Сэмюэл Пирпонт Лэнгли ( 22 августа 1834 — 27 февраля 1906) — американский пионер авиации , астроном и физик , изобретший болометр . Он был третьим секретарем Смитсоновского института и профессором астрономии в Питтсбургском университете , где он был директором обсерватории Аллегейни .
Лэнгли родился в Роксбери, Бостон , 23 августа 1834 года .
Лэнгли посещал Бостонскую латинскую школу и окончил английскую среднюю школу Бостона , после чего стал ассистентом в обсерватории Гарвардского колледжа . Затем он перешёл на работу в Военно-морскую академию США , якобы профессором математики. Однако на самом деле его отправили туда для восстановления небольшой обсерватории Академии. В 1867 году он стал директором обсерватории Аллегейни и профессором астрономии в Питтсбургском университете (тогда известном как Западный университет Пенсильвании ). Эту должность он занимал до 1891 года, даже став третьим секретарем Смитсоновского института в 1867 году. 1887. Лэнгли — основатель Смитсоновской астрофизической обсерватории . В 1875 году он был избран членом Американского философского общества . [4] В 1888 году Лэнгли был избран членом Американского антикварного общества . [5] В 1898 году он получил Приз Жюля Янссена , высшую награду Société astronomique de France , французского астрономического общества.
Лэнгли прибыл в Питтсбург в 1867 году, чтобы стать первым директором обсерватории Аллегейни после того, как учреждение пережило тяжелые времена и было передано Западному университету Пенсильвании. К тому времени кафедра находилась в запустении – оборудование было сломано, библиотеки не было, здание нуждалось в ремонте. Благодаря дружбе и помощи Уильяма Тоу-старшего , промышленного лидера Питтсбурга, Лэнгли смог улучшить оборудование обсерватории и построить дополнительные аппараты. Одним из новых инструментов стал небольшой транзитный телескоп, используемый для наблюдения за положением звезд, когда они пересекают небесный меридиан. [6]
Он собирал деньги для департамента в основном за счет распределения стандартного времени по городам и железным дорогам. До этого точное время лишь изредка передавалось из американских обсерваторий для публичного использования. В те дни часы заводились вручную, и время было неточным. Точное время не было особенно необходимым. Достаточно было знать, что в полдень солнце находилось на самой высокой за день высоте. Ситуация изменилась с появлением железных дорог, что сделало отсутствие поясного времени опасным. Поезда ходили по опубликованному расписанию, но расписание было хаотичным. Если бы показания машиниста и стрелочника отличались хотя бы на минуту-две, поезда могли одновременно находиться на одном пути и столкнуться.
Используя астрономические наблюдения, полученные с помощью нового телескопа, Лэнгли разработал точный стандарт времени, включая часовые пояса, который стал известен как система времени Аллегейни . Первоначально он распространял сигналы времени для предприятий города Аллегейни и Пенсильванской железной дороги . В конце концов, дважды в день сигналы времени Аллегейни сообщали правильное время по телеграфным линиям протяженностью 4713 миль на все железные дороги США и Канады. Лэнгли использовал деньги железных дорог для финансирования обсерватории. Примерно с 1868 года доходы от Allegheny Time продолжали финансировать обсерваторию, пока в 1883 году Военно-морская обсерватория США не предоставила сигналы за счет средств налогоплательщиков.
Как только финансирование было обеспечено, Лэнгли сначала посвятил свое время в Обсерватории исследованию Солнца. Он использовал свои навыки рисовальщика – начиная с первой работы после окончания средней школы – для создания сотен рисунков солнечных явлений, многие из которых были первыми, которые мир увидел. Его удивительно подробная иллюстрация солнечного пятна, сделанная в 1873 году и полученная с помощью 13-дюймового рефрактора обсерватории Фитц-Кларка, стала классикой. Оно представлено на странице 21 его книги « Новая астрономия» , а также широко переиздавалось в Америке и Европе.
В 1886 году Лэнгли получил первую медаль Генри Дрейпера от Национальной академии наук за вклад в физику Солнца . [7] Его публикация в 1890 году инфракрасных наблюдений в обсерватории Аллегейни в Питтсбурге вместе с Фрэнком Вашингтоном Вери вместе с данными, которые он собрал с помощью своего изобретения, болометра, была использована Сванте Аррениусом для проведения первых расчетов парникового эффекта . В 1898 году Лэнгли получил Приз Жюля Янссена , высшую награду Société astronomique de France (Французского астрономического общества).
Лэнгли предпринял попытку создать действующий пилотируемый самолет тяжелее воздуха . Его модели летали, но две попытки пилотируемого полета не увенчались успехом. Лэнгли начал экспериментировать с моделями и планерами с резиновым приводом в 1887 году. (Согласно одной книге, он не смог воспроизвести время Альфонса Пено в полете с помощью резиновой силы, но все равно упорствовал.) Он построил вращающуюся руку, которая функционировала как ветер. туннель и создавал более крупные летающие модели, приводимые в движение миниатюрными паровыми двигателями . Лэнгли понял, что устойчивый полет с приводом возможен, когда он обнаружил, что латунная пластина весом 1 фунт, подвешенная к вращающемуся рычагу с помощью пружины, может удерживаться в воздухе за счет натяжения пружины менее 1 унции.
Лэнгли понял, что самолету нужна тяга , чтобы преодолеть сопротивление на прямой скорости, заметил, что плоские пластины с более высоким удлинением имеют более высокую подъемную силу и меньшее сопротивление, и заявил в 1902 году: «Самолет фиксированного размера и веса будет нуждаться в меньшей движущей силе, чем быстрее он летит», контринтуитивный эффект индуцированного сопротивления . [8]
Примерно в это же время он встретил писателя Редьярда Киплинга , который описал один из экспериментов Лэнгли в своей автобиографии:
Через Рузвельта я познакомился с профессором Лэнгли из Смитсоновского института, стариком, который сконструировал модель самолета, приводимую в движение (поскольку бензин еще не прибыл) миниатюрным двигателем с испарительным котлом, чудом тонкого мастерства. Во время испытания он пролетел более двухсот ярдов и утонул в водах Потомака, что вызвало большое веселье и юмор в прессе его страны. Лэнгли воспринял это достаточно хладнокровно и сказал мне, что, хотя он никогда не доживет до этого времени, я должен увидеть, как самолет будет установлен. [9]
Его первый успех пришел 6 мая 1896 года, когда его беспилотная модель номер 5 весом 25 фунтов (11 кг) совершила два полета - 2300 футов (700 м) и 3300 футов (1000 м) - после запуска катапульты с лодки на Потомаке. Река. [10] [11] Расстояние было в десять раз больше, чем в любом предыдущем эксперименте с летательным аппаратом тяжелее воздуха, [12] демонстрируя, что на таком корабле можно достичь устойчивости и достаточной подъемной силы .
11 ноября того же года его модель номер 6 пролетела более 5000 футов (1500 м). В 1898 году, основываясь на успехе своих моделей, Лэнгли получил грант военного министерства в размере 50 000 и 20 000 долларов от Смитсоновского института на разработку пилотируемого самолета, который он назвал « Аэродром » (от греческих слов, которые примерно переводятся как «воздушный бегун»). . Лэнгли нанял Чарльза М. Мэнли (1876–1927) в качестве инженера и летчика-испытателя . Когда Лэнгли получил известие от своего друга Октава Шанюта об успехе братьев Райт с их планером 1902 года, он попытался встретиться с Райтами, но они вежливо уклонились от его просьбы.
Пока проектировался и строился полномасштабный аэродром, двигатель внутреннего сгорания был передан по контракту производителю Стивену М. Бальцеру (1864–1940). Когда ему не удалось создать двигатель заданной мощности и веса, Мэнли завершил проектирование. Этот двигатель имел гораздо большую мощность, чем двигатель первого самолета братьев Райт: 50 л.с. по сравнению с 12 л.с. Двигатель, в основном созданный не Лэнгли, был, вероятно, главным вкладом проекта в авиацию. [13] Пилотируемая машина имела тандемные крылья на проволочных расчалках (одно за другим). У него было хвостовое оперение Пено для управления по тангажу и рысканию, но не было управления по крену, вместо этого оно зависело от двугранного угла крыльев, как и у моделей, для поддержания примерно горизонтального полета.
В отличие от конструкции управляемого самолета братьев Райт, который мог летать при сильном встречном ветре и приземляться на твердую землю, Лэнгли искал безопасности, тренируясь в спокойном воздухе над рекой Потомак . Для запуска требовалась катапульта . У корабля не было шасси , планировалось спуститься на воду после демонстрации полета, что в случае успеха повлечет за собой частичную, если не полную, перестройку машины. Лэнгли отказался от проекта после двух аварий при взлете 7 октября и 8 декабря 1903 года.
По словам одного репортера, при первой попытке, по словам Лэнгли, крыло задело часть катапульты, что привело к падению в реку «как горсть миномета». При второй попытке корабль развалился при выходе из катапульты (Hallion, 2003; Nalty, 2003). [14] Оба раза Мэнли был извлечен из реки целым и невредимым. Газеты смеялись над неудачами, а некоторые члены Конгресса резко критиковали проект.
Аэродром был модифицирован и пролетел несколько сотен футов Гленном Кертиссом в 1914 году в рамках его попытки оспорить патент братьев Райт, а также в рамках попытки Смитсоновского института спасти авиационную репутацию Лэнгли. Тем не менее суды поддержали патент. Однако полеты Кертисса вдохновили Смитсоновский институт выставить Аэродром в своем музее как «первый в мировой истории самолет с людьми, способный совершать устойчивый свободный полет». Фред Говард, подробно документировавший противоречия, писал: «Это была чистая и простая ложь, но она имела одобрение почтенного Смитсоновского института и с годами попадала в журналы, книги по истории и энциклопедии, к большому раздражению те, кто знаком с фактами». (Ховард, 1987). Действия Смитсоновского института спровоцировали многолетнюю вражду с оставшимся в живых братом Райта, Орвиллом, который возражал против претензий Института на первенство в отношении аэродрома.
В отличие от братьев Райт с их изобретением трехосного управления , у Лэнгли не было эффективного способа управления самолетом, слишком большим, чтобы его можно было маневрировать за счет веса тела пилота. Так что, если бы «Аэродром» летел стабильно, как это делали модели, Мэнли оказался бы в серьезной опасности, когда машина неконтролируемо снижалась для приземления, особенно если бы она отклонилась от реки и по твердой земле.
В 1880 году Лэнгли изобрел болометр — прибор, первоначально использовавшийся для измерения дальнего инфракрасного излучения. [15] Болометр позволил ученым обнаружить изменение температуры менее чем на 1/100 000 градуса Цельсия. [16] Он заложил основу для измерения количества солнечной энергии на Земле. В 1881 году он опубликовал на эту тему статью «Болометр и лучистая энергия». [17] Он предпринял одну из первых попыток измерить температуру поверхности Луны, а его измерения интерференции инфракрасного излучения углекислого газа в атмосфере Земли были использованы Сванте Аррениусом в 1896 году для первого расчета того, как будет меняться климат. изменение от будущего удвоения уровня углекислого газа. [18]
Начиная со своей работы в обсерватории Аллегейни в районе Питтсбурга в конце 1860-х годов, Лэнгли играл важную роль в развитии астрономических и регулируемых служб распределения времени в Америке на протяжении второй половины XIX века. Его работу с железными дорогами в этой области часто называют центральной в создании системы стандартных часовых поясов. Его очень успешные и прибыльные продажи времени Пенсильванской железной дороге выделялись среди многих неправительственных обсерваторий того времени, которые в значительной степени субсидировали свои исследования за счет продажи услуг времени региональным железным дорогам и городам, которые они обслуживали. Растущее доминирование Военно-морской обсерватории США в этой области поставило под угрозу средства к существованию этих региональных обсерваторий, и Лэнгли стал лидером в усилиях по сохранению жизнеспособности их коммерческих программ.
Лэнгли взял на себя ответственность за потерю средств после того, как в июне 1905 года было обнаружено, что бухгалтер Смитсоновского института Уильям Карр растратил средства из этого учреждения. После этого Лэнгли отказался от зарплаты. В ноябре у него случился инсульт. В феврале 1906 года он переехал в Эйкен, Южная Каролина, чтобы выздороветь, но перенес еще один инсульт и умер 27 февраля. Он был похоронен на кладбище Форест-Хиллз в Бостоне. [19]
В честь Лэнгли были названы воздушные и морские суда, объекты, единицы солнечной радиации и награды, в том числе:
В 1963 году Лэнгли был занесен в Национальный зал авиационной славы в Дейтоне, штат Огайо. [22]
В фильме 1978 года « Ветры Китти-Хок» его сыграл актер Джон Хойт .
