по същество опити за имитиране на птичи полет. Ранните проекти бяха примитивни и непрактични, но с течение на времето те станаха по-сложни. Първите дизайни, които приличат на „летящи машини“, са произведени от Леонардо да Винчи в края на 15-ти век, като най-известните са „размахващият се орнитоптер“ и „спиралният ротор“.

Раждането на полета

История на самолета 4

До 17-ти век теорията зад полета с балон започва да се развива, когато Франческо Лана Де Терзи започва да експериментира с разлики в налягането. Въпреки това, едва в средата на 18-ти век братята Монголфие разработват по-големи модели на балон. Това доведе до първия пилотиран полет с балон с горещ въздух (по-лек от въздуха) на 21 ноември 1783 г. от Жан-Франсоа Пилатр де Розие и Маркиз д’Арланд в Париж, Франция.

Малко след това, през 1799 г. сър Джордж Кейли от Англия разработва концепцията за самолета с фиксирани крила. Той стигна до извода, че четири сили действат върху самолет, които са „по-тежки от въздуха“. Тези четири сили са:

  • Тегло – силата, упражнявана върху обект или чрез гравитация, или в резултат на външна сила, приложена към него.
  • Повдигане – Възходящата част от силата, която се прилага върху обект, когато въздушният поток е насочен към него.
  • Съпротивление – съпротивлението срещу движението напред на обект, причинено от движението на въздуха и скоростта срещу него.
  • Тяга – силата, упражнявана срещу посоката на движещ се обект. Това демонстрира третия закон на Нютон, че реакцията към движещ се обект е еднаква и противоположна.

Използвайки тези принципи, Кейли успешно направи първия модел на самолет и поради това той често се смята за „баща на авиацията.“ Кейли правилно заключи, че непрекъснатият полет на значително разстояние изисква захранващ източник, който да бъде прикрепен към самолета, който може осигурява необходимата тяга и повдигане, без да натоварва самолета.

Технологията се подобрява

Бързо напред малко повече от 50 години и французинът Jean-Marie Le Bris постигна първия „моторизиран“ полет със своя планер, теглен от кон по плажа. След това, през втората част на 19-ти век, дизайните на планери стават по-сложни и тези нови стилове позволяват повече контрол от техните предшественици.

Един от най-влиятелните авиатори на времето е германецът Ото Лилиентал. Той успешно завърши многобройни полети с планер, повече от 2500, от хълмове около района Rhinow в Германия. Лилиентал изучава птиците и изследва полета им, за да определи включената аеродинамика. Той беше плодовит изобретател, който проектира много модели самолети, включително биплани (тези с две крила, едно над друго) и моноплани.

Трагично обаче, Лилиентал умира преждевременно пет години след първия си полет. Той счупи врата си при катастрофа с планер, но към момента на смъртта му през 1896 г. неговото пътуване с планер от 250 метра (820 фута) беше най-дългото пътуване с самолет до този момент. Снимки на неговите приключения предизвикаха любопитството на света и събудиха апетита на учени и изобретатели да разширят още повече границите на летенето.

Приблизително по същото време имаше много опити за постигане на двигателен полет с помощта на двигател. Докато бяха изпълнени някои много кратки „повдигания“, самолетите като цяло бяха нестабилни за продължителен полет.

Първият полет

История на самолета 5

Орвил и Уилбър Райт следят отблизо напредъка на Лилиентал и се стремят да постигнат устойчив полет, „по-тежък от въздуха“. Те се борят да произведат плавателен съд, който да бъде достатъчно лек и мощен, за да постигнат целта си, така че той се ангажира с френски автомобилни инженери, но техните най-леки автомобилни двигатели все още бяха твърде тежки. За да намерят решение, братята, които управляват магазин за ремонт на велосипеди в Дейтън, Охайо, решават да построят собствен двигател с помощта на своя приятел, механик Чарлз Тейлър.

ПРОЧЕТЕТЕ ОЩЕ : Историята на велосипедите

Техният самолет, подходящо наречен „Flyer“, беше биплан от дърво и плат с дължина 12,3 м (~ 40 фута) и с площ на крилото от 47,4 кв. метра (155 кв. фута). Имаше кабелна система, която позволяваше на пилота да контролира височината на крилата и опашката, което позволяваше на пилота да контролира както височината, така и страничното движение на самолета.

И така, на 17 декември 1903 г. Орвил Райт, който беше „спечелил“ тегленето на жребий за пилотиране, опита няколко полета и последният му опит доведе до успешен полет, който продължи 59 секунди и покри 260 м (853 фута).

Братята Райт продължават да развиват своя самолет и година по-късно извършват първия кръгов полет на самолет с двигател. Последваха допълнителни настройки и през 1905 г. Flyer III беше много по-надежден от двете си предишни превъплъщения, предлагайки надеждна производителност и маневреност.

Появява се нова индустрия

Едно от значителните нововъведения в дизайна на самолета е въведено от Луи Блерио през 1908 г. Самолетът Blériot VIII на французина има крило на моноплан, настроено с „тракторна конфигурация.“ Тракторната конфигурация е мястото, където витлата на самолета са разположени пред двигател за разлика от задния, който преди беше норма. Тази конфигурация доведе до издърпване на самолета във въздуха, вместо да се бута, което му даде превъзходно управление.

Само година по-късно Blériot влезе в историята с най-новия си самолет, Blériot XI, като прекоси Ламанша, прибирайки награда от £1000 в процеса. Той беше предложен от английския вестник „The Daily Mail“ на първия човек, извършил подвига.

Докато по темата за пресичането на водни басейни, през септември 1913 г. Ролан Гарос, също французин, лети от Южна Франция до Тунис, което го прави първият летец, който прекосява Средиземно море.

Първата световна война 1914-1918 г

Когато Европа се потопи във война през 1914 г., изследователският характер на самолетния полет отстъпи място на желанието да се превърнат самолетите в машини за война. По това време повечето самолети са били биплани и са били използвани широко за разузнавателни цели. Това беше много опасно начинание, тъй като наземният огън често сваляше тези относително бавно движещи се самолети.

Гарос продължава да играе роля в разработването на самолети, но сега той се фокусира върху превръщането им в бойни машини. Той въвежда покритие на витлата на самолета Morane-Saulnier Type L, което осигурява защита при изстрелване на пистолет през дъгата на витлото. По-късно Гарос стана първият пилот, свалил вражески самолет, използвайки тази конфигурация.

От германска страна по същото време компанията на Антъни Фокер също работи върху същия тип технология. Те изобретиха синхронизиращото устройство, което позволи по-надеждно изстрелване на боеприпаси и промени превъзходството във въздуха в полза на германците. Гарос е свален над Германия през 1915 г. и не успява да унищожи самолета си, преди да попадне в ръцете на врага. Следователно германците могат да изучават технологията на врага и това допълва работата на Фокер.

Самолетите на Фокер дадоха въздушно надмощие на Германия и доведоха до много успешни мисии в началото на войната, докато технологията на съюзниците не навакса, в който момент те си върнаха надмощието.

Междувоенен период

В годините между двете световни войни самолетната техника продължава да се развива. Въвеждането на радиални двигатели с въздушно охлаждане, за разлика от тези с водно охлаждане, означаваше, че двигателите са по-надеждни, по-леки и с по-високо съотношение мощност към тегло, което означава, че могат да се движат по-бързо. Монопланите вече бяха норма.

Първият трансатлантически полет без кацане е осъществен през 1927 г., когато Чарлз Линдберг прави 33-часовото пътуване от Ню Йорк до Париж със своя моноплан „Spirit of St Louis.“ През 1932 г. Амелия Ърхарт става първата жена, постигнала това постижение .

През този период се работи върху ракетни двигатели. Ракетите с течно гориво бяха много по-леки поради необходимата плътност на течността и налягане. Първият пилотиран полет с ракета с течно гориво е завършен през юни 1939 г., няколко месеца преди избухването на Втората световна война.

Втората световна война 1939-1945 г

История на самолета 6

Втората световна война изстрелва самолета в челните редици на военните операции. Напредъкът в дизайна означаваше, че има широк набор от самолети, специално пригодени за изпълнение на определени операции. Те включват боен самолет , бомбардировач и щурмова авиация , стратегически и фоторазузнавателни самолети , хидроплани и транспортни и помощни самолети

Реактивните двигатели бяха късно допълнение към категорията на изтребителите. Механиката зад тях работи от години, но Messerschmitt Me 262, първият реактивен самолет, предприе първия си полет през 1944 г.

Реактивният двигател се различаваше от ракетните двигатели, тъй като вкарваше въздуха извън самолета за процеса на горене, а не двигателят трябваше да доставя кислород за работата. Това означава, че реактивните двигатели имат всмукателни и изпускателни отвори, докато ракетните двигатели имат само изпускателна тръба.

След войната

През 1947 г. задвижваният от ракетен двигател Bell X-1 става първият самолет, преодолял звуковата бариера. Звуковата бариера е точка, в която аеродинамичното съпротивление се увеличава внезапно. Скоростта на звука е 767 mph (при 20 градуса по Целзий), това беше достигнато при гмуркане от самолети с витла, но те станаха много нестабилни. Размерът на двигателя, който би бил необходим за задвижване на тези самолети през звуковия бум, би бил непрактично голям.

Това води до промяна в дизайна с конусовидни носове и остри водещи ръбове на крилата. Фюзелажът също е поддържан до минимално напречно сечение.

Когато светът се възстанови от опустошенията на войната, самолетите започнаха да се използват повече за търговски цели. Ранните пътнически самолети като Boeing 377 и Comet имат фюзелажи под налягане, прозорци и осигуряват на летците комфорт и относителен лукс, невиждан досега. Тези модели обаче не бяха напълно полирани и все още се извличаха поуки в области като умората на метала. За съжаление, много от тези уроци бяха открити след фатални провали.

Съединените щати водят пътя в производството на търговски самолети. Двигателите продължиха да се увеличават по размер и фюзелажите под налягане станаха по-тихи и по-удобни. Напредък беше постигнат и в навигацията и общите функции за безопасност около самолета.

Тъй като обществото в западния свят се промени, хората имаха повече разполагаем доход, а с разширяването на въздушните услуги имаше повече възможности за посещение на страни, които преди това бяха недостъпни както финансово, така и логистично.

Експлозията в пътуванията със самолет и „почивките“ подкрепи много нововъзникващи бизнеси, някои свързани с разширяващи се летища, ваканционни места (хотели и атракции) и продукти, свързани с пътуване, като много от популярните марки багаж, които виждаме днес.

Индустрията се разширява

През 50-те и 60-те години ракетната технология продължава да се подобрява ипространството беше завладянос кацане на човек на Луната през юли 1969 г. Concorde, първият в света свръхзвуков пътнически самолет, беше пуснат в света през 1976 г. Той можеше да лети между Ню Йорк и Париж за по-малко от четири часа, но в крайна сметка беше прекратен от съображения за безопасност.

В комерсиален план нещата започнаха да стават все по-големи и по-добри. Огромни самолети, като Boeing 747-8 и Airbus A380-800, означаваха, че самолетите вече имат капацитет от повече от 800 пътници.

Във военно отношение се появи футуристичният стелт бомбардировач, а реактивните изтребители разшириха границите на възможното. F-22 Raptor е най-новият в дългата поредица от все по-бързи, по-маневрени, по-стелт (не могат да бъдат открити от радар) и интелигентни самолети.

През 2018 г. Virgin Galactic стана първият традиционен самолет, достигнал ръба на космоса, изкачвайки се на височина от 270 000 фута, след границата от 50 мили, както е определено от правителството на САЩ. Днес има търговски полети, които отвеждат високоплатежоспособни клиенти на около 13,5 мили в атмосферата, раждайки нова индустрия: космическият туризъм.

Заключение

Историята на самолета е разказ за много чудотворни технически постижения, настъпили за сравнително кратък период. Това е движено от много смели и интелектуално брилянтни мъже и жени. Повечето от нас приемат за даденост достъпността, която сега имаме до световни дестинации в резултат на тези пионери, но никога не трябва да забравяме колко наистина забележително е, че ние като хора сме открили способността да летим.

Библиография

Науката и цивилизацията в Китай: Физика и физическа технология, машинно инженерство Том 4 – Джоузеф Нийдъм и Линг Уанг 1965 г. .

Първият балон с горещ въздух: най-великите моменти в полета. Тим Шарп

Гибс-Смит, Ч.Х. Авиация: Исторически преглед . Лондон, NMSI, 2008 г. ISBN 1 900747 52 9.

http://www.ctie.monash.edu.au/hargrave/cayley.html – Пионерите, авиация и авиомоделизъм

Енциклопедия на световната биография – Ото Лилиентал

The Wright Flyer – Daytona Aviation Heritage National Historical Park, Wright Brothers National Memorial

Енциклопедия Британика – Луи Блерио, френски летец. Том Д. Крауч

Първият пилот на реактивен самолет: Историята на германския пилот-изпитател Ерих Варсиц – London Pen and Sword Books Ltd. 2009 г. Lutz Warsitz.

История на реактивния двигател. Мери Белис.

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

NBC News – Тестовият полет на Virgin Galactic достига ръба на космоса за първи път. Денис Ромеро, Дейвид Фрийман и Минивон Бърк. 13 декември 2018 г.

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

Достигане до небесата: Историята на алпинизма

Обикновено свързван със смелите изкачвания на страхотни върхове, алпинизмът (понякога известен като алпинизъм) съчетава туризъм, скално катерене и техники на сняг и лед.

Кой беше Григорий Распутин? Историята на лудия монах, който избегна смъртта

Григорий Распутин, „Лудият монах“, беше повече мит, отколкото човек. Прочетете пълната и шокираща история на живота му и непристойните слухове около пътуването му.

Компромисът от 1850 г.: Последният опит на Америка да се преструва на робство е ОК

Компромисът от 1850 г. беше последният опит на Америка да се преструва, че робството не е проблем, преди всичко да прерасне в Американската гражданска война. Прочетете го сега.

Крайната история (и бъдещето) на бръсненето

От електрически тримери за брада до дамски комплекти за бръснене. Ежедневният навик за бръснене датира от хиляди години, оформяйки нашата идентичност през вековете.

Битката при Термопилите: 300 спартанци срещу света

Битката при Термопилите се води между 300 спартанци и Персийската империя през 480 г. пр.н.е. Прочетете графика, датите и събитията тук.