Эпоха пионеров авиации — период в истории авиации между первым успешным полетом самолета с двигателем, который, как принято считать, совершили братья Райт 17 декабря 1903 года, и началом Первой мировой войны в августе 1914 года.
После того, как принципы управляемого полета с двигателем были установлены, наступил период, когда экспериментировали со многими различными конфигурациями самолетов. К 1914 году биплан с тяговой конфигурацией стал самой популярной формой конструкции самолета и оставался таковым до конца 1920-х годов. Развитие двигателя внутреннего сгорания — в первую очередь из-за его использования в ранних автомобилях еще до начала 20-го века — которое позволило успешно летать на аппаратах тяжелее воздуха, также привело к быстрому прогрессу в полетах на аппаратах легче воздуха, особенно в Германии, где компания Zeppelin быстро стала мировым лидером в области строительства дирижаблей .
В этот период авиация перешла от статуса удела эксцентричных энтузиастов к статусу устоявшейся технологии, с созданием специализированных организаций по исследованию авиационной техники и университетских курсов, а также созданием крупных промышленных предприятий по производству самолетов, и авиация стала предметом огромного общественного интереса. Летные показы, такие как Grande Semaine d'Aviation 1909 года, и воздушные гонки, такие как Gordon Bennett Trophy и Circuit of Europe, привлекали огромную аудиторию, а успешные пилоты, такие как Жюль Ведрин и Клод Грэм-Уайт, стали знаменитостями.
Хотя братья Райт совершили свои первые успешные полеты с двигателем в декабре 1903 года и к 1905 году совершали полеты значительной продолжительности, их достижение было в значительной степени неизвестно миру в целом и вызывало широкое недоверие. После своих полетов в 1905 году Райт прекратили работу над разработкой своего самолета и сосредоточились на попытках коммерческой эксплуатации своего изобретения, пытаясь заинтересовать военные власти Соединенных Штатов, а затем, после отказа, Франции и Великобритании. Следовательно, попытки достичь полета с двигателем продолжались, в основном во Франции. Чтобы рекламировать аэронавтический конгломерат на предстоящей Всемирной выставке в Сент-Луисе, Октав Шанют прочитал ряд лекций в аэроклубах Европы, поделившись своим энтузиазмом по поводу полетов на планерах. Он показал слайды собственных экспериментов с полетами на планерах, а также некоторые из полетов планеров Райта в 1901 и 1902 годах. Все эти беседы были воспроизведены в журналах клуба. Лекция для членов Аэроклуба Франции в апреле 1903 года [1] является самой известной, а в выпуске l'Aérophile за август 1903 года была опубликована статья Шанюта, включавшая чертежи его планеров, а также планера Райта и описание их подхода к проблеме, в котором говорилось, что «очевидно приближается время, когда, когда проблема равновесия и управления будет решена, можно будет безопасно применять двигатель и пропеллер». Лекция Шанюта тронула Эрнеста Архидьякона, одного из основателей Аэроклуба, и он завершил свой отчет о лекциях: [2]
Неужели родина Монгольфье будет стыдно позволить этому последнему открытию воздушной науки, которое, несомненно, неминуемо... быть реализовано за границей? Господа ученые, к своим компасам! Вы, меценаты, и вы также, правительство, засуньте руки в карманы, иначе мы будем побеждены!
В октябре 1904 года Аэроклуб Франции объявил о ряде премий за достижения в области управляемых полетов, но практической работы было сделано мало: Фердинанд Фербер , армейский офицер, который в 1898 году экспериментировал с дельтапланом, основанным на дельтаплане Отто Лилиенталя, продолжил свою работу без какого-либо заметного успеха, Архидьякон заказал строительство планера, основанного на конструкции Райта, но меньшего размера и не имеющего возможности управления по крену, который совершил несколько коротких полетов в Берк-сюр-Мер в апреле 1904 года, пилотируемый Фербером и Габриэлем Вуазеном (самый длинный около 29 м (95 футов), по сравнению с 190 м (620 футов), достигнутыми Райтами в 1902 году): [3] другой планер, основанный на конструкции Райта, был построен Робером Эсно-Пельтери , который отверг перекос крыла как небезопасный и вместо этого установил пару поверхностей управления в середине зазора перед крылья, предназначенные для использования дифференциальным образом вместо перекоса крыла и в сочетании с работой в качестве рулей высоты (как то, что сегодня известно как элевоны ): это первое зарегистрированное использование элеронов , концепция которых была запатентована более чем поколением ранее MPW Boulton из Соединенного Королевства в 1868 году. Это не было успешным, и Эсно-Пельтери позже использовал его неудачу, чтобы поддержать позицию, что претензии братьев Райт были необоснованными. Однако его конструкция не была точной копией планера Райт, в частности, в том, что касается значительно увеличенного изгиба крыла . Копия Фербера также была неудачной: она была грубо сконструирована, без нервюр для поддержания изгиба крыла, но примечательна тем, что позже он добавил фиксированную заднюю стабилизирующую поверхность хвоста, что стало первым случаем этой особенности в полноразмерном самолете. [4] Архидьякон отказался от планера 1904 года после первых попыток и заказал второй планер, который был построен Габриэлем Вуазеном в 1905 году; он развалился в воздухе, когда его буксировали в воздух за автомобилем, к счастью, перевозившим мешки с песком вместо пилота. Затем Вуазен построил еще один планер, установленный на поплавках и оснащенный стабилизирующим хвостом в виде воздушного змея , который должен был стать характерной чертой его более поздних самолетов: его успешно отбуксировали в воздух за моторной лодкой 8 июня 1905 года, а планер Вуазена и второй аналогичный самолет, построенный для Луи Блерио, были испытаны 18 июля, полет самолета Блерио закончился катастрофой, в которой Вуазен, пилот, едва не утонул. [5] Затем Вуазен и Блерио построили тандемное крыло с двигателембиплан, который был подвергнут ряду модификаций, но безуспешно.
Полные сведения о системе управления полетом братьев Райт были опубликованы в журнале l'Aérophile в январском номере за 1906 год [6] , в котором были прояснены как механизм, так и его аэродинамическое обоснование. Тем не менее, решающее значение бокового управления при выполнении управляемых поворотов не было оценено по достоинству, и французские экспериментаторы вместо этого стремились построить изначально устойчивый самолет.
В конце лета и осенью 1906 года Альберто Сантос-Дюмон совершил первые успешные полеты на аппарате тяжелее воздуха с двигателем в Европе на своем 14- бис , завершившиеся полетом на высоту 220 м (720 футов) на территории парижского замка Багатель 12 ноября, выиграв приз Aéro-Club de France за полет на высоту более 100 м. Первоначально полагаясь на выраженный двугранный угол для обеспечения устойчивости, к ноябрьскому полету восьмиугольные в плане межплоскостные элероны — как возможное «первое использование» (если не первое ) патента Боултона 1868 года на планер с двигателем — несколько похожие на конструкцию Эсно-Пельтри для его собственного планера; были установлены на самолете Сантос-Дюмона для его собственных заключительных полетов, перед его собственным неминуемым выходом на пенсию.
Ранее в том же году Габриэль Вуазен основал авиастроительную компанию в Булонь-Бийанкуре : его первым успешным самолетом, в котором отсутствовало какое-либо положение для управления креном, был биплан Делагранж № 1 , названный в честь его владельца Леона Делагранжа . На нем Вуазен впервые поднялся в воздух 30 марта 1907 года. [7] а в феврале 1908 года второй экземпляр, пилотируемый Анри Фарманом, выиграл Гран-при авиации Архидьякона-де-ла-Мёрт за первый официально зарегистрированный полет по замкнутому контуру протяженностью более километра. Среди самых настойчивых французских экспериментаторов был Луи Блерио, который после недолгого партнерства с Габриэлем Вуазеном основал Recherches Aéronautiques Louis Blériot и выпустил серию конструкций монопланов . 16 ноября 1907 года он успешно поднял в воздух свой Blériot VII , моноплан с хвостовыми поверхностями, движущимися дифференциально для управления креном и синхронно для управления тангажем. Этот самолет, который признан первым успешным монопланом, вскоре потерпел крушение, но вскоре за ним последовала его восьмая конструкция , первый самолет, в котором по сути использовалась первоначальная форма системы управления полетом, используемая и по сей день. [8]
В Северной Америке 30 сентября 1907 года Александром Грэхемом Беллом , который ранее провел ряд экспериментов с тетраэдрическими воздушными змеями , и Джоном МакКерди и его другом Фредериком Уокером Болдуином , двумя недавними выпускниками инженерного факультета Университета Торонто, была основана Канадско-американская ассоциация воздушных экспериментов . AEA выпустила ряд принципиально схожих конструкций бипланов, во многом вдохновленных работами Райта, и они летали с возрастающим успехом в течение 1908 года. Болдуин поднял в воздух свой первый проект, Red Wing , 12 марта 1908 года, пролетев 97 м (318 футов), прежде чем разбился и был поврежден без возможности восстановления: его преемник, White Wing , оснащенный элеронами, совершил три полета в мае, лучший из которых составил 310 м (1020 футов), прежде чем был уничтожен в результате крушения. 4 июля 1908 года их следующий самолет, June Bug , пилотируемый Гленном Кертисом , выиграл приз Scientific American за первый официально зафиксированный полет на расстояние в один километр в Северной Америке. После роспуска AEA в конце марта 1909 года один из ее американских членов основал растущую авиационную фирму в США .
В 1908 году Уилбур Райт наконец посетил Европу и в августе провел серию демонстрационных полетов, которые убедительно продемонстрировали превосходство их самолета, в частности его способность совершать управляемые повороты с креном, европейскому авиационному сообществу. Первый полет длился всего 1 минуту 45 секунд, за который было сделано два круга, но эффект был глубоким, Луи Блерио сказал: «Я считаю, что для нас во Франции, и везде, началась новая эра в механическом полете. Я недостаточно спокоен после этого события, чтобы полностью выразить свое мнение. Мою точку зрения лучше всего можно выразить словами: «Это изумительно!» [9] Леон Делагранж просто сказал: «Мы побеждены». После этих демонстраций Анри Фарман оснастил свой биплан Voisin элеронами, чтобы достичь полной управляемости, продемонстрированной Уилбуром Райтом: после ссоры с Габриэлем Вуазеном он затем начал свой собственный бизнес по производству самолетов. Его первая конструкция, Farman III (Farman I и II были конструкциями Voisin, которыми он владел), была одной из самых успешных конструкций самолетов эпохи пионеров и широко копировалась другими производителями, включая одну вскоре ставшую известной британскую фирму .
1909 год можно считать годом, когда авиация достигла зрелости. [10] В конце 1908 года в Большом дворце в Париже прошла первая выставка, посвященная самолетам, а за ней последовала первая Лондонская аэровыставка в Олимпии в мае 1909 года. Аэроклуб Франции выдал свои первые лицензии пилотов в январе, вручив их нескольким избранным пионерам-авиаторам, включая братьев Райт. Первый британский журнал, посвященный этой теме, Flight опубликовал свой первый номер в январе. (Вопросы авиации ранее освещались в The Automotor Journal. ) Британская газета Daily Mail предложила ряд призов с целью поощрения авиации: в 1906 году она предложила приз в размере 10 000 фунтов стерлингов за первый полет между Лондоном и Манчестером . Это было встречено всеобщим насмешками; сатирический журнал Punch ответил, предложив аналогичный приз за полет на Марс. [11] 25 июля 1909 года Луи Блерио выиграл приз в 1000 фунтов стерлингов за первый перелет через Ла-Манш . Одна из современных газет начала свой отчет о событии с заголовка «Британия больше не остров», и полет вызвал переоценку стратегической зависимости Британии от ВМС для обороны. Блерио стал всемирно известным, и реклама привела к более чем ста заказам на копии его конструкции в течение нескольких недель.
В том же году в Реймсе прошла Великая авиационная неделя в Шампани , на которой присутствовало полмиллиона человек, включая президента Франции Армана Фальера , короля Бельгии и высокопоставленных британских политических деятелей, включая Дэвида Ллойд Джорджа , который впоследствии заметил: «Летающие машины больше не игрушки и мечты; они — установленный факт» [12]. Вторая выставка самолетов, состоявшаяся в октябре в Большом дворце в Париже, привлекла 100 000 посетителей. [13] В Америке Уилбур Райт совершил два захватывающих полета над гаванью Нью-Йорка , взлетев с острова Губернатор . 29 сентября он совершил короткий полет вокруг Статуи Свободы , а 4 октября совершил 34-километровый (21 миля) 33-минутный полет над Гудзоном, свидетелями которого стали около миллиона жителей Нью-Йорка.
Легкий источник энергии, обеспечиваемый бензиновым двигателем, также произвел революцию в перспективах развития дирижаблей . Альберто Сантос-Дюмон достиг статуса знаменитости 19 октября 1901 года, выиграв приз за выполнение полета из парка Сен-Клу до Эйфелевой башни и обратно. В Германии граф Фердинанд фон Цеппелин был пионером в строительстве больших жестких дирижаблей : его первый проект 1900–01 годов имел лишь ограниченный успех, а второй был построен только в 1906 году , но его усилия стали огромным источником патриотической гордости для немецкого народа: настолько, что когда его четвертый дирижабль LZ 4 потерпел крушение во время шторма, общественный сбор собрал более шести миллионов марок, чтобы позволить ему продолжить свою работу. Используя цеппелины, в 1910 году в Германии была основана первая в мире авиакомпания DELAG , которая осуществляла прогулочные круизы, а не регулярные перевозки: к началу войны в 1914 году было совершено 1588 рейсов с 10 197 платными пассажирами. [14] Военная угроза, которую представляли эти большие дирижабли, значительно превосходившие по грузоподъемности и выносливости машины тяжелее воздуха того времени, вызывала значительную обеспокоенность в других странах, особенно в Великобритании. Германия была единственной в строительстве жестких дирижаблей, а развитие дирижаблей в других местах было сосредоточено на нежестких и полужестких конструкциях. Единственная британская попытка построить большой жесткий дирижабль, HMA No. 1 , сломалась, прежде чем совершить один полет, и была заброшена, а единственный построенный французами жесткий дирижабль был не намного более успешным.
До 1910 года большинство авиастроителей были энтузиастами авиации, многие из которых были из богатых семей. Блерио финансировал свои эксперименты из прибыли своего успешного бизнеса по производству автомобильных фар. В Великобритании Фредерик Хэндли Пейдж основал авиабизнес в 1909 году, но в значительной степени зависел от продажи компонентов, таких как соединительные розетки и натяжители проводов, другим энтузиастам, в то время как братья Шорт , которые начинали бизнес по производству воздушных шаров, перенесли свои интересы в авиацию тяжелее воздуха и начали лицензионное производство конструкции Райта, а также работать над своими собственными конструкциями. В 1910 году к работе присоединились люди, которые рассматривали авиацию исключительно как возможность для бизнеса. В январе 1910 года сэр Джордж Уайт , председатель Bristol Tramways, основал Bristol and Colonial Aeroplane Company , вложив в бизнес 25 000 фунтов стерлингов. В том же году торговец шелком Арман Депердюссен основал компанию Société de Production des Aéroplanes Deperdussin , которая вскоре получила известность под аббревиатурой SPAD. В 1911 году военный гигант Vickers основал авиационное подразделение. Однако в тот период большая часть производства самолетов была в небольших масштабах, и очень немногие модели были произведены в больших количествах.
Хорошим показателем прогресса в течение этой эпохи являются ежегодные гонки Гордона Беннета . Первое соревнование, проведенное в 1909 году во время Grande Semaine d'Aviation в Реймсе, проводилось на дистанции 20 км (12 миль) и было выиграно Гленном Кертисом со скоростью 75,27 км/ч (46,77 миль/ч). [15] К 1913 году, последнему предвоенному соревнованию, гонка проводилась на дистанции 200 км (120 миль), а скорость победителя составила 200,8 км/ч (124,8 миль/ч). [16] В конце 1909 года рекорд дальности полета составил 234,30 км (145,59 миль), а рекорд высоты — 453 м (1486 футов): [17] к концу 1913 года рекорд дальности полета составил 1021,19 км (634,54 миль), а рекорд высоты — 6120 м (20 079 футов) [18]
Большинство самолетов эпохи пионеров были построены из дерева, с использованием металлических гнезд для соединения элементов и использованием рояльной проволоки или многожильного стального кабеля для крепления. Хотя самолеты той эпохи часто описываются как построенные из палок и холста, их конструкция была довольно сложной. Деревянная конструкция обычно включала несколько различных типов древесины, с тщательным использованием различных пород дерева в соответствии с их механическими свойствами; ясень и ель были наиболее часто используемыми, хотя гикори , красное дерево и тополь были среди других используемых пород древесины. Стойки часто были полыми элементами, образованными путем вытягивания двух кусков дерева и последующего склеивания их вместе, обычно с использованием соединения «шип в паз» для усиления соединения. Лонжероны крыла также часто были составными элементами, а нервюры крыла были сложными конструкциями. Когда летающие копии Bristol Boxkite 1910 года были сделаны для фильма 1966 года «Эти великолепные люди в своих летательных аппаратах» , был проведен современный анализ напряжений, и был сделан вывод, что планер самолета близок к соответствию современным требованиям. [19]
Использование металла для изготовления планера самолета было отнюдь не редкостью: Робер Эсно-Пельтри использовал стальные трубы для изготовления фюзеляжа своего самолета еще в 1907 году, а Луи Бреге был еще одним выдающимся пионером металлоконструкций, применявшим стальные швеллерные секции для изготовления фюзеляжа, стальные трубы для лонжеронов крыла, прессованный алюминий для нервюр крыла и алюминиевые листы для обшивки фюзеляжа [20] – эти усовершенствования не вносились до второй половины 1915 года .
В эту эпоху впервые была использована конструкция монокока , впервые увиденная в Aero-Cigare Эжена Рюшонне и особенно использованная в Deperdussin Monocoque 1912 года, который выиграл гонку Гордона Беннета в 1912 и 1913 годах. Еще одним конструктивно передовым и влиятельным (хотя и неудачным) концептуальным проектом самолета был Antoinette Monobloc , который был первым проектом моноплана с консольным крылом без внешних распорок.
Ранние самолеты покрывались различными тканями, включая прорезиненный хлопок и лакированный шелк. Разработка авиационной смазки в 1911 году стала крупным техническим достижением, и ее использование быстро переняли все производители. Она выполняла ряд функций, защищая ткань от загрязнения маслом и бензином, а также натягивая ткань.
На Grand Semaine d'Aviation 1909 года соревнующиеся самолеты были двух различных базовых конфигураций: монопланы тянущей конфигурации, такие как два типа, на которых летали Блерио и Антуанетта; и бипланы толкающей конфигурации с установленным спереди рулем высоты, представленные Voisin, лицензионные копии самолета братьев Райт, биплана Гленна Кертисса № 2 и Farman III. Все соревнующиеся самолеты, за исключением бипланов Voisin, имели управление креном, используя либо элероны, либо перекос крыла [21]. Конструкция Райта отличалась от других тем, что не имела задней горизонтальной стабилизирующей поверхности. Конструкторы бипланов с толкающим винтом почти повсеместно перешли на использование заднего горизонтального стабилизатора, и начали появляться конструкции, в которых передний руль высоты был удален: братья Райт приняли эту конфигурацию для своей модели B 1910 года. Тяговый моноплан и биплан с толкающим винтом были доминирующими конфигурациями в течение следующих нескольких лет, хотя конструкторы экспериментировали с различными другими конфигурациями.
Одним из самых успешных бипланов с толкающим винтом был Farman III , разработанный Анри Фарманом после ссоры с Габриэлем Вуазеном: он сохранил базовую компоновку Voisin, но включил элероны (как и в его Voisin), модифицировал шасси, добавив полозья, чтобы предотвратить капотирование самолета при посадке, и изменил конструкцию, убрав гондолу, в которой сидел пилот, и установив передний руль высоты на выносных балках. Эта конструкция была скопирована многими конструкторами и была настолько влиятельной, что когда Мервин О'Горман создал схему классификации продукции Королевского авиационного завода в соответствии с их конфигурацией, такие самолеты были классифицированы как «FE» для «Farman Experimental». Все тягачи обозначались как «BE» для «Blériot Experimental», хотя все произведенные конструкции BE были бипланами, в отличие от конструкций, которыми был известен Блерио.
Тяговый биплан, который стал доминирующей конфигурацией самолета до 1930-х годов, был более поздней разработкой. Первым самолетом этого типа был биплан De Pischoff , построенный в 1907 году, но не имевший успеха. Первым самолетом этого типа, который поднялся в воздух, был Goupy No.2 , поднявшийся в воздух в марте 1909 года: конструкция была описана Flight как «несколько необычная», [22] а Бреге описал свой тяговый биплан Type III как «моноплан с двойной поверхностью». Эта конфигурация не получила широкого распространения до 1911 года, [23] с выпуском Avro 500 и Королевского авиационного завода BE.2 . Avro 500 был развит в Avro 504 , который продолжал использоваться до 1930-х годов. Avro также выпустила первый самолет с полностью закрытыми помещениями для экипажа, Avro Type G 1912 года. ( Blériot Aero-Taxi 1911 года имел закрытые помещения для четырех пассажиров, но открытое место пилота)
Экспериментировали и с другими конфигурациями. Конфигурация «утка» с хвостом вперед , используемая братьями Райт, а также, в частности, использованная Сантосом Дюмоном в 14-бис, была использована Анри Фабром для его моноплана «утка» Hydravion , первого успешного гидросамолета в 1910 году. Другие конструкции «утка» того периода включают монопланы Voisin Canard и ASL Valkyrie , и эта конфигурация считалась достаточно многообещающей, чтобы использоваться для первого самолета, разработанного Королевским авиазаводом, SE1 , но от этой конфигурации в целом отказались. Были также построены примеры других конфигураций, таких как кольцевое крыло и тандемное крыло , но с небольшим успехом.
Ранние самолеты имели различные схемы управления. Использование джойстика для управления креном и тангажом было запатентовано Робертом Эсно-Пельтери в 1907 году, и похожее устройство использовал Блерио, но монопланы Antoinette управлялись парой колес, по одному с каждой стороны кабины, одно управляло перекосом крыла (или элеронами, как у Antoinette IV ), а другое - рулем высоты [24], а у Wright Model A был один рычаг для управления перекосом крыла и рулем направления, а второй - для управления рулем высоты. [25] Первой конструкцией, в которой управление креном и тангажом было подключено к одному джойстику, а управление рысканием осуществлялось ногами, была конструкция Блерио Type VIII 1908–09 годов, которая стала пионером в основе современной системы управления полетом самолета, все еще используемой в 21 веке. [26]
За очень немногими исключениями самолеты эпохи пионеров были относительно небольшими конструкциями, приводимыми в действие одним двигателем и рассчитанными на перевозку максимум двух или трех человек. Ранние многомоторные конструкции были созданы братьями Шорт, которые построили ряд вариантов своего улучшенного проекта S.27 типа Фарман. Однако намерение использовать пару двигателей в этих самолетах состояло в том, чтобы защититься от отказа двигателя, а не позволить более крупную машину, и даже большой самолет, такой как Voisin Aero-Yacht , предназначенный для перевозки шести человек и с размахом крыльев 22,5 м (73 фута 10 дюймов), был оснащен одним двигателем. Первым большим многомоторным самолетом был Большой Балтийский Игоря Сикорского , впервые поднявшийся в воздух в мае 1913 года с двумя двигателями, а позже оснащенный четырьмя.
Раннее развитие самолетов в значительной степени зависело от разработки двигателя внутреннего сгорания , и проблема удержания в воздухе в значительной степени была вопросом наличия двигателя, который был бы не только достаточно мощным, но также легким и надежным. Большинство ранних двигателей не были ни достаточно мощными, ни достаточно надежными для практического использования, и разработка улучшенных двигателей шла рука об руку с усовершенствованиями самих планеров.
Братья Райт не смогли найти удовлетворительный двигатель и с помощью своего механика изготовили свой собственный. Они использовали однополетный [ требуется разъяснение ] двигатель, 12-сильный, с водяным охлаждением, четырехцилиндровый, рядный, с пятью коренными подшипниками и впрыском топлива.
Первой конструкцией поршневого двигателя внутреннего сгорания, широко используемой для питания самолетов, был двигатель Antoinette с водяным охлаждением V8 , который, как полагают, был самым первым V-образным восьмицилиндровым двигателем внутреннего сгорания, когда-либо запущенным в производство, разработанный французом Леоном Левавассером . Antoinette 8V включал в себя впрыск топлива во впускной коллектор, испарительное водяное охлаждение и другие передовые функции, весил 95 кг (209 фунтов) и выдавал 37 кВт (50 л. с.). Представленные в 1906 году, эти двигатели использовались, среди прочего, Santos Dumont, ранними самолетами Voisin и Samuel Cody. Американские конструкторы авиационных двигателей быстро подхватили концепцию двигателя V-8, начиная с 1906 года, по мере развития эпохи, при этом обе фирмы , Гленна Кертисса , спроектировали серию авиационных двигателей V-8 с жидкостным охлаждением, кульминацией которых стал Curtiss OX-5 к началу Первой мировой войны, а другой крупный американский производитель двигателей, Hall-Scott , уже в 1908 году запустил в производство верхнеклапанные двигатели V-8 с жидкостным охлаждением A-2 [27] и A-3.
British Green C.4 1908 года был разработан по образцу Райта, с четырехцилиндровым рядным двигателем с водяным охлаждением, но имел мощность 52 л. с. (39 кВт). Он устанавливался на многих успешных самолетах-пионере, включая самолеты AV Roe .
Горизонтально-оппозитные конструкции также применялись с некоторым успехом. Моноплан Сантос-Дюмона Santos-Dumont Demoiselle No. 20 сначала использовал жидкостно-охлаждаемый оппозитный двигатель Dutheil et Chalmers мощностью 18 кВт (24 л. с.), позже замененный на двигатель Darracq мощностью 22 кВт (30 л. с.) той же компоновки. Четырехцилиндровый двигатель de Havilland Iris с водяным охлаждением достигал мощности 45 л. с., но использовался мало, в то время как успешная двухцилиндровая конструкция Nieuport достигла мощности 28 л. с. (21 кВт) в 1910 году.
В 1909 году радиальные формы двигателей стали приобретать все большее значение. Воздушно-охлаждаемый 3-цилиндровый полурадиальный или вентиляторный двигатель Anzani 1909 года (также построенный в истинной радиальной форме с углом цилиндра 120°) развивал всего 25 л. с. (19 кВт), но был намного легче, чем жидкостно-охлаждаемый Antoinette, и был выбран Луи Блерио для своего перелета через Ла-Манш. Крупным достижением стало появление семицилиндрового роторного двигателя Gnome Omega братьев Сеген , представленного на Парижском аэросалоне 1n 1908 и впервые установленного на самолете в 1909 году. Этот радиальный двигатель был сконструирован таким образом, что весь блок картера и цилиндра вращался вокруг неподвижного коленчатого вала, который сам по себе надежно крепился через заднее крепление двигателя к планеру, обеспечивая достаточный поток охлаждающего воздуха через цилиндры, даже когда самолет не двигался. Хотя этот тип был представлен еще в 1887 году Лоуренсом Харгрейвом и построен два года спустя Харгрейвом для питания сжатым воздухом — с экспериментальным пятицилиндровым роторным двигателем внутреннего сгорания, который французский изобретатель Феликс Милле использовал в том же году для питания ранней конструкции мотоцикла — усовершенствования, внесенные в серию двигателей Gnome братьев Сеген, создали прочную, относительно надежную и легкую конструкцию, которая произвела революцию в авиации и будет постоянно развиваться в течение следующих десяти лет. Топливо вводилось в каждый цилиндр непосредственно из картера, что означало, что требовался только выпускной клапан. Выдавая 37 кВт (50 л. с.) при сухой массе 75 кг (165 фунтов), этот двигатель вскоре стал одной из наиболее широко используемых силовых установок; компания продолжила производить ряд подобных двигателей, вырабатывающих большую мощность, сначала за счет увеличения рабочего объема двигателя, а также за счет производства двухрядных вариантов. Более крупный и мощный девятицилиндровый. Французский роторный двигатель Le Rhone 9C мощностью 80 л. с. был представлен в 1913 году и широко использовался в военных целях.
Рядные и V-образные типы оставались популярными, причем немецкая компания Mercedes сначала производила небольшое количество рядных четырехцилиндровых двигателей с водяным охлаждением, а затем серию шестицилиндровых моделей с водяным охлаждением. В 1913 году они представили весьма успешный ряд двигателей мощностью от 75 до 120 кВт (от 101 до 161 л. с.) с конструкцией SOHC -клапанов: серии DI - D.III .
Еще одной областью прогресса была разработка специализированных производителей пропеллеров . Хотя братья Райт разработали свои собственные высокоэффективные пропеллеры, а Хирам Максим также проводил исследования по проектированию пропеллеров, большая часть этой работы была неизвестна, и ранние пионеры, такие как Вуазен и Сантос Дюмон, использовали неэффективные пропеллеры с плоскими алюминиевыми лопастями, установленными на стальной трубе. Первая по-настоящему эффективная конструкция европейского пропеллера была создана Люсьеном Шовьером , который изучал теорию проектирования пропеллеров, будучи студентом Школы искусств и ремесел в Анжере . Шовьер был пионером сложной техники строительства с использованием пластин грецкого ореха . Пропеллер Шовьера использовался Блерио в его перелете через Ла-Манш, и важность вклада Шовьера была признана его награждением серебряной медалью Аэроклуба Франции.
Достижение управляемого полета привело к созданию центров аэронавтических исследований во многих странах. В 1907 году Людвиг Прандтль , который присоединился к Геттингенскому университету в 1904 году, основал Modellversuchsanstalt für Aerodynamik der Motorluftschiff-Studiengesellschaft [общество по испытанию аэродинамических моделей управляемых дирижаблей]. Геттингенский университет стал мировым лидером в области аэродинамических исследований. [28] В 1909 году Анри Дойч де ла Мёрт основал в Парижском университете кафедру аэронавтики. [29] Во Франции известный инженер Гюстав Эйфель провел серию экспериментов по исследованию влияния сопротивления ветра на движущиеся тела, сбрасывая испытательные приборы по тросу, подвешенному к Эйфелевой башне . Позднее он построил аэродинамическую трубу у основания башни, в которой испытывались модели многих первых французских самолетов, а также провел новаторскую работу над аэродинамическими профилями.
Многие из первых конструкторов открыли свои собственные летные школы. Обучение пилотов было рудиментарным: хотя модель A Wright, используемая братьями Райт для обучения в Европе, была оснащена двойным управлением, [30] самолеты с двойным управлением обычно не использовались, и начинающих пилотов часто просто ставили во главе машины и поощряли переходить от руления самолета, а затем коротких прямых полетов к полетам с поворотами. Иногда опыт наземного обслуживания нарабатывался с помощью специальных машин с коротким размахом, которые были неспособны летать, таких как Blériot Pinguin . Большая часть летной подготовки проводилась рано утром или вечером, когда ветер, как правило, слабый, и время, необходимое для получения лицензии, во многом зависело от погоды.
Полеты Сантос-Дюмона на дирижабле уже сделали его знаменитостью, и хотя воздухоплавание оставалось популярным занятием для богатых, авиация тяжелее воздуха быстро стала популярным зрелищным видом спорта, и основные центры авиации, такие как Исси-ле-Мулино , Бруклендс и аэродром Хендон, привлекали толпы любопытных зрителей. Первая встреча авиации состоялась в Жюивизи в мае 1909 года, а за ней в августе последовала Гранд Неделя авиации: позднее в том же году встречи авиации прошли в Англии в Донкастере и Блэкпуле , а показательные полеты были совершены во многих европейских городах, включая Берлин , Вену и Бухарест .
Первое публичное летное представление в Бруклендсе, уже созданном как гоночный трек, было проведено в конце октября 1909 года Луи Поланом: около 2000 зрителей наблюдали, как он поднялся на высоту 720 футов. [31] Бруклендс вскоре стал одним из главных центров авиационной активности Великобритании с несколькими летными школами. В 1910 году Луи Поланом и Клод Грэм-Уайт соревновались за приз Daily Mail за полет между Лондоном и Манчестером, привлекая крупные гонки на самолетах на большие расстояния, такие как Circuit of Europe и Aerial Derby, начавшиеся в 1911 году, и также привлекшие огромные толпы; в то же время в Соединенных Штатах, в пригороде Чикаго, штат Иллинойс, в Сисеро, штат Иллинойс, была важная авиационная площадка формата аэродрома , которая действовала в течение нескольких лет [32] до ее закрытия и перемещения в 1916 году. [33]
Военное использование воздушных шаров уже было широко распространено: воздушные шары применялись в Гражданской войне в США , где Фердинанд фон Цеппелин впервые испытал полет на аппаратах легче воздуха [34] , и в англо-бурской войне . Многие военные традиционалисты отказывались считать самолеты чем-то большим, чем игрушки, но их мнение уравновешивалось сторонниками новой технологии, и к концу 1911 года как США, так и основные европейские страны создали авиационные вооружения тяжелее воздуха.
Франция имела самую ориентированную на воздух армию. Школа аэростатов в Шале-Медоне долгое время была центром инноваций, и в декабре 1909 года французский военный департамент начал отправлять офицеров и унтер-офицеров для обучения пилотов в гражданских школах. В марте 1910 года было создано Établissement Militaire d'Aviation для проведения экспериментов с самолетами, а 22 октября 1910 года была создана Aéronautique Militaire как подразделение армии. В феврале 1912 года французские военные подсчитали, что выделили двенадцать миллионов франков (почти полмиллиона фунтов) на авиацию и заявили, что у них 208 аэропланов, с намерением увеличить это число до 334 к концу года, [35] В это время британское правительство планировало потратить 133 000 фунтов стерлингов на авиацию, из которых 83 000 фунтов стерлингов предназначались для аппаратов тяжелее воздуха. [36]
В Англии эксперименты с полетами на аппаратах тяжелее воздуха проводились на армейском заводе по производству воздушных шаров в Фарнборо под руководством полковника Джона Каппера . В октябре 1908 года Сэмюэл Коди совершил полет на британском армейском самолете № 1 на расстояние 424 м (1391 фут), а Дж. У. Данн провел ряд успешных экспериментов по планированию, проводившихся в обстановке строжайшей секретности в Блэр-Атолле в Шотландии, но в 1909 году британское военное ведомство прекратило официальное финансирование авиации тяжелее воздуха, предпочтя тратить деньги на дирижабли. В попытке рационализировать аэронавтические исследования государственный секретарь по военным вопросам Ричард Холдейн создал Консультативный комитет по аэронавтике и назначил Мервина О'Гормана , инженера-электрика с большим управленческим мастерством, директором завода по производству воздушных шаров:
В 1911 году Военное министерство создало Воздушный батальон, сформированный из роты № 1 (дирижаблей) в Фарнборо и роты № 2 (самолетов) в Ларк-Хилл на Солсбери-Плейн . Первым военным летчикам пришлось учиться летать за свой счет, многие делали это в Бристольской школе, основанной в 1910 году в Ларк-Хилл. Два Bristol Boxkites из школы участвовали в армейских маневрах 1910 года на Солсбери-Плейн, один из них был оснащен радиопередатчиком. В конце 1910 года Фрэнсис МакКлин предложил Адмиралтейству одолжить два самолета для обучения офицеров ВМС полетам, а Джордж Кокберн предложил выступить в качестве инструктора по полетам. Четыре офицера были отобраны для летной подготовки в Истчерче , которые прибыли на обучение 1 марта 1911 года и получили свои лицензии (крылья) через шесть недель. В октябре 1911 года Королевский флот приобрел два самолета и основал Военно-морскую летную школу в Истчерче. В 1912 году Vickers получил контракт на производство первого самолета, специально предназначенного для воздушного боя, экспериментального боевого биплана № 1. Ранее Voisin выставил самолет, непрактично оснащенный тяжелой митральезой, на Парижском аэросалоне 1911 года, а французы также экспериментировали с установкой пулеметов на существующие типы.
В Соединенных Штатах братьям Райт после многих попыток удалось привлечь серьезное внимание армии, и в декабре 1907 года Корпус связи армии США выпустил спецификацию для военного самолета. Орвилл Райт провел успешную демонстрацию для армии 3 сентября 1908 года.
17 сентября 1908 года был совершен полет с лейтенантом Томасом Селфриджем на борту в качестве официального наблюдателя. Через несколько минут полета на высоте около 100 футов (30 м) пропеллер раскололся и разбился, выведя Flyer из-под контроля. Селфридж получил перелом черепа в результате крушения и скончался тем же вечером в близлежащем армейском госпитале, став первым человеком, погибшим в авиакатастрофе. Орвилл также получил серьезные ранения. Авиационный дивизион, Корпус связи США Американские военные были пионерами морской авиации, первый взлет с корабля был совершен 14 ноября 1910 года Юджином Эли с использованием биплана Curtiss, взлетевшего с временной платформы, возведенной над носом легкого крейсера USS Birmingham . Два месяца спустя, 18 января 1911 года, Эли приземлился на платформе броненосного крейсера USS Pennsylvania .
Самое раннее зафиксированное применение взрывоопасных боеприпасов любого типа с самолета произошло 1 ноября 1911 года, когда итальянский летчик Джулио Гавотти сбросил несколько гранат- чипелли размером с грейпфрут на османские позиции в Ливии. Рейд Гавотти не привел к жертвам, функционально приведя лишь к самому раннему известному случаю беспокоящего огня с воздуха , но ознаменовал первое известное использование самолета в военных боевых целях. [37]
Первое фактическое применение авиации в войне было осуществлено Италией во время итало-турецкой войны 1912 года, где самолеты использовались для разведки (включая аэрофотосъемку позиций противника) и бомбардировки. Самолеты также применялись в Балканских войнах 1912–1913 годов.
Вторым крупным событием в области авиации 1911 года в Чикаго стало создание ACI первоклассного летного поля под названием «Летное поле Цицеро» (или просто «Цицеро») в пределах тауншипа Цицеро (граничащего с 16-й улицей, 52-й авеню, 22-й улицей и 48-й авеню). В какой-то момент в мае ACI получила пятилетнюю аренду на имущество Цицеро от Grant Land Association, компании-владельца недвижимости Гарольда Ф. Маккормика. По завершении Авиационного съезда 1911 года ангары в Грант-парке были перемещены на южный край участка площадью 2,5 кв. мили в Цицеро.
апреля 1916 года, когда "Мэтти" Лэрд вылетел с Cicero Flying Field, управляя своим самодельным бипланом Boneshaker, и полетел на новое авиационное поле Partridge & Keller на 87th St. и Pulaski Road в Чикаго, Cicero Flying Field перестал существовать. На следующий день Аэроклуб Иллинойса (ACI) официально открыл свое новое 640-акровое
поле Эшберн
на земле, купленной президентом ACI "Попом" Дикинсоном для ACI. Ashburn находился на 83-й улице и Cicero Avenue, примерно в 7-1/2 милях почти точно к югу от Cicero. Все ангары и здания в Cicero были перемещены в Ashburn Field несколькими месяцами ранее.
