Fram till nyligen var ångmotorn den mest utbredda energikällan på planeten. Ångmotorer installerades på markvagnar - prototyper av de första bilarna, startade tåg och ångfartyg och säkerställde driften av pumpar och verktygsmaskiner. Ångkraft och ångmotorer användes i stor utsträckning inom industrin under 1800 -talet. Inte överraskande, med tiden, trängde tanken på att bygga ett flygplan med ångmotor in i designernas huvuden. Processen att bygga ett ångplan visade sig dock vara svår och taggig.
Luftångbesättning
Flygens födelse går tillbaka till början av 1800 -talet. Det var i början av 1700-talet som det första konceptet med ett flygplan föreslogs. Detta koncept lades fram av den engelska naturforskaren George Cayley. Det är Kayleigh som anses vara en av världens första forskare och teoretiker inom området för att skapa tyngre än luftfartyg. Cayley började sina första studier och experiment för att studera vingens aerodynamiska egenskaper 1804, samma år gjorde han en modell av sin egen flygplanskonstruktion. Enligt honom kunde segelflygplanet inte resa mer än 27 meter genom luften. 1809-1810 publicerade den första månatliga vetenskapliga tidskriften i Storbritannien, Nicolsons Journal of Natural Philosophy, ett verk av George Cayley med titeln "On Air Navigation". Det var världens första publicerade vetenskapliga arbete, som innehöll de grundläggande principerna för teorin om segelflygplan och flygplan.
Det är ingen slump att det var i Storbritannien, närmare mitten av 1800 -talet, som de försökte bygga det första flygplanet, eller snarare, en ångstråle, eftersom det var planerat att installera en ångmaskin i rollen som en kraftverk på modellen. Idén om att bygga ett ovanligt flygplan tillhörde den engelska uppfinnaren och pionjären inom flygområdet, William Samuel Henson. Tillsammans med en annan brittisk uppfinnare, John Stringfellow, utvecklade Henson världens första flygplanskonstruktion, som tog hänsyn till alla grundläggande element i ett klassiskt propellerdrivet flygplan.
Designerna kallade sitt hjärnskap Aerial Steam Carriage. Patentet för uppfinningen erhölls 1843, samma år registrerade uppfinnarna och deras partners ett aktiebolag som heter Aeriel Transit Company. Formgivarna skapade den första modellen av deras "luftångbesättning" 1843. Det var ett sex meter långt flygplan, som drevs av en ångmotor med en effekt på endast 1 hk.
Utformningen av parlets vinge, som presenterades av Henson och Stringfellow, innehöll element som i framtiden kommer att få tillämpning inom luftfarten: spars, ribbor, struts med hängslen. Vingen på deras ångbåt, precis som moderna flygplan, var tjock. Samtidigt designade konstruktörerna vingspännen ihåliga, vilket var tänkt att underlätta utformningen av flygplanet. Själva vingen var fäst vid parlets kropp uppifrån, det var planerat att placera själva motorn, besättningen och passagerarna i karossen. Kraftverket skulle driva två skjutande propellrar. Flygplanets landningsställ var planerat att vara trehjuligt, med ett näshjul.
Samtidigt var idéerna om formgivarna för djärva, inte bara enligt mitten av 1800 -talet. Luftångbesättningens tekniska egenskaper var utmärkta. Flygplanet var tänkt att transportera upp till 12 personer med flyg över ett avstånd på 1600 km. Samtidigt uppskattades modellens vingspann till 46 meter och vingytan var 424 m², propellerns diameter var 6 meter. Effekten på den installerade kraftmaskinen uppskattades till 30 hk. Man trodde att detta var tillräckligt för att ge ett flygplan en maximal startvikt på 1360 kg och en marschfart på 80 km / h.
Faktum är att det hela slutade med testerna av den reducerade modellen, som fortsatte med varierande framgång från 1844 till 1847. Hela den här tiden gjorde konstruktörerna ett stort antal ändringar i projektet, ändrade parametrar, ändrade flygramen och letade också efter en allt starkare ångmotor. Trots brittiska naturforskares ansträngningar misslyckades de gång på gång. Detta berodde främst på den fullständiga bristen på världserfarenhet inom flygplanskonstruktion. Både Henson och Stringfellow var pionjärer och tog bara de första blyga stegen på ett nytt område, som stod inför ett stort antal svårigheter. År 1847 stoppades slutligen allt arbete med projektet.
Ångplan av Alexander Mozhaisky
I Ryssland togs tanken på att bygga ett flygplan med ångmotor upp av kontreadmiral Alexander Fedorovich Mozhaisky, "farfar till rysk luftfart", inte bara en berömd militärfigur, utan också en uppfinnare. Mozhaisky var engagerad i forskning och uppfinningar både under sin tjänst i den ryska kejserliga marinen och i tjänsten. Uppfinnaren kom äntligen på idén att bygga sitt eget flygplan 1873. Efter att ha slutfört sin plan i slutet av 1876 presenterade Mozhaisky projektet för krigsministeriet, där projektet övervägdes och finansiering tilldelades för genomförandet. I synnerhet spenderades tre tusen rubel på vetenskaplig forskning och forskning, vars resultat ytterligare kan användas för att skapa ett nytt flygplan.
När Alexander Mozhaisky utvecklade sin version av flygplanet förlitade han sig, liksom många andra pionjärer inom flygteknik, främst på drakarnas design och flygkvaliteter, som han personligen konstruerade och lanserade under flera år. Mozhaisky trodde med rätta att ett tungt och långsamt flygplan borde ha ett stort vingområde. Samtidigt, liksom andra uppfinnare av flygplan, gick Mozhaisky igenom test och fel och ändrade design och egenskaper hos hans flygplanversioner många gånger.
Enligt projektet skulle flygplanet ha en flygkroppslängd på cirka 15 meter, ett vingspann på 23 meter, en startvikt på 820 kg. Samtidigt förändras flygplanets dimensioner i olika studier av specialister inom luftfart. Det faktum att Mozhaisky ville utrusta sitt flygplan med två 20 hk motorer samtidigt är oförändrat. och 10 hk. Samtidigt handlade det inledningsvis om förbränningsmotorer, som just börjat dyka upp. Flygplanets konstruktionshastighet skulle vara cirka 40 km / h. Låg flyghastighet tvingade designern att bygga ett flygplan med ett mycket stort vingeområde med den ursprungliga formen. Externt var flygplanet som designades av Mozhaisky ett häftigt monoplan, tillverkat enligt den klassiska aerodynamiska designen.
Ganska snabbt tvingades designern att överge förbränningsmotorn, eftersom de första sådana motorerna var extremt opålitliga och hade stor vikt. Sedan bestämde sig Mozhaisky för att återvända till de klassiska ångmotorerna för sin tid. På sitt lösenord planerade han att använda de lättaste modellerna av ångmotorer från Arbecker-son och Hemkens-företaget från London, som hade ett utmärkt rykte och hade tid att etablera sig som en tillverkare av lätta ångmotorer som användes på förstörare.
Den första prototypen av flygplanet var klar 1882. Men testerna misslyckades. Alexander Mozhaisky, liksom många flygpionjärer, kunde inte lita på någons framgångsrika erfarenhet, under de åren fanns inte världens flygindustri helt enkelt. Designern utrustade inte sitt lösenord med anti-roll-enheter, eftersom han inte ansåg dem nödvändiga. Som ett resultat föll planet, som inte ens hade tid att stiga upp till himlen, föll på sidan och dess enorma vingeområde helt enkelt "vikt". De följande tre års arbetet med att slutföra konstruktionen ledde inte till någonting, testerna 1885 misslyckades igen, planet föll igen på sidan. Det är här historien om detta flygplan slutar, och 1890 gick designern själv bort.
Det enda flygande lösenordet
I slutändan byggdes det första ångplanet som kunde ta till himlen och gjorde en full flygning först på 1900 -talet. Detta hände på 1930 -talet, när världen redan hade samlat på sig betydande erfarenhet av flygplanskonstruktion. Airspeed 2000 släpptes 1933 i ett enda exemplar och tog inte bara fart utan var också i aktiv drift, åtminstone fram till 1936. Ett ovanligt plan arbetade på det amerikanska postkontoret, men efter 1936 går hans liv förlorat.
Den första flygande ångbåten byggdes av de amerikanska bröderna, uppfinnarna George och William Bessler, med direkt hjälp av ingenjören Nathan Price. Demonstrationen av nyheten ägde rum den 12 april 1933 i Kalifornien i staden Oakland och omfattades mycket i amerikansk press. Utseendemässigt skulle detta vara det vanligaste planet under dessa år. Detta är inte förvånande, eftersom bröderna helt enkelt tog seriens Travel Air 2000 -biplan som grund. Själva kraftverket var ovanligt. Flygplanet, kallat Airspeed 2000, var utrustat med en kraftfull ångmotor.
Hjärtat i bilen var en V-tvåcylindrig ångmotor som producerade en maximal effekt på 150 hk. Med en tank med en total kapacitet på cirka 10 liter kunde Bessler -brödernas plan flyga cirka 600 km. Samtidigt vägde ångmotorn ännu mindre än vanliga bensinförbränningsmotorer - 80 kg, men ytterligare 220 kg tillfördes kraftvattnets vikt en vattentank med en eldstad.
Planet tog lätt upp till himlen 1933 och var därefter i drift. Bilen hade inga problem med flyg. Samtidigt uppskattade journalisterna den tysta driften av flygmotorn och noterade att samtalet mellan piloten och passageraren kunde höras även från marken. Bullret gjordes bara av att propellerns visselpipa högg luften. Förutom en lugn flygning hade planet andra fördelar, till exempel användning av vatten istället för bensin. Ångmaskinens effekt berodde inte på något sätt på flyghöjden och graden av sällsynt luft, vilket var ett problem för alla flygplan med förbränningsmotorer. Till exempel, på mer än två tusen meters höjd, blev ångmotorn på Airspeed 2000 effektivare än bensinmotorer med samma effekt.
Trots sina fördelar intresserade Airspeed 2000 inte civila kunder och den amerikanska militären. Framtiden var för flygplan med förbränningsmotorer, och Bessler -brödernas biplan såg ut som en sorts nyfikenhet från 1800 -talet, om än med en uppenbar uppsättning fördelar. Nackdelarna uppvägde fortfarande. När det gäller effektivitet var ångmaskinen sämre än förbränningsmotorer. Ultralätta material måste användas i konstruktionen av flygplanet för att kompensera vikten av den massiva vattenpannan. Det tillät inte att konkurrera med flygplan med förbränningsmotorer och en kortare flygsträcka. Och inte ens en så uppenbar egenskap som ljudlöshet, som kunde användas för att skapa spaningsflygplan eller bombplan, lockade inte representanter för militäravdelningen.
