Ιστορία του Αεροπλάνου και της Πτήσης: Orville και Wilbur Wright

Ο Orville και ο Wilbur Wright ήταν οι εφευρέτες του πρώτου αεροπλάνου. Στις 17 Δεκεμβρίου 1903, το Αδελφοί Ράιτ ξεκίνησαν την εποχή της ανθρώπινης πτήσης όταν δοκιμάστηκαν επιτυχώς ένα ιπτάμενο όχημα που έβγαλε με δική του δύναμη, πέταξε φυσικά με ομαλές ταχύτητες και κατέβηκε χωρίς ζημιά.

Εξ ορισμού, ένα αεροπλάνο είναι απλά οποιοδήποτε αεροσκάφος με σταθερή πτέρυγα και τροφοδοτείται από έλικες ή πίδακες, κάτι που είναι σημαντικό να θυμόμαστε όταν θεωρούμε την εφεύρεση των αδελφών Ράιτ ως πατέρας των σύγχρονων αεροπλάνων - ενώ πολλοί άνθρωποι συνηθίζουν σε αυτή τη μορφή του Μεταφορά όπως έχουμε δει σήμερα, είναι σημαντικό να έχετε κατά νου ότι τα αεροπλάνα έχουν πάρει πολλές μορφές σε όλη την ιστορία.

Ακόμη και πριν οι αδελφοί Ράιτ πήραν την πρώτη τους πτήση το 1903, άλλοι εφευρέτες είχαν κάνει πολλές προσπάθειες να κάνουν σαν τα πουλιά και να πετάξουν. Μεταξύ αυτών των προηγούμενων προσπαθειών υπήρχαν αντικείμενα όπως χαρταετοί, μπαλόνια θερμού αέρα, αερόπλοια, ανεμόπτερα και άλλα είδη αεροσκαφών. Ενώ έγινε κάποια πρόοδος, όλα άλλαξαν όταν οι αδελφοί του Wright αποφάσισαν να αντιμετωπίσουν το πρόβλημα της επανδρωμένης πτήσης.

Το 1899, μετά Wilbur Wright είχε γράψει επιστολή αίτησης προς το Smithsonian Institution για πληροφορίες σχετικά με πειράματα πτήσης, μαζί με τον αδερφό του Ορβίλ Ράιτ σχεδίασαν το πρώτο τους αεροσκάφος. Ήταν ένα μικρό, αεροπλάνο διπλής όψης που πετούσε σαν χαρταετός για να δοκιμάσει τη λύση τους για τον έλεγχο του σκάφους περιστρεφόμενη πτέρυγα - μια μέθοδος κλίσης ελαφρών πτερυγίων για τον έλεγχο της κυλιόμενης κίνησης του αεροσκάφους και ισορροπία.

Οι αδελφοί Wright πέρασαν πολύ χρόνο παρατηρώντας τα πτηνά κατά την πτήση. Παρατήρησαν ότι τα πουλιά έπεσαν στον αέρα και ότι ο αέρας που ρέει πάνω από την κυρτή επιφάνεια των φτερών τους δημιούργησε ανελκυστήρα. Τα πτηνά αλλάζουν το σχήμα των πτερυγίων τους για να γυρίσουν και να ελιχθούν. Πιστεύουν ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν αυτήν την τεχνική για να αποκτήσουν τον έλεγχο των κυλίνδρων με στρέβλωση ή αλλαγή του σχήματος ενός τμήματος της πτέρυγας.

Κατά τα επόμενα τρία χρόνια, ο Wilbur και ο αδελφός του Ορβίλ θα σχεδίαζαν μια σειρά ανεμόπτερα που θα πετούσαν τόσο σε μη επανδρωμένες όσο και σε πιλοτικές πτήσεις. Αναγιγνώσκουν για τα έργα του Cayley και του Langley καθώς και για τις πτήσεις του Oto Lilienthal. Αντιστοιχούσαν με τον Octave Chanute σχετικά με ορισμένες από τις ιδέες τους. Αναγνώρισαν ότι ο έλεγχος των αεροσκαφών θα ήταν το πιο κρίσιμο και δυσκολότερο να επιλυθεί.

Έτσι, μετά από μια επιτυχημένη δοκιμή ανεμοπτέρων, οι Wrights έχτισαν και δοκιμάστηκαν ένα ανεμόπτερο πλήρους μεγέθους. Επιλέγουν το Kitty Hawk, τη Βόρεια Καρολίνα ως τόπο δοκιμών λόγω του ανέμου, της άμμου, του λοφώδους εδάφους και της απομακρυσμένης θέσης. Το έτος 1900, οι αδελφοί Wright δοκιμάστηκαν με επιτυχία το νέο αεροπλάνο διπλού αεροσκάφους των 50 λιβρών με το άνοιγμα των πτερυγίων 17 ποδιών και τον μηχανισμό διαμόρφωσης των πτερυγίων στο Kitty Hawk τόσο στις μη επανδρωμένες όσο και στις πιλοτικές πτήσεις.

Στην πραγματικότητα, ήταν το πρώτο πιλοτικό αεροπλάνο. Με βάση τα αποτελέσματα, οι αδελφοί Wright σχεδίαζαν να βελτιώσουν τα χειριστήρια και το σύστημα προσγείωσης και να κατασκευάσουν ένα μεγαλύτερο ανεμόπτερο.

Το 1901, στο Kill Devil Hills της Βόρειας Καρολίνας, οι αδελφοί Wright πέταξαν το μεγαλύτερο αεροπλάνο που πετούσε ποτέ. Είχε ένα πτέρυγα 22 ποδιών, βάρος σχεδόν £ 100 και πετάσματα για προσγείωση. Ωστόσο, πολλά προβλήματα παρουσιάστηκαν. Τα πτερύγια δεν είχαν αρκετή ανυψωτική δύναμη, ο ανελκυστήρας προς τα εμπρός δεν ήταν αποτελεσματικός στον έλεγχο του βήματος και ο μηχανισμός στρέβλωσης των πτερυγίων περιστασιακά προκάλεσε την απομάκρυνση του αεροπλάνου από τον έλεγχο.

Στην απογοήτευσή τους, προέβλεπαν ότι ο άνθρωπος πιθανότατα δεν θα πετάει στη διάρκεια της ζωής του, αλλά παρά τα προβλήματα με την τελευταία προσπάθειες κατά την πτήση, οι αδελφοί Wright εξέτασαν τα αποτελέσματα των δοκιμών τους και διαπίστωσαν ότι οι υπολογισμοί που είχαν χρησιμοποιήσει δεν ήταν αξιόπιστος. Στη συνέχεια σχεδίασαν να σχεδιάσουν ένα νέο ανεμόπτερο με ένα άνοιγμα φτερών 32 ποδιών και μια ουρά για να τον σταθεροποιήσουν.

Το 1902, οι αδελφοί Wright πέταξαν πολλές δοκιμαστικές ολισθήσεις χρησιμοποιώντας το νέο ανεμόπτερο τους. Οι μελέτες τους έδειξαν ότι μια κινητή ουρά θα μπορούσε να συμβάλει στην ισορροπία του σκάφους και έτσι συνέδεσαν μια κινητή ουρά με το στρίψιμο των πτερυγίων τα καλώδια να συντονίζουν τις στροφές - με επιτυχημένες ολισθήσεις για να επαληθεύσουν τις δοκιμές αιολικής σήραγγας, οι εφευρέτες σχεδίαζαν να κατασκευάσουν ένα τροφοδοτικό αεροσκάφος.

Μετά από μήνες μελέτης του τρόπου με τον οποίο λειτουργούν οι έλικες, οι αδελφοί Wright σχεδίαζαν έναν κινητήρα και ένα νέο αεροσκάφος αρκετά ανθεκτικό ώστε να χωρέσει το βάρος και τις δονήσεις του κινητήρα. Το σκάφος ζύγιζε 700 λίβρες και ήρθε να είναι γνωστό ως Flyer.

Οι αδελφοί Ράιτ έχτισαν τότε μια κινητή τροχιά για να ξεκινήσουν το Flyer δίνοντάς του αρκετή ταχύτητα για να απογειωθεί και να παραμείνει στη ζωή. Μετά από δύο προσπάθειες να πετάξει αυτό το μηχάνημα, ένα από τα οποία οδήγησε σε ελάσσονα συντριβή, ο Orville Wright πήρε το Flyer για μια συνεχή πτήση διάρκειας 12 δευτερολέπτων στις 17 Δεκεμβρίου 1903 - η πρώτη πτήση με επιτυχία και η πιλοτική πτήση στο ιστορία.

Ως μέρος της συστηματικής πρακτικής των αδελφών Ράιτς να φωτογραφίζουν κάθε πρωτότυπο και δοκιμή των διαφόρων τους που πετούσαν μηχανές, είχαν πείσει έναν υπάλληλο από έναν κοντινό σταθμό σωτηρίας να σπάσει τον Orville Wright πλήρως πτήση. Μετά από δύο μεγαλύτερες πτήσεις εκείνη την ημέρα, Orville και Wilbur Wright έστειλε ένα τηλεγράφημα στον πατέρα τους, με εντολή να ενημερώσει τον Τύπο ότι είχε πραγματοποιηθεί επανδρωμένη πτήση. Αυτή ήταν η γέννηση του πρώτου πραγματικού αεροπλάνου.

Η αμερικανική κυβέρνηση αγόρασε το πρώτο αεροπλάνο της, ένα δίφυλο Wright Brothers, στις 30 Ιουλίου 1909. Το αεροπλάνο που πωλήθηκε για $ 25.000 συν ένα μπόνους των $ 5.000 επειδή υπερέβη τα 40 μίλια την ώρα.

Το 1912, ένα αεροπλάνο που σχεδιάστηκε από τους αδελφούς Wright οπλισμένο με ένα πολυβόλο και πετάχτηκε σε ένα αεροδρόμιο στο College Park, Maryland ως πρώτη ένοπλη πτήση στον κόσμο. Ο αερολιμένας είχε υπάρξει από το 1909 όταν οι αδελφοί Ράιτ πήραν το αεροπλάνο που τους είχε αγοράσει η κυβέρνηση εκεί για να διδάξουν στους αξιωματικούς του Στρατού να πετάξουν.

Στις 18 Ιουλίου 1914, δημιουργήθηκε Τμήμα Αεροπορίας του Σώματος Σήματος (τμήμα του Στρατού) μονάδα που περιείχε αεροπλάνα που κατασκευάστηκαν από τους αδελφούς Wright καθώς και μερικοί από τον κύριο ανταγωνιστή τους, Glenn Curtiss.

Την ίδια χρονιά, το Δικαστήριο των ΗΠΑ αποφάσισε υπέρ των αδελφών Wright Brothers σε αγωγή με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας κατά του Glenn Curtiss. Το ζήτημα αφορούσε τον πλευρικό έλεγχο των αεροσκαφών, για τα οποία οι Wrights υποστήριζαν ότι κατέχουν διπλώματα ευρεσιτεχνίας. Παρόλο που η εφεύρεση του Curtiss, τα ελερόνες (γαλλικά για την "μικρή πτέρυγα"), ήταν πολύ διαφορετική από την εφεύρεση του Wrights, ο δικαστικός μηχανισμός, το Δικαστήριο διαπίστωσε ότι η χρήση πλευρικών ελέγχων από άλλους ήταν "μη εξουσιοδοτημένη" από τον δίκαιο ευρεσιτεχνίας.

Το 1911, το Vin Fiz του Wrights ήταν το πρώτο αεροπλάνο που διασχίζει τις Ηνωμένες Πολιτείες. Η πτήση πήρε 84 ημέρες, σταματώντας 70 φορές. Συμπλέχθηκε με τέρμα πολλές φορές που λίγα από τα αρχικά οικοδομικά υλικά της ήταν ακόμα στο αεροπλάνο όταν έφτασε στην Καλιφόρνια. Η Vin Fiz πήρε το όνομά της από μια σόδα σταφυλιών που παρασκευάστηκε από την εταιρεία συσκευασίας πανοπλίας.

Μετά τους αδελφούς Wright, οι εφευρέτες συνέχισαν να βελτιώνουν τα αεροπλάνα. Αυτό οδήγησε στην εφεύρεση των αεριωθούμενων αεροσκαφών, τα οποία χρησιμοποιούνται τόσο από τις στρατιωτικές όσο και από τις εμπορικές αεροπορικές εταιρείες. Ένας αεριωθούμενος είναι ένα αεροπλάνο που προωθείται από μηχανές αεροσκάφους. Τα αεριωθούμενα αεροπλάνα πετούν πολύ πιο γρήγορα από τα αεροσκάφη που κινούνται με έλικα και σε μεγαλύτερα υψόμετρα, από 10.000 ως 15.000 μέτρα (περίπου 33.000 έως 49.000 πόδια). Δύο μηχανικοί, ο Frank Whittle του Ηνωμένου Βασιλείου και ο Hans von Ohain της Γερμανίας, πιστώνονται με την ανάπτυξη του κινητήρα αεριωθουμένων στα τέλη της δεκαετίας του 1930.

Έκτοτε, ορισμένες επιχειρήσεις έχουν αναπτύξει ηλεκτρικά αεροσκάφη που λειτουργούν με ηλεκτροκινητήρες αντί για κινητήρες εσωτερικής καύσης. Ο ηλεκτρισμός προέρχεται από εναλλακτικές πηγές καυσίμων όπως κυψέλες καυσίμου, ηλιακά κύτταρα, υπερκροσυσταλτικά, δέσμη ισχύος και μπαταρίες. Ενώ η τεχνολογία είναι σε μικρή ηλικία, ορισμένα μοντέλα παραγωγής βρίσκονται ήδη στην αγορά.

Ένας άλλος τομέας διερεύνησης είναι τα αεροσκάφη με ρουκέτες. Αυτά τα αεροπλάνα χρησιμοποιούν κινητήρες που λειτουργούν με προωθητικό πυραύλων για πρόωση, επιτρέποντάς τους να ανεβαίνουν σε υψηλότερες ταχύτητες και να επιτυγχάνουν ταχύτερη επιτάχυνση. Για παράδειγμα, ένα πρώιμο αεροσκάφος που ονομάστηκε Me 163 Komet αναπτύχθηκε από τους Γερμανούς κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου. Το αεροπλάνο Bell X-1 ήταν το πρώτο αεροπλάνο που διασπά το ηχητικό φράγμα το 1947.

Επί του παρόντος, η Βόρεια Αμερική X-15 κατέχει το παγκόσμιο ρεκόρ για την υψηλότερη ταχύτητα που έχει καταγραφεί ποτέ από επανδρωμένο, τροφοδοτούμενο αεροσκάφος. Οι πιο περιπετειώδεις επιχειρήσεις έχουν επίσης αρχίσει να πειραματίζονται με πυραυλική κίνηση όπως το SpaceShipOne, σχεδιασμένο από τον αμερικανικό αεροδιαστημικό μηχανικό Burt Rutan και το SpaceShipTwo της Virgin Galactic.