История авиации - History of aviation

В Военный флаер Райта на фургоне в 1908 году.

Французский аэростат-разведчик L'Intrépide 1796 г., самый старый из существующих летательных аппаратов, в Heeresgeschichtliches Museum, Вена.

Леонардо да Винчи с орнитоптер дизайн

Хронология авиации

В история авиации простирается на более чем две тысячи лет, начиная с самых ранних форм авиация такие как воздушные змеи и попытки прыжка с башни сверхзвуковой и гиперзвуковой полет на моторе, тяжелее воздуха струи.

Воздушный змей в Китай восходит к нескольким сотням лет до нашей эры и медленно распространился по миру. Считается, что это самый ранний пример полета человека. Леонардо да Винчи Мечта 15-го века о полете нашла выражение в нескольких рациональных, но ненаучных замыслах, хотя он и не пытался создать ни одного из них.

Открытие водород газ в 18 веке привел к изобретению водородный баллон, почти в то же время, что и братья Монгольфье заново открыл воздушный шар и начал пилотируемые полеты.^[1] Различные теории в механика физиками в тот же период времени, особенно динамика жидкостей и Законы движения Ньютона, привело к основанию современной аэродинамика, в первую очередь Сэр Джордж Кэли. Воздушные шары, как свободно летающие, так и привязанные, начали использоваться в военных целях с конца 18 века, когда французское правительство учредило компании по производству воздушных шаров во время Революция.^[2]

Эксперименты с планерами послужили основой для создания летательных аппаратов тяжелее воздуха, и к началу 20-го века достижения в области двигателестроения и аэродинамики впервые сделали возможным управляемый полет с двигателем. Современный самолет с характерным хвостовым оперением был создан к 1909 году, и с тех пор история самолета была связана с разработкой все более и более мощных двигателей.

Первыми большими воздушными кораблями были жесткие дирижабли, впервые разработанные Фердинанд фон Цеппелин, который вскоре стал синонимом дирижабли и доминировал в дальних перелетах до 1930-х годов, когда летающие лодки стал популярным. После Вторая Мировая Война, в свою очередь, летающие лодки были заменены наземными самолетами, а новые и чрезвычайно мощные реактивный двигатель произвел революцию в сфере авиаперевозок и военная авиация.

Во второй половине 20-го века с появлением цифровой электроники произошли большие успехи в области летной аппаратуры и систем «летать по проводам». В 21 веке широко использовались беспилотные дроны для военных, гражданских и развлекательных целей. Благодаря цифровому управлению стали возможны нестабильные самолеты, такие как летающие крылья.

Этимология

Термин «авиация», существительное «действие» от латинского avis «птица» с суффиксом -ation, означающим действие или прогресс, был придуман в 1863 году французским пионером Гийомом Жозефом Габриэлем де ла Ландель (1812–1886) в книге «Aviation ou Navigation aérienne sans ballons». ".^[3][4]

Первобытное начало

Прыжки с башни

Дедал работа над Икар крылья.

С древних времен ходили рассказы о людях, которые привязывали к себе птичьи крылья, жесткие плащи или другие приспособления и пытались летать, обычно прыгая с башни. Греческая легенда о Дедал и Икар является одним из самых ранних известных;^[5] другие произошли из древней Азии^[6] и европейское средневековье. В этот ранний период вопросы подъемной силы, устойчивости и контроля не были поняты, и большинство попыток закончились серьезными травмами или смертью.

В Андалузский ученый Аббас ибн Фирнас (810–887 гг. Н.э.), как утверждается, совершил прыжок в Кордова, Испания, покрывая его тело перьями стервятника и прикрепляя два крыла к его рукам.^[7][8] Мухаммед I Кордовский придворный поэт IX века Мумин ибн Саид и 17 век Алжирский историк Ахмед Мохаммед аль-Маккари на основе источников, которые больше не сохранились, рассказывают, что Фирнас пролетел некоторое расстояние, прежде чем приземлиться, с некоторыми травмами, связанными с отсутствием хвоста (как птицы обычно приземляются).^[7][9] По словам Джона Хардинга, планер Ибн Фирнаса был первой попыткой полета тяжелее воздуха в история авиации.^[10] Написав в 12 веке, Уильям Мальмсбери заявил, что бенедиктинский монах XI века Эйлмер из Малмсбери прикрепил крылья к рукам и ногам и полетел на небольшое расстояние,^[7] но сломал обе ноги при приземлении, также не позаботившись сделать себе хвост.^[9]

Многие другие совершили хорошо задокументированные скачки в последующие столетия. Еще в 1811 году Альбрехт Берблингер построил орнитоптер и прыгнул в Дунай в Ульме.^[11]

Воздушные змеи

Ксилография с изображением воздушного змея из книги Джона Бэйта 1635 года Тайны природы и искусства.

В воздушный змей возможно, был первой формой искусственного самолета.^[1] Он был изобретен в Китае, возможно, еще в V веке до нашей эры. Mozi (Мо Ди) и Лу Бань (Гуншу Бань).^[12] Более поздние дизайны часто имитировали летающих насекомых, птиц и других зверей, как реальных, так и мифических. Некоторые из них были оснащены струнами и свистками, чтобы издавать музыкальные звуки во время полета.^[13][14][15] Древние и средневековые китайские источники описывают воздушных змеев, которые использовались для измерения расстояний, проверки ветра, подъемников, сигналов, а также для связи и отправки сообщений.^[16]

Воздушные змеи распространились из Китая по всему миру. После введения в Индия, кайт в дальнейшем эволюционировал в истребитель воздушный змей, где абразивная леска используется для вырезания других воздушных змеев.

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. Ранний зарегистрированный полет был полетом заключенного Юань Хуантоу, китайский принц, в 6 веке нашей эры.^[17] 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.^[18]

Крылья ротора

Использование ротор для вертикального полета существует с 400 г. до н.э. в виде бамбуковый вертолет, древняя китайская игрушка.^[19][20] Подобный «moulinet à noix» (ротор на гайке) появился в Европе в 14 веке нашей эры.^[21]

Горячие воздушные шары

А небесный фонарь.

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 размещается 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 (180–234 гг., Почетный титул Kongming), который, как говорят, использовал их, чтобы запугать вражеские войска.^[22]

Есть свидетельства того, что китайцы также «решили проблему воздушной навигации» с помощью воздушных шаров за сотни лет до 18 века.^[23]

эпоха Возрождения

Один из эскизов Леонардо

В конце концов, после Ибн Фирнас В ходе строительства некоторые исследователи начали открывать и определять некоторые основы рационального проектирования самолетов. Наиболее заметным из них был Леонардо да Винчи, хотя его работа оставалась неизвестной до 1797 года, и поэтому не оказала никакого влияния на развитие событий в течение следующих трехсот лет. Хотя его замыслы рациональны, они ненаучны,^[24] и особенно недооценивать количество необходимой мощности.^[25]

Леонардо изучал полет птиц и летучих мышей,^[25] заявляя о превосходстве последнего из-за неперфорированного крыла.^[26] Он проанализировал их и предвосхитил многие принципы аэродинамики. Он понял, что «объект оказывает такое же сопротивление воздуху, как воздух этому объекту».^[27] Исаак Ньютон не публиковал его третий закон движения до 1687 г.

С последних лет 15 века до 1505 года^[25] Леонардо написал и зарисовал множество конструкций летательных аппаратов и механизмов, включая орнитоптеры, планеры с неподвижным крылом, винтокрылые аппараты (возможно, вдохновленные игрушками-вертолетами), парашюты (в виде пирамидальной палатки с деревянным каркасом) и измеритель скорости ветра.^[25] Его ранние проекты были с двигателями человека и включали орнитоптеры и винтокрылые машины; однако он осознал непрактичность этого и позже обратился к управляемому планирующему полету, а также набросал некоторые конструкции, приводимые в движение пружиной.^[28]

Согласно одной часто повторяемой, хотя и несомненно вымышленной истории, в 1505 году Леонардо или один из его учеников попытался слетать с вершины горы. Монте-Сесери.^[25]

Легче воздуха

Начала современных теорий

В 1670 г. Франческо Лана де Терци опубликовал работу, в которой предполагалось, что полет легче воздуха будет возможен при использовании сфер из медной фольги, которые, содержащие вакуум, будут легче вытесняемого воздуха для подъема дирижабль. Хотя его конструкция была теоретически надежной, она не была осуществима: давление окружающего воздуха раздавило бы сферы. Идея использования вакуума для создания подъемника теперь известна как вакуумный дирижабль но остается невыполнимым ни при каком токе материалы.

В 1709 г. Бартоломеу де Гужман представил петицию 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 ]}

Шарики

Литографическое изображение пионерских событий (1783–1846 гг.).

1783 год стал переломным для воздухоплавания и авиации. С 4 июня по 1 декабря во Франции было сделано пять первых достижений в авиации:

• 4 июня Братья монгольфье продемонстрировали свои беспилотные воздушный шар в Annonay, Франция.
• 27 августа Жак Шарль и Братья Роберт (Les Freres Роберт ) запустил первый в мире беспилотный шар, наполненный водородом, с Марсово поле, Париж.
• 19 октября «Монгольфье» запустили первый пилотируемый полет на 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 «Монгольфье» запустили первый бесплатный рейс с пассажирами-людьми. Король Людовик XVI изначально постановил, что осужденные преступники будут первыми пилотами, но Жан-Франсуа Пилатр де Розье вместе с Маркиз Франсуа д'Арланд, успешно подала прошение о награждении. Они пролетели 8 км (5,0 миль) на воздушном шаре на дровах.
• 1 декабря Жак Шарль и Николя-Луи Робер запустили пилотируемый водородный шар с Сад Тюильри в Париже, свидетелями которой стали 400 000 человек. Они поднялись на высоту около 1800 футов (550 м) [15] и приземлились на закате в Nesles-la-Vallée после полета 2 часа 5 минут - 36 км. После выхода Роберта Чарльз решил подняться в одиночку. На этот раз он быстро поднялся на высоту около 9800 футов (3000 м), где снова увидел солнце, испытал сильную боль в ушах и больше никогда не летал.

Полеты на воздушном шаре стали большой "модой" в Европе в конце 18 века, дав первое подробное понимание взаимосвязи между высотой и атмосферой.

Неуправляемые аэростаты использовались во время американская гражданская война посредством Воздушный шар армии Союза. Молодой Фердинанд фон Цеппелин впервые полетел на воздушном шаре с Союзом Армия Потомака в 1863 г.

В начале 1900-х годов воздухоплавание было популярным видом спорта в Великобритании. Эти частные воздушные шары обычно используются угольный газ как подъемный газ. Он имеет вдвое меньшую подъемную силу, чем водород, 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.^[29]

Дирижабли

"Номер 6" Сантос-Дюмона огибает Эйфелеву башню в процессе получения премии Deutsch de la Meurthe, октябрь 1901 года.

Первоначально дирижабли называли «дирижаблями», и их до сих пор иногда называют дирижаблями.

Работа над созданием управляемого воздушного шара (или дирижабля) продолжалась время от времени на протяжении всего XIX века. Считается, что первый управляемый и продолжительный полет с двигателем легче воздуха состоялся в 1852 году, когда Анри Жиффар пролетел 15 миль (24 км) во Франции на судне с паровым двигателем.

Еще одно достижение было сделано в 1884 году, когда первый полностью управляемый свободный полет был совершен на электрическом дирижабле французской армии. La France, к Чарльз Ренар и Артур Кребс. Длина 170 футов (52 м), 66000 кубических футов (1900 м).³) дирижабль преодолел 8 км (5,0 миль) за 23 минуты с помощью электродвигателя мощностью 8½ лошадиных сил.

Однако в целом эти самолеты были недолговечными и крайне хрупкими. Обычные контролируемые полеты не будут происходить до появления двигателя внутреннего сгорания (см. Ниже).

Первыми самолетами, совершавшими стандартные контролируемые полеты, были: нежесткие дирижабли (иногда их называют "дирижаблями".) Самым успешным пилотом-пионером этого типа самолетов был бразилец Альберто Сантос-Дюмон кто эффективно совместил воздушный шар с двигателем внутреннего сгорания. 19 октября 1901 года он управлял своим дирижаблем. Число 6 над Парижем из Парк де Сен-Клу вокруг Эйфелева башня и обратно менее чем за 30 минут, чтобы выиграть Приз Deutsch de la Meurthe. Сантос-Дюмон спроектировал и построил несколько самолетов. Последующие споры вокруг его и других конкурирующих претензий в отношении самолетов затмили его большой вклад в развитие дирижаблей.

В то же время, когда нежесткие дирижабли начали иметь некоторый успех, также были разработаны первые успешные жесткие дирижабли. Они были бы намного более способными, чем самолеты с неподвижным крылом, с точки зрения грузоподъемности на десятилетия. Пионером в конструкции и усовершенствовании жесткого дирижабля был немецкий граф Фердинанд фон Цеппелин.

Строительство первого дирижабль дирижабль начался в 1899 году в плавучем сборочном зале на Боденском озере в заливе Манцелль, Фридрихсхафен. Это было сделано для облегчения процедуры запуска, так как зал можно было легко выровнять по ветру. Прототип дирижабля LZ 1 (LZ для "Luftschiff Zeppelin") имел длину 128 м (420 футов), приводился в движение двумя двигателями мощностью 10,6 кВт (14,2 л.с.) Daimler двигатели и сбалансированы перемещением груза между двумя гондолами.

Его первый полет, 2 июля 1900 года, длился всего 18 минут, так как LZ 1 был вынужден приземлиться на озере после того, как сломался заводной механизм балансировочного груза. После ремонта технология доказала свой потенциал в последующих полетах, улучшив скорость 6 м / с, достигнутую французским дирижаблем. La France на 3 м / с, но пока не смог убедить возможных инвесторов. Пройдет несколько лет, прежде чем граф сможет собрать достаточно средств для еще одной попытки.

Хотя дирижабли использовались как во время Первой, так и во Второй мировых войн и продолжаются в ограниченных количествах по сей день, их развитие было в значительной степени омрачено летательными аппаратами тяжелее воздуха.

Тяжелее воздуха

17 и 18 веков

Итальянский изобретатель Тито Ливио Бураттини по приглашению Польский король Владислав IV к его суду в Варшава построил авиамодель с четырьмя фиксированными планер Крылья в 1647 году.^[30] Описанный как «четыре пары крыльев, прикрепленных к тщательно продуманному« дракону », он, как говорят, успешно поднял кошку в 1648 году, но не сам Бураттини.^[31] Он пообещал, что «только самые легкие травмы» будут в результате посадки корабля.^[32] Его «Dragon Volant» считается «самым сложным и совершенным самолетом, построенным до XIX века».^[33]

Первый опубликованный документ по авиации был «Эскиз машины для полета в воздухе» к Эмануэль Сведенборг опубликовано в 1716 году. Этот 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, в то время как движение вниз давало подъемную силу. Сведенборг знал, что машина не полетит, но предложил это для начала и был уверен, что проблема будет решена. Он писал: «Кажется, легче говорить о такой машине, чем воплотить 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 спираль. весной. Если эти преимущества и требования будут соблюдены, возможно, со временем кто-нибудь сможет узнать, как лучше использовать наш набросок и внести некоторые дополнения, чтобы достичь того, что мы можем только предложить. Тем не менее, есть достаточно доказательств и примеров из природа, что такие полеты могут происходить без опасности, хотя, когда будут сделаны первые испытания, вам, возможно, придется заплатить за опыт, а не за руку или ногу ". Сведенборг оказался дальновидным в своем наблюдении, что метод управления двигателем самолета является одной из важнейших проблем, которые необходимо преодолеть.

16 мая 1793 года испанский изобретатель Диего Марин Агилера удалось пересечь реку Арандилла в Coruña del Conde, Кастилия, пролетая 300 - 400 м, с летательным аппаратом.^[34]

19 век

Прыжки на воздушном шаре заменили прыжки с вышки, а также продемонстрировали, как правило, со смертельным исходом, что человеческая сила и взмах крыльев были бесполезны для достижения полета. В то же время всерьез начались научные исследования полета тяжелее воздуха. В 1801 году французский офицер Андре Гийом Резнье де Гуэ совершил 300-метровое глиссирование, стартовав с вершины городских стен Ангулем и сломал только одну ногу по прибытии.^[35] В 1837 году французский математик и бригадный генерал Исидор Дидион заявлено: «Авиация будет успешной только в том случае, если найдется двигатель, отношение которого к весу поддерживаемого устройства будет больше, чем у нынешних паровых машин или силы, развиваемой людьми или большинством животных».^[36]

Сэр Джордж Кэли и первый современный самолет

Сэр Джордж Кэли впервые был назван «отцом самолета» в 1846 году.^[37] В последние годы прошлого века он начал первое тщательное изучение физика полета и позже спроектировал первый современный корабль 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 конфигурацию современного самолета, состоящего из неподвижного крыла, фюзеляжа и хвостового оперения.
• Демонстрации пилотируемого, планирующего полета.
• Изложение принципов отношения мощности к весу при поддержании полета.

Первым нововведением Кэли было изучение фундаментальной науки о подъемной силе, приняв испытательный стенд с вращающимся рычагом для использования в исследованиях самолетов и использовав простые аэродинамические модели на руке, вместо того, чтобы пытаться летать на модели законченной конструкции.

В 1799 году он сформулировал концепцию современного самолета как с неподвижным крылом летательный аппарат с отдельными системами подъемной силы, движения и управления.^[38][39]

В 1804 году Кэли сконструировал модель планера, которая была первой современной летающей машиной тяжелее воздуха, имеющей компоновку обычного современного самолета с наклонным крылом вперед и регулируемым хвостовым оперением сзади с хвостовым оперением и стабилизатором. Подвижный груз позволял регулировать модель центр тяжести.^[40]

«Управляемый парашют» образца 1852 г.

В 1809 году, подстрекаемый фарсовыми выходками своих современников (см. Выше), он начал публикацию исторического трактата из трех частей под названием «О воздушной навигации» (1809–1810).^[41] 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, поднимать, тянуть и масса и отличался стабильностью и контролем в своих проектах. Он также определил и описал важность изогнутый крыло, двугранный, диагональные связи и уменьшение сопротивления, а также способствовали пониманию и дизайну орнитоптеры и парашюты.

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.^[42][43]

В 1852 году он опубликовал проект полноразмерного пилотируемого планера или «управляемого парашюта», который можно было запускать с воздушного шара, а затем сконструировал версию, способную запускаться с вершины холма, на которой первый взрослый летчик пересек Бромптон Дейл в 1853 году.

Включены мелкие изобретения двигатель с резиновым приводом,^{[нужна цитата ]} который обеспечил надежный источник питания для исследовательские модели. К 1808 году он даже заново изобрел колесо, изобретая колесо с натяжными спицами в котором все сжимающие нагрузки воспринимаются ободом, что обеспечивает легкую ходовую часть.^[44]

Возраст пара

Заимствованный непосредственно из работы Кэли, дизайн Хенсона 1842 г. воздушный паровоз открыл новую землю. Хотя это всего лишь конструкция, это был первый в истории винтовой самолет с неподвижным крылом.

Впечатление художника 1843 г. Джон Стрингфеллоу самолет "Ариэль" летит над Нилом.

1866 год стал годом основания Авиационное общество Великобритании а два года спустя первая в мире авиационная выставка прошла в Хрустальный дворец, Лондон,^[45] где Джон Стрингфеллоу был награжден призом в 100 фунтов стерлингов за паровой двигатель с лучшим соотношением мощности к весу.^[46][47] В 1848 году Стрингфеллоу совершил первый полет с двигателем, используя беспилотный паровой моноплан с размахом крыльев 10 футов (3,0 м), построенный на заброшенной кружевной фабрике в Чард, Сомерсет. Используя два винта встречного вращения в первой попытке, сделанной в помещении, машина пролетела десять футов, прежде чем дестабилизироваться, повредив корабль. Вторая попытка была более успешной: машина оставила проволочный проводник, чтобы лететь свободно, достигнув тридцати ярдов прямого и ровного полета.^[48][49][50] Фрэнсис Герберт Уэнам представил первый документ недавно сформированному Аэронавигационному обществу (позднее Королевское авиационное общество ), На воздушном движении. Он продвинул работу Кэли над изогнутыми крыльями, сделав важные выводы. Чтобы проверить свои идеи, с 1858 года он построил несколько планеров, как пилотируемых, так и беспилотных, и с пятью сложенными крыльями. Он понял, что длинные и тонкие крылья лучше, чем у летучих мышей, потому что у них 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, который изучал управление боковым полетом и первым запатентовал система управления элеронами в 1868 г.^{[51][52][53][54]}

В 1871 году Уэнам и Браунинг сделали первый аэродинамическая труба. {{refn | Фрэнк Х. Уэнам, изобретатель аэродинамической трубы в 1871 году, представлял собой вентилятор, приводимый в движение паровым двигателем, который перемещал воздух по трубе длиной 12 футов (3,7 м) к модели.^[55]

Феликс дю Темпл 1874 год Моноплан.

Между тем успехи Великобритании воодушевили французских исследователей. В 1857 г. Феликс дю Темпл предлагался моноплан с оперением и убирающимся шасси. Развивая свои идеи с моделью, работающей сначала от часового механизма, а затем от пара, он в конце концов совершил короткий прыжок с полноразмерным пилотируемым кораблем в 1874 году. Он достиг отрыва от своей собственной мощности после запуска с рампы, некоторое время скользил. времени и благополучно вернулся на землю, что сделало его первым успешным моторным глиссадом в истории.

В 1865 г. Луи Пьер Муайяр опубликовал влиятельную книгу The Empire Of The Air (l'Empire de l'Air).

Жан-Мари Ле Брис и его летательный аппарат Альбатрос II, 1868 г.

В 1856 г. француз Жан-Мари Ле Брис совершил первый полет выше пункта отправления, имея свой планер "L'Albatros artificiel" запряженная лошадью на пляже. Сообщается, что он достиг высоты 100 метров на дистанции 200 метров.

Планофор модель самолета Альфонса Пено, 1871 г.

Альфонс Пено Француз, разработал теорию обводов и аэродинамики крыла, построил успешные модели самолетов, вертолетов и орнитоптеров. В 1871 году он пилотировал первый аэродинамически устойчивый самолет с неподвижным крылом, модель-моноплан, которую он назвал «Planophore», на расстояние 40 м (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.^[56] 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 отличался шарнирными задними поверхностями руля высоты и руля направления, убирающейся ходовой частью и полностью закрытой приборной кабиной.

В Самолет Виктора Татина, 1879 г.

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 с отдельным горизонтальным оперением. Он питался сжатым воздухом. Привязанная к шесту, это была первая модель, взлетевшая самостоятельно.

В 1884 году Александр Гупиль опубликовал свою работу. La Locomotion Aérienne (Воздушное движение), хотя построенный им позже летательный аппарат не смог летать.

Клеман Адер Авион III (Фотография 1897 года).

В 1890 году французский инженер Клеман Адер завершил первый из трех летательных аппаратов с паровым приводом, Éole. 9 октября 1890 года Адер совершил неконтролируемый прыжок примерно на 50 метров (160 футов); это был первый пилотируемый самолет, взлетевший своим ходом.^[57] Его Авион III 1897 года, отличавшийся двумя паровыми двигателями, не смог летать:^[58] Позже Адер заявлял об успехе и не был опровергнут до 1910 года, когда французская армия опубликовала отчет о его попытке.

Летающая машина Максима

Сэр Хирам Максим был американским инженером, переехавшим в Англию. Он построил свою собственную установку с вращающимся рычагом и аэродинамическую трубу и сконструировал большую машину с размахом крыла 105 футов (32 м), длиной 145 футов (44 м), носовой и кормовой горизонтальными поверхностями и экипажем из трех человек. Сдвоенные винты приводились в движение двумя легкими составными Паровые двигатели каждый мощностью 180 л.с. (130 кВт). Общий вес составлял 8000 фунтов (3600 кг). Он был задуман как испытательный стенд для исследования аэродинамической подъемной силы: без средств управления полетом он двигался по рельсам, а второй комплект рельсов над колесами удерживал его. Завершенный в 1894 году, на третьем рейсе он оторвался от рельсов и поднялся в воздух примерно на 200 ярдов на высоте от двух до трех футов.^[59] и был сильно поврежден при падении на землю. Впоследствии его отремонтировали, но вскоре Максим отказался от экспериментов.^[60]

Учимся скользить

Планер Biot-Massia, восстановленный и выставленный в Musee de l'Air.

Примерно в последнее десятилетие XIX века ряд ключевых фигур уточняли и определяли современный самолет. Не имея подходящего двигателя, самолет работал над обеспечением устойчивости и управляемости в планирующем полете. В 1879 году Био с помощью Массии сконструировал планер, похожий на птицу, и ненадолго на нем летал. Он сохранился в Musee de l'Air, Франция, и считается самым ранним летательным аппаратом, несущим человека, который все еще существует.

Англичанин Горацио Филлипс внес ключевой вклад в аэродинамику. Он провел обширные исследования в аэродинамической трубе крыло разделы, подтверждающие принципы аэродинамической подъемной силы, предусмотренные Кэли и Уэнамом. Его открытия лежат в основе всего современного дизайна крыльев. Между 1883 и 1886 годами американская Джон Джозеф Монтгомери разработал серию из трех пилотируемых планеров, прежде чем провести собственное независимое исследование аэродинамики и циркуляции подъемной силы.

Отто Лилиенталь, 29 мая 1895 г.

Отто Лилиенталь стал 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 выпустил серию дельтапланы, включая формы крыла летучей мыши, монопланов и бипланов, такие как Дервитцер планер и Нормальный парящий аппарат. Начиная с 1891 года, он стал первым человеком, который регулярно совершал контролируемые непривязанные скольжения, 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. Лилиенталь совершил более 2000 планеров до своей смерти в 1896 году от травм, полученных в результате крушения планера.

Продолжая 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 облетела несколько своих проектов, в конце концов решив, что лучшим был биплан. Как и Лилиенталь, он документировал и фотографировал свои работы.

В Британии Перси Пилчер, который работал у Максима, построил и успешно пролетел несколько планеры в середине-конце 1890-х гг.

Изобретение коробчатый змей в этот период австралийским Лоуренс Харгрейв приведет к развитию практических биплан. В 1894 году Харгрейв соединил вместе четыре своих воздушных змея, добавил стропу и первым получил подъемную силу с самолетом тяжелее воздуха, когда он поднялся на высоту 16 футов (4,9 м). Среди более поздних пионеров пилотируемых воздушных змеев Сэмюэл Франклин Коди в Англии и капитан Джени Саконни во Франции.

Лэнгли

Первая неудача пилотируемого Лэнгли Аэродром на Река Потомак, 7 октября 1903 г.

После выдающейся карьеры в астрономия и незадолго до того, как стать секретарем Смитсоновский институт, Сэмюэл Пирпон Лэнгли начал серьезное исследование аэродинамики на том, что сегодня 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.^[61] 6 мая 1896 г. Аэродром № 5 совершил первый успешный продолжительный полет беспилотного летательного аппарата тяжелее воздуха с приводом от двигателя и значительных размеров. Он был запущен с подпружиненной катапульты, установленной на крыше плавучего дома на реке Потомак недалеко от Квантико, Вирджиния. В тот же день было совершено 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 воде, как и планировалось, потому что 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 л.с. (6,0 кВт) вместо 12 л.с. (8,9 кВт), как он ожидал. Помощник Лэнгли, Чарльз М. Мэнли, затем переработал конструкцию в пятицилиндровый радиальный двигатель с водяным охлаждением, который выдавал 52 л.с. (39 кВт) при 950 об / мин, 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.^[61]

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 на своих Листовка. Гленн Кертисс внес 93 модификации в Аэродром и управлял этим совершенно другим самолетом в 1914 году.^[61] Не признавая изменений, Смитсоновский институт утверждал, что Лэнгли Аэродром была первой машиной, «способной к полету».^[62]

Уайтхед

Моноплан № 21 вид сзади. Уайтхед сидит рядом с дочерью Роуз на коленях; другие на фото не идентифицированы.

Гюстав Вайскопф был немцем, эмигрировавшим в США, где вскоре сменил имя на Уайтхед. С 1897 по 1915 год он проектировал и строил первые летательные аппараты и двигатели. 14 августа 1901 года, за два с половиной года до полета братьев Райт, он утверждал, что выполнил управляемый полет с двигателем на своем автомобиле. Моноплан номер 21 в Fairfield, Коннектикут. О полете сообщалось в Бриджпорт Сандей Геральд местная газета. Примерно 30 лет спустя несколько человек, опрошенных исследователем, заявили, что видели тот или иной полет Уайтхеда.^{[нужна цитата ]}

В марте 2013 г. Самолеты всего мира Джейн, авторитетный источник современной авиации, опубликовал редакционную статью, в которой полет Уайтхеда был признан первым пилотируемым, управляемым и управляемым полетом летательного аппарата тяжелее воздуха.^[63] В Смитсоновский институт (хранители оригинального Райт Флаер ), и многие историки авиации продолжают утверждать, что Уайтхед летал не так, как предполагалось.^[64][65]

Братья Райт

В Райт Флаер: первый продолжительный полет с управляемым двигателем.

Используя методический подход и сконцентрировавшись на управляемости самолета, братья построили и испытали серию воздушных змеев и планеров с 1898 по 1902 год, прежде чем попытаться создать конструкцию с двигателем. Планеры работали, но не так хорошо, как ожидали Райт, основываясь на экспериментах и ​​записях их предшественников. Их первый полноразмерный планер, запущенный в 1900 году, имел только половину подъемной силы, на которую они рассчитывали. Их второй планер, построенный в следующем году, показал себя еще хуже. Вместо того, чтобы сдаваться, Райт построил свой собственный аэродинамическая труба и создали ряд сложных устройств для измерения подъемной силы и сопротивления 200 конструкций крыла, которые они тестировали.^[66] В результате Райт исправил ранее сделанные ошибки в расчетах сопротивления и подъемной силы. В результате их испытаний и расчетов был получен третий планер с более высокой соотношение сторон и истинное трехосевое управление. В 1902 году они успешно летали на нем сотни раз, и он работал намного лучше, чем предыдущие модели. Используя строгую систему экспериментов, включающую испытания профиля крыла в аэродинамической трубе и летные испытания полноразмерных прототипов, Райты не только построили рабочий самолет в следующем году, но и Райт Флаер, но также способствовал развитию авиационной техники.

Похоже, что Райты первыми предприняли серьезные исследованные попытки одновременно решить проблемы питания и управления. Обе задачи оказались сложными, но никогда не теряли интереса. Они решили проблему управления, изобретая искривление крыла за рулон управление, совмещенное с одновременным рыскание управление с управляемым задним рулем. Почти запоздало они спроектировали и построили маломощный двигатель внутреннего сгорания. Они также спроектировали и вырезали деревянные пропеллеры, которые были более эффективными, чем какие-либо раньше, что позволило им получить адекватную производительность при низкой мощности двигателя. Хотя деформация крыла как средство бокового управления использовалась лишь кратковременно на ранней стадии развития авиации, принцип сочетания бокового управления в сочетании с рулем направления был ключевым достижением в управлении самолетами. В то время как многие пионеры авиации, казалось, оставляли безопасность в значительной степени на волю случая, на конструкцию Райтов сильно повлияла необходимость научиться летать без неоправданного риска для жизни и здоровья, переживая аварии. Этот акцент, а также низкая мощность двигателя были причиной низкой скорости полета и взлета при встречном ветре. Производительность, а не безопасность, была причиной тяжелой задней конструкции, потому что утка нельзя было сильно нагружать; собор крылья меньше страдали от бокового ветра и соответствовали низкой устойчивости по рысканью.

В течение нескольких недель после первого полета с двигателем эта газета из Огайо описала, «что было достигнуто изобретением братьев Райт» - после нескольких лет испытаний планера, четыре успешных полета на летательном аппарате с двигателем, который «не имеет никаких приспособлений для воздушного шара, но поддерживается в воздух парой aerocurves, или крыльев ", размещение"Сантос-Дюмон и Лебаудис, с их дирижаблями ... в затмении ".^[67]

В этой статье 1906 года описывается, как эксперименты Райтов проводились в «строгой секретности в течение нескольких лет», причем в секрете находилось «не более дюжины человек».^[68] Один инсайдер заявил, что братья «не стремились к впечатляющему успеху», а вместо этого описали свой «прогрессивный накопленный опыт», включая постепенный переход от планеров к полету с двигателем и от прямых полетов к круговым трассам, требующим поворота самолета.^[68] В отчете сообщалось о «небольшом успехе в полете в конце лета 1903 года».^[68] Говорят, что Райты решили проблемы управления полетом, чтобы достичь контролируемых поворотов на круге длиной в одну милю 20 сентября 1904 года, затем последовали пятиминутные полеты в последующие недели и 24-мильный 38-минутный полет летом 1905 года.^[68]

Согласно Смитсоновский институт и Fédération Aéronautique Internationale (FAI),^[69][70] Райт совершил первый продолжительный, управляемый пилотируемый полет с двигателем тяжелее воздуха в Убить Девил Хиллз, Северная Каролина, в четырех милях (8 км) к югу от Китти Хок, Северная Каролина 17 декабря 1903 г.^[71]

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. Полеты были засвидетельствованы тремя береговыми спасателями экипажа, местным бизнесменом и мальчиком из деревни, что сделало их первыми общественными полетами и первыми хорошо задокументированными.^[71]

Орвилл описал последний полет дня: «Первые несколько сотен футов, как и прежде, проходили вверх и вниз, но к тому времени, когда было пройдено триста футов, машина стала гораздо лучше контролировать. Курс на следующие четыре или пять на сотне футов была небольшая волнистость. Однако, когда было около восьмисот футов, машина начала качка снова и, одним из стремительных рывков, ударился о землю. Расстояние над землей составило 852 фута (260 м); время полета 59 секунд. Рама, поддерживающая передний руль направления, была сильно сломана, но основная часть машины не пострадала. По нашим оценкам, машину можно будет снова привести в рабочее состояние примерно через день или два ».^[72] В качестве меры предосторожности они пролетали всего около десяти футов над землей, поэтому у них было мало места для маневра, и все четыре полета при порывистом ветре закончились ухабистой и непреднамеренной «посадкой». 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.^[73]

Райт продолжал летать в прерии Хаффман недалеко от Дейтон, Огайо в 1904–05 гг. В мае 1904 года они представили Флаер II, более тяжелая и улучшенная версия оригинального Flyer. 23 июня 1905 года они впервые подняли в воздух третью машину, Флаер III. После серьезной аварии 14 июля 1905 года 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 небольшим двугранным углом. Они отключили руль направления от системы управления перекосом крыла и, как и во всех будущих самолетах, поместили его на отдельную ручку управления. Когда полеты возобновились, результаты не заставили себя ждать. Серьезная нестабильность поля, мешавшая Flyers I и II, была значительно уменьшена, поэтому были исключены повторяющиеся мелкие аварии. Полеты с обновленным Flyer III начали длиться более 10 минут, затем 20, затем 30. Flyer III стал первым практичным самолетом (хотя и без колес и без пускового устройства), который летел под полным контролем и возвращал своего пилота в исходную точку. безопасно и посадка без повреждений. 5 октября 1905 года Уилбур пролетел 24 мили (39 км) за 39 минут 23 секунды ».^[74]

Согласно апрельскому выпуску 1907 г. Scientific American журнал^[75] 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.

Пионерская эра (1903–1914)

В этот период были разработаны практические самолеты и дирижабли и их раннее применение, наряду с воздушными шарами и воздушными змеями, для частного, спортивного и военного использования.

Пионеры в Европе

14-бис, или Oiseau de Proie.

Биплан Early Voisin

Хотя полная информация о системе управления полетом братьев Райт была опубликована в л'Аэрофил в январе 1906 года важность этого достижения не была признана, и европейские экспериментаторы в основном сосредоточились на попытках создать стабильные машины.

Полеты на коротких двигателях выполнялись во Франции румынским инженером. Траян Вуя 18 марта и 19 августа 1906 года, когда он пролетел 12 и 24 метра, соответственно, на полностью самоходном самолете с неподвижным крылом собственной конструкции с полностью колесной ходовой частью.^[76][77] За ним последовал Джейкоб Эллехаммер который построил моноплан, который он испытал с тросом в Дании 12 сентября 1906 года, пролетев 42 метра.^[78]

13 сентября 1906 года, через день после полета на привязи Эллехаммера и через три года после полета братьев Райт, бразильский Альберто Сантос-Дюмон сделал публичный рейс в Париже с 14-бис, также известный как Oiseau de Proie (По-французски «хищная птица»). Это было из конфигурация утка с выраженным двугранным крылом, и преодолел расстояние 60 м (200 футов) на основании Шато де Багатель в Париже' Булонский лес перед большой толпой свидетелей. Это хорошо задокументированное событие было первым полетом, подтвержденным Аэроклуб де Франс двигателя тяжелее воздуха в Европе и получил премию Deutsch-Archdeacon Prize за первый официально наблюдаемый полет на высоту более 25 м (82 фута). 12 ноября 1906 года Сантос-Дюмон установил первый мировой рекорд, признанный Международной авиационной федерацией, пролетев 220 м (720 футов) за 21,5 секунды.^[79][80] Еще один кратковременный полет 14-бис совершил в марте 1907 года, после чего был заброшен.^[81]

В марте 1907 г. Габриэль Вуазен полетел первый экземпляр его Биплан Voisin. 13 января 1908 года второй экземпляр этого типа был запущен Анри Фарман чтобы выиграть Немецкий архидиакон Гран-при авиации приз за полет, в котором самолет пролетел расстояние более километра и приземлился в точке взлета. Полет длился 1 минуту 28 секунд.^[82]

Полет как устоявшаяся технология

Альберто Сантос-Дюмон на Demoiselle над Парижем

Сантос-Дюмон позже добавил элероны, между крыльями, чтобы добиться большей поперечной устойчивости. Его окончательный проект, первый полет которого состоялся в 1907 году, представлял собой серию Красавица монопланы (№№ 19–22). В Демуазель No 19 был построен всего за 15 дней и стал первым в мире серийным самолетом. Демуазель развила скорость 120 км / ч.^[83] Фюзеляж состоял из трех специально усиленных бамбуковых стрел: пилот сидел в кресле между основными колесами самолета. обычное шасси пара главных колес с проволочными спицами располагалась в нижней передней части планера, а хвостовой суппорт на полпути назад под конструкцией задней части фюзеляжа. В полете Demoiselle управляла крестообразный хвост блок навесной на форме универсальный шарнир в кормовом конце конструкции фюзеляжа, чтобы функционировать как руль высоты и руль направления, с контролем крена, обеспечиваемым посредством деформации крыла (№ 20), при этом крылья деформируются только «вниз».

В 1908 году Уилбур Райт поехал в Европу и, начиная с августа, провел серию демонстрационных полетов в Ле-Ман во Франции. Первая демонстрация, проведенная 8 августа, привлекла аудиторию, в том числе большинство крупных французских экспериментаторов в области авиации, которые были поражены явным превосходством самолета братьев Райт, особенно его способностью выполнять жестко контролируемые повороты.^[84] Практически все европейские экспериментаторы признали важность использования управления креном при выполнении разворотов: Анри Фарман установил элероны на свой биплан Voisin и вскоре после этого основал собственное авиастроительное предприятие, первым продуктом которого стал влиятельный Фарман III биплан.

В следующем году полет на механических двигателях был широко признан чем-то другим, нежели удел мечтателей и чудаков. 25 июля Луи Блерио завоевал всемирную известность, выиграв приз в 1000 фунтов стерлингов, предложенный британцами. Ежедневная почта газета для полета через Английский канал, а в августе около полумиллиона человек, включая президента Франции Арман Фальер и Дэвид Ллойд Джордж, посетил одну из первых авиационных встреч, Grande Semaine d'Aviation в Реймс.

Винтокрыл

В 1877 г. Энрико Форланини разработал беспилотный вертолет приводится в действие паровой машиной. Он поднялся на высоту 13 метров, где оставался в течение 20 секунд после вертикального взлета из парка в Милане.

Поль Корню с вертолет Построенный в 1907 году, был первым пилотируемым летательным аппаратом, поднявшимся с земли с использованием вращающихся крыльев вместо неподвижных.

Известно, что впервые пилотируемый вертолет поднялся с земли во время полета на привязи в 1907 г. Автожир Breguet-Richet. Позже в том же году Вертолет Корню, тоже француз, совершил первый свободный полет винтокрыла в Лизье, Франция. Однако это были не практические конструкции.

Военное использование

Ньюпор IV перед Первой мировой войной использовались большей частью военно-воздушных сил мира для разведки и бомбардировок, в том числе во время Итало-турецкая война.

Практически сразу после изобретения самолеты начали использовать в военных целях. Первой страной, использовавшей их в военных целях, была Италия, чьи самолеты совершали разведывательные, бомбардировочные и артиллерийские полеты в Ливии во время Итало-турецкая война (Сентябрь 1911 - октябрь 1912). Первый вылет (разведка) произошел 23 октября 1911 года. Первая бомбардировка была совершена 1 ноября 1911 года.^[85] потом Болгария последовал этому примеру. Его самолеты атаковали и вели разведку Османский позиции во время Первая балканская война 1912-13 гг.. Первой войной, в которой самолеты широко использовались в наступательных, оборонительных и разведывательных целях, была Первая Мировая Война. В Союзники и Центральные державы оба широко использовали самолеты и дирижабли.

Хотя до Первой мировой войны концепция использования самолета в качестве наступательного оружия обычно не принималась во внимание,^[86] Идея использовать его для фотографии не была потеряна ни одной из основных сил. Все основные силы в Европе имели легкие самолеты, обычно созданные на основе довоенных спортивных разработок, прикрепленные к их разведка отделы. Радиотелефоны также исследовались на самолетах, особенно SCR-68, поскольку общение между пилотами и наземным командиром становилось все более и более важным.

Первая мировая война (1914–1918)

Немецкий Таубе моноплан, иллюстрация 1917 г.

Схемы боя

Вскоре самолеты начали стрелять друг в друга, но отсутствие какой-либо устойчивой точки для пушки было проблемой. Французы решили эту проблему, когда в конце 1914 г. Ролан Гаррос прикрепил неподвижный пулемет к передней части своего самолета, но пока Адольф Пегуд станет известен как первый "туз ", получивший пять побед, прежде чем стать первым асом, погибшим в бою, немец Luftstreitkräfte Лейтенант Курт Винтгенс который 1 июля 1915 года одержал первую воздушную победу специальный истребитель, с синхронный пулемет.

Авиаторы были стилизованы под современных рыцарей, ведущих индивидуальный бой со своими врагами. Некоторые пилоты прославились своими боями воздух-воздух; самый известный это Манфред фон Рихтгофен, более известный как Красный Барон, сбивший 80 самолетов в воздух-воздух с несколькими разными самолетами, самым известным из которых был Fokker Dr.I. На стороне союзников Рене Поль Фонк ему приписывают наибольшее количество побед за все время - 75, даже если принять во внимание более поздние войны.

Франция, Великобритания, Германия и Италия были ведущими производителями истребителей, которые участвовали в боевых действиях во время войны.^[87] с немецким авиационным технологом Хьюго Юнкерс показывая путь в будущее через его новаторское использование цельнометаллических самолетов с конца 1915 г.

Между мировыми войнами (1918–1939)

Годы между Первая Мировая Война и Вторая Мировая Война увидел большие успехи в авиационной технике. Самолеты эволюционировали от маломощных бипланов, сделанных из дерева и ткани, до изящных, высокомощных монопланов из алюминия, в основном на основе фундаментальных работ Хьюго Юнкерс в период Первой мировой войны и его принятие американским дизайнером Уильям Бушнелл Стаут и советский конструктор Андрей Туполев. Эпоха больших жестких дирижаблей пришла и ушла. Первый успешный винтокрыл появился в виде автожир, изобретенный испанским инженером Хуан де ла Сьерва и впервые полетел в 1919 году. В этой конструкции ротор не приводится в действие, а вращается, как ветряная мельница, проходя через воздух. Для движения вперед используется отдельная силовая установка.

Биплан Flagg 1933 года выпуска.

После Первой мировой войны опытные летчики-истребители стремились продемонстрировать свои навыки. Многие американские летчики стали барнстормеры, летая в маленькие города по всей стране и демонстрируя свои летные способности, а также принимая платных пассажиров за поездки. В конце концов, посетители собрались в более организованные группы. По всей стране возникли воздушные шоу с воздушными гонками, акробатическими трюками и трюками с превосходством в воздухе. Воздушные гонки стимулировали разработку двигателей и планера - Шнайдер Трофи, например, привели к серии все более быстрых и изящных моноплан проекты, кульминацией которых стали Супермарин С.6Б. Когда пилоты боролись за денежные призы, у них был стимул ехать быстрее. Амелия Эрхарт был, пожалуй, самым известным из тех, кто участвовал в авиашоу. Она также была первой женщиной-пилотом, достигшей таких рекордов, как пересечение Атлантического и Тихого океанов.

Биплан Qantas De Havilland, ок. 1930 г.

Другие призы, за рекорды расстояния и скорости, также способствовали развитию. Например, 14 июня 1919 г. капитан Джон Алкок и лейтенант Артур Браун второй пилот Викерс Вими круглосуточно от Сент-Джонс, Ньюфаундленд в Клифден, Ирландия, выиграв 13000 фунтов стерлингов (65000 долларов США)^[88] Приз Нортклиффа. Первый перелет через Южную Атлантику и первый воздушный переход с использованием астрономической навигации совершили военно-морские авиаторы. Гаго Коутиньо и Сакадура Кабрал в 1922 г., из Лиссабон, Португалия, чтобы Рио де Жанейро, Бразилия с только внутренними средствами навигации в самолете, специально оборудованном для него искусственный горизонт для использования в авиации, изобретение, которое произвело революцию в аэронавигации того времени (Гаго Коутиньо изобрел тип секстант включая два уровня, чтобы создать искусственный горизонт).^[89][90] Пять лет спустя Чарльз Линдберг взял Приз Ортейга 25000 долларов за первый соло безостановочное пересечение Атлантики. Спустя несколько месяцев после Линдберга Пол Редферн первым совершил соло Карибское море и в последний раз его видели летящим над Венесуэлой.

Австралийский сэр Чарльз Кингсфорд Смит был первым, кто перелетел через Южный Крест более крупный Тихий океан. Его экипаж покинул Окленд, штат Калифорния, чтобы совершить первый перелет через Тихий океан в Австралию в три этапа. Первый (от Окленда до Гавайев) прошел 2400 миль (3900 км), занял 27 часов 25 минут и прошел без происшествий. Затем они вылетели в Сува, Фиджи, на расстоянии 3100 миль (5000 км), что заняло 34 часа 30 минут. Это была самая сложная часть путешествия, поскольку они пролетели через сильную грозу у экватора. Затем за 20 часов они вылетели в Брисбен, где приземлились 9 июня 1928 года, пролетев около 7 400 миль (11 900 км). По прибытии Кингсфорд Смит был встречен огромной толпой из 25 000 человек в аэропорту Игл-Фарм в его родном городе Брисбен. Его сопровождал австралийский авиатор. Чарльз Ульм в качестве пилота-спасателя, а также американцев Джеймса Уорнера и капитана Гарри Лайона (которые были радистом, штурманом и инженером). Через неделю после приземления Кингсфорд Смит и Ульм записали диск для Колумбии, рассказывая о своей поездке. С Ульмом Кингсфорд Смит позже продолжил свой путь, став первым в 1929 г. совершить кругосветное путешествие, дважды пересекая экватор.

Первые перелеты через Атлантику легче воздуха были совершены в июле 1919 года дирижаблем Его Величества дирижаблем. R34 и экипаж, когда они вылетели из Восточный Лотиан, Шотландия в Лонг-Айленд, Нью-Йорк, а затем обратно в Pulham, Англия. К 1929 году технология дирижаблей продвинулась до такой степени, что первый кругосветный полет был завершен Граф Цеппелин В сентябре и октябре этот же самолет открыл первый коммерческий трансатлантический рейс. Однако эпоха жесткого дирижабля закончилась после уничтожения огнем цеппелина LZ 129. Гинденбург непосредственно перед приземлением в Лейкхерст, Нью-Джерси 6 мая 1937 г. погибли 35 из 97 человек на борту. Предыдущие впечатляющие аварии с дирижаблем Wingfoot Express катастрофы (1919 г.) к потере R101 (1930), Акрон (1933) и Macon (1935) уже ставили под сомнение безопасность дирижаблей, но катастрофы с жесткими установками ВМС США показали важность использования только гелий как подъемная среда; после разрушения «Гинденбурга» оставшийся дирижабль международные рейсы, то Граф Цеппелин был в отставке (июнь 1937 г.). Его замена, жесткий дирижабль Граф Цеппелин II, совершил ряд полетов, в основном над Германией, с 1938 по 1939 год, но был остановлен, когда Германия начала Вторая Мировая Война. Оба оставшихся немецких цеппелина были списаны в 1940 году для поставки металла для немецких Люфтваффе; последний американский жесткий дирижабль, Лос-Анджелес, который не летал с 1932 года, демонтировали в конце 1939 года.

Между тем, Германия, которая была ограничена Версальский договор в разработке силовых самолетов, разработанных скольжение как спорт, особенно на Wasserkuppe, в течение 1920-х гг. В различных формах планерная авиация 21 века сейчас насчитывает более 400 000 участников.^[91][92]

Первая женщина-боевой летчик, Сабиха Гёкчен, отзывы ее Breguet 19.

В 1929 г. Джимми Дулиттл развитый полет по приборам.

В 1929 году также был совершен первый полет самого большого самолета из когда-либо построенных: Дорнье До X с размахом крыла 48 м. Во время его 70-го испытательного полета 21 октября 1929 года на борту находилось 169 человек - рекорд, который не был побит за 20 лет.

Менее чем через десять лет после разработки первого практического винтокрылого аппарата любого типа с автожиром в Советском Союзе два авиационных инженера Борис Н. Юрьев и Алексей Михайлович Черемухин работали в Центральный Аэрогидродинамический институт, сконструировал и эксплуатировал одновинтовой вертолет ЦАГИ 1-ЭА, в котором использовались открытая НКТ, четырехлопастной несущий винт и сдвоенные комплекты противодействующих несущих винтов диаметром 1,8 метра (5,9 фута); один набор из двух на носу и один набор из двух на хвосте. С двумя силовыми установками М-2, модернизированными копиями Гном Моносупап роторный радиальный двигатель Первой мировой войны ЦАГИ 1-ЭА совершил несколько успешных полетов на малой высоте. К 14 августа 1932 года Черемухину удалось поднять 1-EA на неофициальную высоту 605 метров (1985 футов) с помощью того, что, вероятно, станет первой успешной конструкцией вертолета с одним несущим винтом, когда-либо испытанной и совершенной в полеты.

Всего через пять лет после полета немецкого Dornier Do-X Туполев спроектировал самый большой самолет эпохи 1930-х годов - Максим Горький в Советском Союзе к 1934 году, как самый большой самолет, когда-либо построенный по методу Юнкерса.

В 1930-е годы развитие реактивный двигатель началась в Германии и Великобритании - обе страны продолжили разработку реактивных самолетов к концу Второй мировой войны.

После поступления в Военную авиационную академию в Эскишехире в 1936 году и прохождения обучения в Первом авиационном полку, Сабиха Гёкчен летала на истребителях и бомбардировщиках, став первой турецкой летчицей и первой в мире женщиной-боевым пилотом. За свою летную карьеру она наработала около 8000 часов, 32 из которых - боевые.^{[93][94][95][96]}

Вторая мировая война (1939–1945)

Вторая Мировая Война значительно увеличились темпы разработки и производства не только самолетов, но и связанных с ними систем доставки оружия летного базирования. Использовались тактика и учения воздушного боя. Крупномасштабный стратегическая бомбардировка кампании были запущены, истребитель сопровождения введены и более гибкие самолеты и вооружение, позволяющие точно атаковать малые цели с помощью пикирующие бомбардировщики, истребители-бомбардировщики, и штурмовик. Новые технологии, такие как радар также позволило более скоординированное и контролируемое развертывание средств ПВО.

Мне 262, первый в мире боевой реактивный истребитель

Первым совершившим полет реактивным самолетом был Heinkel He 178 (Германия), пролетел Эрих Варсиц в 1939 г., за ним последовал первый в мире реактивный самолет. Мне 262, в июле 1942 года и первый в мире реактивный бомбардировщик Арадо Ар 234 в июне 1943 г. Британские разработки, такие как Глостер Метеор, последовал позже, но лишь недолго использовался во время Второй мировой войны. Первая крылатая ракета (V-1 ), первая баллистическая ракета (V-2 ), первый (и пока единственный) действующий боевой ракетный самолет Я 163 - с достигнутой скоростью до 1130 км / ч (700 миль / ч) в испытательных полетах - и первым пилотируемым перехватчиком точечной обороны с вертикальным взлетом, Бахем Ба 349 Natter, были также разработан Германией. Однако реактивные и ракетные самолеты оказали лишь ограниченное влияние из-за их позднего внедрения, нехватки топлива, отсутствия опытных пилотов и упадка военной промышленности Германии.

Не только самолеты, но и вертолеты получили быстрое развитие во время Второй мировой войны, с появлением Фокке Ахгелис Fa 223, то Flettner Fl 282 синхроптер в 1941 г. в Германии и Сикорский Р-4 в 1942 г. в США.

Послевоенная эпоха (1945–1979)

D.H. Comet, первый в мире реактивный авиалайнер. Как на этой картинке, он также увидел РАФ оказание услуг

Воспроизвести медиа

Кинохроника 1945 года, посвященная различным нововведениям в полете человека

После Второй мировой войны коммерческая авиация быстро росла, используя в основном бывшие военные самолеты для перевозки людей и грузов. Этот рост был ускорен из-за перенасыщения планерами тяжелых и сверхтяжелых бомбардировщиков, таких как B-29 и Ланкастер который мог быть преобразован в коммерческий самолет.^{[нужна цитата ]} В DC-3 также предназначен для более простых и длительных коммерческих рейсов. Первым коммерческим реактивным авиалайнером совершил полет британский de Havilland Comet. К 1952 году британская государственная авиакомпания BOAC ввел Комету в регулярную службу. Несмотря на то, что самолет был техническим достижением, он претерпел ряд публичных отказов, поскольку форма окон приводила к образованию трещин из-за усталости металла. Усталость была вызвана циклами наддува и разгерметизации кабины и в итоге привела к катастрофическому выходу из строя фюзеляжа самолета. К тому времени, как проблемы были преодолены, другие конструкции реактивных авиалайнеров уже поднялись в небо.

СССР Аэрофлот стала первой авиакомпанией в мире, которая 15 сентября 1956 г. начала выполнять регулярные рейсы на самолетах. Туполев Ту-104. В Боинг 707 и DC-8 который установил новый уровень комфорта, безопасности и ожиданий пассажиров, положил начало эпохе массовых коммерческих авиаперевозок, получивших название Jet Age.

В октябре 1947 г. Чак Йегер взял ракетный Колокол X-1 сквозь звуковой барьер. Хотя существуют анекдотические свидетельства того, что некоторые летчики-истребители могли поступать так во время бомбардировки с пикирования наземных целей во время войны,^{[нужна цитата ]} это был первый управляемый горизонтальный полет, который превысил скорость звука. Дальнейшие препятствия на расстоянии упали в 1948 и 1952 годах, когда было совершено первое пересечение Атлантики на реактивных самолетах и ​​первый беспосадочный перелет в Австралию.

Изобретение 1945 года ядерные бомбы ненадолго повысило стратегическое значение военной авиации в Холодная война между Востоком и Западом. Даже умеренный флот дальнобойных бомбардировщики мог нанести смертельный удар противнику, поэтому были приложены большие усилия для разработки мер противодействия. Сначала сверхзвуковой самолет-перехватчик были произведены в значительном количестве. К 1955 году большая часть усилий по разработке перешла на управляемую ракеты земля-воздух. Однако подход диаметрально изменился, когда появился новый тип ядерной платформы, остановить которую никак не удавалось: межконтинентальные баллистические ракеты. Возможность этого была продемонстрирована в 1957 году с запуском Спутник 1 посредством Советский союз. Это действие начало Космическая гонка между народами.

В 1961 году небо больше не было пределом для пилотируемых полетов, поскольку Юрий Гагарин совершил один оборот вокруг планеты за 108 минут, а затем использовал спускаемый аппарат Восток I безопасно повторно войти атмосферу и снизить скорость от Мах 25 с использованием трения и преобразования кинетической энергии скорости в тепло. США ответили запуском Алан Шепард в космос в суборбитальном полете на Меркурий космическая капсула. С запуском Алуэтт I в 1963 году Канада стала третьей страной, отправившей спутник в космос. Космическая гонка между США и Советский союз в конечном итоге приведет к посадка мужчин на Луне в 1969 году.

В 1967 г. Х-15 установить рекорд воздушной скорости для самолета на уровне 4534 миль / ч (7297 км / ч) или Мах 6.1. Помимо аппаратов, предназначенных для полетов в космос, этот рекорд был обновлен Х-43 в 21 веке.

Аполлон-11 начинает свою миссию по высадке человека на Луну

В Харриер Джамп Джет, часто называемый просто «Harrier» или «Jump Jet», - это британский военный реактивный самолет, способный выполнять вертикальный / короткий взлет и посадку (V / STOL) с помощью вектора тяги. Он впервые полетел в 1969 году, в том же году, когда Нил Армстронг и Базз Олдрин ступили на Луну, и Boeing представил Боинг 747 и Aérospatiale-BAC Конкорд сверхзвуковой пассажирский авиалайнер имел свой первый полет. Boeing 747 был самым большим коммерческим пассажирским самолетом, который когда-либо летал, и до сих пор перевозит миллионы пассажиров каждый год, хотя его заменил Airbus A380, который способен перевозить до 853 пассажиров. В 1975 году Аэрофлот начал регулярные рейсы на Ту-144 - первый сверхзвуковой пассажирский самолет. В 1976 г. British Airways и Французские авиалинии начал сверхзвуковую службу через Атлантику вместе с Concorde. Несколькими годами ранее СР-71 Blackbird установил рекорд пересечения Атлантики менее чем за 2 часа, и Concorde пошел по его стопам.

В 1979 г. Паутинный Альбатрос стал первым самолетом с двигателем, пересекшим Ла-Манш. Это достижение, наконец, стало воплощением вековых мечтаний о человеческом полете.

Цифровой век (1980-настоящее время)

Конкорд, G-BOAB, на хранении в Лондонский аэропорт Хитроу после окончания всех полетов Конкорда. Этот самолет налетал 22 296 часов с момента первого полета в 1976 году до последнего полета в 2000 году.

В последней четверти ХХ века акценты изменились. Больше не было революционного прогресса в скорости полета, расстояниях и технологиях материалов. В этой части века цифровая революция распространялась как в бегах авионика а также в технологии проектирования и производства самолетов.

В 1986 г. Дик Рутан и Джина Йегер летал на самолете, Рутан Вояджер По всему миру без дозаправки и без посадки. В 1999 году, Бертран Пикар стал первым человеком, облетевшим Землю на воздушном шаре.

Цифровой по проводам системы позволяют проектировать самолет с расслабленная статическая стабильность. Первоначально использовался для увеличения маневренности военных самолетов, таких как General Dynamics F-16 Fighting Falcon, теперь это используется для уменьшения лобового сопротивления коммерческих авиалайнеров.

В Комиссия США по случаю столетия полетов была основана в 1999 году для поощрения самого широкого национального и международного участия в праздновании 100-летия полетов с двигателями.^[97] Он пропагандировал и поощрял ряд программ, проектов и мероприятий, направленных на ознакомление людей с историей авиации.

21-го века

В авиации 21 века растет интерес к экономии топлива и его диверсификации, а также бюджетные авиакомпании и объекты. Кроме того, большая часть развивающегося мира, у которого не было хорошего доступа к воздушному транспорту, постоянно добавляла самолеты и объекты, хотя серьезные заторы остаются проблемой для многих развивающихся стран. Около 20000 пар городов^[98] обслуживаются коммерческой авиацией, по сравнению с менее чем 10 000 в 1996 году.

Похоже, есть новый интерес ^[99] в возвращении к сверхзвуковой эре, когда снижение спроса на рубеже 20-го века сделало полеты убыточными, а также окончательная остановка коммерческого использования Конкорд из-за снижения спроса в результате несчастного случая со смертельным исходом и роста затрат.

В начале 21 века цифровые технологии позволили дозвуковой военной авиации начать замену пилотов дистанционно управляемыми или полностью автономными. беспилотные летательные аппараты (БПЛА). В апреле 2001 г. беспилотный самолет Глобальный ястреб прилетел с авиабазы ​​Эдвардс в США в Австралию без пересадок и без дозаправки. Это самый продолжительный рейс из пункта в пункт, когда-либо совершавшийся беспилотным самолетом, и он занял 23 часа 23 минуты. В октябре 2003 года произошел первый полностью автономный перелет через Атлантику на управляемой компьютером модели самолета. БПЛА стали привычным элементом современной войны, выполняя точечные атаки под управлением удаленного оператора.

Серьезные нарушения воздушное путешествие в 21 веке вошли закрытие воздушного пространства США из-за 11 сентября нападения, и закрытие большей части европейского воздушного пространства после 2010 извержение Эйяфьядлайёкюдля.

В 2015 году Андре Боршберг и Бертран Пикар пролетел рекордное расстояние 4481 миль (7211 км) от Нагои, Япония, до Гонолулу, Гавайи, на самолете на солнечной энергии, Солнечный Импульс 2. Полет длился почти пять дней; ночью самолет использовал свои аккумуляторы и потенциальную энергию, полученную в течение дня.^[100]

14 июля 2019 года француз Фрэнки Сапата привлек внимание всего мира, когда он участвовал в военном параде в День взятия Бастилии на своем изобретении - реактивном двигателе. Flyboard Air. Впоследствии ему удалось пересечь Ла-Манш на своем устройстве 4 августа 2019 года, преодолев 35-километровое (22 миль) путешествие от Сангатта на севере Франции до залива Святой Маргариты в Кенте, Великобритания, за 22 минуты, с включенной заправкой в ​​середине пути. .^[101]

24 июля 2019 года был самым загруженным днем ​​в авиации для Flightradar24 зарегистрировал в общей сложности более 225 000 рейсов в тот день. Сюда входят вертолеты, частные самолеты, планеры, экскурсионные полеты, а также личные самолеты. Сайт отслеживает полеты с 2006 года.^[102]

10 июня 2020 г. Пипистрел Велис Электро стал первым электрическим самолетом, получившим сертификат типа из EASA.^[103]

В начале 21 века были произведены первые военные истребители пятого поколения, начиная с F-22 Raptor и в настоящее время у России, Америки и Китая есть самолеты 5-го поколения (2019 г.).^{[нужна цитата ]}

В COVID-19 пандемия оказали значительное влияние на авиационную промышленность за счет в результате ограничения на поездки а также падение спроса среди путешественников, а также может повлиять на будущее авиаперелетов.^[104] Например, обязательное использование маски для лица в 2020 году полеты на самолетах стали обычным явлением.^[105]

Смотрите также

• Авиационная археология
• Претензии к первому пилотажному рейсу
• Список новинок в авиации
• Хронология авиации

Рекомендации

Список используемой литературы

дальнейшее чтение

• Ван Влек, Дженифер (2013). Империя воздуха: авиация и американское господство. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета.

внешняя ссылка

• Э. С. Вивиан (Октябрь 1920 г.). История воздухоплавания.
• "Коллекция Гастона и Альбера Тиссандье". Редкие книги и особые коллекции. Библиотека Конгресса. Публикации по истории воздухоплавания (в сборнике разбросано 1800 наименований)
• Кэрролл Ф. Грей. «Летающие машины».
• Питер Уолли. «История полета - Ключевые события». Институт СМИ знаний. Открытый университет.
• Юлиан Рубин. "Ранние эксперименты братьев Райт с воздушными змеями и планерами". По пути открытий.
• «Исторический архив с 1919 года». Ассоциация аэрокосмической промышленности.

Статьи

• Кэрролл Ф. Грей (август 2002 г.). «Пять первых полетов». WW1 AERO - Журнал раннего самолета.
• Юрген Шмидхубер (2003). "Первый полет с двигателем - самолетная правда". Природа (421). п. 689.
• Ричард Харрис (декабрь 2003 г.). «Первые летчики - они не те, кого вы думаете ...» В полете США.
• Ричард П. Холлион (июль 2008 г.). «Самолеты, изменившие авиацию». Журнал авиации и космонавтики. Смитсоновский институт.
• "Американское авиационное наследие" (PDF). Служба национальных парков. Март 2011 г.

Средства массовой информации

• «Транспортные фотографии - Самолеты». Цифровые коллекции. Библиотеки Вашингтонского университета. в Тихоокеанском Северо-Западном регионе и на западе США в первой половине 20-го века.
• "самолеты стойки конструкции". Цифровая библиотека Хьюстонского университета. 1911 г.
• Майкл Мэлони (2009). Мечта о полете (Документальный фильм о первом полете британца в Великобритании, JTC Moore Brabazon, в 1909 году). Производство по всей стране.