飛行航空の歴史

電力の生成と適用：推進力の問題

19世紀の初めには、適切な発電所がないために、空中よりも重い動力を持続して飛行することは不可能のままでした。限られた動力飛行でさえも可能にする技術のレベルは、1世紀以上先にありました。時計仕掛けのメカニズムやその他の種類のばね式システムは、人間の飛行には明らかに不適切でした。世紀の最後の四半世紀の間にいくつかの飛行船に電力が供給されていたが、そのようなシステムの電力対重量比が低いため、電気推進飛行機を想像するのは困難でした。

世紀の過程で、熱風エンジンから火薬、圧縮空気、さらには炭酸ガス発電所に至るまでの推進システムの航空ポテンシャルが議論されました。特にオーストラリアのローレンスハーグレイブは、圧縮ガス推進システムを実験しました。それにもかかわらず、蒸気および内燃機関はすぐに最も深刻な実験者の選択として浮上しました。1829年には、FD Artingstallが本格的な蒸気動力のornithoptorを建設しました。その翼は、ボイラーが爆発する直前に運転中に破壊されました。英国のパイオニアであるフレデリックストリングフェローが1868年に三葉機の航空機に動力を供給するために開発した軽量蒸気エンジンは、ワシントンDCのスミソニアン協会のコレクションに残っています。

ロシアのAlexandr Mozhaysky（1884）、イギリス人Hiram Maxim（1894）、およびフランス人ClémentAder（1890; AderÉoleとAder Avionを参照）は、それぞれ実物大の蒸気動力機械を短距離で地面から飛び降りましたが、これらのクラフトはどれもありませんでした持続的または制御された飛行が可能です。米国では、サミュエルピアポントラングレーが1896年に最初の持続飛行を達成し、比較的大きな蒸気動力の航空機2機（ラングレー飛行場第5号を参照）を最大4分の3マイル（1.2 km）ポトマック川の上。

19世紀の終わりが近づくと、内燃エンジンはさらに有望な航空発電所として登場しました。このプロセスは、ベルギーのエティエンヌレノアが照明ガスを燃料とする最初の内燃機関を製造した1860年に始まりました。ドイツでは、ニコラウスA.オットーが1876年に次のステップを踏み、液体燃料を燃焼させる4ストロークエンジンを製造しました。ドイツのエンジニアであるゴットリーブダイムラーは、1885年に自転車に搭載された軽量高速ガソリンエンジンの開発を開拓しました。ドイツのエンジニアであるカールベンツは、翌年、オペレーターと乗客用の座席を備えた頑丈な三輪車を製造しました。1888年に、ダイムラーは飛行を切望していたルーテル大臣であるカールウェルフェルトを説得し、8馬力すべてを開発した単気筒ガソリンエンジンを実験飛行船に装備させました。最初のテストはわずかに成功しましたが、直火点火システムは水素で満たされた飛行船に明らかな危険をもたらしました。実際、ウルフェルトは1897年に内燃機関が最終的にはるかに大きな飛行船を発砲したときに亡くなりました。

航空業界でのキャリアの初めに、ライト兄弟は自動車愛好家がこれまでより軽くてより強力な内燃エンジンを製造していることを認識しました。兄弟たちは、もし彼らの滑空実験が彼らが発電所を必要とするところまで進んだならば、彼らの航空機のためにガソリンエンジンを購入するか、または構築することは難しくはないであろうと思いました。

彼らは本質的に正しかった。1902年に成功したグライダーを飛行したライト兄弟は、彼らの翼が動力付き飛行機械の重量を持ち上げ、そのような航空機を空中で操縦できると確信していました。さらに、グライダーに関する3年間の経験と、風洞で収集された情報により、持続的な飛行に必要な正確な電力量を計算することができました。経験豊富なメーカーが、重量比で比較的狭い仕様を満たすエンジンを製造することに関心を抱くことができなかったため、兄弟は独自の発電所を設計および建設しました。

兄弟が自転車店で雇った機械工のチャールズテイラーは、鋳造アルミニウムブロックを備えた4気筒エンジンを製造しました。これは、燃料とクーラントを含めて、総重量約200ポンド（90 kg）で約12.5馬力を生み出しました。それは決して世界で最も先進的で効率的な航空発電所ではありませんでした。フルスケールの動力付き飛行機械も製造していたラングレーは、総重量がライトエンジンと同じであるが52.4馬力を開発している5気筒ラジアルエンジンを製造するために数千ドルを費やしました。ラングレーは、ライト兄弟のエンジンよりもはるかに優れたエンジンを製造しました。飛行機は、1903年にテストされたときに飛行に失敗した飛行場6号でした。一方、ライト兄弟は、必要な力を正確に生み出すエンジンを開発しました。 1903年のチラシを推進すること—持続的な飛行を実証した世界初の飛行機。

1903年の飛行機のプロペラの設計は、エンジンの開発よりもはるかに困難な作業とはるかに大きな技術的成果を表しています。プロペラは効率的である必要があるだけでなく、エンジンによって特定の速度で操作されたときに計算された推力の量を生成する必要がありました。ただし、動力付き飛行が達成されると、より強力で効率的なエンジンの開発が航空機の性能を向上させるための重要な要素になったことを認識することが重要です。