حتى وقت قريب ، كان المحرك البخاري هو المصدر الأكثر انتشارًا للطاقة على هذا الكوكب. تم تركيب المحركات البخارية على عربات أرضية - نماذج أولية من السيارات الأولى ، وتشغيل القطارات المتحركة والبواخر ، والتأكد من تشغيل المضخات وأدوات الآلات. استخدمت الطاقة البخارية والمحركات البخارية على نطاق واسع في الصناعة في القرن التاسع عشر. ليس من المستغرب ، بمرور الوقت ، تغلغل فكرة بناء طائرة بمحرك بخاري في رؤوس المصممين. ومع ذلك ، فإن عملية بناء طائرة بخارية كانت صعبة وشائكة.
طاقم بخار الهواء
يعود تاريخ ميلاد الطيران إلى بداية القرن التاسع عشر. في مطلع القرنين الثامن عشر والتاسع عشر تم اقتراح المفهوم الأول للطائرة. تم طرح هذا المفهوم من قبل عالم الطبيعة الإنجليزي جورج كايلي. يعتبر كايلي من أوائل الباحثين والمنظرين في العالم في مجال صناعة طائرات أثقل من الهواء. بدأ كايلي دراساته وتجاربه الأولى لدراسة الخصائص الديناميكية الهوائية للجناح في عام 1804 ، وفي نفس العام صنع نموذجًا لتصميم هيكل الطائرة الخاص به. ووفقا له ، فإن الطائرة الشراعية لا تستطيع السفر أكثر من 27 مترا في الهواء. في 1809-1810 ، نشرت أول مجلة علمية شهرية في بريطانيا العظمى ، مجلة نيكولسون للفلسفة الطبيعية ، عملاً لجورج كايلي بعنوان "في الملاحة الجوية". كان أول عمل علمي منشور في العالم ، والذي تضمن المبادئ الأساسية لنظرية الطيران الشراعي والطائرة.
ليس من قبيل المصادفة أنه في بريطانيا العظمى ، أقرب إلى منتصف القرن التاسع عشر ، حاولوا بناء أول طائرة ، أو بالأحرى ، طائرة بخارية ، لأنه تم التخطيط لتركيب محرك بخاري في دور محطة توليد الكهرباء على النموذج. تعود فكرة بناء طائرة غير عادية إلى المخترع الإنجليزي والرائد في مجال الطيران ، ويليام صموئيل هينسون. جنبا إلى جنب مع مخترع بريطاني آخر ، جون سترينغفيلو ، طور هينسون أول تصميم للطائرة في العالم ، والذي أخذ في الاعتبار جميع العناصر الأساسية للطائرة الكلاسيكية التي تعمل بالمروحة.
دعا المصممون من بنات أفكارهم عربة البخار الهوائية. تم الحصول على براءة الاختراع في عام 1843 ، وفي نفس العام سجل المخترعون وشركاؤهم شركة مساهمة تسمى شركة Aeriel Transit Company. ابتكر المصممون النموذج الأول من "طاقم البخار الجوي" في عام 1843. كانت طائرة طولها ستة أمتار ، وكانت تعمل بمحرك بخاري بقوة 1 حصان.
احتوى تصميم جناح البليت ، الذي قدمه Henson و Stringfellow ، على عناصر ستجد في المستقبل تطبيقات في مجال الطيران: spars ، الضلوع ، الدعامات ذات الأقواس. كان جناح الباخرة ، مثل جناح الطائرات الحديثة ، سميكًا. في الوقت نفسه ، صمم المصممون سارية الجناح المجوفة ، والتي كان من المفترض أن تسهل تصميم الطائرة. تم إرفاق الجناح نفسه بجسم البليت من الأعلى ، وكان من المخطط وضع المحرك نفسه والطاقم والركاب في الجسم. كان من المفترض أن تقود محطة الطاقة مراوح دفع. كان من المخطط أن تكون معدات الهبوط للطائرة ذات ثلاث عجلات ، مع عجلة أنف واحدة.
في الوقت نفسه ، كانت فكرة المصممين جريئة للغاية ، ليس فقط بمعايير منتصف القرن التاسع عشر. كانت الخصائص التقنية لطاقم بخار الهواء ممتازة. كان من المفترض أن تحمل الطائرة ما يصل إلى 12 شخصًا عن طريق الجو لمسافة 1600 كيلومتر.في الوقت نفسه ، قدر جناحي النموذج بـ 46 مترًا ، ومساحة الجناح 424 مترًا مربعًا ، وقطر المراوح 6 أمتار. قدرت قوة آلة الطاقة المركبة بـ 30 حصان. كان يعتقد أن هذا كان كافياً لتزويد طائرة بوزن إقلاع أقصى يبلغ 1360 كجم وسرعة إبحار 80 كم / ساعة.
في الواقع ، انتهى كل شيء باختبارات النموذج المصغر ، والتي استمرت بنجاح متفاوت من 1844 إلى 1847. طوال هذا الوقت ، أجرى المصممون عددًا كبيرًا من التغييرات على المشروع ، وغيروا المعلمات ، وغيروا هيكل الطائرة ، وبحثوا أيضًا عن محرك بخاري قوي بشكل متزايد. على الرغم من جهود علماء الطبيعة البريطانيين ، فشلوا مرة بعد مرة. كان هذا بسبب النقص الكامل للخبرة العالمية في مجال صناعة الطائرات. كان كل من Henson و Stringfellow رائدين ، حيث اتخذوا الخطوات الأولى الخجولة فقط في مجال جديد ، وواجهوا عددًا كبيرًا من الصعوبات. في عام 1847 ، توقف العمل في المشروع أخيرًا.
طائرة الكسندر موزايسكي البخارية
في روسيا ، تم اختيار فكرة بناء طائرة بمحرك بخاري من قبل الأدميرال ألكسندر فيدوروفيتش موزايسكي ، "جد الطيران الروسي" ، ليس فقط شخصية عسكرية مشهورة ، ولكن أيضًا مخترع. كان Mozhaisky منخرطًا في البحث والاختراع أثناء خدمته في البحرية الإمبراطورية الروسية وفي الخدمة المدنية. توصل المخترع أخيرًا إلى فكرة بناء طائرته الخاصة بحلول عام 1873. بعد الانتهاء من خطته بنهاية عام 1876 ، قدم موزايسكي المشروع إلى وزارة الحرب ، حيث تم النظر في المشروع وتخصيص التمويل لتنفيذه. على وجه الخصوص ، تم إنفاق ثلاثة آلاف روبل على البحث العلمي والبحث ، ويمكن استخدام نتائجها أيضًا لإنشاء طائرة جديدة.
عند تطوير نسخته من الطائرة ، اعتمد ألكسندر موزايسكي ، مثل العديد من رواد الطيران الآخرين ، بشكل أساسي على تصميم وخصائص الطيران للطائرات الورقية ، والتي صممها وأطلقها شخصيًا على مدار عدة سنوات. يعتقد موزايسكي بحق أن الطائرات الثقيلة والبطيئة يجب أن يكون لها جناح كبير. في الوقت نفسه ، مثل مخترعي الطائرات الآخرين ، خضع Mozhaisky للتجربة والخطأ ، وقام بتغيير تصميم وخصائص إصدارات طائرته عدة مرات.
وفقًا للمشروع ، كان من المفترض أن يبلغ طول جسم الطائرة حوالي 15 مترًا ، وبطول جناحيها 23 مترًا ، ووزن إقلاعها 820 كجم. في الوقت نفسه ، تتغير أبعاد الطائرة في الدراسات المختلفة للمتخصصين في مجال الطيران. حقيقة أن Mozhaisky أراد تجهيز طائرته بمحركين بقوة 20 حصان في وقت واحد لم تتغير. و 10 حصان. في الوقت نفسه ، كان الأمر يتعلق في البداية بمحركات الاحتراق الداخلي ، التي بدأت للتو في الظهور. كان من المفترض أن تكون سرعة تصميم الطائرة حوالي 40 كم / ساعة. أجبرت سرعة الطيران المنخفضة المصمم على بناء طائرة ذات مساحة جناح كبيرة جدًا بالشكل الأصلي. خارجياً ، كانت الطائرة التي صممها Mozhaisky عبارة عن طائرة أحادية السطح ، مصنوعة وفقًا للتصميم الديناميكي الهوائي الكلاسيكي.
بسرعة كبيرة ، اضطر المصمم إلى التخلي عن محرك الاحتراق الداخلي ، لأن المحركات الأولى من هذا النوع كانت غير موثوقة للغاية وكان لها وزن كبير. ثم قرر Mozhaisky العودة إلى المحركات البخارية الكلاسيكية لعصره. بناءً على كلمة المرور الخاصة به ، خطط لاستخدام أكثر النماذج خفيفة الوزن من المحركات البخارية لشركة Arbecker-son و Hemkens من لندن ، والتي كانت تتمتع بسمعة ممتازة وكان لديها الوقت لتأسيس نفسها كشركة مصنعة للمحركات البخارية خفيفة الوزن التي تم استخدامها في المدمرات.
كان أول نموذج أولي للطائرة جاهزًا في عام 1882. لكن الاختبارات لم تنجح. لم يستطع ألكسندر موزايسكي ، مثل العديد من رواد الطيران ، الاعتماد على الخبرة الناجحة لأي شخص ، ففي تلك السنوات لم تكن صناعة الطائرات العالمية موجودة.لم يقم المصمم بتجهيز كلمة المرور الخاصة به بأجهزة مانعة للانزلاق ، حيث لم يعتبرها ضرورية. ونتيجة لذلك ، سقطت الطائرة ، التي لم يكن لديها وقت للارتفاع إلى السماء ، على جانبها ، و "انثنى" جناحها الضخم ببساطة. لم تؤد السنوات الثلاث اللاحقة من العمل على الانتهاء من التصميم إلى أي شيء ، وكانت الاختبارات في عام 1885 غير ناجحة مرة أخرى ، وسقطت الطائرة مرة أخرى على جانبها. هذا هو المكان الذي ينتهي فيه تاريخ هذه الطائرة ، وفي عام 1890 توفي المصمم نفسه.
كلمة المرور الوحيدة للطيران
في النهاية ، لم يتم بناء أول طائرة بخارية كانت قادرة على التحليق في السماء وقامت برحلة كاملة حتى القرن العشرين. حدث هذا في ثلاثينيات القرن الماضي ، عندما اكتسب العالم بالفعل خبرة كبيرة في مجال صناعة الطائرات. تم إصدار Airspeed 2000 في عام 1933 في نسخة واحدة ، ولم تقلع فحسب ، بل كانت تعمل أيضًا بشكل نشط ، على الأقل حتى عام 1936. عملت طائرة غير عادية في مكتب البريد الأمريكي ، ولكن بعد عام 1936 ضاعت حياته.
تم بناء أول باخرة طائرة من قبل الأخوين الأمريكيين ، المخترعين جورج وويليام بيسلر ، بمساعدة مباشرة من المهندس ناثان برايس. تم عرض الحداثة في 12 أبريل 1933 في ولاية كاليفورنيا في مدينة أوكلاند وتمت تغطيتها على نطاق واسع في الصحافة الأمريكية. في المظهر ، سيكون هذا هو المستوى الأكثر شيوعًا في تلك السنوات. هذا ليس مفاجئًا ، لأن الأخوين اتخذوا ببساطة سلسلة Travel Air 2000 ذات السطحين كأساس.كانت محطة الطاقة نفسها غير عادية. تم تجهيز الطائرة ، التي أطلق عليها اسم Airspeed 2000 ، بمحرك بخاري قوي.
كان قلب السيارة محركًا بخاريًا مزدوج الأسطوانة على شكل حرف V أنتج قوة قصوى تبلغ 150 حصانًا. مع خزان بسعة إجمالية تبلغ حوالي 10 جالونات ، يمكن لطائرة الأخوين بيسلر الطيران لمسافة 600 كيلومتر. في الوقت نفسه ، كان وزن المحرك البخاري أقل حتى من محركات الاحتراق الداخلي للبنزين القياسية - 80 كجم ، ولكن تمت إضافة 220 كجم أخرى إلى وزن محطة توليد الكهرباء خزان مياه به صندوق نيران.
حلقت الطائرة بسهولة في السماء عام 1933 وبدأت في العمل بعد ذلك. السيارة ليس لديها مشاكل مع الرحلات الجوية. في الوقت نفسه ، أعرب الصحفيون عن تقديرهم للتشغيل الهادئ لمحرك الطائرة ، مشيرين إلى أن المحادثة بين الطيار والراكب يمكن سماعها حتى من الأرض. تم إصدار الضوضاء فقط من خلال صافرة المروحة التي تقطع الهواء. بالإضافة إلى الرحلة الهادئة ، كانت للطائرة مزايا أخرى ، على سبيل المثال ، استخدام الماء بدلاً من البنزين. كما أن قوة المحرك البخاري لم تعتمد بأي شكل من الأشكال على ارتفاع الطيران ودرجة خلخلة الهواء ، الأمر الذي كان يمثل مشكلة لجميع الطائرات ذات محركات الاحتراق الداخلي. على سبيل المثال ، على ارتفاع أكثر من ألفي متر ، أصبح المحرك البخاري في Airspeed 2000 أكثر كفاءة من محركات البنزين بنفس القوة.
على الرغم من مزاياها ، إلا أن Airspeed 2000 لم تهم العملاء المدنيين والجيش الأمريكي. كان المستقبل للطائرات ذات محركات الاحتراق الداخلي ، وكانت الطائرة ذات السطحين للأخوين بيسلر تبدو وكأنها نوع من الفضول من القرن التاسع عشر ، وإن كان مع مجموعة واضحة من المزايا. لا تزال المساوئ تفوق. من حيث الكفاءة ، كان المحرك البخاري أدنى من محركات الاحتراق الداخلي. كان لابد من استخدام مواد خفيفة الوزن في تصميم الطائرة لتعويض وزن غلاية الماء الضخمة. لم يسمح بالتنافس مع الطائرات ذات محركات الاحتراق الداخلي ومدى طيران أقصر. وحتى الجودة الواضحة مثل الصمت ، والتي يمكن استخدامها لإنشاء طائرات استطلاع أو قاذفات قنابل ، لم تجتذب ممثلين عن الإدارة العسكرية.
