Samuel Langley

Samuel Pierpont Langley (22 Augustus 1834 – 27 Februarie 1906) was 'n Amerikaanse sterrekundige, fisikus, uitvinder van die bolometer en lugvaartpionier. Benewens die feit dat hy die derde sekretaris van die Smithsonian-instelling geword het, was hy ook 'n professor in sterrekunde aan die Universiteit van Pittsburgh, waar hy die direkteur van die Allegheny-sterrewag was.

Lewensloop
Langley is op 23 Augustus 1834 in Roxbury, Boston, gebore.

Langley het die Boston Latynskool bygewoon en aan die Engelse Hoërskool van Boston gegradueer, waarna hy 'n assistent in die Harvard College Observatory geword het. Hy het toe  'n werk by die Verenigde State se Vlootakademie bekom, oënskynlik as 'n professor in wiskunde. Hy is egter eintlik soontoe gestuur om die Akademie se klein sterrewag te restoureer. In 1867 word hy die direkteur van die Allegheny-sterrewag en 'n professor in sterrekunde aan die Universiteit van Pittsburgh (toe bekend as die Wes-Universiteit van Pennsilvanië), 'n pos wat hy beklee het tot 1891, selfs terwyl hy die derde sekretaris van die Smithsonian-instelling geword het in 1887. Langley was die stigter van die Smithsonian Astrophysical Observatory. In 1875 is hy verkies as 'n lid tot die American Philosophical Society. In 1888 is Langley verkies as 'n lid van die American Antiquarian Society. In 1898 ontvang hy die Prix Jules Janssen, die hoogste toekenning van die Societe Astronomique de France, die Franse Sterrekundige Vereniging.

Allegheny-sterrewag
Langley het in 1867 in Pittsburgh aangekom om die eerste direkteur van die Allegheny-sterrewag te word, nadat die instelling in moeilike tye verval het en aan die Wes-Universiteit van Pennsilvanië gegee is. Teen daardie tyd was die departement in wanorde – toerusting was stukkend, daar was geen biblioteek nie en die gebou moes herstel word. Deur die vriendskap en hulp van William Thaw Sr., 'n industriële leier in Pittsburgh, was Langley in staat om die sterrewagtoerusting te verbeter en bykomende apparate te bou. Een van die nuwe instrumente was 'n klein transito-teleskoop wat gebruik is om die posisie van die sterre waar te neem terwyl hulle die hemelse meridiaan kruis.

Hy het grootliks geld vir die departement ingesamel deur standaardtyd na stede en spoorweë te versprei. Tot dan is korrekte tyd slegs af en toe vanaf Amerikaanse sterrewagte vir openbare gebruik gestuur. Horlosies is in daardie dae met die hand gedraai en tyd was geneig om onakkuraat te wees. Presiese tyd was nie juis nodig nie. Dit was genoeg om te weet dat die son op die middaguur direk bo die kop was. Dit het verander met die koms van spoorweë, wat die gebrek aan standaardtyd gevaarlik gemaak het. Treine het volgens 'n gepubliseerde skedule gery, maar skedulering was chaoties. As die horlosies van 'n ingenieur en 'n skakeloperateur met selfs 'n minuut of twee verskil, kan treine terselfdertyd op dieselfde spoor wees en bots.

Met behulp van astronomiese waarnemings wat van die nuwe teleskoop verkry is, het Langley 'n presiese tydstandaard, insluitend tydsones, ontwerp wat as die Allegheny-tydstelsel bekend geword het. Aanvanklik het hy tydseine aan Allegheny-stadsbesighede en die Pennsylvania Railroad versprei. Uiteindelik, twee keer per dag, het die Allegheny-tydseine die regte tyd gegee via 4 713 myl se telegraaflyne na alle spoorweë in die VSA en Kanada. Langley het die geld van die spoorweë gebruik om die sterrewag te finansier. Vanaf ongeveer 1868 het inkomste uit Allegheny-tyd voortgegaan om die sterrewag te finansier, totdat die Amerikaanse vlootsterrewag die seine via belastingbetalersfinansiering in 1883 begin verskaf het.

Nadat befondsing bekom  was, het Langley  sy tyd by die sterrewag gewy om die Son te ondersoek. Hy het sy tekenvaardighede – van sy eerste werk uit hoërskool – gebruik om honderde tekeninge van sonverskynsels te maak, waarvan baie die eerste was wat die wêreld gesien het. Sy merkwaardig gedetailleerde 1873-illustrasie van 'n sonkol, waargeneem terwyl hy die sterrewag se 13-duim Fitz-Clark-refraktor gebruik het, het 'n klassieke illustrasie geword. Dit verskyn op bladsy 21 van sy boek, The New Astronomy, en is ook wyd in die Amerikas en Europa herdruk.

In 1886 het Langley die eerste Henry Draper-medalje van die Nasionale Akademie van Wetenskappe ontvang vir sy bydraes tot sonkragfisika. Sy publikasie in 1890 van infrarooi waarnemings by die Allegheny-sterrewag in Pittsburgh saam met Frank Washington Very, gevoeg by  die data wat hy van sy uitvinding, die bolometer, versamel het, is deur Svante Arrhenius gebruik om die eerste berekeninge oor die kweekhuiseffek te maak. In 1898 het Langley die Prix Jules Janssen ontvang, die hoogste toekenning van die Société astronomique de France (die Franse sterrekundige vereniging).

Lugvaart werk

Langley het probeer om 'n werkende loodsbare swaarder-as-lug-vliegtuig te maak. Sy modelle het gevlieg, maar sy twee pogings tot bemande vlugte was nie suksesvol nie. Langley het in 1887 met rubberband-aangedrewe modelle en sweeftuie begin eksperimenteer. (Volgens een boek kon hy nie Alphonse Pénaud se tyd in die lug met rubberkrag bereik nie, maar het in elk geval volgehou.) Hy het 'n roterende arm gebou (wat soos 'n windtonnel funksioneer) en het groter vlieënde modelle gemaak wat deur miniatuurstoomenjins aangedryf word. Langley het besef dat volgehoue aangedrewe vlug moontlik was toe hy gevind het dat 'n 1 lb. koperplaat wat deur 'n veer aan die roterende arm gehang is, omhoog gehou kon word deur 'n veerspanning van minder as 1 ons.

Langley het verstaan dat vliegtuie stukrag nodig het om weerstand van voorwaartse spoed te oorkom, het waargeneem dat plat plate hoër aspekverhoudings hoër lig en laer weerstand het, en het in 1902 gesê "'n Vliegtuig van vaste grootte en gewig sal minder dryfkrag nodig hê hoe vinniger dit vlieg". teen-intuïtiewe effek van geïnduseerde sleur. 

Hy het die skrywer Rudyard Kipling rondom hierdie tyd ontmoet, wat een van Langley se eksperimente in sy outobiografie beskryf het:
 “Deur Roosevelt het ek professor Langley van die Smithsonian ontmoet, 'n ou man wat 'n modelvliegtuig ontwerp het wat aangedryf is - want petrol het nog nie opgedaag nie - deur 'n miniatuur flits-stoomenjin, 'n wonder van delikate vakmanskap. Dit het meer as tweehonderd treë tydens 'n toets gevlieg en ditself daarna in die water van die Potomac verdrink, wat vir die pers van sy land groot vreugde en humor veroorsaak het. Langley het dit koel genoeg aanvaar en vir my gesê dat, alhoewel hy nooit tot dan sou lewe nie, dat ek die bestaan van die vliegtuig moet beleef.”

Sy eerste sukses het op 6 Mei 1896 gekom toe sy nommer 5 ongeloodsde model wat 11 kg geweeg het, twee vlugte van 700 m en 1 000 m gemaak het ná 'n katapult lansering vanaf 'n boot op die Potomacrivier. Die afstand was tien keer langer as enige vorige eksperiment met 'n swaarder-as-lug-vlieënde masjien, wat bewys dat stabiliteit en voldoende hefkrag in so 'n tuig verkry kon word.

Op 11 November daardie jaar het sy nommer 6-model meer as 1 500 m gevlieg. In 1898, gebaseer op die sukses van sy modelle, het Langley 'n Oorlogsdepartement-toekenning van $50 000 en $20 000 van die Smithsonian ontvang om 'n prototipe vliegtuig te ontwikkel, wat hy 'n "Aerodrome" genoem het (ontgin uit Griekse woorde wat rofweg vertaal word as "lughardloper"). Langley het Charles M. Manly (1876–1927) as ingenieur en toetsvlieënier aangestel. Toe Langley van sy vriend Octave Chanute gehoor het van die Wright-broers se sukses met hul 1902-sweeftuig, het hy probeer om die Wrights te ontmoet, maar hulle het sy versoek beleefd ontduik.

Terwyl die volgrootte Aerodrome ontwerp en gebou is, is die binnebrandenjin aan die vervaardiger Stephen M. Balzer (1864–1940) uitgekontrakteer. Toe hy nie daarin slaag om 'n enjin volgens die krag- en gewigspesifikasies te vervaardig nie, het Manly die ontwerp voltooi. Hierdie enjin het baie meer krag gehad as die enjin van die Wright-broers se eerste vliegtuig—50 pk in vergelyking met 12 pk. Die enjin, meestal die tegniese werk van ander manne as Langley, was waarskynlik die projek se vernaamste bydrae tot die lugvaart.  Die geloodsde masjien het tandemvlerke (een agter die ander) met draadstutte gehad. Dit het 'n Pénaud-stert vir duik- en swaaibeheer gehad, maar geen rolbeheer nie, afhangende eerder van die dihidrale hoek van die vlerke, net soos die modelle, vir die handhawing van 'n ongeveer gelyke vlug.

In teenstelling met die Wright-broers se ontwerp van 'n beheerbare vliegtuig wat met hulp van 'n sterk wind van voor kon vlieg en op vaste grond kon land, het Langley veiligheid gesoek deur in kalm lug oor die Potomacrivier te oefen. Dit het 'n katapult vereis om te lanseer. Die tuig het geen landingstoerusting gehad nie, die plan was om in die water af te daal na demonstrasie van vlug wat, indien suksesvol, 'n gedeeltelike, indien nie totale, herbou van die masjien sou behels. Langley het die projek laat vaar ná twee ongelukke met opstyg op 7 Oktober en 8 Desember 1903.

In die eerste poging het Langley gesê die vlerk het 'n deel van die katapult geraak, wat gelei het tot 'n duik in die rivier "soos 'n handvol sement," volgens een verslaggewer. Met die tweede poging het die tuig opgebreek toe dit die katapult verlaat het (Hallion, 2003; Nalty, 2003). Manly is albei kere ongedeerd uit die rivier gevind. Koerante het groot sport van die mislukkings gemaak, en sommige lede van die Kongres het die projek sterk gekritiseer.

Die Aerodrome is in 1914 deur Glenn Curtiss verander en 'n paar honderd voet gevlieg, as deel van sy poging om die Wright-broers se patent te beveg, en as 'n poging deur die Smithsonian om Langley se lugvaartreputasie te red. Nietemin het howe die patent bekragtig. Die Curtiss-vlugte het die Smithsonian egter aangemoedig om die Aerodrome in sy museum te vertoon as "die eerste mensdraende vliegtuig in die geskiedenis van die wêreld wat in staat is tot volgehoue vrye vlug". Fred Howard, wat die kontroversie breedvoerig gedokumenteer het, het geskryf: "Dit was 'n leuen suiwer en eenvoudig, maar dit het die imprimatur van die eerbiedwaardige Smithsonian gedra en sou oor die jare sy weg in tydskrifte, geskiedenisboeke en ensiklopedieë vind, tot groot ergernis van diegene wat vertroud is met die feite.” (Howard, 1987). Die Smithsonian se optrede het 'n dekade lange vete veroorsaak met die oorlewende Wright-broer, Orville, wat beswaar gemaak het teen die instelling se eis van voorrang vir die Aerodrome.

Anders as die Wright-broers met hul uitvinding van drie-assige beheer, het Langley geen effektiewe manier gehad om 'n vliegtuig te beheer wat te groot was om deur die gewig van die vlieënier se liggaam te maneuver nie. As die Aerodrome dus stabiel gevlieg het, soos die modelle gedoen het, sou Manly in aansienlike gevaar gewees het as die masjien, onbeheers, afsak vir 'n landing—veral as dit weg van die rivier en oor vaste grond gedwaal het.

Bolometer
In 1880 het Langley die bolometer uitgevind, 'n instrument wat aanvanklik gebruik is om ver-infrarooi straling te meet Die bolometer het wetenskaplikes in staat gestel om 'n verandering in temperatuur van minder as 1/100 000 van 'n graad Celsius op te spoor Dit het die grondslag gelê vir die metings van die hoeveelheid sonenergie op die Aarde. Hy het in 1881 'n referaat daaroor gepubliseer, "The Bolometer and Radiant Energy". Hy het een van die eerste pogings aangewend om die oppervlaktemperatuur van die Maan te meet, en sy meting van interferensie van die infrarooi straling deur koolstofdioksied in die aarde se atmosfeer is in 1896 deur Svante Arrhenius gebruik om die eerste berekening te maak van hoe klimaat sou verander vanaf 'n toekomstige verdubbeling van koolstofdioksiedvlakke.

Kommersiële tyddiens 
Begin met sy ampstermyn by Allegheny-sterrewag in die Pittsburgh-omgewing in die laat 1860's, was Langley 'n groot rolspeler in die ontwikkeling van astronomies-afgeleide en gereguleerde tydverspreidingsdienste in Amerika deur die latere helfte van die 19de eeu. Sy werk met die spoorweë in hierdie gebied word dikwels aangehaal as sentraal tot die vestiging van die Standaard Tydsones-stelsel. Sy baie suksesvolle en winsgewende tydverkope aan die Pennsylvania Railroad het uitgestaan onder die talle nie-regeringsgebaseerde sterrewagte van die dag wat grootliks hul navorsing gesubsidieer het deur tyddiensverkope aan streeksspoorweë en die stede wat hulle bedien het. Die Verenigde State se vlootsterrewag se toenemende oorheersing op hierdie gebied het hierdie streeksterrewagte se lewensbestaan bedreig en Langley het 'n leier geword in pogings om die lewensvatbaarheid van hul kommersiële programme te bewaar.

Dood 
Langley het homself verantwoordelik gehou vir die verlies van fondse ná die ontdekking in Junie 1905 dat Smithsonian-rekenmeester William Karr besig was om geld van die instelling te verduister. Langley het sy salaris in die nadraai geweier. In November het hy 'n beroerte gehad. In Februarie 1906 het hy na Aiken, Suid-Carolina verhuis om te herstel, maar het weer 'n beroerte gehad en is op 27 Februarie dood. Hy is in die Forest Hills-begraafplaas in Boston begrawe.

Nalatingskap 
Lug- en seevaartuie, fasiliteite, 'n eenheid sonstraling en 'n toekenning is ter ere van Langley vernoem, insluitend:

 Langley goue medalje van die Smithsonian Instelling  

 NASA Langley Research Center (NASA LaRC), Hampton, Virginia  

 Langley Lugmagbasis

 Langley Hall in die Universiteit van Pittsburgh

 Langley High School in Pittsburgh

 Langley Memorial Aeronautical Laboratory

 Langley eenheid van son radiasie

 Mount Langley in die Sierra Nevada

 USS Langley (CV-1)

 USS Langley (DE 131), geloods  10 Julie 1942 en hernoem Hammann op 1 Augustus 1942

 USS Langley (CVL-27)

 Seadrome Langley, bedoel as een in 'n ketting van Atlantiese lugvaart-wegstasies, gekanselleer weens die Depressie

 SS Samuel P. Langley, U.S. Liberty Ship

 Samuel P. Langley laerskool in Hampton, VA.

Media 
In die 1978-film The Winds of Kitty Hawk is hy deur die akteur John Hoyt vertolk.

Verwysings

Eksterne skakels 

Lugvaartpioniers
Amerikaanse sterrekundiges
Amerikaanse fisici
Geboortes in 1834
Sterftes in 1906