Flyg i pionjärtiden
Flygets pionjärera var flyghistoriens period mellan den första framgångsrika motorflygningen, allmänt accepterad att ha gjorts av bröderna Wright den 17 december 1903, och utbrottet av första världskriget i augusti 1914.
När väl principerna för motorstyrd flygning hade etablerats fanns det en period då många olika flygplanskonfigurationer experimenterades med. 1914 hade traktorkonfigurationen tvåplan blivit den mest populära formen av flygplansdesign, och skulle förbli så till slutet av 1920-talet. Utvecklingen av förbränningsmotorn – främst från deras användning i tidiga bilar redan före början av 1900-talet – som möjliggjorde en framgångsrik flygning med tyngre än luft, ledde också till snabba framsteg inom lättare än luft, särskilt i Tyskland där Zeppelin Company blev snabbt världsledande inom luftskeppskonstruktion .
Under denna period övergick flyget från att ses som ett förbehåll för excentriska entusiaster till att vara en etablerad teknologi, med inrättandet av specialiserade flygtekniska forskningsorganisationer och universitetskurser och skapandet av stora industriflygplanstillverkningsföretag, och flyget blev ett ämne för enormt populärt intressera. Flygande uppvisningar som Grande Semaine d'Aviation 1909 och flygtävlingar som Gordon Bennett Trophy och Circuit of Europe lockade stor publik och framgångsrika piloter som Jules Védrines och Claude Grahame-White blev kändisar.
En ny teknik
Även om bröderna Wright gjorde sina första framgångsrika motorflygningar i december 1903 och 1905 gjorde flygningar av betydande varaktighet, var deras prestation i stort sett okända för världen i allmänhet och var allmänt misstrodd. Efter sina flygningar 1905 slutade Wrights arbetet med att utveckla sina flygplan och koncentrerade sig på att försöka utnyttja deras uppfinning kommersiellt, försökte intressera de militära myndigheterna i USA och sedan, efter att ha blivit avvisad, Frankrike och Storbritannien. Följaktligen fortsatte försöken att uppnå motorflyg, främst i Frankrike. För att publicera flygkongressen vid den kommande världsutställningen i St. Louis, Octave Chanute ett antal föreläsningar på flygklubbar i Europa och delade med sig av sin entusiasm över att flyga segelflygplan. Han visade bilder av sina egna experiment med glidflygplan samt några av Wrights segelflygplan som flög 1901 och 1902. Alla dessa föredrag återgavs i klubbtidningar. Föreläsningen för medlemmar av Aéro-Club de France i april 1903 är den mest kända, och augustinummer 1903 av l'Aérophile innehöll en artikel av Chanute som inkluderade teckningar av hans segelflygplan såväl som Wright-segelflygplanet och en beskrivning av deras segelflygplan. närmar sig problemet och säger "den tid närmar sig uppenbarligen när problemet med jämvikt och kontroll har lösts, det kommer att vara säkert att använda en motor och en propeller". Chanutes föreläsning fick Ernest Archdeacon, en av grundarna av Aéro-Club, att avsluta sin redogörelse för föreläsningarna:
Kommer Montgolfiers hemland att ha skammen att tillåta denna ultimata upptäckt av flygvetenskap – som verkligen är nära förestående... att förverkligas utomlands? Gentleman forskare, till era kompasser! Ni, maecenaserna; och du också, regeringen; stoppa händerna i fickorna – annars får vi stryk!
I oktober 1904 tillkännagav Aéro-Club de France en serie priser för prestationer inom motorflyg, men lite praktiskt arbete gjordes: Ferdinand Ferber , en arméofficer som 1898 hade experimenterat med en hängglidare baserad på den av Otto Lilienthal fortsatte hans arbete utan någon nämnvärd framgång, beställde Archdeacon byggandet av ett segelflygplan baserat på Wright-designen men mindre och saknade möjlighet till rollkontroll som gjorde ett antal korta flygningar vid Berck-sur-Mer i april 1904, lotsad av Ferber och Gabriel Voisin (den längsta på cirka 29 m (95 fot), jämfört med de 190 m (620 fot) som Wrights uppnådde 1902): ett annat segelflygplan baserat på Wright-designen konstruerades av Robert Esnault-Pelterie, som förkastade vingförskjutning som osäkra och istället monterade ett par mellanrumskontrollytor framför vingarna, avsedda att användas på ett differentiellt sätt i stället för vingförvrängning och i samband med att fungera som hissar (som det som idag kallas elevoner ) : detta är den första registrerade användningen av skevroder , vars koncept hade patenterats över en generation tidigare av MPW Boulton i Storbritannien 1868. Detta var inte framgångsrikt och Esnault-Pelterie skulle senare använda sitt misslyckande för att stödja ståndpunkten att Wright Brothers påståenden var ogrundade. Men hans design var inte en exakt kopia av Wrights segelflygplan, särskilt i att ha en kraftigt ökad vingen . Ferbers kopia var likaledes misslyckad: den var grovt konstruerad, utan ribbor för att bibehålla vingen, men är anmärkningsvärd för hans senare tillägg av en fast bakmonterad stabiliserande svansyta, den första instansen av denna funktion i ett fullstort flygplan. Archdeacon övergav segelflygplanet från 1904 efter de första försöken och beställde ett andra glidflygplan, som konstruerades av Gabriel Voisin 1905; detta bröts upp i luften när det bogserades upp i luften bakom en bil, lyckligtvis med sandsäckar i stället för en pilot. Voisin konstruerade sedan ett annat segelflygplan, monterat på flöten och introducerade den boxdrakeliknande stabiliserande svansen som skulle vara ett kännetecken för hans senare flygplan: detta bogserades framgångsrikt upp i luften bakom en motorbåt den 8 juni 1905, och Voisins segelflygplan och ett andra liknande flygplan byggt för Louis Blériot testades den 18 juli, varvid Blériots flygplan slutade i en krasch där Voisin, piloten, nästan drunknade. Voisin och Blériot konstruerade sedan ett motordrivet tandemvinge- biplan, som utsattes för ett antal modifieringar utan någon framgång.
Första motordrivna flygningar utanför USA
Fullständiga detaljer om Wright Brothers flygkontrollsystem publicerades i l'Aérophile i januarinumret 1906, vilket klargjorde både mekanismen och dess aerodynamiska orsak. Ändå uppskattades inte den avgörande betydelsen av sidokontroll för att göra kontrollerade svängar, och de franska försöksledarna siktade istället på att konstruera i sig stabila flygplan.
På sensommaren och hösten 1906 gjorde Alberto Santos Dumont de första framgångsrika motordrivna tyngre-än-luft-flygningarna i Europa i sin 14- bis , som kulminerade i en flygning på 220 m (722 fot) på grunden av det parisiska Chateau de Bagatelle den 12 november, vann ett Aéro-Club de France-pris för en flygning på över 100 m. Till en början förlitade sig på uttalad dihedral för att ge stabilitet, vid novemberflygningen, åttakantiga planformade interplanskevroder - som en möjlig "första användning" (om inte den första) av Boultons patent från 1868 på en motordriven flygplan - ungefär som Esnault-Pelteries design för sitt eget segelflygplan; hade monterats på Santos-Dumonts flygplan för sina egna avslutande flygningar, innan dess egen förestående pensionering.
Tidigare samma år hade Gabriel Voisin etablerat ett flygplanskonstruktionsföretag i Boulogne-Billancourt : hans första framgångsrika flygplan, som saknade någon möjlighet för rollkontroll, var Delagrange No.1 biplane , uppkallad efter dess ägare Leon Delagrange . Detta flögs första gången av Voisin den 30 mars 1907. och i februari 1908 vann ett andra exemplar flögs av Henri Farman Archdeacon-de la Meurthe Grand Prix d'Aviation för den första officiellt observerade slutna flygningen på över en kilometer. Bland de mest ihärdiga franska försöksmännen var Louis Blériot, som efter ett kort samarbete med Gabriel Voisin hade etablerat Recherches Aéronautiques Louis Blériot och producerat en serie monoplandesigner . Den 16 november 1907 flög han framgångsrikt sin Blériot VII , ett monoplan med stjärtytor som flyttades differentiellt för rollkontroll och unisont för pitchkontroll. Detta flygplan, som är erkänt som det första framgångsrika monoplanet, förstördes snart i en krasch, men följdes snabbt av hans åttonde design , det första flygplanet någonsin som i huvudsak har den ursprungliga formen av flygkontrolluppsättning som används till denna dag.
I Nordamerika grundades Canadian-American Aerial Experiment Association av Alexander Graham Bell , som hade gjort ett antal tidigare experiment med tetraedriska drakar , och John McCurdy och hans vän Frederick Walker Baldwin , två nyutexaminerade ingenjörer från University of Toronto, den 30 september 1907. AEA producerade ett antal i grunden liknande tvåplanskonstruktioner, starkt påverkade av Wrights arbete, och dessa flögs med ökande framgång under 1908. Baldwin flög sin första design, Red Wing den 12 mars 1908, och flög 97 m ( 319 fot) innan den kraschade och skadades omöjligt att reparera: dess efterträdare, White Wing , utrustad med skevroder, gjorde tre flygningar i maj, den bästa av 310 m (1 017 fot), innan den förstördes i en krasch. Den 4 juli 1908 vann deras nästa flygplan, June Bug som lotsades av Glenn Curtiss , Scientific American- trofén för den första officiellt observerade flygningen på en kilometer i Nordamerika. Efter AEA:s upplösning i slutet av mars 1909 fortsatte en av dess amerikanska medlemmar att starta ett växande USA-baserat flygföretag .
1908 besökte Wilbur Wright äntligen Europa och gjorde i augusti en serie flygdemonstrationer som på ett övertygande sätt visade deras flygplans överlägsenhet, särskilt dess förmåga att göra kontrollerade svängar, för den europeiska flyggemenskapen. Den första flygningen varade bara 1 minut och 45 sekunder, där två cirklar flögs, men effekten var djupgående, Louis Blériot sa "Jag anser att för oss i Frankrike, och överallt, har en ny era inom mekanisk flygning börjat. Jag är inte tillräckligt lugn efter händelsen för att noggrant uttrycka min åsikt. Min åsikt kan bäst förmedlas i orden "Det är fantastiskt!" " Leon Delagrange sa helt enkelt "Vi är slagna". Efter dessa demonstrationer försåg Henri Farman sitt Voisin-biplan med skevroder för att uppnå den fulla styrbarheten som Wilbur Wright demonstrerade: efter ett bråk med Gabriel Voisin startade han sin egen flygplanstillverkningsverksamhet. Hans första design, Farman III (Farman I och II var Voisin-designer som han ägde) var en av de mest framgångsrika flygplansdesignerna från pionjäreran, och kopierades i stor utsträckning av andra tillverkare, inklusive en snart framträdande Brittiskt företag .
Flyg som en etablerad teknik
1909 kan betraktas som det år då flyget blev myndig. I slutet av 1908 hölls den första utställningen tillägnad flygplan i Grand Palais i Paris, och denna följdes av den första London Aero Exhibition på Olympia i maj 1909. Aéro-Club de France utfärdade sina första pilotlicenser i januari, tilldela dem till ett fåtal utvalda pionjärflygare inklusive bröderna Wright. Den första brittiska tidskriften som ägnades åt ämnet, Flight publicerade sitt första nummer i januari. (Flygfrågor hade tidigare täckts av The Automotor Journal. ) Den brittiska tidningen Daily Mail hade erbjudit ett antal priser med avsikten att uppmuntra luftfarten: 1906 hade man erbjudit ett pris på £10 000 för den första flygningen mellan London och Manchester . Detta möttes av ett utbrett hån; den satiriska tidningen Punch svarade med att erbjuda ett liknande pris för en flygning till Mars. Den 25 juli 1909 vann Louis Blériot sitt pris på £1000 för den första flygningen över den engelska kanalen . En samtida tidning ledde sin redogörelse för händelsen med rubriken "Storbritannien är inte längre en ö", och flygningen orsakade en omvärdering av Storbritanniens strategiska beroende av marinen för försvar. Blériot blev världsberömd och publiciteten resulterade i över hundra beställningar på kopior av hans design inom några veckor.
Året såg också Grande Semaine d'Aviation de la Champagne i Reims , där en halv miljon människor deltog, inklusive Armand Fallières , Frankrikes president; kungen av Belgien och ledande brittiska politiska personer inklusive David Lloyd George , som efteråt kommenterade "Flygmaskiner är inte längre leksaker och drömmar; de är ett etablerat faktum" En andra flygplansutställning som hölls i oktober på Grand Palais i Paris lockade 100 000 besökare. I Amerika gjorde Wilbur Wright två spektakulära flygningar över New Yorks hamn och flög från Governor's Island . Den 29 september gjorde han en kort flygning runt Frihetsgudinnan , och den 4 oktober gjorde han en 34 km (21 mi) 33-minuters flygning över Hudson som bevittnades av omkring en miljon New York-bor.
Lättare än luft
Den lätta kraftkällan från bensinmotorn revolutionerade också utsikterna för utveckling av luftskepp . Alberto Santos Dumont uppnådde kändisstatus den 19 oktober 1901 genom att vinna ett pris för att ha åkt från Parc Saint Cloud till Eiffeltornet och tillbaka. I Tyskland var Graf (greve) Ferdinand von Zeppelin banbrytande för byggandet av stora stela luftskepp : hans första design 1900–01 hade bara begränsad framgång och hans andra byggdes inte förrän 1906, men hans ansträngningar blev en enorm källa till patriotisk stolthet för tyskarna människor: så mycket att när hans fjärde luftskepp LZ 4 förliste i en storm samlade en offentlig samling in mer än sex miljoner mark för att göra det möjligt för honom att fortsätta sitt arbete. Med hjälp av Zeppelins etablerades världens första flygbolag, DELAG, i Tyskland 1910, som driver nöjeskryssningar snarare än en reguljär transporttjänst: vid krigsutbrottet 1914 hade 1588 flygningar gjorts med 10 197 betalande passagerare . Det militära hotet från dessa stora luftskepp, mycket överlägsna i att bära kraft och uthållighet jämfört med dåtidens maskiner som var tyngre än luft, väckte stor oro i andra länder, särskilt Storbritannien. Tyskland var ensamt om att konstruera styva luftskepp, och luftskeppsutveckling på andra håll koncentrerades på icke-styva och halvstyva konstruktioner. Det enda brittiska försöket att konstruera ett stort styvt luftskepp, HMA No. 1 , bröt ryggen innan han gjorde en enda flygning och övergavs, och den enda franskbyggda styva var inte mycket mer framgångsrik.
Början av en bransch
Före 1910 var de flesta flygplansbyggare flygentusiaster, många från rika familjer. Blériot hade finansierat sina experiment med vinsten från hans framgångsrika företag som tillverkade bilstrålkastare. I Storbritannien Frederick Handley Page en flygplansverksamhet 1909 men var till stor del beroende av att sälja komponenter som kopplingsuttag och trådsilar till andra entusiaster, medan Short Brothers , som hade börjat med att tillverka ballonger, hade överfört sina intressen till tyngre. -än flygflyg och startade licensproduktion av Wright-designen samt arbetade med sina egna konstruktioner. 1910 sågs engagemang av människor som såg flyget enbart som en affärsmöjlighet. I januari 1910 Sir George White , styrelseordföranden för Bristol Tramways, Bristol and Colonial Airplane Company och investerade 25 000 pund i verksamheten. Samma år grundade sidenmäklaren Armand Deperdussin Société de Production des Aéroplanes Deperdussin , med den snart-till- be-berömd SPAD akronym. 1911 etablerade rustningsjätten Vickers en flygplansavdelning. Den största delen av flygplanstillverkningen under perioden var dock i liten skala och mycket få konstruktioner producerades i någon kvantitet.
Teknisk utveckling
En bra indikation på framstegen under eran är de årliga Gordon Bennett-tävlingarna . Den första tävlingen, som hölls 1909 under Grande Semaine d'Aviation i Reims, var över en sträcka på 20 km (12 mi) och vanns av Glenn Curtiss med en hastighet av 75,27 km/h (46,77 mph). År 1913, den sista förkrigstävlingen, var loppet över en sträcka på 200 km (120 mi) och vinnarens hastighet var 200,8 km/h (124,8 mph). I slutet av 1909 var rekordet för flugen sträcka 234,30 km (145,59 mi) och för höjden 453 m (1 486 fot): i slutet av 1913 var rekordet för distans 1 021,19 km (634,54 mi) och höjdrekordet var 6 120 m (20 079 fot)
Konstruktion
De flesta flygplan från pionjärtiden konstruerades av trä, med metallsocklar för att sammanfoga medlemmar och använde sig av pianotråd eller tvinnad stålkabel för stöd. Även om flygplan från eran ofta beskrivs som konstruerade av pinnar och duk, var deras konstruktion avsevärt sofistikerad. Träkonstruktion involverade vanligtvis flera olika träslag, med noggrann användning av olika träslag beroende på deras mekaniska egenskaper; Ask och gran var de vanligast använda, även om hickory , mahogny och poppel var bland de andra virket som användes. Strävor var ofta ihåliga delar som bildades genom att spindla ut två stycken trä och sedan limma ihop dem, vanligtvis med hjälp av en spont i spår för att stärka fogen. Vingbalkar var också ofta sammansatta delar, och vingribborna var komplexa strukturer. När flygande kopior av Bristol Boxkite från 1910 gjordes för filmen från 1966 De magnifika männen i deras flygande maskiner, utfördes en modern stressanalys och drog slutsatsen att flygplanet var nära att överensstämma med moderna krav.
Användningen av metall för konstruktion av flygplan var på intet sätt ovanlig: Robert Esnault-Pelterie använde stålrör för att konstruera flygplanskroppen så tidigt som 1907, och Louis Breguet var en annan anmärkningsvärd pionjär inom metallkonstruktion, som använde stålkanalsektioner för konstruktion av flygkroppar. , stålrör för vingbalkar, pressat aluminium för vingribbor och aluminiumplåt för flygkroppsbeklädnad – detta skulle inte förbättras förrän under andra halvan av 1915 .
Eran såg också den första användningen av monocoque - konstruktion, som först sågs i Eugene Ruchonnets Aero-Cigare och användes särskilt i Deperdussin Monocoque 1912, som vann Gordon Bennett-loppet både 1912 och 1913. En annan strukturellt avancerad och inflytelserik (även om den inte lyckades) konceptflygplanskonstruktioner var Antoinette Monobloc , som var det första monoplansdesignkonceptet som hade en fribärande vinge utan några externa stödtrådar.
Tidiga flygplan var täckta av en mängd olika tyger inklusive gummerad bomull och lackat siden. Utvecklingen av flygplansdop 1911 var en stor teknisk utveckling, och dess användning anammades snabbt av alla tillverkare. Detta utförde ett antal funktioner, säkra tyget mot olje- och bensinföroreningar och även spänna tyget.
Konfiguration
Vid Grand Semaine d'Aviation 1909 hade de konkurrerande flygplanen två olika grundläggande konfigurationer: monoplan med traktorkonfiguration som de två typerna som flögs av Blériot och Antoinette; och pusherkonfiguration med en framåtmonterad hiss, representerad av Voisin, licensbyggda kopior av Wright Brothers flygplan, Glenn Curtiss' biplan nr 2 och Farman III. Alla konkurrerande flygplan med undantag för Voisin-biplanen hade rullningskontroll, med antingen skevroder eller wing-warping. Wright-designen skilde sig från de andra genom att inte ha någon bakmonterad horisontell stabiliseringsyta. Konstruktörer av pusher-biplan antog nästan universellt användningen av en bakmonterad horisontell stabilisator och design började dyka upp där den främre hissen togs bort: Bröderna Wright antog denna konfiguration för sin modell B från 1910. Traktorns monoplan och pusher-biplan var de dominerande konfigurationerna för de kommande åren, även om designers experimenterade med olika andra konfigurationer.
En av de mest framgångsrika pusher-biplanen var Farman III , utvecklad av Henri Farman efter ett bråk med Gabriel Voisin: han behöll Voisins grundläggande layout, men inkorporerade skevroder (som lagts till i hans Voisin), modifierade underredet genom att lägga till sladdar för att förhindra att flygplanet nosar över vid landning och modifierade strukturen, eliminerade gondolen där piloten satt och monterade den främre hissen på stödbensbommar. Denna design kopierades av många konstruktörer och var så inflytelserik att när Mervyn O'Gorman skapade ett schema för att klassificera produkterna från Royal Aircraft Factory enligt deras konfiguration klassificerades sådana flygplan som "FE" för "Farman Experimental. Alla traktorflygplan betecknades "BE" för "Blériot Experimental", även om alla BE-designer som producerades var biplan, till skillnad från de mönster som Blériot var känd för.
Traktorbiplanet, som skulle bli den dominerande flygplanskonfigurationen fram till 1930-talet, var en senare utveckling. Det första flygplanet av denna typ var De Pischoff-biplanet som byggdes 1907 men inte lyckades. Det första flygplanet av denna typ som flög var Goupy No.2 , som flögs i mars 1909: designen beskrevs av flygningen som "något ovanlig", och Breguet beskrev sin typ III -traktor-biplan som ett "dubbelyt-monoplan". Konfigurationen blev inte utbredd förrän 1911, med tillverkningen av Avro 500 och Royal Aircraft Factory BE.2 . Avro 500 utvecklades till Avro 504 , som fortsatte att användas fram till 1930-talet. Avro producerade också det första flygplanet med helt slutna besättningsbostäder, Avro Type G från 1912. ( Blériot Aero-Taxi från 1911 hade inhägnat boende för de fyra passagerarna men en exponerad pilotposition)
Andra konfigurationer experimenterades med. Den tail-first canard -konfiguration som användes av bröderna Wright och även användes av Santos Dumont i 14-bisen användes av Henri Fabre för hans Hydravion canard monoplan, det första framgångsrika sjöflygplanet 1910. Andra canarddesigner från perioden inkluderar Voisin Canard och ASL Valkyrie -monoplanen, och konfigurationen ansågs lovande nog att användas för det första flygplanet designat av Royal Aircraft Factory, SE1 , men konfigurationen förkastades i allmänhet. Exempel på andra konfigurationer som den ringformade vingen och tandemvingen konstruerades också, men med liten framgång.
Tidiga flygplan hade en mängd olika kontrollarrangemang. Användningen av en joystick för att kontrollera roll och pitch hade patenterats av Robert Esnault-Pelterie 1907 och ett liknande arrangemang användes av Blériot, men Antoinettes monoplan styrdes av ett par hjul, ett på vardera sidan av sittbrunnen, ett manövrering av vingskevning (eller skevroder, som med Antoinette IV ) och den andra hissen och Wright Model A hade en spak för att kontrollera vingvridning och roder och en andra för att kontrollera hissen. Den första designen som hade rullnings- och stigningskontrollerna kopplade till en enda joystick, med girkontrollen manövrerad med ens fötter, var Blériots typ VIII -design från 1908–09, banbrytande grunden för det moderna flygkontrollsystemet för flygplan som fortfarande används i 2000-talet.
Med mycket få undantag var flygplan från pionjäreran relativt små konstruktioner som drevs av en enda motor och konstruerade för att bära högst två eller tre personer. Tidiga flermotoriga konstruktioner producerades av Short Brothers, som konstruerade ett antal varianter av deras förbättrade S.27-design av Farman-typ. Men avsikten med att använda ett par motorer i dessa flygplan var att skydda mot motorbortfall snarare än att tillåta en större maskin, och till och med ett stort flygplan som Voisin Aero- Yacht , avsett att transportera sex personer och med ett vingspann på 22,5 m (73 fot 10 tum), drevs av en enda motor. Det första stora flermotoriga flygplanet var Igor Sikorskys Bolshoi Baltisky , som först flögs i maj 1913 med två motorer och senare utrustat med fyra.
Motorutveckling
Tidig flygplansutveckling var starkt beroende av utvecklingen av förbränningsmotorn , och problemet med att hålla sig i luften var till stor del en fråga om att ha en motor som inte bara var tillräckligt kraftfull utan också var lätt och pålitlig. De flesta tidiga motorer var varken kraftfulla eller tillförlitliga nog för praktiskt bruk, och utvecklingen av förbättrade motorer gick hand i hand med förbättringar av själva flygplanen.
Bröderna Wright hade inte lyckats hitta en tillfredsställande motor och hade med hjälp av sin mekaniker tillverkat sin egen. De använde en enkelflygningsmotor , bränsleinsprutning . en 12 hk vattenkyld fyrcylindrig inline-typ med fem huvudlager och
Den första förbränningskolvmotordesignen som användes allmänt för att driva flygplan var Antoinettes vattenkylda V8-motor , som tros vara den allra första V-formade åttacylindriga förbränningsmotorn som någonsin tagits i produktion, designad av fransmannen Léon Levavasseur . Antoinette 8V inkluderade direkt bränsleinsprutning, evaporativ vattenkylning och andra avancerade funktioner, vägde 95 kg (209 lb) och producerade 37 kW (50 hk). Dessa motorer introducerades 1906 och användes av bland annat Santos Dumont, det tidiga Voisin-flygplanet och Samuel Cody. Amerikanska flygmotordesigners tog snabbt upp V-8-motorkonceptet från 1906 och framåt allteftersom eran fortskred, där båda Glenn Curtiss företag designade en serie vätskekylda V-8-flygmotorer som kulminerade i Curtiss OX-5 i början år av första världskriget – en annan stor amerikansk motortillverkare, Hall-Scott , hade sina A-2 och A-3 överliggande ventiler, vätskekylda V-8:or i produktion redan 1908.
Den brittiska Green C.4 från 1908 följde Wrights mönster av en fyrcylindrig inline vattenkyld design men producerade 52 hk (38 kW). Det drev många framgångsrika pionjärflygplan inklusive de från AV Roe .
Horisontellt motsatta mönster användes också med viss framgång. Santos-Dumonts Santos-Dumont Demoiselle No. 20 monoplan använde först 18 kW (24-hk effekt Dutheil et Chalmers vätskekylda motstående dubbelmotor, senare ersatt av en 22 kW (30 hk) Darracq -byggd motor med samma layout. Den fyrcylindriga vattenkylda de Havilland Iris uppnådde 45 hk men användes lite, medan den framgångsrika tvåcylindriga Nieuport-designen uppnådde 28 hk (21 kW) 1910.
1909 såg radiella motorformer öka i betydelse. Den luftkylda Anzani 3-cylindriga halvradial- eller fläktmotorn från 1909 (även byggd i en äkta, 120° cylindervinkel radiell form) utvecklade endast 25 hk (16 kW) men var mycket lättare än den vätskekylda Antoinette, och valdes av Louis Blériot för sin flygning över kanalen. Ett stort framsteg kom med introduktionen av Seguin-brödernas Gnome Omega sjucylindriga, luftkylda rotationsmotor , utställd på Paris Aero Salon 1n 1908 och först monterad på ett flygplan 1909. Denna radiell konfigurationsmotor konstruerades i sådana ett sätt att hela vevhus- och cylinderaggregatet roterade runt en stationär vevaxel, som i sig självt fästs säkert genom motorns bakre fäste till flygkroppen, vilket säkerställer ett tillräckligt flöde av kylluft över cylindrarna även när flygplanet inte rörde sig. Även om denna typ hade introducerats så länge sedan som 1887 av Lawrence Hargrave och byggd två år senare av Hargrave för tryckluftskraft - med en experimentell femcylindrig roterande förbränningsmotor som användes av den franske uppfinnaren Félix Millet samma år för att driva en tidig motorcykeldesign — förbättringar av Seguin-brödernas Gnome-serie av motordesigner skapade en robust, relativt pålitlig och lätt design som revolutionerade flyget och skulle se kontinuerlig utveckling under de kommande tio åren. Bränsle infördes i varje cylinder direkt från vevhuset vilket innebär att endast en avgasventil krävdes. Genom att producera 37 kW (50 hk) för en torrvikt på 75 kg (165 lb), blev denna motor snart en av de mest använda kraftverken; företaget fortsatte med att tillverka ett antal liknande motorer som producerade mer kraft, först genom att öka motorkapaciteten och även genom att producera tvåradiga varianter. Den större och kraftfullare niocylindriga. Fransktillverkade Le Rhone 9C 80 hk rotor introducerades 1913 och användes allmänt för militärt bruk.
Inline- och vee-typer förblev populära, med det tyska företaget Mercedes som först tillverkade ett litet antal vattenkylda inline fyrcylindriga motorer, sedan en serie vattenkylda sexcylindriga modeller. 1913 introducerade de det mycket framgångsrika intervallet från 75 kW (100 hk) till 120 kW (160 hk), SOHC -valvetrain-designmotorer: DI till D.III -serien.
Ett annat framsteg var utvecklingen av specialisttillverkare av propellrar . Även om bröderna Wright hade utvecklat sina egna mycket effektiva propellrar och Hiram Maxim också hade forskat om propellerdesign, var mycket av detta arbete okänt, och de tidiga pionjärerna som Voisin och Santos Dumont hade använt ineffektiva propellrar med platta aluminiumblad monterade på ett stålrör. Den första verkligt effektiva europeiska propellerdesignen producerades av Lucien Chauvière , som hade studerat teorin om propellerdesign medan han studerade vid École des Arts et Métiers i Angers . Chauvière var pionjär med en sofistikerad konstruktionsteknik med laminering av valnöt . En Chauvière-propeller användes av Blériot på sin flygning över Engelska kanalen, och vikten av Chauvières bidrag erkändes genom att han tilldelades en silvermedalj av Aero-Club de France.
Teoretisk
Uppnåendet av motorflyg ledde till etableringen av centra för flygforskning i många länder. År 1907 Ludwig Prandtl , som hade gått med vid universitetet i Göttingen 1904, Modellversuchsanstalt für Aerodynamik der Motorluftschiff-Studiengesellschaft [ förening för att testa aerodynamiska modeller av motordrivna luftskepp]. Högskolan i Göttingen skulle bli världsledande inom aerodynamisk forskning. År 1909 gav Henri Deutsch de la Meurthe en avdelning för flygteknik vid universitetet i Paris. I Frankrike utförde den berömda ingenjören Gustave Eiffel en serie experiment för att undersöka effekterna av vindmotstånd på rörliga kroppar genom att släppa testutrustning i en vajer upphängd från Eiffeltornet : han byggde senare en vindtunnel vid basen av tornet, där modeller av många franska pionjärflygplan testades och utförde banbrytande arbete på aerofoilsektioner .
Pilotträning
Många av pionjärkonstruktörerna startade sina egna flygskolor. Pilotutbildningen var rudimentär: även om Wright Model A som användes av bröderna Wright för utbildning i Europa hade utrustats med dubbelkontroll, användes vanligtvis inte dubbelkontrollflygplan, och blivande piloter skulle ofta helt enkelt sättas i ledning av en maskin och uppmuntras. för att gå från att taxa flygplanet och sedan korta flygningar i rak linje till flygningar som involverar svängar. Ibland byggdes erfarenhet av markhantering upp med hjälp av speciella maskiner med kort spann som var oförmögna att flyga, såsom Blériot Pinguin . Den mesta flygträningen gjordes tidigt på morgonen eller på kvällen när vinden tenderar att vara låg, och tiden det tog att kvalificera sig för en licens var mycket beroende av vädret.
Populär inverkan
Santos-Dumonts flygningar med luftskepp hade redan gjort honom till en kändis, och medan ballongflygning förblev en populär aktivitet för de rika, blev flyget tyngre än luft snabbt en populär åskådarsport, och de stora flygcentrumen som Issy-les- Moulineaux , Brooklands och Hendon Aerodrome lockade mängder av nyfikna åskådare. Det första flygmötet hölls i Juivisy i maj 1909 och följdes av Grand Semaine d'aviation i augusti: senare under året hölls flygmöten i England i Doncaster och Blackpool , och utställningsflygningar gjordes i många europeiska städer, bl.a. Berlin , Wien och Bukarest .
Den första offentliga flyguppvisningen i Brooklands, redan etablerad som en motorracingbana, gjordes i slutet av oktober 1909 av Louis Paulhan: cirka 2 000 åskådare såg honom flyga till en höjd av 720 fot. Brooklands blev snart ett av Storbritanniens stora centra för flygverksamhet, med flera flygskolor. 1910 Louis Paulhan och Claude Grahame-White om att vinna Daily Mail- priset för en flygning mellan London och Manchester, vilket lockade stora långdistansflygplanstävlingar, som Circuit of Europe och Aerial Derbyt som började 1911 - och lockade också enorma folkmassor; medan samma år i USA, en förort till Chicago, Illinois, hade en viktig flygplats i flygplatsformat invigd i Cicero, IL som fungerade i flera år innan den stängdes och flyttades 1916.
Militärt intresse
Den militära användningen av ballonger var redan utbredd: ballonger hade använts i det amerikanska inbördeskriget – där Ferdinand von Zeppelin hade sin första exponering för lättare-än-luft- flygning – och boerkriget . Många militärtraditionalister vägrade att betrakta flygplan som mer än leksaker, men dessa motsvarades av förespråkare för den nya tekniken, och både USA och de stora europeiska nationerna hade etablerat flygvapen som var tyngre än luften i slutet av 1911.
Frankrike hade den mest luftsinnade armén. Ballongskolan i Chalais-Meudon hade länge varit ett centrum för innovation, och i december 1909 började det franska krigsdepartementet skicka arméofficerare och underofficerare för pilotutbildning i civila skolor. I mars 1910 skapades Établissement Militaire d'Aviation för att genomföra experiment med flygplan, och den 22 oktober 1910 skapades Aéronautique Militaire som en gren av armén. I februari 1912 satte den franska militären uppskattningar av tolv miljoner franc (motsvarande nästan en halv miljon pund) för luftfart och hävdade att de hade 208 flygplan, med avsikten att öka det antalet till 334 vid årets slut. den brittiska regeringen planerade att spendera £133.000 på flyg, varav £83.000 var för tyngre-än-luft-maskiner.
I England hade experiment med flygning tyngre än luft gjorts vid Army Balloon Factory i Farnborough under överste John Capper . I oktober 1908 Samuel Cody flugit British Army Airplane No.1 en sträcka av 424 m (1 390 ft) och JW Dunne hade gjort ett antal framgångsrika glidexperiment, utförda i stort hemlighetsmakeri vid Blair Atholl i Skottland, men 1909 British War Office hade stoppat all officiell finansiering av tyngre-än-luft-flyg och föredrar att spendera sina pengar på luftskepp. I ett försök att rationalisera flygforskningen krigsministern Richard Haldane den rådgivande kommittén för flygteknik och utnämnde Mervyn O'Gorman , en elektroingenjör med stor ledningsskicklighet, till direktör för ballongfabriken:
År 1911 etablerade krigskontoret Air Battalion, bildad av No. 1 (luftskepp) Company i Farnborough och No 2 (Aeroplane) Company vid Lark Hill på Salisbury Plain . De första militärpiloterna var tvungna att lära sig att flyga på egen bekostnad, många gjorde det på Bristol-skolan, etablerad 1910 vid Lark Hill. Två Bristol Boxkites från skolan deltog i 1910 års armémanövrar i Salisbury Plain, en av dem utrustad med en radiosändare. I slutet av 1910 Francis McClean att låna ut två flygplan till amiralitetet för att användas för att utbilda sjöofficerare att flyga och George Cockburn erbjöd sig att fungera som flyginstruktör. Fyra officerare valdes ut för flygträning i Eastchurch , rapporterade för utbildning den 1 mars 1911 och fick sina licenser (vingar) inom sex veckor. I oktober 1911 köpte Royal Navy de två flygplanen och etablerade Naval Flying School i Eastchurch. 1912 gavs ett kontrakt till Vickers för att tillverka det första flygplanet speciellt designat för luftstrider, Experimental Fighting Biplane No.1 . Tidigare hade Voisin ställt ut ett flygplan som var opraktiskt utrustat med en tung mitrailleuse på Paris Aero Salon 1911, och fransmännen hade också experimenterat med att montera maskingevär till befintliga typer.
I USA hade bröderna Wright, efter många försök, lyckats få till sig arméns allvarliga uppmärksamhet och i december 1907 utfärdade US Army Signal Corps en specifikation för ett militärflygplan. Orville Wright gjorde en framgångsrik demonstration för armén den 3 september 1908.
Den 17 september 1908 gjordes ett flyg med löjtnant Thomas Selfridge ombord som officiell observatör. Några minuter in i flygningen på en höjd av cirka 100 fot (30 m), splittrades en propeller och splittrades, vilket gjorde att Flyer blev utom kontroll. Selfridge fick en skallfraktur i kraschen och dog samma kväll på det närliggande armésjukhuset, och blev den första personen som dog i en flygplanskrasch. Orville skadades också allvarligt. Aeronautical Division, US Signal Corps Den amerikanska militären var pionjär inom sjöflyget, med den första starten från ett fartyg den 14 november 1910 av Eugene Ely med hjälp av ett Curtiss-biplan som flögs från en tillfällig plattform som restes över fören på den lätta kryssaren USS Birmingham . Två månader senare, den 18 januari 1911, landade Ely på en plattform på pansarkryssaren USS Pennsylvania .
Den tidigaste registrerade användningen av explosiv ammunition av någon typ från ett flygplan inträffade den 1 november 1911, när den italienske piloten Giulio Gavotti släppte flera cipelligranater i grapefruktstorlek på osmanska positioner i Libyen – Gavottis räd orsakade inga olyckor, vilket endast funktionellt resulterade i tidigaste kända fallet av trakasserande eld från luft - men markerade den första kända användningen av ett flygplan för militära stridsändamål.
Den första faktiska användningen av flygplan i ett krig utfördes av Italien under det italiensk-turkiska kriget 1912, där flygplan användes för spaning (inklusive att ta flygfoton av fiendens positioner) och bombningar. Flygplan användes också under Balkankrigen 1912–1913.
Se även
Anteckningar
- Elliott, Brian A (2000). Blériot: Herald Of An Age . Stroud, Gloucestershire: Arcadia. ISBN 0-7524-1739-8 .
- Gibbs-Smith, CH (1974). Den europeiska luftfartens återfödelse . London: HMSO. ISBN 0-11-290180-8 .
- Gibbs-Smith, CH (2003). Aviation: An Historical Survey . London: NMSI. ISBN 1-900747-52-9 .
- Hallion, Richard P. (2003). Tar flyget . New York: UPP. ISBN 0-19-516035-5 .