Cuando conocí la teoría del vuelo en avión, también conocí algunos datos sobre los hermanos Wright.
Recientemente quise volver a estos brillantes inventores. Quería entender qué hicieron que fuera revolucionario.
Estas personas realmente merecen mucho respeto, porque realmente se les ocurrió algo brillante.
Como escriben los biógrafos de los hermanos Wright, la idea de volar en un aparato más pesado que el aire estaba en el aire a principios del siglo XIX y XX. Alguien tenía que darle vida y despegar. Pero simplemente escriba, pero intente despegar con su propio diseño original; este paso requiere un coraje notable. Hoy en día, incluso cuando realiza su primer vuelo, después de un largo entrenamiento en un avión moderno y fiable, un cadete está muy nervioso. Y hay razones para ello. El cielo es el cielo. Este entorno no es muy comprensible para los humanos y no siempre es completamente predecible.
Aquí tienes, un hecho reciente. En nuestro aeródromo, el cadete realizó su primer vuelo independiente en un autogiro (en términos de control, este avión está cerca de un avión). Tuvo que despegar, dar vueltas y aterrizar de nuevo en la pista. Al aterrizar, estaba tan emocionado que después de aterrizar cometió varios errores, se enganchó el rotor en el suelo y, bueno, destrozó un costoso autogiro alemán. Es bueno que no haya resultado herido. Antes de esto, la persona estudió durante mucho tiempo, repitió el vuelo en círculo cientos de veces con un instructor, y ahora...
El piloto no sólo trabaja con el aire, no sólo con el avión (o con otro avión), sino también consigo mismo. La preparación psicológica es muy importante. No en vano dicen que todo instructor es psicólogo.
Entonces, volviendo a nuestro tema, me parece que la huida de los hermanos Wright puede equipararse con seguridad al viaje de Colón. Fue un salto hacia lo desconocido. Pero eso no es todo. Colón tenía barcos que eran utilizados por sus compañeros marinos y por él mismo. No se esperaban sorpresas. Es diferente con un avión.
Y me gustaría detenerme en este tema con más detalle.
Permítanme recordarles algunos hechos históricos de la vida de la familia Wright. La familia era numerosa. Wilbur y Orville tenían otros cinco hermanos. Wilbur nació en 1867, Orville en 1871.
En 1892, los hermanos abrieron una tienda de bicicletas y un taller de reparación de bicicletas. Esto les dio la oportunidad de ganar mucho dinero. Estados Unidos estaba experimentando un auge de las bicicletas. De modo que los hermanos eran empresarios trabajadores y capaces, aunque sin educación superior.
Lo que les faltaba en educación lo compensaban con su mente aguda y su arduo trabajo.
En la primera etapa, Wilbur y Orville desarrollaron y mejoraron planeadores (1899-1902). Comenzaron con un planeador construido según los principios de Otto Lilienthal, que ya había experimentado con el vuelo.
Tomemos un descanso de la historia por un minuto y hagamos un poco de física.
Me gustaría resaltar claramente los principales inventos que permitieron despegar a la humanidad, representada por los hermanos Wright. y realizar un vuelo exitoso en una nave más pesada que el aire.
Para volar en un avión se requieren tres condiciones principales:
Buena aerodinámica
Empuje suficiente del motor
Buen manejo
¿Qué es una buena aerodinámica? Existe la calidad aerodinámica. Para explicarlo simplemente, si lanzas un planeador sin motor desde una colina de un kilómetro de altura, entonces un planeador con calidad 10 volará diez kilómetros, con calidad 5 - 5 kilómetros. Los planeadores modernos tienen una relación sustentación-resistencia de más de 50 debido a una geometría precisa y un tratamiento superficial de alta calidad. Pude volar uno en Europa. ¡Asombroso! Te sientes como el gobernante del aire. Puedes moverte rápidamente largas distancias prácticamente sin pérdida de altitud, subir a la corriente ascendente y luego volar de nuevo...
Así que aquí está. Si la aerodinámica es buena, las pérdidas por fricción con el aire son pequeñas, la fuerza de sustentación del ala es alta y no se necesita mucha energía para permanecer en el aire y volar largas distancias.
Ahora sobre tracción y potencia del motor. Hay una fórmula sencilla. El empuje del motor necesario para garantizar el vuelo horizontal es igual a la masa del avión dividida por la relación elevación-arrastre.
T=M/K. Como dijimos anteriormente, cuanto mejor sea la aerodinámica, menos empuje se necesitará. El avión tampoco debería pesar tanto como un hierro. Esto es por un lado. Y por otro lado, el motor, que debe ser ligero, potente y proporcionar la tracción necesaria.
Aquí surge otro elemento muy importante: la hélice. Crea empuje al girar bajo la acción de un motor. Para tener suficiente empuje, la hélice debe ser aerodinámicamente perfecta para no desperdiciar la preciosa potencia del motor. Es decir, el par motor-hélice debe proporcionar el empuje necesario.
Ahora recordemos el curso de física de la escuela. Lo más básico. N=F/V. La potencia es igual a la fuerza (en nuestro caso, tracción) dividida por la velocidad.
No sólo necesitamos empuje (y para crearlo necesitamos una buena hélice de gran diámetro que capture un gran volumen de aire), sino que el motor debe ser lo suficientemente potente como para proporcionar empuje en todo el rango de velocidades. Y la hélice debe ser tal que proporcione empuje a diferentes velocidades y a diferentes velocidades de rotación. Y esta no es una tarea fácil.
Ahora sobre el manejo. Un avión, como cualquier otro avión, debe ser estable y controlable; de lo contrario, ¿cómo se puede volar? Debe obedecer la voluntad del piloto, permitirle defenderse de las ráfagas de viento, despegar y aterrizar.
¿Qué inventaron exactamente los hermanos Wilbur y Orville Wright que hizo volar sus planeadores y el Flyer 1?
Primero experimentaron con un planeador basado en Otto Lilienthal (1900). Pero voló mal; no había suficiente sustentación. Aunque las pruebas se realizaron en el valle de Kitty Hawk (Carolina del Norte), en una zona especialmente seleccionada del océano Atlántico con vientos fuertes y constantes. El planeador fue lanzado con una cuerda como una cometa, pero no pudo levantar nada.
En el segundo planeador (1901), los hermanos duplicaron el área del ala, pero esto tuvo un efecto limitado.
¡¡¡Y luego!!! Para resolver el problema del aumento de la sustentación, construyeron un túnel de viento simple (una caja de madera con un embudo, vidrio en la parte superior y escamas primitivas). Volaron a través de 200 alas diferentes en este tubo y midieron la sustentación. ¡Y hicieron un descubrimiento! Un ala aerodinámica debe ser larga y estrecha (tener una relación de aspecto alta). Construyeron su tercer planeador (1902) con esa misma ala. Sin aumentar el área (unos 28 m2), aumentaron la luz de 6,6 a 9,6 m. ¡La calidad aerodinámica aumentó de 3 a 6,5 y el parapente voló! Los Wright lo utilizaron para más de 1.000 vuelos de montaña.
Ahora viene el segundo invento brillante. Durante tres años de pruebas de planeadores, los hermanos Wright lograron una buena capacidad de control del planeador. Se instaló un elevador en el frente (diseño canard), el balanceo se podía controlar mediante la inclinación del ala (cambiando el ángulo de ataque de una de las consolas; ahora los alerones son responsables de esto) y la guiñada se controlaba mediante un timón instalado. en la parte trasera. Wilbur y Orville lograron controlar el avión en tres ejes y lo hicieron obediente al piloto. Este esquema de control todavía se utiliza hoy en día.
Por lo tanto, los inventores se acercaron a la siguiente etapa en la creación de un avión: un vuelo propulsado por un avión. ¡Pero todavía no existía un motor adecuado, ligero y potente! Y lo crearon, lo construyeron en su taller en seis semanas con la ayuda de su mecánico interno, Charlie Taylor. La potencia del motor era de 9 kilovatios y pesaba 77 kg.
(A modo de comparación, el motor Rotax 912 ULS con el que equipa mi avión Kinetic () tiene una potencia de 73,5 kW con el mismo peso. La capacidad de carga y la velocidad del avión son, por supuesto, mayores, pero la aerodinámica no se queda atrás. Además, Wright diseñó y fabricó hélices de madera de alta eficiencia. Dos hélices de empuje con un diámetro de 2,6 m giraban desde la parte trasera (circuito de empuje) en diferentes direcciones para compensar el par reactivo.
El 17 de diciembre de 1903, Orville Wright realizó el primer vuelo del Flyer 1. Voló 36,5 metros en 12 segundos.
Luego vinieron muchos más vuelos, muchos aviones, triunfos en América y Europa, las guerras de patentes, la larga vida de Orville y la no muy larga vida de Wilbur (murió de fiebre tifoidea en 1912 a la edad de 45 años. Hubo una muchas cosas. Pero en mi opinión, los principales inventos hermanos se hicieron a principios de siglo y estos son:
Selección de un ala aerodinámicamente correcta como resultado de la purga en un túnel de viento
Creación e implementación de un sistema de control de aeronaves en tres ejes.
Creando un motor ligero y potente y una hélice adecuada.
Y, por supuesto, el vuelo del primer avión no habría sido posible sin muchos años de arduo trabajo, sin la dedicación y el coraje de los hermanos Wright y sin su amor desinteresado por el dinero. Mantuvieron sus inventos en secreto, guiaron a los corresponsales por la nariz, patentaron todo cuidadosamente y pasaron toda la segunda parte de sus vidas sin inventar ni volar, sino en los tribunales. Sin embargo, son genios, inventores, hombres valientes, los que hacen avanzar a la humanidad.
Te invito a probar la creación de Wilbur y Orville y volar tú mismo el avión en el aeródromo de Gostilitsa, llama. Todos los programas de vuelo se presentan en la página web correspondiente.
¿Por qué la gente no vuela como los pájaros? Esta pregunta refleja el viejo sueño del hombre del cielo, del vuelo. Para lograr esto, la gente se hizo alas y trató de volar agitándolas. La mayoría de las veces, tales experimentos terminaron con la muerte de los temerarios. Recordemos sólo la antigua leyenda de Ícaro...
La cuestión del vuelo fue de gran interés para el brillante artista e inventor Leonardo da Vinci, quien estudió la estructura de las aves y sus alas. Trató de establecer las características de su vuelo. Incluso hizo dibujos de un avión, el prototipo de un helicóptero moderno.
De la historia de la conquista del cielo.
Primero, un hombre logró elevarse hasta las nubes en un globo aerostático. Esto sucedió el 21 de noviembre de 1783. El globo aerostático inventado por los hermanos Montgolfier elevó a dos personas a una altura de aproximadamente 1 km y casi media hora después aterrizaron sanos y salvos a una distancia de 9 km.
En 1853, D. Cayley construyó el primer planeador sencillo que logró elevar a una persona en el aire. Desde entonces, los diseños de las aeronaves se han mejorado constantemente. Al mismo tiempo, aumentó el alcance y la duración de los vuelos. Fue un gran logro, porque el planeador es más pesado que el aire. Pero el sueño de un vuelo libre, independiente de la voluntad de los vientos, controlado por el propio hombre, aún no se ha hecho realidad.
Sólo los hermanos Wright pudieron lograrlo (1903), creando su primer avión. Su victoria estuvo determinada por muchos factores, incluidas las cualidades personales.
Hermanos Wright: biografía
Los hermanos Wilbur y Orville Wright nacieron en Estados Unidos en la familia de un clérigo. Los valores de la Iglesia protestante, que anteponía el trabajo duro a cualquier éxito, les fueron inculcados desde la infancia. Fue su capacidad de trabajo lo que les ayudó a lograr su objetivo y construir el primero del mundo con motor. Pronto llegó un punto culminante: el primer vuelo de los hermanos Wright. Pero no sólo no tuvieron estudios superiores, sino que ni siquiera lograron terminar la escuela secundaria por circunstancias de la vida. Wilbur resultó herido y no pudo asistir a la Universidad de Yale. Tuvo que trabajar en la editorial de Orville. Luego apareció el primer invento de los hermanos Wright: una imprenta de diseño propio.
En 1892, los hermanos abrieron una tienda de venta de bicicletas, poco tiempo después crearon un taller de reparación y posteriormente lanzaron su producción. Pero dedicaban todo su tiempo libre a volar. Al final, fueron los ingresos de la venta de bicicletas los que les permitieron financiar numerosos experimentos para crear el primer avión.
Preparándose para el primer vuelo: técnicas ingeniosas
Los hermanos se interesaron muy seriamente por la idea de la aeronáutica. Estudiaron toda la literatura sobre vuelo disponible en ese momento y experimentaron mucho. Construimos varios planeadores y los volamos, logrando excelentes resultados. Para agrandar las alas se llevaron a cabo innumerables experimentos en un túnel de viento de creación propia. Se probaron diferentes configuraciones del ala y de las palas de la hélice.
Como resultado, hicieron aclaraciones sobre la fórmula para determinar la sustentación.
Y, por último, el motor de gasolina más ligero de 12 caballos de fuerza para el avión también lo fabricaron los propios hermanos Wright. ¡Cómo no volver a recordar al gran Leonardo, que se adelantó a su tiempo!
El primer avión de los hermanos Wright.
En los cuatro años transcurridos desde el inicio de los experimentos con cometas y planeadores, los hermanos han madurado hasta construir un avión controlado. El primer avión de los hermanos Wright se llamó Flyer. La estructura del avión estaba hecha de abeto y la hélice también estaba tallada en madera. Con un peso de 283 kg y una envergadura de 12 m.
Teniendo en cuenta el motor, que pesaba 77 kg y era superior en eficiencia a los análogos disponibles en ese momento, ¡el primer avión les costó a sus creadores menos de 1.000 dólares!
El primer vuelo de los hermanos Wright
Las pruebas de un avión fundamentalmente nuevo estaban previstas para diciembre de 1903. Naturalmente, ambos hermanos querían ser los primeros. Resolvieron este problema de forma muy sencilla: lanzaron una moneda al aire. Le correspondió a Wilbur ser el primer piloto del mundo. Pero tuvo mala suerte. El avión no pudo volar porque se estrelló y sufrió daños inmediatamente después del despegue.
Orville hizo el siguiente intento. El 17 de diciembre, con un viento en contra de 43 km/h, logró elevar el aparato en el aire a una altura de aproximadamente 3 m y sostenerlo durante 12 segundos. La distancia recorrida en vuelo fue de 36,5 m.
Ese día, los hermanos se turnaron para realizar 4 vuelos. El último, cuando el avión era pilotado por Wilbur, duró casi un minuto. Y la distancia era de más de 250 m.
Curiosamente, el primer vuelo de los hermanos Wright no atrajo la atención del público, aunque cinco personas lo presenciaron.
¿Hubo un vuelo?
Al día siguiente del vuelo, en unos pocos periódicos aparecieron pequeñas noticias al respecto, plagadas de inexactitudes y que pasaron desapercibidas. Y en Dayton, la ciudad natal de los primeros aviadores, este acontecimiento esencialmente sensacional pasó desapercibido.
¡Pero es más difícil de explicar que nadie haya prestado atención al hecho de que durante el año siguiente ya se realizaron 105 vuelos en el avión Flyer II! El tercer Flyer, que los hermanos también volaron en las cercanías de Dayton, tampoco llamó la atención del público en general.
Este fue el colmo que llevó a la decisión de demostrar al mundo la posibilidad de realizar vuelos controlados en un dispositivo más pesado que el aire. Y en 1908, el avión de los hermanos Wright fue transportado a través del Océano Atlántico. Realizaron vuelos de demostración: Wilbur en París y Orville en Estados Unidos.
Los hermanos incluso organizaron eventos para vender su invento, que resultó ser todo un éxito. Además de la gloria de los pioneros de la aeronáutica, también recibieron satisfacciones materiales. El primer vuelo público de los hermanos Wright fue tan convincente que el gobierno de Estados Unidos firmó un contrato con ellos, según el cual se incluía un artículo en el presupuesto del país para 1909 sobre el suministro de aviones para necesidades militares. Estaba prevista la producción de varias docenas de aviones.
Primer accidente aéreo
Desgraciadamente, las primeras manifestaciones públicas de vuelos en avión también estuvieron marcadas por el primer desastre.
Esto sucedió en septiembre de 1908. Orville Wright despegó de Fort Myer en un Flyer III equipado con un asiento extra. Como consecuencia de un fallo en el motor derecho, el avión cayó en picada y no pudo nivelarse. El pasajero, el teniente Thomas Selfridge, murió como consecuencia de una lesión en el cráneo recibida al impactar contra el suelo. El propio Orville escapó con caderas y costillas rotas.
A pesar de esto, se concluyó el contrato con los militares. Y para crédito de los hermanos Wright, cabe señalar que este es el único accidente grave que les ha ocurrido en todos estos años.
Sin embargo, en 1909, durante un vuelo de prueba en las afueras de París, el piloto francés Lefebvre, alumno de los hermanos Wright, murió en un accidente. Esta fue la razón por la que Rusia, que ya estaba dispuesta a firmar un contrato para el suministro de aviones, los rechazó.
Desarrollo de la aviación
Como muchos de los principales descubrimientos de la humanidad, los aviones se utilizaron por primera vez con fines militares. La aviación se utilizó por primera vez en forma de reconocimiento aéreo en la Primera Guerra Mundial. Durante el mismo quedó claro que los aviones se convierten en una fuerza formidable si llevan armas y bombas.
El primer ariete aéreo también lo realizó durante la Primera Guerra Mundial Piotr Nesterov.
Después de la guerra, los aviones empezaron a utilizarse para transportar mercancías urgentes, principalmente correo. Posteriormente aparecieron los aviones de pasajeros. El fin de la Segunda Guerra Mundial y una situación mundial más tranquila llevaron a la introducción de los viajes aéreos para los viajeros.
Las mejoras finalmente dejaron fuera del negocio a muchas líneas navieras y ferroviarias. La principal ventaja de la aviación era la velocidad, especialmente con la llegada de los aviones supersónicos.
Orville Wright, que murió a la edad de 77 años en 1948, pudo ver cómo la aviación se utilizaba ampliamente en todo el mundo. Wilbur Wright fue víctima del tifus en 1912.
El primer avión de los hermanos Wright ocupa ahora un lugar de honor en el National National de Estados Unidos. Es mejor conocido no como "Flyer I", sino como "Kitty Hawk", por el nombre del lugar donde despegó por primera vez y, por lo tanto, marcó el comienzo de la era de la conquista del océano aéreo.
El primer vuelo en avión lo realizaron dos Los hermanos Wright, Orville y Wilbur. en diciembre de 1903. Los inventores pudieron hacer realidad el viejo sueño de la humanidad: conquistar la inmensidad del cielo y explorar la belleza de la Tierra a vista de pájaro.
Por supuesto, el primer vuelo de los hermanos Wright no duró demasiado y el transporte en sí no se parecía mucho a un avión de pasajeros moderno. Pero a pesar de esto, los hermanos pudieron elevar aviones controlados hacia el cielo y volar como pájaros, utilizando la energía del flujo de aire térmico.
Antes de este evento, la gente podía aprender a elevar al cielo sólo planeadores que no estaban equipados con motores.
Inventores de la primera máquina voladora
¿Por qué exactamente los hermanos inventores pudieron elevar un pesado vehículo de transporte al cielo, a pesar de que muchos científicos no pudieron lograr el éxito en este esfuerzo? Varias razones contribuyeron a este éxito:
- Los hermanos siempre trabajaron juntos, discutiendo cuidadosamente cada paso entre ellos.
- Antes de comenzar a construir el avión de los hermanos Wright, estos científicos tomaron la decisión correcta: aprender a volar en el espacio celestial.
- Antes de construir aviones, los inventores adquirieron mucha experiencia volando en planeadores, lo que también les ayudó a diseñar el avión.
En primer lugar, los hermanos decidieron aprender a volar en el cielo, y solo entonces intentaron elevar un transporte pesado a las alturas celestiales. ¿Pero cómo podría hacerse esto? Los científicos también pudieron encontrar aquí una salida a una situación difícil. Para “aprender a volar”, los hermanos utilizaban planeadores y cometas de papel que montaban ellos mismos.
Un planeador de este tipo era lo suficientemente grande como para soportar el peso de una persona. Sin embargo, el primer invento no tuvo éxito por muchas razones, por lo que los hermanos se propusieron crear el segundo y el tercer modelo. Y solo este último pudo satisfacer plenamente a las mentes brillantes, como resultado, el primer avión de los hermanos Wright despegó en 1903, pilotado por pilotos de planeadores ya experimentados. Al construir varios modelos de planeadores, los hermanos adquirieron una amplia experiencia en este campo, lo que, por supuesto, les ayudó a lograr un éxito sin precedentes.
Matices importantes
Para los hermanos Wright lo más importante era el control del mecanismo y la estabilidad del vuelo. Probablemente por eso buscaron formas eficaces de ayudar a controlar el transporte aéreo, y lo consiguieron plenamente. A través de numerosos experimentos, los científicos han encontrado una forma efectiva método de control de tres etapas, lo que les ayudó a lograr una maniobrabilidad notable y un control total del avión.
Los científicos examinaron mucha información sobre el diseño de las alas de los vehículos aéreos anteriores, que nunca pudieron volar hacia el cielo, y decidieron hacer algunos cambios en el diseño. Los hermanos desarrollaron una forma única de túnel de viento y la pasaron por encima. más de 100 experimentos, todavía no han podido encontrar la forma de ala ideal para el avión.
Avión de los hermanos Wright.
¿Cuánto duró el primer vuelo?
El primer vuelo de los hermanos Wright fue increíblemente corto para los estándares modernos. solo 12 segundos. Pero ese mismo día, los investigadores llevaron su invento al cielo dos veces más. El vuelo más largo fue el último, que duró 55 segundos. Durante este tiempo, el planeador voló con éxito una distancia de 255 metros. Teniendo en cuenta todas las deficiencias, los Wright pudieron realizar numerosas mejoras en su ingenioso diseño.
Los hermanos pasaron más de 5 años mejorando el primer modelo, y recién en 1908 presentaron un avión ensamblado con sus propias manos para Europa. Por supuesto, el público europeo quedó impactado por lo que vio, especialmente porque resultó que tal invento podría ser creado por dos personas comunes y corrientes sin educación especial.
¿Cómo se controló el primer avión?
El primer avión de los hermanos Wright se llamó " Folleto-1", y las técnicas básicas para controlarlo, con pequeñas mejoras, todavía se utilizan hoy en día en la aviación mundial:
- Cabeceo: el giro lateral en el avión de los hermanos Wright se llevó a cabo cambiando el ángulo del timón delantero, que regula la altitud de vuelo. En los aviones modernos, el timón que controla la altura también se utiliza en los aviones, sin embargo, está ubicado en la sección de cola.
- Para que el primer avión pudiera realizar un giro longitudinal se utilizó un mecanismo especial. Para controlarlo se utilizaron las piernas del piloto. Usando un mecanismo de pie, el piloto podía doblar e inclinar las alas del planeador.
- Para realizar un giro vertical se utilizó el volante trasero.
Los pilotos modernos que realizan las maniobras anteriores también necesitan controlar la velocidad, coordinar el cabeceo del avión y el ángulo de vuelo. Si no se tienen en cuenta estos puntos, la fuerza de elevación será insuficiente, ya que las alas del avión perderán la racionalización requerida. Como resultado, el avión entrará en picada y sólo un piloto con amplia experiencia que no pierda la compostura en un momento crítico podrá salir de esta difícil situación.
Uno de los dibujos de los hermanos Wright.
Uso del primer planeador con fines militares.
El avión de los hermanos Wright no pudo evitar interesar a los militares, quienes rápidamente pudieron apreciar las capacidades únicas del avión. Para crear tantas máquinas como fuera posible, se construyó una enorme fábrica. Fue en estos aviones donde se lanzaron las primeras bombas al suelo y se desarrollaron verdaderas batallas en el espacio aéreo.
Después del final de la guerra, los aviones no fueron olvidados; se convirtieron en un medio de transporte cómodo y rápido que entregaba diversas cargas a ciudades y países. El avión se utilizaba a menudo para entregar correo y correspondencia, especialmente a los lugares y asentamientos más remotos.
El transporte de pasajeros comenzó a mediados de los años 20 del siglo pasado y solo estaba disponible para personas adineradas. Unos años más tarde, después de haber recibido muchas mejoras, el avión pudo cubrir una distancia muy larga: volar sobre las aguas del Océano Atlántico.
Los mecánicos autodidactas estadounidenses Wilbur (1867-1912) y Orville (1871-1948) Wright (Orville & Wilbur Wright) se interesaron por la aviación en los últimos años del siglo XIX. Fue una época de rápido progreso tecnológico. Sin embargo, como parecía entonces, todavía estaba muy lejos de la realización de una de las ideas más atrevidas del hombre: construir una máquina para volar por el aire. Las pruebas de aviones con motores de vapor construidos por Alexander Fedorovich Mozhaisky (1825-1890) en Rusia, Clément Agnès Ader (1841-1925) en Francia y Sir Hiram Stevens Maxim (1840-1916) en Inglaterra terminaron en fracaso. Los experimentos de los primeros pilotos de planeadores resultaron trágicos: en 1896, Otto Lilienthal (1848-1896) se estrelló hasta morir en Alemania mientras volaba en un planeador casero, tres años después, la misma suerte corrió su seguidor inglés Percy Sinclair Pilcher (; 1866-1899)…
Afortunadamente, el progreso se basa en el hecho de que los fracasos individuales no pueden detener por completo el desarrollo de una idea prometedora y, al final, ésta gana. Fue la muerte de Otto Lilienthal (más precisamente, los informes de prensa sobre este evento) lo que despertó el interés de los hermanos Wright por la aviación. Al principio, Wilbur y Orville Wright, que vivían en la pequeña ciudad de Dayton, Ohio, y trabajaban como mecánicos en su propio taller de bicicletas, simplemente leyeron todo lo que pudieron conseguir sobre aviación. Y luego discutieron durante mucho tiempo cómo debería ser la futura “máquina voladora” y cómo evitar los errores de sus predecesores.
Finalmente, en 1900, los hermanos Wright comenzaron a diseñar aviones. Entonces sus planes no iban más allá de los vuelos en planeador. Decidieron hacer el ala de su futuro planeador siguiendo el modelo del planeador biplano estadounidense Octave Chanute (Octave Chanute, 1832-1910), pero ahí terminaron las similitudes entre los dispositivos. El planeador de los hermanos Wright no tenía cola, el piloto estaba tumbado sobre el ala inferior y el método de control era fundamentalmente diferente.
Hablando en una reunión de la Sociedad Occidental de Ingenieros en Chicago en 1901, Wilbur Wright explicó estas innovaciones de esta manera: “Después de mucha deliberación, finalmente llegamos a la conclusión de que la cola era más una fuente de problemas que una ayuda y, por lo tanto, decidió abandonar su uso por completo. Es lógico suponer que con una posición horizontal - y no vertical, como en los dispositivos de Lilienthal, Pilcher y Chanute - del planeador durante el vuelo, la resistencia aerodinámica sería notablemente menor... Además, el método de control utilizado por Lilienthal, que consistía en mover el cuerpo del piloto, nos pareció insuficientemente rápida y eficaz; por lo tanto, después de mucha discusión, se nos ocurrió una combinación que consistía en dos superficies grandes, como en el planeador Chanute, y una superficie más pequeña colocada a poca distancia por delante en una posición tal que la acción del viento sobre ella compensaría la influencia. del movimiento del centro de presión de las superficies principales.
Sin embargo, la innovación más importante en el diseño del avión, que Wilber no menciona en el informe, fue el sistema de control lateral debido a la deformación del ala. Un aumento en el ángulo de ataque en un extremo del ala y su disminución simultánea en el otro crearon el momento de fuerza necesario para nivelar los balanceos y maniobrar en vuelo. Este era el prototipo de los alerones, un elemento de control estándar de los aviones modernos. Los hermanos Wright aprendieron este método de control de planeadores de las aves.
 Al igual que Leonardo da Vinci, los hermanos Wright pasaron mucho tiempo observando aves para comprender cómo cambian de dirección en vuelo. Wilbur Wright escribió en su diario que cuando un pájaro pierde el equilibrio debido a una ráfaga de viento, lo recupera girando las puntas de sus alas en direcciones opuestas: “Si el borde posterior de la punta del ala derecha se curva hacia arriba y la punta del ala izquierda Cuando cae, el pájaro se convierte en un molino viviente e inmediatamente comienza a girar alrededor del eje longitudinal”. Foto (licencia Creative Commons): Jim Clark |
Los hermanos Wright construyeron su primer planeador en el verano de 1900 y lo probaron en otoño. Para ello, eligieron el lugar apartado de Kitty Hawk en la costa atlántica. El suave suelo arenoso y los vientos constantes lo hacían muy cómodo para volar. El aparato, que pesaba 22 kg, tenía una envergadura de poco más de cinco metros y llevaba una persona a bordo, debía lanzarse con una correa, como una cometa. A través de este método de prueba, los hermanos Wright esperaban adquirir buenas prácticas en gestión sin exponerse a grandes peligros.
Sin embargo, no se permitió que estos planes se hicieran realidad. La sustentación del ala fue mucho menor de lo esperado y el viento no fue lo suficientemente fuerte como para levantar al hombre en el aire. Por lo tanto, el dispositivo casi siempre se probó sin una persona, controlado desde el suelo. Los vuelos cortos con una persona sólo eran posibles durante los descensos en planeo desde colinas después de una carrera preliminar contra el viento. Como el piloto estaba tumbado sobre el ala y por tanto no podía participar en la carrera de despegue, dos asistentes que sujetaban el avión por el ala aceleraron el planeador hasta la velocidad de despegue.
El verano siguiente, los Wright habían construido un planeador nuevo y más grande. El sistema de control siguió siendo el mismo, solo que la inclinación del ala ahora se lograba no desviando el mango, sino moviendo el marco de madera lateral, controlado por el movimiento de las caderas de la persona que yacía sobre el ala.
Las pruebas del nuevo planeador comenzaron en Kitty Hawk en julio de 1901. Turnándose para pilotar el planeador, los hermanos Wright completaron varios cientos de vuelos. La autonomía máxima de planeo era de 118 m. Sin embargo, los inventores creían que todavía estaban lejos del éxito final.
Un año más tarde, los hermanos crearon el primer planeador verdaderamente exitoso. Su construcción estuvo precedida por estudios del perfil y forma del ala en un túnel de viento que ellos mismos diseñaron. Esto permitió realizar una serie de mejoras que aumentaron la perfección aerodinámica del avión. El más importante de ellos fue el uso de una mayor envergadura, así como un cambio en el perfil del ala. También fue de gran importancia la mejora del sistema de control lateral. Convencidos de la imposibilidad de controlar la dirección de vuelo únicamente deformando el ala, los Wright instalaron una cola vertical en el nuevo planeador detrás del ala. Estaba conectado al sistema de deformación del ala para que girara automáticamente en la dirección correcta. Gracias a esto, se compensó la diferencia de resistencia entre las alas bajadas y elevadas y fue posible realizar giros correctos con un giro.
Los Wright realizaron alrededor de mil vuelos con este planeador en 1902. El tiempo total de permanencia en el aire fue de 4 horas. El mejor vuelo tuvo un alcance de 190 my duró 22 segundos. Al año siguiente, la duración récord del vuelo se incrementó a 70 segundos. A pesar de sus grandes dimensiones (envergadura de 10 m, superficie de 30,5 m^2), el planeador se controlaba de forma fiable incluso con vientos fuertes.
Y luego pensaron en un avión... Esta decisión dejó una huella notable en la naturaleza de las actividades de los inventores. Si al principio los Wright trataban los vuelos en planeador como un deporte y presentaban regularmente a todos sus logros, luego, al comenzar a trabajar en el avión, intentaron mantener en secreto la información sobre su diseño, al darse cuenta de que la primacía en la solución del problema del vuelo les traería fama y fortuna. Por este motivo, evitaron discutir los detalles de sus actividades de diseño con el científico e inventor estadounidense Samuel Pierpont Langley (1834-1906), que también participó en la construcción del avión, y negaron una visita a Kitty Hawk al planeador francés. piloto Ferdinand Ferber.
El motor y las hélices del avión se fabricaron en Dayton durante el invierno y el verano de 1903. Motor de gasolina de cuatro cilindros, fabricado a medida, refrigerado por agua y con una potencia de 12 CV. Con. Era una versión ligera del motor de un coche convencional y pesaba 90 kg.
El avión fue diseñado según el modelo del planeador de 1902, pero debido al mayor peso del dispositivo, se aumentaron las dimensiones del ala. También se aumentó el área de los controles: las superficies simples de los volantes fueron reemplazadas por superficies dobles. Se instalaron patines debajo del ala para aterrizar en suelo arenoso.
El montaje final del biplano con dos hélices empujadoras que giraban en direcciones opuestas se llevó a cabo en el otoño de 1903, tras llegar al polígono de pruebas de Kitty Hawk. El motor estaba ubicado en el ala inferior, al lado del piloto. Como en los dispositivos de años anteriores, la persona se posicionaba en vuelo tumbada y controlaba el alabeo del ala mediante movimientos laterales de las caderas. Al frente había dos manijas, una para controlar el ascensor y la segunda para encender y apagar el motor. El peso de despegue era de 340 kg, el área del ala - 47,4 m2, la envergadura - 12,3 m, la longitud del avión - 6,4 m, el diámetro de la hélice - 2,6 m.
Debido al gran peso del avión, los Wright se vieron obligados a abandonar su método de lanzamiento anterior, cuando ayudantes voluntarios de los residentes locales ayudaron al avión a despegar apoyándolo por el ala. Además, este método podría generar dudas sobre si el vuelo se realizó únicamente con la potencia del motor. Por lo tanto, decidieron que el avión despegaría sin ninguna ayuda externa. Se suponía que el recorrido de despegue se realizaría sobre una barandilla de madera de 18 m de longitud, cuya superficie superior estaba revestida de hierro. El avión podría rodar a lo largo de un riel en un pequeño carro que se separó después del despegue. Para reducir la duración del recorrido de despegue, la salida tuvo que realizarse estrictamente contra el viento.
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Infancia
Wilbur Wright, alrededor de 1877
Los hermanos Wright fueron dos de los siete hijos de Milton Wright (1828-1917) y Susan Catherine Koerner (1831-1889). Wilbur Wright nació cerca de Millville, Indiana, en 1867; Orville en Dayton, Ohio en 1871. Los hermanos nunca se casaron. Los otros hermanos de Wright fueron Reuchlin (1861-1920), Laurin (1862-1939), Katrina (1874-1929) y los gemelos Otis e Ida (1870, murieron en la infancia). En la escuela primaria, Orville cometió un delito por el que fue expulsado de ella. En 1878, su padre, que era obispo de la Iglesia de los Hermanos Unidos en Cristo y viajaba mucho, compró un “helicóptero” de juguete para sus hijos más pequeños. El dispositivo del juguete se basó en un invento del pionero de la aviación francés Alphonse Penaud. Hecho de papel, bambú y corcho con una banda elástica que hacía girar un motor, medía sólo unos 30 cm (un pie) de largo. Wilbur y Orville jugaron con él hasta que se rompió y luego construyeron el suyo propio. Años más tarde contaron que sus juegos con este juguete despertaron su interés por volar.
Inicio de carrera y primeras experiencias.
Casa donde vivían los hermanos Wright en 7 Hawthorne Street en Dayton alrededor de 1900. Wilbur y Orville construyeron el porche envolvente en la década de 1890.
Ambos hermanos asistieron a la escuela secundaria pero no recibieron diplomas de graduación. El inesperado traslado de la familia en 1884 de Richmond a Dayton (donde la familia vivió en la década de 1870) impidió que Wilbur obtuviera un diploma de escuela secundaria de cuatro años.
En el invierno de 1885-86, Wilbur sufrió accidentalmente una lesión facial mientras jugaba hockey con amigos, lo que provocó la pérdida de sus dientes frontales. Hasta ese momento había sido un joven enérgico y atlético, y aunque su lesión no parecía especialmente grave, se retrajo y tampoco se matriculó en la Universidad de Yale, como estaba previsto anteriormente. Si hubiera ido a la universidad, su carrera podría haber sido completamente diferente, pero el destino lo llevó a trabajar con Orville. En lugar de la universidad, pasó los siguientes años principalmente en casa, cuidando a su madre, que en ese momento tenía una enfermedad terminal de tuberculosis, y leyendo libros en la biblioteca de su padre. Ayudó a su padre durante el conflicto interno en su iglesia, pero no tenía ambiciones propias.
Orville dejó la escuela secundaria después de su primer año en 1889 para ingresar al negocio editorial, diseñando y construyendo su propia imprenta con la ayuda de Wilbur. La depresión de Wilbur después del accidente desapareció y comenzó a trabajar con su hermano como editor, mientras Orville era editor del semanario West Side News, que seguía al diario Evening Events. Aprovechando el boom de las bicicletas, los hermanos abrieron en 1892 un taller de reparación y tienda de bicicletas (se llamó Intercambio de bicicletas Wright, más tarde - Compañía de ciclo Wright), y luego comenzaron a producir bicicletas con su propia marca en 1896. Los hermanos utilizaron los fondos obtenidos de su empresa para financiar sus experimentos de aviación. A principios o mediados de la década de 1890, los hermanos encontraron artículos de periódicos o revistas y probablemente fotografías de planeadores de Otto Lilienthal. En 1896 ocurrieron tres acontecimientos importantes en la aviación mundial. En mayo, el secretario Samuel Pierpont Langley lanzó con éxito un avión no tripulado propulsado por vapor. Durante el verano, el ingeniero y renombrado aviador de Chicago, Octave Chanute, contrató a varios jóvenes para probar varios tipos de planeadores sobre las dunas de arena a lo largo de las orillas del lago Michigan. En agosto, Otto Lilienthal murió al estrellarse su planeador. Estos acontecimientos causaron una gran impresión en los hermanos. En mayo de 1899, Wilbur escribió una carta al Instituto Smithsonian solicitando información y publicaciones sobre aviación y recibió varios folletos y una lista de lecturas recomendadas. Fascinados por el trabajo de Sir George Cayley, Octave Chanute, Otto Lilienthal, Leonardo da Vinci y Samuel Langley, comenzaron sus primeros experimentos ese mismo año.
Los hermanos Wright siempre representaron una única imagen ante la sociedad, siendo copropietarios de los derechos de sus inventos. Sin embargo, los biógrafos señalan que Wilbur fue el iniciador de proyectos de aviación y escribió sobre "su" automóvil y "sus" planes antes de que Orville comenzara a tomar parte seria en los proyectos de su hermano; Sólo entonces aparecen las palabras “nosotros” y “nuestro”. El autor James Tobin afirma que “sería imposible imaginar a Orville más brillante de lo que era, representando la fuerza impulsora que lanzó y sostuvo su trabajo desde la trastienda de una tienda de Ohio hasta las reuniones con oligarcas, presidentes y reyes. Lo hizo. Fue un líder de principio a fin".
La idea de gestión.
A pesar del trágico destino de Otto Lilienthal, los hermanos Wright adoptaron su estrategia: experimentos de vuelo sin motor que probaron los sistemas de control de vuelo antes de intentar el primer vuelo con motor. La muerte del aviador británico Percy Pilcher en un accidente de planeador en 1899 no hizo más que reforzar su creencia de que un control sólido y práctico era la clave para un vuelo exitoso y seguro. Al comienzo de sus experimentos, identificaron el control como la tercera parte sin resolver del "problema de vuelo". Creían que ya se había acumulado suficiente conocimiento y experiencia para resolver los otros dos problemas: el ascensor y los motores. Por lo tanto, los hermanos Wright estaban en marcado contraste con los aviadores más experimentados de su época, especialmente Ader, Maxim y Langley, quienes construyeron motores potentes, los conectaron a estructuras de aviones equipados con controles no probados e intentaron despegar sin pruebas de vuelo previas. Si bien estaban de acuerdo con la idea de Otto Lilienthal sobre una estrategia de investigación, los hermanos Wright descubrieron que su método de equilibrio y control cambiando el peso corporal del piloto era desastrosamente poco confiable. Estaban decididos a encontrar una solución mejor.
Cometa de 1899 de los hermanos Wright: vistas frontal y lateral que muestran los controles. La deformación del ala es visible en la imagen inferior. (dibujo de los hermanos Wright en la Biblioteca del Congreso)
Basándose en sus observaciones, Wilber concluyó que las aves cambian el ángulo de las puntas de sus alas para obligar a sus cuerpos a girar hacia la derecha o hacia la izquierda. Los hermanos decidieron que esta también sería una buena manera de que una máquina voladora girara (para crear un "giro" o "inclinación" en la dirección de un giro, tal como lo hacen los pájaros) y tal como lo hacen los ciclistas: una experiencia que los hermanos disfrutaron. muy familiarizado con. También es muy importante que calcularon que este método restablecería el equilibrio si un viento cruzado inclinara el avión hacia un lado (equilibrio lateral). Durante mucho tiempo se preguntaron cómo lograr el mismo efecto con alas artificiales y finalmente inventaron un método: deformar las alas.
Otros pioneros de la aviación creían que volar no era diferente en términos de control que moverse sobre la superficie de la tierra, excepto por el hecho de que el vehículo estaba sobre la superficie de la tierra. Imaginaron que el control de vuelo era posible con un volante como el de un barco, como si el avión estuviera siempre en el aire a la misma altitud, como un tren, un coche o un barco en la superficie terrestre. La idea de inclinar o girar lentamente de un lado a otro se consideró indeseable o no se consideró en absoluto. Algunos de estos otros experimentadores, incluidos Langley y Chanute, buscaron el elusivo ideal de "estabilidad inherente", creyendo que un piloto de avión no sería capaz de reaccionar lo suficientemente rápido a ráfagas de viento como para aplicar realmente el control de vuelo mecánico. Los hermanos Wright querían que el piloto tuviera control absoluto sobre su avión. Por esta razón, en sus primeros diseños no se buscaba la estabilidad de la estructura en sí (como un ala de ángulo positivo). Los desarrollaron deliberadamente en 1903, utilizando primero alas de ángulo negativo que eran inestables pero menos susceptibles a volcar por ráfagas de viento cruzado.
Vuelo
Antes de los vuelos
En julio de 1899, Wilbur experimentó una deformación en el ala después de construir y volar una cometa de un metro y medio con una forma parecida a la de un biplano. Como resultado de que las alas están torcidas o torcidas, un lado del ala gana más sustentación y se eleva, comenzando a girar hacia el extremo inferior. La inclinación se realizó mediante cuatro cables sujetos a la cometa. Las cuerdas estaban unidas a dos palos, que sostenía la persona que volaba la cometa, quien tiraba de ellas en direcciones opuestas para que las alas giraran y la cometa girara hacia la derecha o hacia la izquierda según correspondiera.
En 1900, los hermanos llegaron a Kitty Hawk Valley, Carolina del Norte, para comenzar sus experimentos con planeadores motorizados. Eligieron el lugar siguiendo el consejo de Octave Chanute (en respuesta a una carta de Wilbur), quien sugirió una costa arenosa con vientos regulares y una superficie blanda para aterrizar. Seleccionaron a Kitty Hawk después de una cuidadosa investigación de los datos meteorológicos del Servicio Meteorológico Nacional, una carta al servicio meteorológico. Esta ubicación, aunque remota, estaba más cerca de Dayton que las otras ubicaciones propuestas por Chanute, que incluían California y Florida. La ubicación remota también les dio la oportunidad de escapar de la atención de los periodistas, quienes en 1896 describieron los experimentos de Chanute en el lago Michigan como algo parecido a un acto de circo. Era necesario viajar en tren desde Dayton a Cincinnati; traslado al tren nocturno en Old Point Comfort, Virginia (cerca de Newport News); más adelante en ferry hasta Norfolk; en tren a Elizabeth City, Carolina del Norte; y por mar hasta Kitty Hawk, situada en los llamados Outer Banks de Carolina del Norte.
Planeadores
Artículo principal: Planeador Wright
El primer planeador de tamaño completo de los hermanos Wright se basó en el trabajo de sus predecesores: el planeador biplano Chanute-Herring, que realizó vuelos exitosos en 1896 cerca de Chicago; datos de elevación publicados por Lilienthal. Los puntales entre las alas de su planeador estaban rodeados por cables en su propia modificación del Pratt Truss de Chanute, un diseño en forma de puente que se usó en el planeador de 1896. Los hermanos Wright instalaron un ascensor horizontal delante de las alas en lugar de detrás de ellas, una característica diseñada para evitar el tipo de choque y caída que mató a Lilienthal. (Más tarde, cuando Santos-Dumont voló su 14bis(en París en , los franceses apodaron esta disposición del estabilizador horizontal "pato" debido a su parecido con un pato en vuelo). Según algunos biógrafos de Wright, Wilbur probablemente realizó todos los vuelos antes, quizás esto se deba a su carisma y deseo de proteger a su hermano menor del riesgo.
* (Esta ala creó problemas con el giro del morro; los hermanos Wright cambiaron el camber en el lugar.)
Planeador 1900
Planeador 1900. No hay fotografías del piloto.
Los hermanos sólo volaron planeadores durante unos días a principios del otoño de 1900 en Kitty Hawk. Durante las primeras pruebas, probablemente el 3 de octubre, Wilbur era el piloto, mientras el planeador volaba como una cometa a poca altura sobre la superficie de la tierra, constantemente sostenido por cables. La mayor parte de las pruebas del planeador se realizaron sin piloto, utilizando sacos de arena, cadenas e incluso un chico local como lastre. El control se probó utilizando un alabeo con control desde el suelo. Wilbur (pero no Orville) realizó alrededor de una docena de vuelos gratuitos, todos el mismo día. Para estas pruebas, los hermanos se trasladaron 6 kilómetros al sur hasta Kill Devil Hills, un grupo de dunas de arena de hasta 30 m de altura (en este lugar acamparon durante los siguientes tres años). Aunque la sustentación del planeador fue menor de lo esperado (razón por la cual la mayoría de las pruebas fueron sin tripulación), los hermanos quedaron satisfechos ya que el elevador funcionó bien y no ocurrieron choques. Sin embargo, un pequeño número de vuelos no brindaron la oportunidad de experimentar realmente la distorsión del ala.
El piloto tenía que recostarse sobre el ala inferior, lo que reducía la resistencia aerodinámica. Realizaron todos sus vuelos en esta posición durante los siguientes cinco años.
Planeador 1901
Orville en Kitty Hawk con un planeador de 1901, con el morro hacia arriba; no tenía cola.
Con la esperanza de aumentar la sustentación, construyeron el planeador de 1901 con un área alar mucho mayor y realizaron de 50 a 100 vuelos en julio y agosto a distancias que oscilaban entre 6 y 118 m. El planeador perdió velocidad varias veces, pero el efecto de paracaídas del elevador lo permitió. Wilbur haga aterrizajes seguros, en lugar de caer. Estos incidentes llevaron a los hermanos Wright a recurrir al diseño canard, que utilizaron hasta 1910. La estructura del avión, sin embargo, dejó dos problemas importantes sin resolver. En primer lugar, sólo podía proporcionar aproximadamente un tercio de la sustentación prevista y, en segundo lugar, no siempre podía responder adecuadamente a la desalineación del ala girando en la dirección opuesta; esto se debía al movimiento anormal del centro de presión del ala. Ala muy curvada en ángulos de ataque bajos.
La débil sustentación que actúa sobre los planeadores llevó a Wright a cuestionar la exactitud de los datos de Lilienthal, así como el "coeficiente de Smeaton" para la presión del aire, que había estado en uso durante más de 100 años y era parte de la ecuación aceptada para la sustentación.
La fórmula de cálculo utilizada por los hermanos Wright (y anteriormente por Lilienthal) permitió calcular la fuerza de sustentación para alas de diferentes formas. Basándose en los datos obtenidos del vuelo de cometas y planeadores, Wilber determinó (y esto fue confirmado por pruebas posteriores) que el número de Smeaton era aproximadamente 0,0033, y no 0,0054, como se aceptaba generalmente y lo que llevó a un error en los cálculos.
Al regresar a casa, los hermanos instalaron un guardabarros Lilienthal en miniatura en la bicicleta y una contraplaca en la tercera rueda horizontal de giro libre de la bicicleta, delante del manillar. Los resultados, basados en el tiempo de giro de la tercera rueda, confirmaron sus sospechas sobre el cálculo de la sustentación, pero no fueron lo suficientemente fiables y requirieron mejoras en el dispositivo. Los hermanos Wright también llegaron a la conclusión de que los estudios empíricos con diferentes formas de alas en planeadores de tamaño normal eran demasiado caros y requerían mucho tiempo. Dejando a un lado su bicicleta de tercera rueda, crearon un túnel de viento y comenzaron a realizar pruebas sistemáticas con alas en miniatura de octubre a diciembre de 1901. Las "escamas" que inventaron para sujetar las alas en el túnel estaban hechas de radios de bicicleta y chatarra y tenían un aspecto bastante desagradable, pero eran tan importantes para su éxito final como sus planeadores. El dispositivo de los hermanos Wright para medir la sustentación permitió calcular coeficientes para cada tipo de ala. También pudieron observar el funcionamiento de las alas a través del cristal en la parte superior del túnel de viento.
Planeador 1902
Gran mejora
A la izquierda hay un planeador de 1901 pilotado por Wilbur (izquierda) y Orville. A la derecha hay un planeador de 1902 pilotado por Wilbur (derecha) y Dan Tate, asistente.
Las mejoras son visibles en comparación. El planeador 1901 vuela con un ángulo de ataque pronunciado debido a la baja sustentación y la alta resistencia. El planeador de 1902 vuela en un ángulo plano y se sujeta casi horizontalmente mediante cables, lo que demuestra una calidad aerodinámica mucho mejor del avión.
Lilienthal sólo realizó pruebas de brazos giratorios en algunas formas de alas, y los Wright asumieron erróneamente que sus cálculos eran correctos para sus alas, que tenían diferentes formas. Los hermanos Wright dieron un gran paso adelante y llevaron a cabo pruebas básicas en el túnel de viento en 200 alas de diversas formas y perfiles, acompañadas de pruebas en profundidad de 38 de ellas. Las pruebas, según su biógrafo Howard, "fueron los experimentos aeronáuticos más importantes y exitosos jamás realizados en tan poco tiempo, con tan poco material y con un presupuesto tan modesto". El descubrimiento clave fue la eficacia de las alas más largas y estrechas: tenían una mejor relación de sustentación y resistencia. Estas formas proporcionaban una eficiencia aerodinámica mucho mejor que las alas más anchas que los hermanos habían utilizado anteriormente.
Con nuevos conocimientos y un cálculo más preciso del número de Smeaton, los Wright desarrollaron su planeador de 1902. Después de recibir datos de las pruebas en el túnel de viento, hicieron el perfil más plano, reduciendo la curvatura del ala. Las alas del planeador de 1901 tenían una curva mucho más grande; esta característica bastante desafortunada de la nave de Wright fue copiada directamente de los dibujos de Lilienthal. Habiendo recibido nuevos resultados de las pruebas en el túnel de viento, los Wright abandonaron el uso de los datos de Lilienthal y ahora utilizan sólo sus propios cálculos en sus proyectos.
Como antes, el planeador de 1902 de los hermanos Wright realizó sus primeros vuelos como cometa no tripulada. Trabajar con el túnel de viento resultó muy útil: la fuerza de sustentación del planeador correspondía a la calculada. El nuevo fuselaje también tenía una nueva característica: un timón vertical rígido, que se suponía que eliminaría una serie de problemas encontrados anteriormente.
En 1902, los hermanos se dieron cuenta de que la inclinación de las alas provocaba una resistencia diferente en las puntas de las alas. La gran sustentación en un extremo del ala también provocó un aumento de la resistencia, lo que impidió que el avión girara hacia el extremo más bajo del ala. Así se comportó el planeador sin cola de 1901.
La forma mejorada del ala permitió vuelos más largos y el timón trasero evitó la guiñada no deseada, con tanta eficacia que creó un nuevo problema. A veces, cuando el piloto intentaba nivelar la aeronave después de un giro, el planeador no respondía a la distorsión correctiva del ala y continuaba girando. El planeador se deslizó hacia el extremo inferior del ala, lo que provocó un descenso con rotación alrededor de un eje vertical. Los Wright llamaron a este fenómeno "buena excavación"; Los aviadores modernos lo llaman un “giro brusco hacia el suelo”.
Orville no pudo evitar ver que el timón rígidamente fijado creaba resistencia al efecto de inclinación correctiva del ala al intentar nivelar el planeador después de un giro. La noche del 2 de octubre escribió en su diario: “Estaba estudiando un nuevo timón vertical”. Entonces, los hermanos decidieron hacer que el manillar trasero fuera móvil para solucionar este problema. Bisagraron un timón y lo conectaron a un mecanismo de deformación del ala, lo que permitió al piloto controlar simultáneamente tanto la desviación del timón como la deformación del ala con un solo movimiento. Las pruebas han demostrado que el timón móvil debe desviarse en la dirección opuesta al ala que tiene mayor resistencia (y sustentación) cuando el ala está torcida. La contrafuerza creada por el ala girada permitió que la deformación correctiva del ala restableciera su posición de manera confiable después de un giro o una perturbación del viento. Además, cuando el planeador giraba con un balanceo, la presión del timón superaba el efecto de la diferencia de resistencia y el morro de la nave se alineaba en la dirección del giro, eliminando la guiñada desfavorable.
Así, los hermanos Wright descubrieron el verdadero propósito del timón vertical móvil. Su función no era cambiar la dirección de vuelo, sino nivelar la aeronave durante los giros alabeados y nivelarse en caso de balanceo y ráfagas de viento. De hecho, el giro (el cambio de dirección) se lograba controlando la rotación horizontal deformando el ala. Los principios siguieron siendo los mismos cuando la deformación de las alas fue reemplazada por alerones.
Con la ayuda de un nuevo método de control, los Wright lograron por primera vez un verdadero control de su aparato, esto sucedió el 8 de octubre y se convirtió en el invento más importante en la historia de la aviación. En septiembre y octubre realizaron entre 700 y 1.000 vuelos, el más largo de los cuales duró 26 segundos y tuvo un alcance de 190 m. Cientos de vuelos bien controlados después de la instalación convencieron a los hermanos de comenzar a construir un avión propulsado más pesado que el aire. máquina.
Así, los hermanos Wright pudieron controlar el planeador a lo largo de tres ejes: alabeo - balanceo (eje longitudinal), elevación de morro - cabeceo (eje transversal) y timón de cola - guiñada (eje vertical). El 23 de marzo, los hermanos Wright presentaron su famosa patente para una “máquina voladora”, basada en los vuelos de su exitoso planeador de 1902. Algunos historiadores de la aviación creen que la creación de un sistema de control de vuelo de tres ejes en el planeador de 1902 fue tan importante, o quizás incluso más, que la instalación de motores en el Flyer de 1903. Peter Jakab, del Instituto Smithsonian, cree que la mejora del planeador de 1902 es esencialmente la invención del avión.
Con motor
En 1903, los hermanos Wright construyeron el Flyer 1, equipado con un motor, utilizando el material estructural habitual para los dispositivos Wright: abeto, un árbol fuerte y ligero. También diseñaron y fabricaron hélices de madera, así como un motor de gasolina fabricado en su taller de bicicletas. Creían que el modelo de hélice sería una cuestión sencilla y planearon utilizar los cálculos para hélices de barcos. Sin embargo, su investigación en la biblioteca no dio como resultado ninguna fórmula básica para hélices marinas o de aviones, y se encontraron sin un punto de partida en el asunto. Discutieron y discutieron durante mucho tiempo sobre esto hasta que llegaron a la conclusión de que la hélice es esencialmente la misma ala, solo que gira en un plano vertical. Sobre esta base, utilizaron datos de más pruebas en túneles de viento para diseñar las hélices. En la versión final, el diámetro de la hélice era de 2,6 m, las palas estaban hechas de tres trozos de abeto pegados entre sí. Los hermanos Wright eligieron una hélice doble de "empuje" (contrarrotativa para amortiguar el par), que actuaría sobre un volumen de aire mayor que una hélice única, relativamente lenta, y no afectaría el flujo de aire sobre el borde de ataque de las alas.
Wilbur escribió en su cuaderno en marzo de 1903 que el prototipo de hélice tenía una eficiencia del 66%. Las modernas pruebas en túnel de viento de las hélices del modelo 1903 han demostrado que tenían una eficiencia de más del 75% en las condiciones de los primeros vuelos, y de hecho tenían una eficiencia máxima del 82%. Este es un logro muy grande teniendo en cuenta que las hélices de madera modernas tienen una eficiencia máxima del 85%.
No se cree que los primeros motores utilizados por los hermanos Wright hayan sobrevivido hasta el día de hoy; un ejemplo posterior, el número de serie 17 de 1910, se exhibe en el Museo del Aire de Nueva Inglaterra en Windsor Locks (Connecticut).
Los hermanos Wright escribieron a varios fabricantes de motores, pero ninguno pudo cumplir con los requisitos de peso de los motores de sus aviones. Recurrieron al mecánico de su taller, Charlie Taylor, quien construyó el motor en seis semanas en constante consulta con los hermanos. Para mantener el peso del motor lo suficientemente bajo, sus piezas principales estaban hechas de aluminio, algo poco común en aquella época. El motor Wright-Taylor era una versión primitiva de los sistemas de inyección de combustible modernos; no tenía carburador ni bomba de combustible. La gasolina fluía por su propio peso hacia el cárter a través de un tubo de goma desde el tanque de combustible montado en el puntal del ala.
Los vuelos fueron presenciados por cinco personas: Adam Etheridge, John Daniels y Will Doug del equipo de rescate en tierra; el empresario de la zona W. S. Brinkley; y Johnny Moore, un chico de campo, haciendo de estos vuelos los primeros vuelos públicos. El operador de telégrafos que transmitió el telegrama a su padre se convirtió en la fuente de información filtrada en contra de los deseos de los hermanos, y al día siguiente aparecieron informes muy inexactos en varios periódicos.
Después de que los hombres remolcaran al Flyer de regreso de su cuarto viaje, una poderosa ráfaga de viento lo volcó varias veces, a pesar de los esfuerzos por evitarlo. Muy dañado, el avión nunca volvió a despegar. Los hermanos lo enviaron a casa y años más tarde Orville lo restauró, entregándolo para exhibirlo en los EE. UU. y luego en el Museo Británico (ver disputa con el Smithsonian a continuación), hasta que finalmente fue instalado en Washington, DC en 1948.
Aviones posteriores de los hermanos Wright.
Los hermanos Wright ciertamente tomaron medidas para garantizar que la atención a sus vuelos se mantuviera al mínimo. Temiendo que los competidores utilizaran sus ideas, y aún sin patente, volaron sólo una vez después del 5 de octubre. A partir de ese momento se negaron a volar hasta que se firmara un contrato vinculante para la venta del avión. Escribieron al gobierno de Estados Unidos, y luego a Gran Bretaña, Francia y Alemania con una oferta para vender un automóvil volador, pero rechazaron los vuelos de demostración, insistiendo en la firma preliminar de un contrato. Ni siquiera quisieron mostrar fotografías de su Flyer. El ejército estadounidense, que había gastado 50.000 dólares en Langley Airfield, la máquina voladora de última generación de su época, sólo para verla estrellarse dos veces contra el Potomac, se mostró particularmente inmune a las súplicas de dos desconocidos fabricantes de bicicletas de Ohio. Así, no reconocidos y perseguidos, los hermanos Wright continuaron su labor en total oscuridad mientras otros pioneros de la aviación como el brasileño Alberto Santos-Dumont y el estadounidense Glenn Curtiss tomaban protagonismo.
Los hermanos Wright no volaron en 1906 y, durante este período, negociaron con los gobiernos estadounidense y europeo. Después de finalizar los contratos con la compañía francesa y el ejército estadounidense, regresaron a Kitty Hawk en mayo con el Flyer 1905, que había modificado los asientos del piloto y del pasajero, y comenzaron a prepararse para los importantes vuelos de exhibición de sus contratos. Según los contratos, los aviones debían poder transportar pasajeros. Tras las pruebas preliminares en las que se colocaron sacos de arena en el asiento del pasajero, Charlie Furnas, un asistente de Dayton, se convirtió el 14 de mayo en el primer pasajero del avión en varios vuelos cortos. Por razones de seguridad y debido a una promesa hecha a su padre, Wilbur y Orville nunca volaron juntos. Más tarde ese día, después de un vuelo en solitario de siete minutos, Wilbur sufrió su peor accidente cuando, aún sin estar muy familiarizado con los dos controles verticales, aparentemente giró uno en sentido contrario y dejó caer el Flyer a la arena a entre 75 y 90 kilómetros por hora. . Sufrió heridas leves y se rompió la nariz, pero el accidente le impidió volar.
Patentar
La solicitud de patente de los hermanos de 1903, que escribieron con sus propias manos, fue rechazada. A principios de 1904, contrataron al destacado abogado de patentes de Ohio, Harry Toulmin, y recibieron la patente estadounidense número 821.393 para la "Máquina Voladora" el 22 de mayo de 1906.
Solicitud de patente. De los archivos de la oficina de patentes.
La patente se basó en los vuelos de un planeador de 1902 (sin motor).
La importancia de la patente era registrar un método nuevo y muy útil gestión un coche volador, independientemente de la presencia de un motor. El texto describe la técnica de inclinar el ala, pero también enfatiza por separado la posibilidad de utilizar otros métodos para ajustar las partes exteriores de las alas de la máquina en diferentes ángulos en los lados izquierdo y derecho para controlar el balanceo. El concepto de cambiar los ángulos de las puntas de las alas de cualquier forma adecuada es la idea central de la patente. La patente permitió a los hermanos Wright ganar demandas contra Glenn Curtiss y otros pioneros de la aviación que utilizaban alerones para controlar el balanceo, un método similar al descrito en la patente y demostrado por los hermanos Wright en sus vuelos de demostración en 1908. Los tribunales estadounidenses han decidido que los alerones también entran dentro del lenguaje de la patente, pero las decisiones de los tribunales europeos han sido menos definitivas (ver más abajo). La patente también describe un timón vertical de cola controlable y su uso innovador en combinación con la inclinación del ala para permitir que el avión vuele. giro coordinado, una técnica que previene guiñada desfavorable, lo que provocó el riesgo de que el planeador de 1901 volcara durante los vuelos de Wilber. Además, la patente describe un elevador frontal utilizado para subir y bajar.
Vuelos de demostración
Los contratos de los hermanos con el ejército estadounidense y una empresa privada francesa estaban condicionados al éxito de los vuelos de demostración. Los hermanos Wright tuvieron que compartir el esfuerzo. Wilbur navegó hacia Europa; Se suponía que Orville volaría cerca de Washington.
Ante el fuerte escepticismo de la comunidad aeronáutica francesa y la absoluta desconfianza de algunos periódicos, que llamaban a los hermanos "bluffeur" (fr. engañadores, fanfarrones ), Wilbur inició vuelos de demostración oficiales el 8 de agosto en un hipódromo cerca de Le Mans, Francia. Su primer vuelo duró sólo un minuto y 45 segundos, pero su capacidad para girar y volar en círculos con facilidad asombró y dejó atónitos a los espectadores, incluidos varios pioneros de la aviación francesa como Louis Blériot. En los días siguientes, Wilbur realizó una serie de vuelos técnicamente desafiantes, incluido un vuelo en forma de ocho, demostrando su habilidad como piloto y el potencial de la máquina más allá del de otros pioneros de la aviación de la época.
El público francés quedó entusiasmado con las hazañas de Wilbur y miles de personas se reunieron para asistir a sus vuelos. A la mañana siguiente los hermanos Wright se despertaron mundialmente famosos. Los antiguos escépticos se disculparon y felicitaron a Wilbur por sus exitosos vuelos. El editor de L'Aérophile, George Besançon, escribió que los vuelos “... disiparon completamente todas las dudas. Ninguno de los antiguos detractores de los hermanos Wright se atreve hoy a dudar de los experimentos anteriores de estas personas, que lograron por primera vez un vuelo real..." El famoso entusiasta de la aviación francés Ernest Archdeacon escribió: "Durante mucho tiempo, los Wright hermanos fueron acusados en Europa de engaño... Hoy son honrados en Francia, y siento un gran placer... ...de restablecer la justicia."
Orville realiza un vuelo de demostración para el ejército estadounidense, Fort Mere, Virginia, septiembre de 1908. El fotógrafo C.H. Claudio.
Orville aprovechó el éxito de su hermano al demostrar un segundo Flyer, casi idéntico, a los oficiales del ejército estadounidense en Fort Mere, Virginia, a partir del 3 de septiembre de 1908. El 9 de septiembre realizó su primer vuelo de una hora, permaneciendo en el aire 62 minutos y 15 segundos.
Accidente en Mere Fort. El fotógrafo C.H. claudia
Guerras de patentes
En 1908, los hermanos enviaron una advertencia a Glenn Curtiss de que se estaban infringiendo sus derechos de patente porque estaba vendiendo sus aviones, que estaban equipados con alerones. Curtiss se negó a pagar las patentes de Wright y vendió su avión a la Sociedad Aeronáutica de Nueva York en 1909. Los Wright iniciaron un juicio que duró un año. También se presentaron demandas contra aviadores extranjeros que realizaron vuelos de demostración en Estados Unidos, incluido el famoso aviador francés Louis Polan. Las empresas europeas que tenían licencias de los hermanos Wright demandaron a los fabricantes de aviones de sus países. Las demandas en Europa sólo han tenido un éxito parcial. A pesar del apoyo del gobierno francés, los procedimientos legales se prolongaron hasta que la patente expiró en 1917. Un tribunal alemán invalidó la patente debido a que su esencia fue revelada en los discursos de Wilbur Wright en 1901 y Octave Chanute en 1903. En Estados Unidos, los hermanos Wright firmaron un acuerdo con el Aero Club of America para licenciar espectáculos aéreos que el club sostuvo, liberando a los pilotos participantes de la persecución por amenazas. Los organizadores del espectáculo pagaron una compensación a los hermanos Wright. Los hermanos Wright ganaron su primer caso judicial contra Curtiss en febrero de 1913, pero se presentó una apelación.
Primer vuelo comercial conocido Compañía Wright El transporte de carga tuvo lugar el 7 de noviembre de 1910, con dos rollos de seda entregados desde Dayton a Columbus, Ohio (105 km), para la gran tienda Murenhaus-Marten, y el pago fue de 5.000 dólares al piloto de este vuelo. esencialmente publicidad de vuelo, se convirtió en Phil Parmelee. La distancia se recorrió en una hora y seis minutos. La seda se cortaba en trozos pequeños y se vendía como souvenir.
Entre 1910 y 1916 escuela de vuelo Compañía Wright En Huffman Prairie, Orville y sus asistentes entrenaron a 115 pilotos. Varios aprendices se hicieron famosos, entre ellos Henry "Hap" Arnold, el futuro general de cinco estrellas que comandó la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial y dirigió la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en su creación; Calbraith Perry Rogers, quien realizó el primer vuelo de costa a costa en 1911 (con repetidas paradas y accidentes) en un Wright Modelo EX, que se llamaba "Vin Fiz" en honor al fabricante de bebidas del patrocinador; y Eddie Stinson, fundador de Stinson Aircraft Company.
Disputas con la Institución Smithsonian
Orville señaló repetidamente que el Aeródromo no se parecía en nada al de Langley, pero los Smithsonianos se mantuvieron firmes. Orville respondió donando el Flyer de 1903 restaurado al Museo de Ciencias de Londres en 1928, negándose a exhibirlo en el Instituto Smithsonian porque creía que la institución había "pervertido" la historia de los coches voladores. Charles Lindbergh intentó mediar en la disputa, pero no tuvo éxito. En 1942, después de años de controversias que habían empañado la imagen de la institución, el Instituto finalmente publicó por primera vez una lista de mejoras al Aeródromo y se retractó de las declaraciones engañosas que se habían hecho desde las pruebas de 1914. Orville solicitó en privado al Museo Británico que devolviera el Flyer, pero el avión permaneció almacenado hasta el final de la Segunda Guerra Mundial y llegó a los Estados Unidos después de la muerte de Orville.
Orville Wright
Orville heredó la presidencia compañía wright después de la muerte de Wilbur. Orville, que compartía el disgusto de Wilbur por los negocios, pero no su perspicacia para los negocios, vendió la empresa en 1915. Él, Catherine y su padre Milton se mudaron a una mansión en Hawthorne Hill, Oakwood, Ohio, que había sido construida recientemente por una familia adinerada. Milton murió mientras dormía en 1917. Orville realizó su último vuelo como piloto en 1918. Se retiró de los negocios y se convirtió en funcionario de aviación, sirviendo en varias juntas y comités oficiales, incluido el Comité Asesor Nacional de Aeronáutica, el predecesor de la NASA. Katherine se casó con un ex compañero de clase en 1926; Orville tuvo una actitud negativa hacia este matrimonio. Rechazó la invitación a la boda y dejó de comunicarse con ella. Se reunió con ella, probablemente a petición insistente de Lorin, justo antes de su muerte por neumonía en 1929.
Herencia
Cine
La historia de los hermanos Wright ha sido filmada varias veces. Además, los hermanos aparecen en algunas películas como personajes secundarios; hay documentales, animaciones y películas educativas sobre aviadores, sus inventos y vuelos.
En dos películas, los papeles de los hermanos Wright también los interpretan hermanos. Sí, en una película histórica. Wilbur y Orville: los primeros en volar() protagonizada por Stacy y James Keach, y en la comedia familiar La vuelta al mundo en 80 días.() Owen y Luke Wilson.
En la película para televisión de 1976. Los vientos de Kitty Hawk Los hermanos son interpretados por Michael Moriarty y David Huffman.
Los hermanos también aparecen como personajes secundarios en películas. Conquista del aire (), joven einstein() y algunos otros.
Literatura
En ruso
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En Inglés
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