hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
في عام 1848، كان قد تقدم بما يكفي لبناء طائرة شراعية على شكل طائرة ثلاثية الأجنحة كبيرة وآمنة بما يكفي لحمل طفل. تم اختيار صبي محلي ولكن اسمه غير معروف.
واصل نشر تصميم لطائرة شراعية مأهولة بالحجم الكامل أو «مظلة قابلة للتوجيه» ليتم إطلاقها من منطاد في عام 1852 ثم بنى نسخة قادرة على الإطلاق من قمة تل، حملت أول طيار بالغ عبر وادي برومبتون في عام 1853. هوية الطيار غير معروفة. اقتُرح أنها قد تكون لمُدرِّب خيول كايلي، أو خادمه، أو كبير خدمه، جون أبليبي الذي ربما كان مدرب الخيول أو موظف آخر، أو حتى حفيد كايلي جورج جون كايلي. ما هو معروف هو أنه كان أول من طار في طائرة شراعية بأجنحة وجسم وذيل مميزة، وتتميز بالاستقرار الذاتي وأدوات تحكم يشغلها الطيار: أول مركبة حديثة وعملية بالكامل أثقل من الهواء.
شملت الاختراعات الثانوية المحرك المطاطي، الذي وفر مصدر طاقة موثوقًا لنماذج البحث. بحلول عام 1808، كان قد أعاد اختراع العجلة، مبتكرًا العجلة ذات الأسلاك المشدودة التي تُحمَّل فيها جميع أحمال الضغط بواسطة الحافة، مما يسمح بجهاز الهبوط خفيف الوزن.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
مستلهمًا بشكل مباشر من أعمال كايلي، فتح تصميم ويليام صموئيل هنسون لـ«العربة البخارية الهوائية» عام 1842 آفاقًا جديدة. اقترح هنسون طائرة أحادية السطح ذات جناح عالٍ يبلغ باعها 150 قدم (46 م)، مع محرك بخاري يُشغل مروحتين دافعتين. على الرغم من أنه كان مجرد تصميم، (تم بناء نماذج مصغرة في 1843 أو 1848) إلا أنه كان الأول في التاريخ لطائرة ثابتة الجناحين تعمل بالمروحة. حتى أن هنسون ومعاونه جون سترينجفيلو حلما بإنشاء أول «شركة نقل جوي».
في عام 1856، قام الفرنسي جان ماري لو بري بأول رحلة أعلى من نقطة انطلاقه، عن طريق جعل طائرته الشراعية "L'Albatros artificiel" تُسحب بواسطة حصان على شاطئ. يُقال إنه وصل إلى ارتفاع 100 متر، على مسافة 200 متر.
كانت التطورات البريطانية قد حفزت الباحثين الفرنسيين. ابتداءً من عام 1857، بنى فيليكس دو تيمبل وشقيقه لويس عدة نماذج باستخدام آلية ساعة كمصدر للطاقة ثم محرك بخاري صغير. في عام 1857 أو 1858، تمكن نموذج بوزن 680-غرام (1.5 رطل) من الطيران لفترة وجيزة والهبوط.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
قدم فرانسيس هربرت وينهام أول ورقة بحثية للجمعية الملكية للطيران حديثة التأسيس، بعنوان «عن الحركة الجوية». لقد طور عمل كايلي على الأجنحة المحدبة، وتوصل إلى نتائج مهمة حول كل من مقطع الجناح الهوائي وتوزيع الرفع. لاختبار أفكاره، قام ابتداءً من عام 1858 ببناء عدة طائرات شراعية، مأهولة وغير مأهولة، وبما يصل إلى خمسة أجنحة مكدسة. استنتج بشكل صحيح أن الأجنحة الطويلة والرفيعة ستكون أفضل من تلك الشبيهة بأجنحة الخفافيش التي اقترحها الكثيرون، لأنها ستحتوي على حافة أمامية أكبر بالنسبة لمساحتها. تُعرف هذه العلاقة اليوم بـالنسبة الباعية للجناح.
أصبح الجزء الأخير من القرن التاسع عشر فترة دراسة مكثفة، تميزت بـ«العلماء السادة» الذين مثلوا معظم جهود البحث حتى القرن العشرين. من بينهم كان العالم والفيلسوف والمخترع البريطاني ماثيو بيرس وات بولتون، الذي كتب ورقة مهمة في عام 1864، «عن الحركة الجوية»، وصفت أيضًا التحكم في الطيران الجانبي. كان أول من حصل على براءة اختراع لنظام تحكم بـالجنيحات في عام 1868.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
في عام 1864، نشر الكونت فرديناند شارل هونوري فيليب ديستيرنو دراسة بعنوان «عن طيران الطيور»، وفي العام التالي نشر لويس بيير مويار كتابًا مؤثرًا بعنوان «إمبراطورية الهواء».
شهد عام 1866 تأسيس الجمعية الملكية للطيران وبعد عامين أُقيم أول معرض للطيران في العالم في قصر الكريستال بلندن، حيث مُنح سترينجفيلو جائزة قدرها 100 جنيه إسترليني للمحرك البخاري ذي أفضل نسبة قوة إلى وزن.
في عام 1871، صنع وينهام وبراونينغ أول نفق هوائي. استخدم أعضاء الجمعية النفق وتعلموا أن الأجنحة المحدبة تولد رفعًا أكبر بكثير مما كان متوقعًا وفقًا لمنطق كايلي النيوتوني، بنسب رفع إلى سحب تبلغ حوالي 5:1 عند زاوية 15 درجة. أظهر هذا بوضوح إمكانية بناء آلات طيران عملية أثقل من الهواء: ما تبقى هو مشاكل التحكم وتوفير الطاقة للمركبة.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
قدم ألفونس بينو، وهو فرنسي عاش من 1850 إلى 1880، مساهمات كبيرة في علم الطيران. طور نظرية ملامح الجناح والديناميكا الهوائية وبنى نماذج ناجحة للطائرات والمروحيات والأورنيثوبترات. في عام 1871، قام بتحليق أول طائرة ثابتة الجناحين مستقرة ديناميكيًا هوائيًا، وهو نموذج طائرة أحادية السطح سماها «بلانوفور»، لمسافة 40 متر (130 قدم). دمج نموذج بينو العديد من اكتشافات كايلي، بما في ذلك استخدام الذيل، وزاوية الجناح المزدوجة لتحقيق الاستقرار الذاتي، والطاقة المطاطية. تميز البلانوفر أيضًا بالاستقرار الطولي، حيث تم ضبطه بحيث يكون سطح التوازن الخلفي بزاوية مواجهة أصغر من الأجنحة، وهي مساهمة أصلية ومهمة في نظرية الطيران.
بحلول السبعينيات من القرن التاسع عشر، تم تطوير المحركات البخارية خفيفة الوزن بما يكفي لاستخدامها التجريبي في الطائرات.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
حقق فيليكس دو تيمبل في نهاية المطاف قفزة قصيرة بمركبة مأهولة بالحجم الكامل في عام 1874. كانت طائرته «أحادية السطح» طائرة كبيرة مصنوعة من الألومنيوم، يبلغ باع جناحها 42 قدم 8 بوصة (13 م) ووزنها 176 رطل (80 كـغ) فقط بدون الطيار. أُجريت عدة تجارب بالطائرة، وحققت إقلاعًا بقوتها الذاتية بعد إطلاقها من منحدر، وانزلقت لفترة قصيرة وعادت بسلام إلى الأرض، مما يجعلها أول قفزة ناجحة تعمل بالطاقة في التاريخ، قبل عام من رحلة موي.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
كانت «المركبة البخارية الهوائية»، التي صنعها توماس موي، وتسمى أحيانًا مركبة موي-شيل البخارية الهوائية، طائرة غير مأهولة ذات جناح ترادفي تعمل بمحرك بخاري بقوة 3 حصان (2.2 كـو) يستخدم الكحول المغير كوقود. كان طولها 14 قدم (4.3 م) ووزنها حوالي 216 رطل (98 كـغ) منها 80 رطل (36 كـغ) للمحرك، وتعمل على ثلاث عجلات. تم اختبارها في يونيو 1875 على مسار دائري من الحصى المدحرج يبلغ قطره حوالي 300 قدم (91 م). لم تصل سرعتها إلى أكثر من 12 ميل في الساعة (19 كم/س)، ولكن كانت هناك حاجة إلى سرعة تبلغ حوالي 35 ميل في الساعة (56 كم/س) للإقلاع. ومع ذلك، يُنسب إليها الفضل من قبل المؤرخ تشارلز جيبس-سميث بأنها أول طائرة تعمل بالبخار غادرت الأرض بقوتها الذاتية.
مشروع بينو اللاحق لطائرة برمائية، على الرغم من عدم بنائه، تضمن ميزات حديثة أخرى. كانت طائرة أحادية السطح عديمة الذيل بزعنفة عمودية واحدة ومروحتين جرارتين توأميتين، كما تميزت بأسطح رافعة ودفة خلفية مفصلية، وجهاز هبوط قابل للسحب، وقمرة قيادة مغلقة بالكامل ومجهزة بأدوات القياس.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
كان فيكتور تاتين، مواطن بينو، ذا سلطة مماثلة كمنظر. في عام 1879، قام بتحليق نموذج كان، مثل مشروع بينو، طائرة أحادية السطح بمروحتين جرارتين توأميتين ولكنه كان يحتوي أيضًا على ذيل أفقي منفصل. كان يعمل بالهواء المضغوط، حيث كان خزان الهواء يشكل جسم الطائرة.
في روسيا، قام ألكسندر موخايسكي ببناء طائرة أحادية السطح تعمل بالبخار تُدفع بمروحة جرارة كبيرة واحدة ومروحتين دافعتين أصغر حجمًا. في عام 1884، تم إطلاقها من منحدر وبقيت محمولة جوًا لمسافة 98 قدم (30 م).
في نفس العام في فرنسا، نشر ألكسندر غوبيل عمله La Locomotion Aérienne («الحركة الجوية»)، على الرغم من أن آلة الطيران التي بناها لاحقًا فشلت في الطيران.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
كان السير هيرام مكسيم أمريكيًا انتقل إلى إنجلترا واعتمد الجنسية الإنجليزية. اختار أن يتجاهل إلى حد كبير معاصريه وبنى منصة ذراع دوارة ونفق هوائي خاصين به. في عام 1889، بنى حظيرة طائرات وورشة عمل في أراضي قصر بالدوين في بيكسلي، كنت، وأجرى العديد من التجارب. طور تصميمًا لطائرة ثنائية الأجنحة حصل على براءة اختراع له في عام 1891 وأكمله كمنصة اختبار بعد ثلاث سنوات. كانت آلة ضخمة، يبلغ باع جناحيها 105 قدم (32 م)، وطولها 145 قدم (44 م)، وأسطح أفقية أمامية وخلفية وطاقم من ثلاثة أفراد. كانت المروحتان التوأم تعملان بمحركين بخاريين مركبين خفيفي الوزن، يولد كل منهما 180 حصان (130 كـو). كان الوزن الإجمالي 7,000 رطل (3,200 كـغ). ستضيف التعديلات اللاحقة المزيد من أسطح الأجنحة كما هو موضح في الرسم التوضيحي. كان الغرض منها هو البحث ولم تكن مستقرة ديناميكيًا هوائيًا أو قابلة للتحكم، لذا كانت تعمل على مسار بطول 1,800 قدم (550 م) مع مجموعة ثانية من القضبان المقيدة لمنعها من الإقلاع، إلى حد ما بطريقة مشابهة لـالأفعوانية. في عام 1894، ولّدت الآلة قوة رفع كافية للإقلاع، مما أدى إلى كسر أحد القضبان المقيدة وتلفها في العملية. ثم تخلى مكسيم عن العمل عليها ولكنه سيعود إلى علم الطيران في القرن العشرين لاختبار عدد من التصاميم الأصغر التي تعمل بمحركات احتراق داخلي.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
كان كليمان آدر أحد آخر رواد القوة البخارية، ومثل مكسيم تجاهل معاصريه الذين انتقلوا إلى تقنيات أخرى (انظر القسم التالي). كانت طائرته آدر إيول عام 1890 طائرة أحادية السطح جرارة ذات أجنحة شبيهة بأجنحة الخفافيش حققت قفزة قصيرة وغير متحكم فيها، وبذلك أصبحت أول آلة أثقل من الهواء تقلع بقوتها الذاتية. ومع ذلك، فشلت طائرته المشابهة ولكن الأكبر حجمًا آدر أفيون 3 عام 1897، والتي لم تكن ملحوظة إلا بوجود محركين بخاريين توأمين، في الطيران. بعد مسافة قصيرة، هبت عاصفة من الرياح على الآلة، فانحرفت عن المسار وتوقفت. بعد ذلك سحب الجيش الفرنسي تمويله، لكنه أبقى النتائج سرية. أصدرت اللجنة في نوفمبر 1910 التقارير الرسمية عن محاولات آدر للطيران، مشيرة إلى أنها كانت غير ناجحة.
كانت الطائرة الشراعية التي بُنيت بمساعدة ماسيا وحلق بها بيو لفترة وجيزة عام 1879 مستوحاة من أعمال مويار ولا تزال تشبه الطيور في شكلها. وهي محفوظة في متحف الطيران والفضاء بفرنسا، ويُزعم أنها أقدم آلة طيران حاملة للإنسان لا تزال موجودة.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
في العقد الأخير أو نحو ذلك من القرن التاسع عشر، كان عدد من الشخصيات الرئيسية يعملون على تحسين وتعريف الطائرة الحديثة. قدم الإنجليزي هوراشيو فيليبس مساهمات رئيسية في الديناميكا الهوائية. عمل الألماني أوتو ليلينتال والأمريكي أوكتاف تشانوت بشكل مستقل على الطيران الشراعي. نشر ليلينتال كتابًا عن طيران الطيور، ومضى، من عام 1891 إلى 1896، في بناء سلسلة من الطائرات الشراعية، بتكوينات متنوعة أحادية السطح، وثنائية السطح، وثلاثية السطوح، لاختبار نظرياته. قام بآلاف الرحلات وكان يعمل على طائرات شراعية مزودة بمحركات وقت وفاته.
أجرى فيليبس أبحاثًا مكثفة في نفق هوائي على مقاطع الجنيحات الهوائية، مستخدمًا البخار كمائع تشغيل. أثبت مبادئ الرفع الديناميكي الهوائي التي توقعها كايلي ووينهام، ومنذ عام 1884، حصل على عدة براءات اختراع للجنيحات. تدعم نتائجه جميع تصميمات الجنيحات الحديثة. طور فيليبس لاحقًا نظريات حول تصميم الطائرات متعددة الأجنحة، والتي أظهر لاحقًا أنها لا أساس لها.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
ابتداءً من ثمانينيات القرن التاسع عشر، حدثت تطورات في البناء أدت إلى ظهور أولى الطائرات الشراعية العملية حقًا. كان أربعة أشخاص نشطين بشكل خاص: جون جوزيف مونتغومري، وأوتو ليلينتال، وبيرسي بيلتشر، وأوكتاف تشانوت. تم بناء واحدة من أولى الطائرات الشراعية الحديثة بواسطة جون جيه مونتغومري في عام 1883؛ ادعى مونتغومري لاحقًا أنه قام برحلة ناجحة واحدة بها في عام 1884 بالقرب من سان دييغو. وتم توثيق أنشطة مونتغومري بواسطة تشانوت في كتابه "التقدم في آلات الطيران". ناقش مونتغومري طيرانه خلال المؤتمر الدولي للطيران في شيكاغو عام 1893 ونشر تشانوت تعليقات مونتغومري في ديسمبر 1893 في مجلة American Engineer & Railroad Journal. كما وصف مونتغومري قفزات قصيرة بطائرتيه الشراعيتين الثانية والثالثة في عامي 1885 و 1886. بين عامي 1886 و 1896 ركز مونتغومري على فهم فيزياء الديناميكا الهوائية بدلاً من تجربة آلات الطيران. تم بناء طائرة شراعية معلقة أخرى بواسطة فيلهلم كريس في وقت مبكر يعود إلى عام 1877 بالقرب من فيينا.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
كان أوتو ليلينتال يُعرف بـ«ملك الطائرات الشراعية» أو «الرجل الطائر» في ألمانيا. قام بتكرار عمل وينهام وتوسع فيه بشكل كبير في عام 1884، ونشر بحثه في عام 1889 تحت عنوان طيران الطيور كأساس للطيران. كما أنتج سلسلة من الطائرات الشراعية من النوع المعروف الآن باسم الطائرة الشراعية المعلقة، بما في ذلك أشكال أجنحة الخفافيش، وأحادية السطح، وثنائية السطح، مثل طائرة ديرفيتزر الشراعية[الإنجليزية] وجهاز الطيران الشراعي العادي[الإنجليزية]. ابتداءً من عام 1891، أصبح أول شخص يقوم بعمليات انزلاق جوي منتظمة غير مربوطة، وأول من تم تصويره وهو يطير بآلة أثقل من الهواء، مما أثار الاهتمام في جميع أنحاء العالم. قام بتوثيق عمله بدقة، بما في ذلك الصور الفوتوغرافية، ولهذا السبب يعد من أشهر الرواد الأوائل. كما روج لفكرة «القفز قبل الطيران»، مقترحًا أن يبدأ الباحثون بالطائرات الشراعية ويتدرجوا، بدلاً من مجرد تصميم آلة تعمل بالطاقة على الورق والأمل في أن تنجح. قام ليلينتال بأكثر من 2000 عملية انزلاق حتى وفاته عام 1896 متأثرًا بجروح أصيب بها في حادث تحطم طائرة شراعية. كان ليلينتال يعمل أيضًا على محركات صغيرة مناسبة لتشغيل تصاميمه وقت وفاته.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
متابعًا من حيث توقف ليلينتال، تولى أوكتاف تشانوت تصميم الطائرات بعد تقاعد مبكر ومول تطوير العديد من الطائرات الشراعية. في صيف عام 1896، قام فريقه بتحليق العديد من تصاميمهم مرات عديدة في ميلر بيتش، إنديانا، وقرروا في النهاية أن الأفضل هو تصميم ثنائي الأجنحة. مثل ليلينتال، قام بتوثيق عمله وصوره أيضًا، وكان مشغولاً بالمراسلة مع باحثين ذوي تفكير مماثل حول العالم. كان تشانوت مهتمًا بشكل خاص بحل مشكلة عدم الاستقرار الديناميكي الهوائي للطائرة أثناء الطيران، وهو ما تعوضه الطيور بتصحيحات فورية، ولكن كان على البشر معالجته إما بأسطح تثبيت وتحكم أو عن طريق تحريك مركز ثقل الطائرة، كما فعل ليلينتال. كانت المشكلة الأكثر إثارة للقلق هي عدم الاستقرار الطولي (التباعد)، لأنه مع زيادة زاوية مواجهة الجناح، يتحرك مركز الضغط إلى الأمام ويزيد الزاوية أكثر. بدون تصحيح فوري، سترتفع مقدمة المركبة وتدخل في حالة انهيار. وكان فهم العلاقة بين التحكم الجانبي والاتجاهي أكثر صعوبة بكثير.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
في بريطانيا، قام بيرسي بيلتشر، الذي عمل لدى مكسيم وبنى وحلق بنجاح بعدة طائرات شراعية خلال منتصف إلى أواخر تسعينيات القرن التاسع عشر، ببناء نموذج أولي لطائرة تعمل بالطاقة في عام 1899، أظهرت الأبحاث الحديثة أنها كانت ستكون قادرة على الطيران. ومع ذلك، مثل ليلينتال، توفي في حادث طائرة شراعية قبل أن يتمكن من اختبارها.
ساعدت المنشورات، ولا سيما كتاب أوكتاف تشانوت التقدم في آلات الطيران عام 1894 ومنشورات جيمس مينز مشكلة طيران الإنسان (1894) والحوليات الجوية (1895-1897)، في إيصال الأبحاث والأحداث الجارية إلى جمهور أوسع.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
أدى اختراع الطائرة الورقية الصندوقية خلال هذه الفترة من قبل الأسترالي لورانس هارغريف إلى تطوير الطائرة ثنائية السطح العملية. في عام 1894، ربط هارغريف أربعًا من طائراته الورقية معًا، وأضاف مقعدًا معلقًا، وطار لمسافة 16 قدم (4.9 م). من خلال إثباته لجمهور متشكك أنه من الممكن بناء آلة طيران آمنة ومستقرة، فتح هارغريف الباب لمخترعين ورواد آخرين. كرس هارغريف معظم حياته لبناء آلة تطير. كان يؤمن بشدة بالتواصل المفتوح داخل المجتمع العلمي ولم يسجل براءات اختراع لاختراعاته. بدلاً من ذلك، نشر نتائج تجاربه بدقة لكي يحدث تبادل متبادل للأفكار مع المخترعين الآخرين العاملين في نفس المجال، وذلك لتسريع التقدم المشترك. بحلول عام 1889، كان قد بنى محركًا دوارًا يعمل بالهواء المضغوط.
أصبح أوكتاف تشانوت مقتنعًا بأن الطائرات متعددة الأجنحة أكثر فعالية من الطائرة أحادية السطح وقدم هيكل الجناح المدعوم بـ"الدعامات والأسلاك" والذي، بمزيجه من الصلابة والخفة، سيأتي ليهيمن على تصميم الطائرات لعقود قادمة في شكل الطائرة ثنائية الأجنحة.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
حتى القفز من المناطيد بدأ ينجح. في عام 1905، تم حمل دانيال مالوني بواسطة منطاد في طائرة شراعية ذات جناح ترادفي صممها جون مونتغومري إلى ارتفاع 4,000 قدم (1,200 م) قبل إطلاقه، لينزلق ويهبط في موقع محدد مسبقًا كجزء من عرض عام كبير للطيران الجوي في سانتا كلارا، كاليفورنيا. ومع ذلك، بعد عدة رحلات ناجحة، خلال صعود في يوليو 1905، اصطدم حبل من المنطاد بالطائرة الشراعية، وعانت الطائرة الشراعية من فشل هيكلي بعد الإطلاق، مما أدى إلى وفاة مالوني.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
كان غوستاف فايسكوبف ألمانيًا هاجر إلى الولايات المتحدة، حيث سرعان ما غير اسمه إلى وايتهيد. من عام 1897 إلى 1915، صمم وبنى آلات طيران ومحركات. في 14 أغسطس 1901، ادعى وايتهيد أنه قام برحلة طيران مُتحكم فيها ومدعومة بالطاقة في طائرته أحادية السطح وايتهيد رقم 21 في فيرفيلد، كونيتيكت. نُشر تقرير عن الرحلة المزعومة في صحيفة Bridgeport Sunday Herald وتم تكراره في العديد من الصحف الأمريكية وبعض الصحف الخارجية. ادعى وايتهيد رحلتين أخريين في 17 يناير 1902، باستخدام طائرته أحادية السطح رقم 22. ووصفها بأنها تحتوي على محرك بقوة 40 حصان (30 كـو) مع مروحتين جرارتين توأميتين ويتم التحكم فيها عن طريق سرعة المروحة التفاضلية والدفة. ادعى أنه طار في دائرة طولها 10 كيلومتر (6.2 ميل).
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
تُرفض ادعاءات وايتهيد بشكل عام من قبل مؤرخي الطيران. مؤسسة سميثسونيان والجمعية الملكية للطيران من بين أولئك الذين لا يقبلون أن وايتهيد طار كما ورد. في مارس 2013، نشرت جينز لجميع طائرات العالم مقالاً افتتاحيًا بقلم بول جاكسون اعتبر رحلة وايتهيد أول رحلة مأهولة ومدعومة بالطاقة ومُتحكم فيها لمركبة أثقل من الهواء. لاحقًا، نأت الشركة المالكة لـ جينز بنفسها عن المقال الافتتاحي، مشيرة إلى أن «المقال يعكس رأي السيد جاكسون في القضية وليس رأي IHS Jane's».
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
بعد مسيرة مهنية متميزة في علم الفلك وقبل وقت قصير من توليه منصب أمين مؤسسة سميثسونيان، بدأ صموئيل بييربونت لانغلي تحقيقًا جادًا في الديناميكا الهوائية في ما يعرف اليوم بجامعة بيتسبرغ. في عام 1891، نشر كتاب تجارب في الديناميكا الهوائية مفصلاً أبحاثه، ثم تحول إلى بناء تصاميمه. كان يأمل في تحقيق استقرار ديناميكي هوائي تلقائي، لذا لم يولِ اهتمامًا كبيرًا للتحكم أثناء الطيران. في 6 مايو 1896، قامت طائرة لانغلي إيرودروم رقم 5[الإنجليزية] بأول رحلة ناجحة مستمرة لمركبة غير مأهولة ومدعومة بمحرك وأثقل من الهواء ذات حجم كبير. تم إطلاقها من منجنيق يعمل بزنبرك مثبت فوق منزل عائم على نهر بوتوماك بالقرب من كوانتيكو، فيرجينيا. أُجريت رحلتان بعد ظهر ذلك اليوم، واحدة لمسافة 1,005 متر (3,297 قدم) والثانية لمسافة 700 متر (2,300 قدم)، بسرعة تقارب 25 ميل في الساعة (40 كم/س). في كلتا المناسبتين، هبطت إيرودروم رقم 5 في الماء كما هو مخطط لها، لأنه لتوفير الوزن، لم تكن مجهزة بجهاز هبوط. في 28 نوفمبر 1896، أُجريت رحلة ناجحة أخرى بـ إيرودروم رقم 6[الإنجليزية]. هذه الرحلة، التي بلغت مسافتها 1,460 متر (4,790 قدم)، شهدها وصورها ألكسندر غراهام بيل. كانت إيرودروم رقم 6 في الواقع هي إيرودروم رقم 4 معدلة بشكل كبير. لم يتبق سوى القليل جدًا من الطائرة الأصلية لدرجة أنها أُعطيت تسمية جديدة.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
مع نجاحات إيرودروم رقم 5 ورقم 6، بدأ لانغلي في البحث عن تمويل لبناء نسخة بالحجم الكامل ومأهولة من تصاميمه. وبدافع من الحرب الأمريكية الإسبانية، منحته الحكومة الأمريكية 50,000 دولار لتطوير آلة طيران مأهولة للاستطلاع الجوي. خطط لانغلي لبناء نسخة مكبرة تُعرف باسم إيرودروم إيه، وبدأ بـإيرودروم ربع المقياس الأصغر، التي طارت مرتين في 18 يونيو 1901، ثم مرة أخرى بمحرك أحدث وأكثر قوة في عام 1903.
مع نجاح اختبار التصميم الأساسي على ما يبدو، تحول بعد ذلك إلى مشكلة إيجاد محرك مناسب. تعاقد مع ستيفن بالزر لبناء واحد، لكنه أصيب بخيبة أمل عندما قدم المحرك 8 حصان (6.0 كـو) فقط بدلاً من 12 حصان (8.9 كـو) التي توقعها. قام مساعد لانغلي، تشارلز مانلي، بإعادة تصميم المحرك ليصبح محركًا شعاعيًا خماسي الأسطوانات مبردًا بالماء يولد 52 حصان (39 كـو) عند 950 دورة في الدقيقة، وهو إنجاز استغرق سنوات لتكراره. الآن مع توفر كل من القوة والتصميم، جمع لانغلي الاثنين مع آمال كبيرة.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
لخيبة أمله، أثبتت الطائرة الناتجة أنها هشة للغاية. مجرد تكبير النماذج الصغيرة الأصلية أدى إلى تصميم ضعيف جدًا لدرجة أنه لا يستطيع الحفاظ على تماسكه. انتهت عمليتا إطلاق في أواخر عام 1903 بتحطم الإيرودروم على الفور في الماء. تم إنقاذ الطيار، مانلي، في كل مرة. كما أن نظام التحكم في الطائرة لم يكن كافيًا للسماح بردود فعل سريعة من الطيار، ولم يكن لديه أي طريقة للتحكم الجانبي، وكان الاستقرار الجوي لـ الإيرودروم هامشيًا.
فشلت محاولات لانغلي للحصول على مزيد من التمويل، وانتهت جهوده. بعد تسعة أيام من إطلاقه الفاشل الثاني في 8 ديسمبر، نجح الأخوان رايت في تحليق طائرتهما فلاير. أجرى غلين كيرتس 93 تعديلاً على الإيرودروم وحلق بهذه الطائرة المختلفة تمامًا في عام 1914. دون الاعتراف بالتعديلات، أكدت مؤسسة سميثسونيان أن إيرودروم لانغلي كانت أول آلة «قادرة على الطيران». تراجعت سميثسونيان في النهاية عن هذا الادعاء في عام 1928.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
كان ريتشارد بيرس (3 ديسمبر 1877 - 29 يوليو 1953) مزارعًا ومخترعًا نيوزيلنديًا أجرى تجارب طيران رائدة. يصف شهود تمت مقابلتهم بعد سنوات عديدة مشاهدتهم لبيرس وهو يطير ويهبط بآلة تعمل بالطاقة وأثقل من الهواء في 31 مارس 1903.
حل الأخوان رايت مشاكل التحكم والقوة التي واجهت رواد الطيران. اخترعوا التحكم في الانعطاف باستخدام لي الجناح ودمجوا الانعطاف مع التحكم المتزامن في الانحراف باستخدام دفة خلفية قابلة للتوجيه. على الرغم من أن ليّ الجناح كوسيلة للتحكم في الانعطاف لم يُستخدم إلا لفترة وجيزة خلال التاريخ المبكر للطيران، إلا أن ابتكار دمج التحكم في الانعطاف والانحراف كان تقدمًا أساسيًا في التحكم في الطيران. للتحكم في الخطران (pitch)، استخدم الأخوان رايت رافعة أمامية (canard)، وهو عنصر تصميم آخر أصبح قديمًا لاحقًا.
أجرى الأخوان رايت اختبارات صارمة في نفق هوائي على الجنيحات الهوائية واختبارات طيران لطائرات شراعية بالحجم الكامل. لم يقتصروا على بناء طائرة عاملة تعمل بالطاقة، وهي رايت فلاير، بل قدموا أيضًا تقدمًا كبيرًا في علم هندسة الطيران.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
ركزوا على قابلية التحكم في الطائرات غير المزودة بالطاقة قبل محاولة تحليق تصميم يعمل بالطاقة. من عام 1900 إلى 1902، قاموا ببناء وتحليق سلسلة من ثلاث طائرات شراعية. كانت الطائرتان الأوليان أقل كفاءة بكثير مما توقعه الأخوان رايت، بناءً على تجارب وكتابات أسلافهم في القرن التاسع عشر. كانت طائرتهم الشراعية لعام 1900 تمتلك حوالي نصف قوة الرفع التي توقعوها، وأدت طائرة 1901 أداءً أسوأ، حتى أُجريت عليها تعديلات مؤقتة جعلتها صالحة للخدمة.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
بحثًا عن إجابات، بنى الأخوان رايت نفقًا هوائيًا خاصًا بهم وزودوه بجهاز قياس متطور لحساب الرفع والمقاومة لـ 200 تصميم جناح مختلف بحجم النموذج قاموا بإنشائه. نتيجة لذلك، صحح الأخوان رايت الأخطاء السابقة في حسابات الرفع والمقاومة واستخدموا هذه المعرفة لبناء طائرتهم الشراعية لعام 1902، وهي الثالثة في السلسلة. أصبحت أول آلة طيران مأهولة وأثقل من الهواء يمكن التحكم فيها ميكانيكيًا في جميع المحاور الثلاثة: الخطران والانعطاف والانحراف. تضمن تصميمها الرائد أيضًا أجنحة ذات نسبة باعية أعلى من الطائرات الشراعية السابقة. نجح الأخوان في تحليق طائرة 1902 مئات المرات، وأدت أداءً أفضل بكثير من نسختيهما السابقتين.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
للحصول على طاقة كافية لطائرتهما فلاير التي تعمل بالمحرك، قام الأخوان رايت بتصميم وبناء محرك احتراق داخلي منخفض الطاقة. باستخدام بيانات نفق الهواء الخاصة بهم، قاموا بتصميم ونحت مراوح خشبية كانت أكثر كفاءة من أي مراوح سابقة، مما مكنهم من الحصول على أداء كافٍ من قوة محركهم المنخفضة. تأثر تصميم فلاير أيضًا برغبة الأخوين رايت في تعليم أنفسهم الطيران بأمان دون مخاطرة غير معقولة بالحياة والأطراف، ولجعل حوادث التحطم قابلة للنجاة. أدت قوة المحرك المحدودة إلى سرعات طيران منخفضة والحاجة إلى الإقلاع في مواجهة الرياح.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
وفقًا لـمؤسسة سميثسونيان والاتحاد الدولي للرياضات الهوائية (FAI)، قام الأخوان رايت بأول رحلة مأهولة مستمرة ومُتحكم فيها ومدعومة بالطاقة لمركبة أثقل من الهواء في كيل ديفل هيلز، كارولاينا الشمالية، على بعد 4 ميل (6.4 كـم) جنوب كيتي هوك، كارولاينا الشمالية، في 17 ديسمبر 1903. تم تسجيل الرحلة الأولى بواسطة أورفيل رايت، لمسافة 120 قدم (37 م) في 12 ثانية، في صورة فوتوغرافية شهيرة. في الرحلة الرابعة من نفس اليوم، طار ويلبر رايت لمسافة 852 قدم (260 م) في 59 ثانية. أظهر التحليل الحديث الذي أجراه البروفيسور فريد إي سي كوليك وهنري آر ريكس (1985) أن طائرة رايت فلاير لعام 1903 كانت غير مستقرة لدرجة أنه كان من شبه المستحيل التحكم فيها من قبل أي شخص باستثناء الأخوين رايت، اللذين تدربا على طائرة 1902 الشراعية.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
واصل الأخوان رايت تطوير آلاتهم الطائرة والطيران في مرج هوفمان بالقرب من دايتون، أوهايو، في 1904-1905. بعد حادث تحطم في عام 1905، أعادوا بناء فلاير 3 وأجروا تغييرات تصميمية مهمة. قاموا بمضاعفة حجم الرافعة والدفة تقريبًا ونقلوها إلى مسافة ضعف بعدها عن الأجنحة. أضافوا ريشتين عموديتين ثابتتين (تسمى "blinkers") بين الرافعات، وأعطوا الأجنحة زاوية مزدوجة طفيفة جدًا. فصلوا الدفة عن تحكم ليّ الجناح، وكما هو الحال في جميع الطائرات المستقبلية، وضعوها على مقبض تحكم منفصل. أصبحت فلاير 3 أول طائرة عملية (على الرغم من عدم وجود عجلات واستخدام جهاز إطلاق)، تطير باستمرار تحت السيطرة الكاملة وتعيد طيارها إلى نقطة البداية بأمان وتهبط دون ضرر. في 5 أكتوبر 1905، طار ويلبر لمسافة 24 ميل (39 كـم) في 39 دقيقة و 23 ثانية".
في نهاية المطاف، تخلى الأخوان رايت عن الجناح الأمامي تمامًا، حيث احتوت طائرة رايت موديل بي لعام 1910 بدلاً من ذلك على ذيل بالطريقة التي أصبحت تقليدية بحلول ذلك الوقت.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
وفقًا لعدد أبريل 1907 من مجلة ساينتفك أمريكان، بدا أن الأخوين رايت يمتلكان المعرفة الأكثر تقدمًا في الملاحة الأثقل من الهواء في ذلك الوقت. ومع ذلك، ادعى نفس العدد من المجلة أيضًا أنه لم يتم إجراء أي رحلة عامة في الولايات المتحدة قبل عدد أبريل 1907. ومن ثم، ابتكروا جائزة ساينتفك أمريكان للطيران من أجل تشجيع تطوير آلة طيران أثقل من الهواء.
بمجرد تحقيق الطيران المدعوم بالطاقة والمُتحكم فيه، ظل التقدم ضروريًا لإنشاء آلة طيران عملية للاستخدام العام. تُسمى هذه الفترة التي سبقت الحرب العالمية الأولى أحيانًا بـالطيران في العصر الرائد.
آلات طيران مبكرة الطائرات الشراعية
يرتبط تاريخ الطيران المبكر المدعوم بالطاقة ارتباطًا وثيقًا بتاريخ بناء المحركات المبكرة. صمم الأخوان رايت محركاتهم الخاصة. استخدموا محرك طيران واحدًا، من النوع المضمن رباعي الأسطوانات مبرد بالماء بقوة 12 حصان (8.9 كـو) مع خمسة محامل رئيسية وحقن للوقود. أما مركبة وايتهيد فكانت مدعومة بمحركين من تصميمه: محرك أرضي بقوة 10 حصان (7.5 كـو) يقود العجلات الأمامية في محاولة للوصول إلى سرعة الإقلاع ومحرك أسيتيلين بقوة 20 حصان (15 كـو) يشغل المراوح. كان وايتهيد ميكانيكيًا ذا خبرة، ويُقال إنه جمع الأموال لطائرته عن طريق صنع وبيع المحركات لطيارين آخرين. لم تكن معظم المحركات المبكرة قوية أو موثوقة بما يكفي للاستخدام العملي، وكان تطوير المحركات المحسنة يسير جنبًا إلى جنب مع التحسينات في هياكل الطائرات نفسها.