Авиация в эпоху пионеров - Aviation in the pioneer era
Пионер эры авиации был период истории авиации между первым успешным питанием полета, как правило , принято были сделаны братьев Райт 17 декабря 1903, и вспышка Первой мировой войны в августе 1914 года.
После того, как были установлены принципы управляемого полета с приводом, настал период экспериментов с множеством различных конфигураций самолетов. К 1914 году биплан с тракторной конфигурацией стал самой популярной формой конструкции самолетов и оставался таковой до конца 1920-х годов. Развитие двигателей внутреннего сгорания - в основном из-за их использования в ранних автомобилях еще до начала 20-го века, - которые обеспечили успешные полеты тяжелее воздуха, также привело к быстрому развитию полетов легче воздуха, особенно в Германии, где Компания Zeppelin стремительно стала мировым лидером в области строительства дирижаблей .
В течение этого периода авиация превратилась из прерогативы эксцентричных энтузиастов в устоявшуюся технологию с созданием специализированных исследовательских институтов в области авиационной техники и университетских курсов, а также с созданием крупных предприятий по производству промышленных самолетов, и авиация стала предметом огромной популярности. интерес. Летающие экспозиции, такие как Grande Semaine d'Aviation 1909 года, и воздушные гонки, такие как Gordon Bennett Trophy и Circuit of Europe, привлекали огромную аудиторию, а успешные пилоты, такие как Жюль Ведрин и Клод Грэм-Уайт, стали знаменитостями.
Новая технология
Хотя братья Райт совершили свои первые успешные полеты с двигателями в декабре 1903 года, а к 1905 году уже совершали полеты значительной продолжительности, их достижения были в основном неизвестны миру в целом и вызывали недоверие. После полетов в 1905 году Райт прекратил работу над созданием своего самолета и сосредоточился на попытках использовать свое изобретение в коммерческих целях, пытаясь заинтересовать военные власти Соединенных Штатов, а затем, после отказа, Франции и Великобритании. Следовательно, попытки осуществить полеты с двигателями продолжались, в основном во Франции. Чтобы прорекламировать аэронавигационный зал на предстоящей Всемирной выставке в Сент-Луисе, Октав Шанют прочитал ряд лекций в аэроклубах Европы, поделившись своим волнением по поводу летающих планеров. Он показал слайды своих собственных экспериментов по пилотированию планера, а также некоторые из пилотируемых планером Райта в 1901 и 1902 годах. Все эти выступления были воспроизведены в клубных журналах. Лекция для членов Aéro-Club de France в апреле 1903 года является самой известной, а в августовском номере журнала l'Aérophile за 1903 год была опубликована статья Шанюта, в которой были рисунки его планеров, а также планера Райта и описание их планеров. подход к проблеме, говоря, что «очевидно приближается время, когда, решив проблему равновесия и управления, можно будет безопасно применить двигатель и пропеллер». Лекция Шанюта побудила Эрнеста Архидиакона, одного из основателей Aéro-Club, завершить свой отчет о лекциях:
Будет ли у родины Монгольфье постыдно допустить, чтобы это окончательное открытие науки о воздушной среде, которое, безусловно, неизбежно ... было осуществлено за границей? Джентльмены-ученые, к вашим компасам! Вы, меценаты; и вы тоже, Правительство; руки в карманы - а то нас побьют!
В октябре 1904 года Аэроклуб де Франс объявил серию призов за достижения в пилотажных полётах, но практической работы было сделано мало: Фердинанд Фербер , армейский офицер, который в 1898 году экспериментировал с дельтапланом на основе дельтаплана Отто Лилиенталя, продолжил его работа без какого-либо заметного успеха, архидьякон заказал строительство планера, основанного на конструкции Райта, но меньшего размера и не имеющего положения для управления креном, который совершил несколько коротких полетов в Берк-сюр-Мер в апреле 1904 года, пилотируемых Фербером и Габриэлем. Вуазен (самый длинный - около 29 м (95 футов), по сравнению с 190 м (620 футов), достигнутыми Райтами в 1902 году): еще один планер, основанный на конструкции Райта, был построен Робертом Эсно-Пелтери , который отказался от деформации крыла. как небезопасно и вместо этого установил пару управляющих поверхностей с промежуточным зазором перед крыльями, предназначенных для дифференциального использования вместо деформации крыла и вместе для работы в качестве рулей высоты (так называемых сегодня элевонов ): это s - это первое зарегистрированное использование элеронов , концепция которого была запатентована более ранним поколением MPW Boulton в Соединенном Королевстве в 1868 году. Это не было успешным, и Эсно-Пелтери позже использовал эту неудачу для поддержки позиции, что Претензии братьев Райт были необоснованными. Однако его конструкция не была точной копией планера Райтов, особенно из-за сильно увеличенного развала крыла . Копия Фербера также оказалась неудачной: она была грубо сконструирована, без ребер для сохранения изгиба крыла, но примечательна тем, что он позже добавил фиксированное стабилизирующее хвостовое оперение, установленное сзади, что является первым примером этой особенности в полноразмерном самолете. Архидиакон отказался от планера 1904 года после первых попыток и заказал второй планер, который был построен Габриэлем Вуазеном в 1905 году; он развалился в воздухе, когда его буксировали в воздухе за автомобилем, который, к счастью, нес мешки с песком вместо пилота. Затем Вуазен сконструировал еще один планер, установленный на поплавках и имеющий стабилизирующее оперение в виде коробчатого змея, которое должно было быть характерным для его более поздних самолетов: он был успешно отбуксирован в воздух за моторной лодкой 8 июня 1905 года, а планер Вуазена и второй аналогичный самолет, построенный для Луи Блерио, был испытан 18 июля. Полет самолета Блерио закончился катастрофой, в которой пилот Вуазен чуть не утонул. Затем Вуазен и Блерио сконструировали биплан с тандемным крылом с приводом , который безуспешно подвергали ряду модификаций.
Первые полеты с двигателями за пределы США
Полная информация о системе управления полетом братьев Райт была опубликована в журнале l'Aérophile в январском выпуске 1906 года, в котором проясняется как механизм, так и его аэродинамические свойства. Тем не менее, решающая важность бокового управления при выполнении контролируемых разворотов не была оценена, и французские экспериментаторы вместо этого стремились построить устойчивый самолет.
В конце лета и осенью 1906 года Альберто Сантос-Дюмон совершил первые успешные полеты на двигателях тяжелее воздуха в Европе в своем 14- бис , завершившись полетом на 220 м (722 фута) на территории парижского замка Багатель. 12 ноября, выиграв приз Aéro-Club de France за полет на высоту более 100 м. Изначально опираясь на выраженный двугранный угле , чтобы обеспечить стабильность, летного ноября, восьмиугольная формой в плане межплоскостных элеронов - в качестве возможного «первого использования» (если не первый) от 1868 года патента Бултона на качестве двигателя с питанием от планера - несколько , как Эсно-Пельтри - х дизайн собственного планера; был установлен на самолет Сантос-Дюмона для его собственных заключительных полетов перед его неизбежным выходом на пенсию.
Ранее в том же году Габриэль Вуазен основал авиастроительную компанию в Булонь-Бийанкур : его первым успешным самолетом, в котором не было средств контроля крена, был биплан Delagrange № 1 , названный в честь его владельца Леона Делагранжа . Впервые он был запущен Voisin 30 марта 1907 года, а в феврале 1908 года второй экземпляр, пилотируемый Анри Фарманом, выиграл Гран-при Archdeacon-de la Meurthe Grand Prix d'Aviation за первый официально наблюдаемый полет по замкнутому маршруту на расстояние более километра. Среди самых настойчивых французских экспериментаторов был Луи Блерио, который после недолгого сотрудничества с Габриэлем Вуазеном основал Recherches Aéronautiques Louis Blériot и создал серию конструкций монопланов . 16 ноября 1907 года он успешно пилотировал свой Blériot VII , моноплан с хвостовым оперением, двигавшимся по-разному для контроля крена и в унисон для контроля по тангажу. Этот самолет, который считается первым успешным монопланом, вскоре потерпел крушение, но вскоре за ним последовала его восьмая конструкция , первый самолет, который по сути имел оригинальную систему управления полетом, используемую по сей день.
В Северной Америке Канадско-американская ассоциация воздушных экспериментов была основана Александром Грэмом Беллом , который ранее провел ряд экспериментов с четырехгранными воздушными змеями , а также Джоном МакКарди и его другом Фредериком Уокером Болдуином , двумя недавними выпускниками инженерных специальностей Университета Торонто. 30 сентября 1907 г. AEA произвела ряд принципиально аналогичных конструкций бипланов, на которые сильно повлияла работа Райта, и в течение 1908 г. они выполнялись с возрастающим успехом. 12 марта 1908 г. Болдуин выполнил свой первый проект Red Wing , пролетев 97 м ( 319 футов) перед тем, как разбиться и получить не подлежащие ремонту повреждения: его преемник, White Wing , оснащенный элеронами, совершил три полета в мае, лучший из 310 м (1017 футов), прежде чем был разрушен в результате крушения. 4 июля 1908 года их следующий самолет, « Джун Буг», пилотируемый Гленном Кертиссом , выиграл трофей Scientific American за первый официально наблюдаемый 1-километровый полет в Северной Америке. После расформирования в АПС в конце марта 1909 года один из его американских членов продолжал начать растущую авиационную фирму США на основе .
В 1908 году Уилбур Райт, наконец, посетил Европу и в августе провел серию демонстрационных полетов, которые убедительно продемонстрировали европейскому авиационному сообществу превосходство их самолета, особенно его способность выполнять контролируемые повороты с креном. Первый полет длился всего 1 минуту 45 секунд, в течение которых было совершено два круга, но эффект был огромным, - сказал Луи Блерио: «Я считаю, что для нас во Франции и повсюду началась новая эра механических полетов. Достаточно спокойно после события, чтобы полностью выразить свое мнение. Мое мнение лучше всего можно выразить словами: "Это чудесно!" «Леон Делагранж просто сказал:« Нас побили ». После этих демонстраций Анри Фарман оснастил свой биплан Voisin элеронами, чтобы добиться полной управляемости, продемонстрированной Уилбуром Райтом: после ссоры с Габриэлем Вуазеном он затем начал собственное производство самолетов. Его первый проект, Farman III (Farman I и II были проектами Voisin, которыми он владел), был одним из самых успешных проектов летательных аппаратов пионерской эпохи, и его широко копировали другие производители, в том числе один, который вскоре стал известным. Британская фирма .
Полет как устоявшаяся технология
1909 год можно считать годом совершеннолетия авиации. В конце 1908 года первая выставка, посвященная самолетам, была проведена в Гран-Пале в Париже, а за ней последовала первая лондонская аэро выставка в Олимпии в мае 1909 года. В январе Aéro-Club de France выдал свои первые пилотные лицензии. вручая их нескольким избранным авиаторам-пионерам, включая братьев Райт. Первый британский журнал, посвященный этой теме, Flight опубликовал свой первый номер в январе. (Вопросы авиации ранее освещались в The Automotor Journal . ) Британская газета Daily Mail предложила ряд призов с целью поощрения авиации: в 1906 году она предложила приз в размере 10 000 фунтов стерлингов за первый полет между Лондоном и Манчестером . Это было встречено широко распространенными насмешками; сатирический журнал Punch ответил предложением аналогичного приза за полет на Марс. 25 июля 1909 года Луи Блерио выиграл приз в размере 1000 фунтов стерлингов за первый полет через пролив Ла-Манш . Одна из современных газет привела в своем отчете об этом событии заголовок «Британия больше не остров», и этот полет вызвал переоценку стратегической зависимости Британии от военно-морского флота для обороны. Блерио стал всемирно известным, и благодаря этой огласке в течение нескольких недель было получено более сотни заказов на копии его дизайна.
В этом году в Реймсе также состоялась Grande Semaine d'Aviation de la Champagne, на которой присутствовало полмиллиона человек, в том числе Арман Фальер , президент Франции; король Бельгии и старших британских политических деятелей , в том числе Дэвид Ллойд Джордж , который впоследствии комментировал «Летающие машины уже не являются игрушки и мечты, они установленный факт» Вторая выставка самолета состоялся в октябре в Гран - Пале в Париже привлекла 100000 посетителей. В Америке Уилбур Райт совершил два впечатляющих полета над гаванью Нью-Йорка с Губернаторского острова . 29 сентября он совершил короткий перелет вокруг Статуи Свободы , а 4 октября он совершил 33-минутный полет на 34 км (21 милю) над Гудзоном, свидетелями которого стали около миллиона жителей Нью-Йорка.
Легче воздуха
Легкий источник энергии, обеспечиваемый бензиновым двигателем, также произвел революцию в перспективах развития дирижаблей . Альберто Сантос Дюмон стал знаменитостью 19 октября 1901 года, выиграв приз за перелет из парка Сен-Клу на Эйфелеву башню и обратно. В Германии Граф (граф) Фердинанд фон Цеппелин был пионером в строительстве больших жестких дирижаблей : его первая конструкция 1900–1901 годов имела лишь ограниченный успех, а второй не был построен до 1906 года , но его усилия стали огромным источником патриотической гордости для немцев. людей: настолько много, что, когда его четвертый дирижабль LZ 4 потерпел крушение во время шторма, общественная коллекция собрала более шести миллионов марок, чтобы он мог продолжать свою работу. Первая в мире авиакомпания DELAG , использующая цеппелин, была основана в Германии в 1910 году, выполняя круизы, а не регулярные перевозки: к началу войны в 1914 году было совершено 1588 рейсов, на которых было перевезено 10 197 пассажиров, оплачивающих проезд. Военная угроза, исходящая от этих больших дирижаблей, значительно превосходивших по грузоподъемности и выносливости более тяжелые, чем воздушные машины того времени, вызывала серьезную озабоченность в других странах, особенно в Великобритании. Германия была единственной в создании жестких дирижаблей, а разработка дирижаблей в других странах была сосредоточена на нежестких и полужестких конструкциях. Единственная британская попытка построить большой жесткий дирижабль, HMA No. 1 , сломала себе хребет, прежде чем совершить единственный полет, и была оставлена, а единственный жесткий жесткой конструкции французской постройки оказался ненамного более успешным.
Начало индустрии
До 1910 года большинство авиастроителей были энтузиастами авиации, многие из богатых семей. Блерио финансировал свои эксперименты за счет прибыли от своего успешного бизнеса по производству автомобильных фар. В Великобритании Фредерик Хэндли Пейдж основал авиастроительный бизнес в 1909 году, но в основном полагался на продажу компонентов, таких как соединительные розетки и сетчатые фильтры, другим энтузиастам, в то время как братья Шорт , которые начинали заниматься производством воздушных шаров, перенесли свои интересы на более тяжелые. - чем воздушная авиация, и начали лицензионное производство конструкции Райта, а также работу над собственными разработками. 1910 год ознаменовался вовлечением людей, которые рассматривали авиацию исключительно как возможность для бизнеса. В январе 1910 Сэр Джордж Уайт , председатель Bristol Трамваи, создан Бристоль и Colonial Airplane Company , вложив 25 000 £ в бизнесе в том же году шелковую брокер Арман Депердассин установивший Сосьете де Производство дез Aéroplanes Deperdussin , несущий в ближайшее время -to знаменитая аббревиатура SPAD. В 1911 году военный гигант Виккерс основал авиационный отдел. Однако большая часть авиастроения в тот период была мелкосерийной, и очень немногие образцы были произведены в любом количестве.
Техническое развитие
Хорошим показателем прогресса той эпохи являются ежегодные скачки Гордона Беннета . Первое соревнование, проведенное в 1909 году во время Grande Semaine d'Aviation в Реймсе, проходило на расстоянии 20 км (12 миль) и было выиграно Гленном Кертиссом на скорости 75,27 км / ч (46,77 миль в час). К 1913 году, последнему довоенному соревнованию, гонка проходила на дистанции 200 км (120 миль), а скорость победителя составляла 200,8 км / ч (124,8 миль в час). В конце 1909 года рекорд пройденного расстояния составлял 234,30 км (145,59 мили) и высоты 453 м (1486 футов): к концу 1913 года рекорд расстояния составлял 1021,19 км (634,54 мили), а рекорд высоты - 6120 м. (20,079 футов)
Строительство
Большинство самолетов пионерской эпохи были построены из дерева, с использованием металлических гнезд для соединения элементов и использования рояльной проволоки или многожильного стального троса для крепления. Хотя самолеты той эпохи часто описываются как построенные из палочек и холста, их конструкция была весьма сложной. Деревянное строительство, как правило, состояло из нескольких видов древесины, с осторожностью использовались разные породы дерева в зависимости от их механических свойств; Чаще всего использовались ясень и ель , хотя среди других видов древесины использовались гикори , красное дерево и тополь . Стойки часто представляли собой полые элементы, образованные путем вытягивания двух деревянных кусков с последующим их склеиванием, обычно с использованием соединения « шпунт в пазу» для усиления соединения. Лонжероны крыла также часто были составными элементами, а нервюры крыла представляли собой сложные конструкции. При создании летающих копий Bristol Boxkite 1910 года для фильма 1966 года « Великолепные люди в своих летающих машинах» был проведен современный анализ напряжений и сделан вывод о том, что планер близок к соответствию современным требованиям.
Использование металла для конструкции планера было отнюдь не редкостью: Роберт Эсно-Пелтери использовал стальные трубы для изготовления фюзеляжа своего самолета еще в 1907 году, а Луи Бреге был еще одним заметным пионером в металлической конструкции, использовавшей стальные профили для конструкции фюзеляжа. стальная труба для лонжеронов крыла, прессованный алюминий для нервюр крыла и алюминиевая обшивка для обшивки фюзеляжа - это не было улучшено до второй половины 1915 года .
Эпохи также видел первое использование моноблочной конструкции, впервые увидел в Юджин Ruchonnet «s Aero-Cigare и , в частности , используемых в Deperdussin монокок 1912 года, который выиграл гонку Гордон Беннетт как в 1912 и 1913 гг Другой структурно передовых и влиятельных (хотя Неудачным) концептуальным самолетом был Antoinette Monobloc , который был первым концептуальным монопланом, имевшим свободнонесущее крыло без каких-либо внешних крепежных тросов.
Первые самолеты были покрыты различными тканями, включая прорезиненный хлопок и лакированный шелк. Разработка авиационного допинга в 1911 году была серьезным техническим достижением, и его использование было быстро принято всеми производителями. Это выполняло ряд функций, защищая ткань от загрязнения маслом и бензином, а также уплотняя ткань.
Конфигурация
На Grand Semaine d'Aviation 1909 года конкурирующие самолеты были двух различных базовых конфигураций: монопланы с тягачом, такие как два типа, которыми управляли Блерио и Антуанетта; и бипланы толкающей конфигурации с установленным впереди лифтом, представленные Voisin, лицензионными копиями самолета Брата Райт, биплана № 2 Гленна Кертисса и Farman III. Все конкурирующие самолеты, за исключением бипланов Voisin, имели управление по крену с использованием элеронов или деформации крыла. Конструкция Райта отличалась от других тем, что не имела задней горизонтальной стабилизирующей поверхности. Конструкторы толкающих бипланов почти повсеместно использовали задний горизонтальный стабилизатор, и начали появляться конструкции, в которых был удален передний руль высоты: братья Райт приняли эту конфигурацию для своей модели B 1910 года. Тракторный моноплан и толкающий биплан были доминирующими конфигурациями в течение следующих двух лет, хотя дизайнеры экспериментировали с различными другими конфигурациями.
Одним из самых успешных бипланов-толкачей был Farman III , разработанный Анри Фарманом после ссоры с Габриэлем Вуазеном: он сохранил базовую компоновку Voisin, но включил элероны (как добавлены к его Voisin), изменил ходовую часть, добавив салазки, чтобы предотвратить перекатывание самолета при посадке, и модифицировали конструкцию, исключив гондолу, в которой сидел пилот, и установили передний руль высоты на стрелы выносных опор. Этот дизайн был скопирован многими конструкторами и оказал такое влияние, что, когда Мервин О'Горман создал схему классификации продукции Королевского авиационного завода в соответствии с их конфигурацией, такие самолеты были классифицированы как «FE» для «Farman Experimental». Все тягачи были обозначены "BE" для "Blériot Experimental", хотя все произведенные конструкции BE были бипланы, в отличие от проектов, которыми был известен Blériot.
Тягач-биплан, который стал доминирующей конфигурацией самолетов до 1930-х годов, был более поздней разработкой. Первым самолетом этого типа был биплан De Pischoff, построенный в 1907 году, но безуспешный . Первым самолетом этого типа, который совершил полет, был Goupy № 2 , совершенный в марте 1909 года: его конструкция была описана в полете как «несколько необычная», а Бреге назвал свой тракторный биплан Type III «монопланом с двумя поверхностями». Конфигурация не получила широкого распространения до 1911 года, когда были произведены Avro 500 и Королевский авиационный завод BE.2 . Avro 500 был преобразован в Avro 504 , который использовался до 1930-х годов. Avro также произвела первый самолет с полностью закрытыми помещениями для экипажа, Avro Type G 1912 года (в Blériot Aero-Taxi 1911 года были закрытые помещения для четырех пассажиров, но открытое место пилота)
Были проведены эксперименты с другими конфигурациями. Хвост первой утки конфигурация используется братьями Райт , а также особенности наняты Santos Dumont в 14-бис была использована Henri Fabre для его Hydravion переднего оперения моноплана, первый успешный гидросамолет в 1910 году и других конструкций уточных периода включает VOISIN Canard и монопланы ASL Valkyrie , и эта конфигурация считалась достаточно многообещающей для использования в первом самолете, разработанном Королевским авиастроительным заводом, SE1 , но от этой конфигурации, как правило, отказались. Были также сконструированы примеры других конфигураций, такие как кольцевое крыло и тандемное крыло , но без особого успеха.
Ранние самолеты имели множество механизмов управления. Использование джойстика для управления креном и тангажем было запатентовано Робертом Эсно-Пелтери в 1907 году, аналогичное устройство было использовано Блерио, но монопланы Antoinette управлялись парой колес, по одному с каждой стороны кабины, по одному. управляя деформацией крыла (или элеронами, как у Antoinette IV ), а другой - рулем высоты, и Wright Model A имел один рычаг для управления деформацией крыла и рулем направления, а второй - для управления рулем высоты. Первый дизайн , чтобы иметь контроль крена и тангаж , подключенный к одному джойстику, с управлением рысканием работать с ногами своими, была Блерио в Type VIII Конструкция 1908-09, новаторская основу для современной системы управления полета воздушного судна до сих пор используется в 21-го века.
За очень немногими исключениями, самолеты эпохи пионеров были относительно небольшими по конструкции, оснащенными одним двигателем и рассчитанными на перевозку максимум двух или трех человек. Ранние конструкции с несколькими двигателями были созданы Шорт-Братьями, которые построили ряд вариантов своей улучшенной конструкции S.27 типа Фарман. Однако намерение использовать пару двигателей в этих самолетах состояло в том, чтобы защитить их от отказа двигателя, а не позволить использовать более крупную машину и даже большой самолет, такой как Voisin Aero-Yacht , предназначенный для перевозки шести человек и с размахом крыла 22,5. м (73 футов 10 дюймов), приводился в движение одним двигателем. Первым большим многодвигательным самолетом был « Большой Балтийский» Игоря Сикорского , впервые поднявшийся в воздух в мае 1913 года с двумя двигателями, а затем оснащенный четырьмя.
Развитие двигателя
Ранняя разработка самолета в значительной степени зависела от развития двигателя внутреннего сгорания , и проблема пребывания в воздухе заключалась в основном в том, чтобы иметь двигатель, который был не только достаточно мощным, но также был легким и надежным. Самые ранние двигатели не были ни мощными, ни достаточно надежными для практического использования, и разработка улучшенных двигателей шла рука об руку с улучшением самих планеров.
Братья Райт не смогли найти удовлетворительный двигатель и с помощью своих механиков изготовили свой собственный. Они использовали одномоторный двигатель, четырехцилиндровый рядный с водяным охлаждением мощностью 12 л.с., пятью коренными подшипниками и системой впрыска топлива.
Первой конструкцией поршневого двигателя внутреннего сгорания, широко использовавшейся для двигателей самолетов, был двигатель V8 с водяным охлаждением Antoinette, который , как полагают, был самым первым восьмицилиндровым двигателем внутреннего сгорания V-образной формы, когда-либо запущенным в производство, разработанный французом Леоном Левавассером . Антуанетта 8В впрыска топлива включены непосредственным, испарительного охлаждения воды и других дополнительных функций, весил 95 кг (209 фунтов) , и получают 37 кВт (50 л.с.). Представленные в 1906 году, эти двигатели использовались, в частности, Сантосом Дюмоном, ранними самолетами Voisin и Сэмюэлем Коди. Американские конструкторы авиационных двигателей быстро взяли на вооружение концепцию двигателя V-8, начиная с 1906 г., по мере развития эпохи, когда обе фирмы Гленна Кертисса разработали серию авиационных двигателей V-8 с жидкостным охлаждением, кульминацией которой стал Curtiss OX-5 к началу эпохи. В годы Первой мировой войны - еще один крупный американский производитель двигателей, Hall-Scott , уже в 1908 году выпускал свои V-8 с верхним расположением клапанов A-2 и A-3 с жидкостным охлаждением.
British Green C.4 1908 года последовал примеру Райта с четырехцилиндровым рядным двигателем с водяным охлаждением, но выдавал 52 л.с. (38 кВт). На нем установлено множество успешных самолетов-пионеров, в том числе AV Roe .
Горизонтально противоположные конструкции также использовались с некоторым успехом. На моноплане Santos-Dumont Demoiselle No. 20 Сантос-Дюмона сначала использовался оппозитный двухмоторный двигатель Dutheil et Chalmers с жидкостным охлаждением мощностью 18 кВт (24 л.с.), позже замененный двигателем Darracq мощностью 22 кВт (30 л.с.) той же компоновки. Четырехцилиндровый двигатель de Havilland Iris с водяным охлаждением развивал мощность 45 л.с., но мало использовался, в то время как успешный двухцилиндровый двигатель Nieuport достиг 28 л.с. (21 кВт) в 1910 году.
1909 год ознаменовался появлением форм радиальных двигателей . Трехцилиндровый полурадиальный или вентиляторный двигатель Anzani 1909 года с воздушным охлаждением (также построенный в истинной радиальной форме с углом цилиндра 120 °) развивал всего 25 л.с. (16 кВт), но был намного легче, чем Antoinette с жидкостным охлаждением, и был выбран Луи Блерио для полета через Ла-Манш. Основной прогресс пришел с введением братий Seguin Гном Omega семи-цилиндровым, с воздушным охлаждением роторного двигателя , выставленное на Парижской Aero салоне 1n 1908 и первым , установленное на летательный аппарат в 1909. Это лучевых конфигурация двигатель был сконструирован таким способ, которым весь блок картера и цилиндра вращался вокруг неподвижного коленчатого вала, сам надежно закреплялся через заднее крепление двигателя к планеру, обеспечивая достаточный поток охлаждающего воздуха через цилиндры, даже когда самолет не двигался. Хотя этот тип был представлен еще в 1887 году Лоуренсом Харгрейвом и построен два года спустя Харгрейвом для работы на сжатом воздухе - с экспериментальным пятицилиндровым роторным двигателем внутреннего сгорания, использованным французским изобретателем Феликсом Милле в том же году для питания раннего конструкция мотоцикла - усовершенствования, внесенные в серию двигателей Gnome братьев Сегуинов, позволили создать прочную, относительно надежную и легкую конструкцию, которая произвела революцию в авиации и будет непрерывно развиваться в течение следующих десяти лет. Топливо подавалось в каждый цилиндр прямо из картера, что означало, что требовался только выпускной клапан. Вырабатывая 37 кВт (50 л.с.) при сухой массе 75 кг (165 фунтов), этот двигатель вскоре стал одной из наиболее широко используемых силовых установок; Компания продолжила производство ряда аналогичных двигателей с большей мощностью, сначала за счет увеличения мощности двигателя, а также за счет производства двухрядных вариантов. Более крупный и мощный девятицилиндровый. Французский роторный двигатель Le Rhone 9C мощностью 80 л.с. был представлен в 1913 году и получил широкое распространение в военных целях.
Рядные и V -образные двигатели оставались популярными. Немецкая компания Mercedes произвела сначала небольшое количество рядных четырехцилиндровых двигателей с водяным охлаждением, а затем серию шестицилиндровых моделей с водяным охлаждением. В 1913 году они представили весьма успешные двигатели с SOHC- клапанным двигателем мощностью от 75 кВт (100 л.с.) до 120 кВт (160 л.с.) : серии от DI до D.III .
Еще одним направлением развития стало развитие специализированных производителей гребных винтов . Хотя братья Райт разработали свои собственные высокоэффективные гребные винты, и Хирам Максим также проводил исследования конструкции гребных винтов, большая часть этой работы была неизвестна, и первые пионеры, такие как Вуазен и Сантос-Дюмон, использовали неэффективные гребные винты с плоскими алюминиевыми лопастями, установленными на стальная труба. Первый по-настоящему эффективный воздушный винт в Европе был разработан Люсьеном Шовьер , который изучал теорию конструкции воздушного винта, когда учился в Школе искусств и ремесел в Анжере . Chauvière впервые применил сложную технику строительства с использованием пластин грецкого ореха . Пропеллер Chauvière использовался Блерио во время полета через Ла-Манш, и важность вклада Шовьера была признана тем, что он был награжден серебряной медалью Aero-Club de France.
Теоретическая
Достижение механических полетов привело к созданию центров авиационных исследований во многих странах. В 1907 году Людвиг Прандтль , который поступил в Геттингенский университет в 1904 году, основал Modellversuchsanstalt für Aerodynamik der Motorluftschiff-Studiengesellschaft [общество для испытания аэродинамических моделей механических дирижаблей]. Геттингенский университет станет мировым лидером в области аэродинамических исследований. В 1909 году Анри Дойч де ла Мёрт основал кафедру воздухоплавания в Парижском университете. Во Франции известный инженер Густав Эйфель провел серию экспериментов по исследованию влияния сопротивления ветра на движущиеся тела, бросив испытательный аппарат на провод, подвешенный к Эйфелева башня : позже он построил аэродинамическую трубу у основания башни, в которой испытывались модели многих французских самолетов-пионеров и проводились новаторские работы с профилями аэродинамического профиля.
Обучение пилотов
Многие конструкторы-пионеры открыли собственные летные школы. Обучение пилотов было рудиментарным: хотя модель А Райт, используемая братьями Райт для обучения в Европе, была оснащена двойным управлением, самолеты с двойным управлением обычно не использовались, и начинающих пилотов часто просто поручали управлять машиной и поощряли. для перехода от руления самолета к полетам по прямой к полетам с поворотами. Иногда опыт наземного обслуживания накапливался с помощью специальных малопролетных машин, таких как Blériot Pinguin . Большинство летных тренировок проводилось рано утром или вечером, когда ветер слабый, и время, необходимое для получения лицензии, сильно зависело от погоды.
Популярное влияние
Полеты на дирижаблях Сантос-Дюмона уже сделали его знаменитостью, и хотя полеты на воздушном шаре оставались популярным занятием для богатых, авиация тяжелее воздуха быстро стала популярным зрелищным видом спорта, и основные центры авиации, такие как Исси-ле-Мулино , Аэродром Бруклендс и Хендон привлекал толпы любопытных зевак. Первое авиационное мероприятие было проведено в Жюивиси в мае 1909 года, а в августе последовало его проведение Grand Semaine d'aviation: позже в том же году авиационные совещания проводились в Англии в Донкастере и Блэкпуле , а выставочные полеты были совершены во многих европейских городах, в том числе Берлин , Вена и Бухарест .
Первый публичный авиашоу в Бруклендсе, уже созданном как автодром, был устроен в конце октября 1909 года Луи Полханом: около 2000 зрителей наблюдали, как он взлетал на высоту 720 футов. Бруклендс вскоре стал одним из главных центров авиационной деятельности Великобритании с несколькими летными школами. В 1910 году Луи Полхэн и Клод Грэхем-Уайт соревновались за приз Daily Mail за рейс между Лондоном и Манчестером, привлекая крупные авиагонки на дальние расстояния, такие как Circuit of Europe и Aerial Derby, начавшиеся в 1911 году, а также привлекали огромное количество участников. толпы; в то время как в том же году в США, в пригороде Чикаго, штат Иллинойс, в Цицеро, штат Иллинойс, был выделен важный авиационный объект в формате аэродрома , который работал несколько лет до его закрытия и перемещения в 1916 году.
Военный интерес
Военное использование воздушных шаров было уже широко распространено: воздушные шары использовались во время Гражданской войны в США, где Фердинанд фон Цеппелин впервые испытал полет легче воздуха, и во время англо-бурской войны . Многие военные традиционалисты отказывались рассматривать самолеты как нечто большее, чем игрушки, но это уравновешивалось сторонниками новой технологии, и к концу 1911 года как США, так и основные европейские страны создали авиационное вооружение тяжелее воздуха.
У Франции была самая легкомысленная армия. Школа воздухоплавания в Шале-Медон долгое время была центром инноваций, и в декабре 1909 года военное министерство Франции начало посылать армейских офицеров и унтер-офицеров для обучения пилотов в гражданских школах. В марте 1910 года был создан Établissement Militaire d'Aviation для проведения экспериментов с самолетами, а 22 октября 1910 года был создан Aéronautique Militaire как филиал армии. В феврале 1912 года французские военные сметы выделили двенадцать миллионов франков (что составляет почти полмиллиона фунтов стерлингов) на авиацию и заявили, что у них есть 208 самолетов, с намерением увеличить это число до 334 к концу года. Британское правительство планировало потратить 133 000 фунтов стерлингов на авиацию, из которых 83 000 фунтов стерлингов приходились на машины тяжелее воздуха.
В Англии эксперименты с полетами тяжелее воздуха проводились на армейском заводе по производству воздушных шаров в Фарнборо под руководством полковника Джона Кэппера . В октябре 1908 года Сэмюэл Коди пролетел на самолете № 1 британской армии на расстояние 424 м (1390 футов), и Дж. У. Данн провел ряд успешных экспериментов с планеризмом, проведенных в большой секретности в Блэр Атолле в Шотландии, но в 1909 году Британское военное ведомство прекратило всякое официальное финансирование авиации тяжелее воздуха, предпочитая тратить свои деньги на дирижабли. В целях рационализации авиационных исследований госсекретаря США по вопросам войны , Ричард Холдейн создал консультативный комитет по аэронавтике и назначил Мервина О'Горман , инженер - электрик большого управленческого мастерства, как директор завода баллонного:
В 1911 году Военное министерство создало Воздушный батальон, сформированный из роты № 1 (дирижаблей) в Фарнборо и роты № 2 (роты самолетов) в Ларк-Хилл на равнине Солсбери . Первым военным пилотам пришлось научиться летать за свой счет, многие из них делали это в Бристольской школе, основанной в 1910 году в Ларк-Хилле. Два Bristol Boxkite из школы участвовали в армейских маневрах 1910 года на Солсбери-Плейн, один из них был оснащен радиопередатчиком. В конце 1910 года Фрэнсис Макклин предложил Адмиралтейству одолжить два самолета для обучения военно-морских офицеров полетам, а Джордж Кокберн предложил выступить в качестве летного инструктора. Четыре офицера были отобраны для летной подготовки в Истчерче , явились на обучение 1 марта 1911 года и получили свои лицензии (крылья) в течение шести недель. В октябре 1911 года Королевский флот приобрел два самолета и основал военно-морскую летную школу в Истчерче. В 1912 году с компанией Vickers был заключен контракт на производство первого самолета, специально предназначенного для воздушного боя - экспериментального боевого биплана № 1 . Ранее Вуазен выставлял на Парижском аэросалоне 1911 года самолет, непрактично оснащенный тяжелой митральезой , и французы также экспериментировали с установкой пулеметов на существующие типы.
В Соединенных Штатах братьям Райт после многих попыток удалось привлечь серьезное внимание армии, и в декабре 1907 года Армейский сигнальный корпус США выпустил спецификацию на военный самолет. Орвилл Райт провел успешную демонстрацию в армии 3 сентября 1908 года.
17 сентября 1908 года был совершен полет с лейтенантом Томасом Селфриджем на борту в качестве официального наблюдателя. Через несколько минут после начала полета на высоте около 100 футов (30 м) пропеллер раскололся и раскололся, в результате чего Flyer вышел из-под контроля. Селфридж получил перелом черепа в авиакатастрофе и умер тем же вечером в соседнем армейском госпитале, став первым человеком, погибшим в авиакатастрофе. Орвилл также был серьезно ранен. Авиационная дивизия, Корпус связи США . Американские военные первыми создали военно-морскую авиацию. Первый взлет с корабля был произведен 14 ноября 1910 года Юджином Эли на биплане Curtiss, взлетевшем с временной платформы, установленной над носовой частью легкого крейсера USS Birmingham. . Два месяца спустя, 18 января 1911 года, Эли приземлился на платформе броненосного крейсера USS Pennsylvania .
Самое раннее зарегистрированное применение взрывоопасных боеприпасов любого типа с самолета произошло 1 ноября 1911 года, когда итальянский пилот Джулио Гавотти сбросил несколько гранат ципелли размером с грейпфрут на позиции Османской империи в Ливии. это самый ранний известный случай беспокоящего огня с воздуха, но это было первое известное использование самолета в военных целях.
Первое фактическое использование самолетов в войне было осуществлено Италией во время итало-турецкой войны 1912 года, когда самолеты использовались для разведки (включая аэрофотосъемку позиций противника) и бомбардировок. Самолеты также использовались в Балканских войнах 1912–1913 гг.
Смотрите также
Примечания
использованная литература
- Эллиотт, Брайан А (2000). Блерио: Вестник века . Страуд, Глостершир: Аркадия. ISBN 0-7524-1739-8.
- Гиббс-Смит, CH (1974). Возрождение европейской авиации . Лондон: HMSO. ISBN 0-11-290180-8.
- Гиббс-Смит, CH (2003). Авиация: исторический обзор . Лондон: NMSI. ISBN 1-900747-52-9.
- Холлион, Ричард П. (2003). Взлет . Нью-Йорк: ОУП. ISBN 0-19-516035-5.