Авиация в эпоху пионеров - Aviation in the pioneer era

Vue du Pont de Sèvres, написанная в 1908 г. Анри Руссо

В пионерская эра авиации относится к периоду история авиации между первый успешный полет с двигателем, обычно совершаемый Братья Райт 17 декабря 1903 г. и начало Первая мировая война в августе 1914 г.

После того, как были установлены принципы управляемого полета с приводом, наступил период, когда экспериментировали с множеством различных конфигураций самолетов. К 1914 г. конфигурация трактора биплан стала самой популярной формой проектирования самолетов и оставалась таковой до конца 1920-х годов. Развитие двигатель внутреннего сгорания - в первую очередь от их использования в ранние автомобили еще до начала 20-го века, что обеспечило успешные полеты тяжелее воздуха, также привело к быстрому прогрессу в полете легче воздуха, особенно в Германии, где Компания Цеппелин быстро стал мировым лидером в области дирижабль строительство.

В течение этого периода авиация превратилась из прерогативы эксцентричных энтузиастов в устоявшуюся технологию с созданием специализированных научно-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 дисплеи, такие как Grande Semaine d'Aviation 1909 года и воздушных гонок, таких как Гордон Беннет Трофи и Автодром Европы привлекла огромную аудиторию и успешных пилотов, таких как Жюль Ведрин и Клод Грэм-Уайт стали знаменитостями.

Новая технология

Планирует Уилбур Райт, октябрь 1902 г.

Хотя братья Райт совершили свои первые успешные полеты с двигателями в декабре 1903 года, а к 1905 году они совершали полеты значительной продолжительности, их достижения были в основном неизвестны миру в целом, и многие не верили в них. После полетов в 1905 году Райт прекратил работу над созданием своего самолета и сосредоточился на попытках коммерческой эксплуатации своего изобретения, пытаясь заинтересовать военные власти Соединенных Штатов, а затем, после получения отказа, Франции и Великобритании. Следовательно, попытки осуществить полет с двигателем продолжались, в основном во Франции. Чтобы прорекламировать авиационный зал на предстоящей Всемирной выставке в Сент-Луисе, Октав Шанют прочитал ряд лекций в аэроклубах Европы, поделившись своим увлечением летающими планерами. Он показал слайды своих собственных экспериментов по полетам на планере, а также некоторых из летательных аппаратов Райта в 1901 и 1902 годах. Все эти выступления были воспроизведены в клубных журналах. Лекция для членов Аэроклуб де Франс в апреле 1903 г.[1] является самым известным, а августовский выпуск 1903 г. л'Аэрофил опубликовал статью Chanute, которая включала чертежи его планеров, а также планера Райта и описание их подхода к проблеме, в котором говорилось, что «очевидно приближается время, когда, когда проблема равновесия и контроля будет решена, это будет безопасно. применить мотор и пропеллер ». Лекция Шанюта переехала Эрнест Архидьякон один из основателей Aéro-Club, завершая свой отчет о лекциях:[2]

Будет ли у родины Монгольфье постыдно допустить, чтобы это окончательное открытие науки о воздухе, 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 г. Аэроклуб де Франс объявили серию призов за достижения в пилотажном полете, но практической работы было мало: Фердинанд Фербер, армейский офицер, который в 1898 году экспериментировал с дельтапланом на основе модели Отто Лилиенталь продолжил свою работу без каких-либо заметных успехов, архидьякон заказал постройку планера на основе конструкции Райта, но меньшего размера и не имевшего возможности управления креном, который совершил несколько коротких полетов на Берк-сюр-Мер в апреле 1904 г., пилотируемый Фербером и Габриэль Вуазен (самый длинный - около 29 м (95 футов), по сравнению с 190 м (620 футов), достигнутым Райтс в 1902 году):[3] еще один планер по проекту Райта был построен Роберт Эно-Пелтери, которые отклонили деформацию крыла как небезопасную и вместо этого установили пару рулевых поверхностей среднего зазора перед крыльями, предназначенных для дифференциального использования вместо деформации крыла и в сочетании с ролью руля высоты (как то, что известный сегодня как элевоны ): это первое зарегистрированное использование элероны, то концепция, для которой был запатентован поколением ранее М. П. У. Бултон Соединенного Королевства в 1868 году. Это не увенчалось успехом, и Эно-Пелтери позже использовал эту неудачу, чтобы поддержать позицию, в которой заявления братьев Райт были необоснованными. Однако его конструкция не была точной копией планера Райтов, особенно с сильно увеличенным крылом. выпуклость. Копия Фербера также оказалась неудачной: она была построена грубо, без ребра для сохранения изгиба крыла, но примечателен его более поздним добавлением фиксированной задней стабилизирующей поверхности оперения, что является первым примером этой особенности в полноразмерном самолете.[4] Архидиакон отказался от планера 1904 года после первых попыток и заказал второй планер, который был построен Габриэлем Вуазеном в 1905 году; он распался 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 представивший коробчатый змей -подобное стабилизирующее оперение, которое должно было быть характеристикой 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 были испытаны 18 июля, полет самолета Blériots закончился катастрофой, в которой пилот Вуазен чуть не утонул.[5] Затем Вуазен и Блерио сконструировали тандемное крыло биплан, который безуспешно подвергался ряду доработок.

Первые полеты с двигателями за пределы США

Полная информация о системе управления полетом братьев Райт была опубликована в л'Аэрофил в январском номере 1906 г.[6] проясняя как механизм, так и его аэродинамическую причину. Тем не менее, решающая важность бокового управления при выполнении контролируемых разворотов не была оценена, и французские экспериментаторы вместо этого стремились построить устойчивый самолет.

Иллюстрация полета Сантос-Дюмона 12 ноября 1906 года на обложке Le Petit Journal

В конце лета и осенью 1906 г. Альберто Сантос-Дюмон совершил первые успешные полеты на двигателях тяжелее воздуха в Европе в своем 14-бис, завершившийся полетом на 220 м (722 фута) на территории парижского Шато де Багатель 12 ноября, выиграв приз Aéro-Club de France за полет на высоту более 100 м. Первоначально полагаясь на ярко выраженный двугранный для обеспечения устойчивости к ноябрьскому полету межплоскостное восьмиугольное в плане элероны что-то вроде конструкции Эно-Пелтери был установлен на самолет.

Ранее в этом году Габриэль Вуазен основал авиастроительную компанию в Булонь-Бийанкур: его первым успешным самолетом, в котором не было возможности управления креном, был Биплан Делагранжа №1, названный в честь своего владельца Леон Делагранж. Это был первый полет Voisin 30 марта 1907 года.[7] а в феврале 1908 г. второй самолет пролетел Анри Фарман выиграл Архидиакон де ла Мёрт Гран-при авиации за первый официально наблюдаемый полет по замкнутой цепи протяженностью более километра. Среди самых настойчивых французских экспериментаторов был Луи Блерио, который после непродолжительного сотрудничества с Габриэлем Вуазеном установил Recherches Aéronautiques Louis Blériot и выпустил серию моноплан конструкции. 16 ноября 1907 г. он успешно пилотировал свой Блерио VII - моноплан с оперением, перемещаемым дифференцированно для управления по крену и синхронно для управления по тангажу. Этот самолет, который считается первым успешным монопланом, вскоре потерпел крушение, но вскоре за ним последовала авиакатастрофа. его восьмой дизайн, первый самолет, который по сути имел оригинальную форму настройка управления полетом используется по сей день.[8]

В Северной Америке канадско-американские Ассоциация Воздушных Экспериментов был основан Александр Грэхем Белл, который ранее провел ряд экспериментов с четырехгранные воздушные змеи, и Джон МакКарди и его друг Фредерик Уокер Болдуин, два недавних выпускника инженерного факультета Университета Торонто, 30 сентября 1907 года. AEA произвела ряд принципиально аналогичных конструкций бипланов, на которые сильно повлияла работа Райта, и они успешно эксплуатировались в течение 1908 года. Болдуин пилотировал свой первый проект. красное Крыло 12 марта 1908 года пролетел 97 м (319 футов), прежде чем потерпеть крушение и не подлежал ремонту: его преемник, Белое Крыло, оборудованный элеронами, совершил в мае три полета, лучший из которых - 310 м (1017 футов), прежде чем погиб в результате крушения. 4 июля 1908 года их следующий самолет, Июньская ошибка пилотируется Гленн Кертисс, выиграл Scientific American трофей за первый официально зарегистрированный полет на один километр в Северной Америке. После роспуска АЕА в конце марта 1909 г. один из его американских членов продолжил, чтобы начать растущая американская авиационная компания.

Анри Фарман выиграл Гран-при авиации, 13 января 1908 г.

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. Я не Достаточно спокойно после события, чтобы полностью выразить свое мнение. Мое мнение лучше всего можно выразить словами: "Это чудесно!" " [9] 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 открыл собственное производство самолетов. Его первый дизайн, Фарман III (Farman I и II были проектами Вуазена, которыми он владел), был одним из самых успешных дизайнов самолетов эпохи пионеров, и его широко копировали другие производители. включая одна британская фирма, которая вскоре станет известной.

Полет как устоявшаяся технология

Современная иллюстрация приземления Луи Блерио в Дувр в Блерио XI

1909 год можно считать годом совершеннолетия авиации.[10] В конце 1908 г. в г. Гранд Пале в Париже, а затем последовала первая лондонская аэро выставка в Олимпия в мае 1909 года. В январе Aéro-Club de France выдал свои первые лицензии пилотов, присудив их нескольким избранным авиаторам-пионерам, включая братьев Райт. Первый британский журнал, посвященный этой теме, Полет опубликовал свой первый номер в январе. (Вопросы авиации ранее рассматривались Автомоторный журнал.) Британский Ежедневная почта газета предложила ряд призов с целью поощрения авиации: в 1906 году он предложил приз в размере 10000 фунтов стерлингов за первый полет между Лондон и Манчестер. Это было встречено широко распространенными насмешками; сатирический журнал Ударить кулаком ответил, предложив аналогичный приз за полет на Марс.[11] 25 июля 1909 г. Луи Блерио выиграли приз в 1000 фунтов стерлингов за первый полет через Английский канал. Одна современная газета привела свой рассказ об этом событии под заголовком «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.

А Райт Биплан летит перед трибуной на Grande Semaine d'Aviation проходившей в Реймсе в 1909 г.

Год также был отмечен Grande Semaine d'Aviation de la Champagne в Реймсе, где присутствовало полмиллиона человек, в том числе Арман Фальер, президент Франции; в Король Бельгии и высокопоставленные британские политические деятели, включая Дэвид Ллойд Джордж, который впоследствии прокомментировал: «Летающие машины больше не игрушки и мечты; они - установленный факт»[12] Вторая выставка самолетов, состоявшаяся в октябре в Большом дворце в Париже, привлекла 100 000 посетителей.[13] В Америке Уилбур Райт совершил два впечатляющих полета над Нью-Йоркская гавань, Полет от Губернаторский остров. 29 сентября он совершил короткий полет, облетев Статуя Свободы, а 4 октября он совершил 33-минутный полет 34 км над Гудзоном, свидетелями которого стали около миллиона жителей Нью-Йорка.

Легче воздуха

Сантос-Дюмон огибает Эйфелеву башню. Хотя это часто публикуется как его призовой полет, на самом деле это более ранняя попытка

Легкий источник энергии, обеспечиваемый бензиновым двигателем, также произвел революцию в перспективах дирижабль разработка. Альберто Сантос Дюмон получил статус знаменитости 19 октября 1901 года, выиграв приз за полет из Парк Сен-Клу к Эйфелева башня и назад. В Германии Граф (Считать) Фердинанд фон Цеппелин был пионером в строительстве больших жесткие дирижабли: его первый проект 1900–01 гг. имел лишь ограниченный успех и его второй не был построен до 1906 г., но его усилия стали огромным источником патриотической гордости для немецкого народа: настолько, что когда его четвертый дирижабль LZ 4 был разбит во время шторма, публичная коллекция собрала более шести миллионов марок, чтобы он мог продолжать свою работу. Используя Zeppelins, первую в мире авиакомпанию, ДЕЛАГ, была основана в Германии в 1910 году и обеспечивала скорее прогулочные круизы, чем регулярные перевозки: к началу войны в 1914 году было совершено 1588 рейсов, на которых было перевезено 10 197 пассажиров, оплачивающих проезд.[14] 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 строительстве жестких дирижаблей, и разработка дирижаблей в других странах была сосредоточена на нежесткий и полужесткие конструкции. Единственная британская попытка построить большой жесткий дирижабль, HMA № 1, сломал себе спину перед тем, как совершить единственный полет, и был брошен, а единственный французский жесткий каркас не был намного успешнее.

Старт 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. Фредерик Хэндли Пейдж основал авиационный бизнес в 1909 году, но в основном полагался на продажу компонентов, таких как соединительные розетки и сетчатые фильтры, другим энтузиастам, в то время как Короткие братья, которые начали заниматься производством воздушных шаров, передали свои интересы в сторону более тяжелой, чем воздушная авиация, и начали лицензионное производство конструкции Райта, а также работу над собственными проектами. 1910 год ознаменовался вовлечением людей, которые рассматривали авиацию исключительно как возможность для бизнеса. В январе 1910 г. Сэр Джордж Уайт, председатель Bristol Tramways, учредил Бристоль и Colonial Airplane Company, инвестируя £ 25 000 в бизнес. В том же году брокер Арман Депердюссен учредил Société de Production des Aéroplanes Deperdussin, имеющий ставшую вскоре известной аббревиатуру SPAD. В 1911 году военный гигант Виккерс создан авиационный отдел. Однако большая часть авиастроения в тот период была в небольших масштабах, и очень немногие образцы были произведены в любом количестве.

Техническое развитие

Хорошим индикатором прогресса в течение эпохи является ежегодный Гордон Беннетт на скачках. Первое соревнование, проведенное в 1909 году во время Grande Semaine d'Aviation в Реймсе, проводилось на расстояние 20 км (12 миль) и было выиграно Гленн Кертисс на скорости 75,27 км / ч (46,77 миль / ч).[15] 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).[16] В конце 1909 года рекорд по дальности полета составлял 234,30 км (145,59 миль) и по высоте 453 м (1486 футов):[17] К концу 1913 года рекорд расстояния составил 1021,19 км (634,54 мили), а рекорд высоты - 6120 м (20 079 футов).[18]

Строительство

Vickers R.E.P. Тип Моноплан сохранены в Musée de l'Air во Франции. Обратите внимание на фюзеляж из стальных труб, скрепленных проволокой.

Большинство самолетов пионерской эпохи были построены из дерева, с использованием металлических гнезд для соединения элементов и использования струна для фортепиано или мель стальной трос для фиксации. 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; пепел и ель были наиболее часто используемыми, хотя гикори, красное дерево и тополь были среди других используемых пиломатериалов. Стойки часто представляли собой полые элементы, образованные путем вытягивания двух деревянных кусков с последующим их склеиванием, обычно с использованием язычок в пазу сустав для укрепления сустава. Лонжероны крыла также часто были составными элементами, а крыло ребра были сложные конструкции. При полете реплики 1910 г. Бристоль Бокскайт были сняты для фильма 1966 года Эти великолепные люди в своих летающих машинах был проведен современный анализ напряжений и сделан вывод о том, что планер близок к современным требованиям.[19]

Использование металла в конструкции планера отнюдь не было редкостью: Роберт Эно-Пелтери использовал стальные трубы для изготовления фюзеляжа своего самолета еще в 1907 году, и Луи Бреге был еще одним заметным пионером в области металлических конструкций, использующих стальные профили с швеллерами для конструкции фюзеляжа, стальные трубы для лонжеронов крыла, алюминий для нервюр крыла и алюминий защитное покрытие для обшивки фюзеляжа[20] - это не улучшилось бы до второй половины 1915 г..

В ту эпоху также впервые начали использовать монокок строительство, впервые увиденное в Евгений Ручонне с Аэро-сигарета и особенно используется в Deperdussin Monocoque 1912 года, который выиграл гонку Гордона Беннета в 1912 и 1913 годах. Другой конструктивно продвинутой и влиятельной (хотя и неудачной) концептуальной конструкцией самолета был Антуанетта Моноблок, который был первым концептуальным монопланом, имеющим консоль крыло без каких-либо внешних распорок.

Ранние самолеты были покрыты различными тканями, включая прорезиненный хлопок и лакированный шелк. Развитие авиационный допинг В 1911 году произошла крупная техническая разработка, и ее использование было быстро принято всеми производителями. Это выполняло ряд функций, защищая ткань от загрязнения маслом и бензином, а также затягивая ткань.

Конфигурация

Типовой самолет 1911 года: иллюстрация из Полет конкурентов в 1911 г. Ежедневная почта Автодром Британии

На Grand Semaine d'Aviation 1909 года самолеты-конкуренты имели две различные базовые конфигурации: конфигурация трактора монопланы, такие как два типа, которыми управляют Блерио и Антуанетта; и конфигурация толкателя бипланы с передним лифтом, представленные Voisin, лицензионные копии самолета Брата Райт, Glenn Curtiss ' Биплан №2 и Фарман III. Все конкурирующие самолеты, за исключением бипланов Voisin, имели управление по крену с помощью элеронов или деформации крыла.[21] Конструкция Райта отличалась от других тем, что не имела задней горизонтальной стабилизирующей поверхности. Конструкторы толкающих бипланов почти повсеместно применяли задний горизонтальный стабилизатор, и начали появляться конструкции, в которых передний подъемник был удален: братья Райт приняли эту конфигурацию для своих Модель B 1910 года. Тракторный моноплан и толкающий биплан были доминирующими конфигурациями в течение следующих двух лет, хотя конструкторы экспериментировали с различными другими конфигурациями.

Одним из самых успешных бипланов-толкачей был Фарман III, разработанный Анри Фарманом после ссоры с Габриэлем Вуазеном: он сохранил базовую компоновку Voisin, но включил элероны (добавленные к его Voisin), модифицировал ходовую часть, добавив салазки, чтобы самолет не кувыркался при посадке и модифицировал структуру, исключив гондола в котором пилот сидел и устанавливал передний подъемник на стрелы выносных опор. Этот дизайн был скопирован многими конструкторами и оказал такое влияние, что когда Мервин О'Горман создали схему классификации продуктов Королевский авиационный завод в соответствии с их конфигурацией такие самолеты были классифицированы как «F.E» для «Farman Experimental». Все тягачи имели обозначение «B.E» для «Blériot Experimental», хотя все произведенные конструкции B.E. были бипланами, в отличие от конструкций, которыми был известен Блерио.

Тягач-биплан, который стал доминирующей конфигурацией самолетов до 1930-х годов, был более поздней разработкой. Первым самолетом этого типа был Биплан Де Пишофф который был построен в 1907 году, но успеха не имел. Первым самолетом этого типа был Гупи №2, совершенный в марте 1909 года: полет был описан как "несколько необычный",[22] и Бреге описал свой Тип III трактор-биплан как «двухплоскостной моноплан». Конфигурация не получила широкого распространения до 1911 г.,[23] с производством Авро 500 и Королевский авиазавод BE.2. Avro 500 был разработан в Авро 504, который использовался до 1930-х годов. Avro также выпустила первый самолет с полностью закрытыми помещениями для экипажа - Авро Тип G 1912 года. Блерио Аэро-Такси 1911 года имел закрытые помещения для четырех пассажиров, но незащищенное место пилота)

Были проведены эксперименты с другими конфигурациями. Хвост в первую очередь утка конфигурация, используемая братьями Райт, а также особенно используемая Сантосом Дюмоном в 14-бис, была использована Анри Фабр за его Гидравион моноплан утка, первый успешный гидросамолет в 1910 году. Другие конструкции утки того периода включают Voisin Canard и ASL Валькирия монопланы, и эта конфигурация считалась достаточно многообещающей для использования в первом самолете, разработанном Королевским авиазаводом, S.E.1, но от конфигурации вообще отказались. Примеры других конфигураций, таких как кольцевое крыло и тандемное крыло тоже были построены, но без особого успеха.

Ранние самолеты имели множество механизмов управления. Использование джойстик для контроля крена и тангажа были запатентованы Роберт Эно-Пелтери в 1907 году, и аналогичная компоновка использовалась Блерио, но монопланы Antoinette управлялись парой колес, по одному с каждой стороны кабины, одно управляло деформацией крыла (или элеронами, как у Антуанетта IV ) а другой лифт [24] у Wright Model A был один рычаг для управления перекосом крыла и рулем направления, а второй - для управления рулем высоты.[25] Первой конструкцией, в которой элементы управления по крену и тангажу были соединены с одним джойстиком, с управлением по рысканию ногами, была разработка Блерио. Тип VIII дизайн 1908–09 гг., положивший начало современной система управления полетом самолета все еще используется в 21 веке.[26]

Сикорский Большой Балтийский 1913 г.

За очень немногими исключениями, самолеты пионерской эпохи были относительно небольшими по конструкции, оснащенными одним двигателем и рассчитанными на перевозку максимум двух или трех человек. Ранние конструкции с несколькими двигателями были созданы Короткими братьями, которые построили количество вариантов их конструкции Farman-type Improved S.27. Однако намерение использовать пару двигателей в этих самолетах состояло в том, чтобы защитить их от отказа двигателя, а не позволить 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 фута 10 дюймов), приводился в движение одним двигателем. Первый крупный многодвигательный самолет был Игорь Сикорский с Большой Балтийский, первый полет в мае 1913 года с двумя двигателями, а затем с четырьмя.

Развитие двигателя

Гном Омега
Люсьен Шовьер, дизайнер Интеграл пропеллер для полета Blériot XI через Ла-Манш.

Ранняя разработка самолета в значительной степени зависела от разработки двигатель внутреннего сгорания, и проблема пребывания в воздухе заключалась в основном в наличии двигателя, который был не только достаточно мощным, но также 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 один рейс[требуется разъяснение ] Двигатель - четырехцилиндровый рядный с водяным охлаждением мощностью 12 л.с., пятью коренными подшипниками и впрыском топлива.

Первой конструкцией поршневого двигателя внутреннего сгорания, которая широко использовалась для двигателей самолетов, была Антуанетта с водяным охлаждением Двигатель V8, считается самым первым V-образным восьмицилиндровым двигателем внутреннего сгорания, когда-либо запущенным в производство, разработанный французом Леон Левавассер. В Антуанетта 8В включали прямой впрыск топлива, водяное охлаждение испарением и другие расширенные функции, весили 95 кг (209 фунтов) и производили 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 с 1906 года и далее по мере развития эпохи. Гленн Кертисс 'Фирма разрабатывает серию авиационных двигателей V-8 с жидкостным охлаждением, кульминацией которой является Curtiss OX-5 к началу Первой мировой войны - еще один крупный американский производитель двигателей, Холл-Скотт, имели свои А-2[27] и верхний клапан A-3, двигатели V-8 с жидкостным охлаждением производились еще в 1908 году.

Британский Зеленый C.4 1908 года последовал образцу Райта четырехцилиндрового рядного двигателя с водяным охлаждением, но выдавал 52 л.с. (38 кВт). На нем установлено множество успешных самолетов-пионеров, в том числе СРЕДНИЙ. Икра.

Горизонтально противоположные конструкции также использовались с некоторым успехом. Сантос-Дюмон Santos-Dumont Demoiselle На моноплане № 20 сначала использовался оппозитный сдвоенный двигатель с жидкостным охлаждением Dutheil et Chalmers мощностью 18 кВт (24 л.с.), позднее замененный на 22 кВт (30 л.с.) Даррак - двигатель такой же компоновки. Четырехцилиндровый с водяным охлаждением de Havilland Iris достигал 45 л.с., но мало использовался, в то время как успешный двухцилиндровый двигатель Nieuport в 1910 году достиг 28 л.с. (21 кВт).

1909 увидел радиальный двигатель формы приобретают значение. С воздушным охлаждением Анзани 3-цилиндровый Полурадиальный или вентиляторный двигатель 1909 года (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 своего кросса. -Канал полета. Важным достижением стало введение братьев Сегуин Гном Омега семицилиндровый, с воздушным охлаждением роторный двигатель, выставленный на Парижском аэросалоне 1n 1908 года и впервые установленный на самолет в 1909 году.конфигурация Двигатель был сконструирован таким образом, что весь блок картера и цилиндра вращался вокруг неподвижного коленчатого вала, который сам надежно крепился через заднее крепление двигателя к планеру, обеспечивая достаточный поток охлаждающего воздуха по цилиндрам, даже когда самолет не двигался. Хотя этот тип был введен еще в 1887 г. Лоуренс Харгрейв и построенный двумя годами позже Харгрейвом для энергии сжатого воздуха - с экспериментальным пятицилиндровым роторным двигателем внутреннего сгорания, который использовал французский изобретатель. Феликс Милле в том же году, чтобы привести в действие раннюю конструкцию 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. Французского производства Le Rhone 9C Роторный двигатель мощностью 80 л.с. был представлен в 1913 году и получил широкое распространение в военных целях.

Рядные и V-образные формы оставались популярными у немецкой компании. Мерседес сначала выпустила небольшое количество рядных четырехцилиндровых двигателей с водяным охлаждением, а затем серию шестицилиндровых моделей с водяным охлаждением. В 1913 году они представили очень успешный диапазон от 75 кВт (100 л.с.) до 120 кВт (160 л.с.). SOHC -клапанные двигатели: D.I к D.III серии.

Еще одним направлением развития стало развитие специализированных производителей пропеллеры. Хотя братья Райт разработали свои собственные высокоэффективные винты и Хирам Максим также проводил исследования конструкции гребного винта, 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 стальной трубе. Первый по-настоящему эффективный гребной винт европейской конструкции был произведен компанией Люсьен Шовьер, изучавший теорию конструкции пропеллера во время учебы в École des Arts et Métiers в Анже. Шовьер впервые применил сложную технику строительства с использованием ламината грецкий орех. 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 пилотируемых полетов привело к созданию центров авиационных исследований во многих странах. В 1907 г. Людвиг Прандтль, который присоединился к Геттингенский университет университет в 1904 г., основал Modellversuchsanstalt für Aerodynamik der Motorluftschiff-Studiengesellschaft [общество испытания аэродинамических моделей энергетических дирижаблей]. Геттингенский университет станет мировым лидером в области аэродинамических исследований.[28] В 1909 году Анри Дойч де ла Мёрт основал факультет воздухоплавания в Парижском университете.[29] Во Франции известный инженер Гюстав Эйфель провела серию экспериментов по исследованию влияния сопротивления ветра на движущиеся тела, бросив испытательное устройство 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 по крыло разделы.

Обучение пилотов

Многие конструкторы-пионеры открыли собственные летные школы. Подготовка пилотов была рудиментарной: хотя Райт Модель А использованные братьями Райт для тренировок в Европе, были оснащены двойным управлением,[30] Самолеты с двойным управлением, как правило, не использовались, и начинающих пилотов часто просто поручали управлять машиной и поощряли переходить от руления самолета, а затем коротких прямых рейсов к полетам с поворотами. Иногда опыт наземного обслуживания накапливался с использованием специальных малопролетных машин, таких как Блерио Пингвин. Большинство летных тренировок проводилось рано утром или вечером, когда ветер слабый, и время, необходимое для получения лицензии, сильно зависело от погоды.

Популярное влияние

Парижский салон 1909 года Aerienne

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, Brooklands и Hendon Aerodrome привлекали толпы любопытных зевак. Первое авиационное собрание прошло в г. Juivisy в мае 1909 года, а затем в августе состоялся Grand Semaine d'aviation: позже в том же году авиационные встречи проводились в Англии в Донкастер и Блэкпул, а выставочные полеты совершались во многие города Европы, в том числе Берлин, Вена и Бухарест.

Первый публичный лётный показ в Бруклендсе, уже организованном как автодром, был устроен в конце октября 1909 года Луи Полханом: около 2000 зрителей наблюдали, как он взлетал на высоту 720 футов.[31] Бруклендс вскоре стал одним из главных центров авиационной деятельности Великобритании с несколькими летными школами. В 1910 г. Луи Полхан и Клод Грэм-Уайт соревновались, чтобы выиграть Ежедневная почта приз за перелет между Лондоном и Манчестером, привлекающий внимание к крупным авиагонкам на дальние расстояния, таким как Автодром Европы и Воздушное Дерби началось в 1911 году и также привлекло огромное количество людей.

Военный интерес

Эли взлетает с USS Бирмингем, 14 ноября 1910 г.

Военное использование воздушных шаров было уже широко распространено: воздушные шары использовались в американская гражданская война - куда Фердинанд фон Цеппелин впервые столкнулся с легче воздуха полет[32] - и англо-бурская война. 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.

Франция имела самую легкомысленную армию. Школа воздухоплавания при Chalais-Meudon долгое время был центром инноваций, и в декабре 1909 года военное министерство Франции начало посылать армейских офицеров и сержантов для обучения пилотов в гражданских школах. В марте 1910 г. Établissement Militaire d'Aviation был создан для проведения экспериментов с самолетами, а 22 октября 1910 г. Aéronautique Militaire был создан 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.[33] В это время британское правительство планировало потратить 133 000 фунтов стерлингов на авиацию, из которых 83 000 фунтов стерлингов приходились на машины тяжелее воздуха.[34]

В Англии эксперименты с полетом тяжелее воздуха проводились в Армейский завод воздушных шаров в Фарнборо под полковником Джон Каппер. В октябре 1908 г. Сэмюэл Коди пролетел Самолет британской армии № 1 for a distance of 424 m (1,390 ft) and Дж. В. Данн had made a number of successful gliding experiments, performed in great secrecy at Блэр Атолл in Scotland, but in 1909 the British War office had stopped all official funding of heavier-than-air aviation, preferring to spend its money on airships. In an effort to rationalise aeronautical research the Государственный секретарь по вопросам войны, Ричард Холдейн учредил Консультативный комитет по аэронавтике и назначил Mervyn O'Gorman, an electrical engineer of great managerial skill, as director of the balloon factory:

In 1911 the War Office established the Air Battalion, formed of the No. 1 (Airship) Company at Farnborough and the No 2 (Aeroplane) Company at Lark Hill on Salisbury Plain. The first military pilots had to learn to fly at their own expense, many doing so at the Bristol school, established in 1910 at Lark Hill . Два Бристоль Бокскайтс from the school participated in the 1910 army manoeuvres of Salisbury Plain, one of them equipped with a radio transmitter. In late 1910 Фрэнсис МакКлин offered to loan two aircraft to the Admiralty to be used to train naval officers to fly and Джордж Кокберн offered to act as a flight instructor. Four officers were selected for flight training at Истчерч, reporting for training on 1 March 1911 and gaining their licences (wings) within in six weeks. In October 1911, the Royal Navy purchased the two aircraft and established the Naval Flying School at Eastchurch. In 1912 a contract was given to Виккерс to produce the first aircraft specifically designed for aerial combat, the Experimental Fighting Biplane No.1. Previously, Voisin had exhibited an aircraft impractically fitted with a heavy митральеза at the 1911 Paris Aero Salon, and the French had also experimented with fitting machine-guns to existing types.

In the United States the Wright Brothers had, after many attempts, managed to attract the serious attention of the Army, and in December 1907 the U.S. Army Signal Corps issued a specification for a military aircraft. Orville Wright made a successful demonstration to the Army on 3 September 1908.

On 17 September 1908 a flight was made with Lieutenant Томас Селфридж on board as an official observer. A few minutes into the flight at an altitude of about 100 feet (30 m), a propeller split and shattered, sending the Flyer out of control. Selfridge suffered a fractured skull in the crash and died that evening in the nearby Army hospital, becoming the first person to die in an aeroplane crash. Orville was also seriously injured.Авиационная дивизия, Корпус связи США The American military pioneered naval aviation, with the first take-off from a ship being made on 14 November 1910 by Юджин Эли using a Curtiss biplane flown from a temporary platform erected over the bow of the легкий крейсер USS Бирмингем. Two months later, on 18 January 1911, Ely landed on a platform on the броненосный крейсер USS Пенсильвания.

The earliest recorded use of explosive ordnance of any type from an aircraft occurred on November 1, 1911, when Italian pilot Джулио Гавотти dropped several, grapefruit-sized cipelli grenades on Османский positions in Libya – Gavotti's raid caused no casualties, functionally only resulting in the earliest known case of air-delivered harassing fire —but marked the first known use of an aircraft for military combat purposes.[35]

The first actual use of aircraft in a war was carried out by Italy during the Итало-турецкая война of 1912, where aircraft were used for reconnaissance (including taking aerial photographs of enemy positions) and bombing. Aircraft were also used in the Балканские войны 1912–1913 гг.

Смотрите также

  • Aviacionavion.png Авиационный портал
  • P history.svg Исторический портал
  • Telecom-icon.svg Технологический портал

Примечания

  1. ^ Gibbs-Smith (1974), p.56
  2. ^ Gibbs-Smith (1974), p.65
  3. ^ Gibbs-Smith (1974) p.122
  4. ^ Gibbs-Smith 1974, p. 136
  5. ^ Gibbs-Smith 1974, pp.157–8
  6. ^ Gibbs-Smith (1974), p.199
  7. ^ "Nouveaux Essais de l'Aéroplane Delagrange". l'Aérophile (in French): 105. April 1907.
  8. ^ Crouch, Tom (1982). Blériot XI: The Story of a Classic Aircraft. Пресса Смитсоновского института. п. 22.
  9. ^ Gibbs-Smith (1974), p. 343
  10. ^ Gibbs-Smith (2003) p.167
  11. ^ "London to Manchester". thosemagnificentmen.co.uk. Архивировано из оригинал on 20 September 2006. Получено 27 марта 2014.
  12. ^ Gibbs-Smith 2003 p.175
  13. ^ "The Decade After: Nov 1905 to Oct 1909". wright-brothers.org. Получено 3 марта 2014.
  14. ^ Робинсон, Дуглас Х. (1973). Giants in the Sky: History of the Rigid Airship. Henley-on-Thames, UK: Foulis. п. 62. ISBN  978-0-85429-145-8.
  15. ^ "Tabulated Performances of Rheims Meeting". Полет. 4 September 1909.
  16. ^ "The Gordon Bennett Race". Полет. 4 October 1913.
  17. ^ Gibbs-Smith (2003), p.182
  18. ^ Gibbs-Smith (2003), p.202
  19. ^ Барнс, К. Х. (1988). Bristol Aircraft с 1910 года (3-е изд.). Лондон: Патнэм. п.52. ISBN  0-85177-823-2.
  20. ^ "The Breguet Aeroplane". Полет: 625. 22 July 1911.
  21. ^ Hallion (2003) p.260
  22. ^ "The Goupy Aeroplane". Полет: 300. 22 May 1909.
  23. ^ Gibbs-Smith (2003), p.181
  24. ^ "The Antoinette Monoplane". Полет: 682–3. 30 октября 1909 г.
  25. ^ Gibbs-Smith (1974) p.302.
  26. ^ Crouch, Tom (1982). Blériot XI: The Story of a Classic Aircraft. Пресса Смитсоновского института. п. 22.
  27. ^ Photo of Hall-Scott A-2 V8 engine
  28. ^ "Ludwig Prandtl "Father of modern aerodynamics"". Немецкий аэрокосмический центр. Получено 4 марта 2014.
  29. ^ "Monetary Encouragement of the Industry in France". Полет: 388. 3 July 1909.
  30. ^ Gibbs-Smith (2003) p.182 (fn)
  31. ^ "M. Paulhan at Brooklands". Времена (39105). Лондон. 30 October 1909. col C, p. 11.
  32. ^ Чисхолм, Хью, изд. (1922). "Zeppelin, Count Ferdinand von" . Британская энциклопедия (12-е изд.). Лондон и Нью-Йорк: Британская энциклопедия компании.
  33. ^ "Aviation In The French Army". Времена (39821). Лондон. 14 Feb 1912. col F, p. 5.
  34. ^ "Oral Answers to Questions: Army Air Battalion". Парламентские дебаты (Hansard). Палата общин. 2 May 1911. col. 214.
  35. ^ Грант, Р. (2004). Flight – 100 Years of Aviation. Dorling-Kindersley Limited. п. 59. ISBN  1-4053-0575-4.

Рекомендации