Сэмюэл Пирпонт Лэнгли (22 августа 1834 — 27 февраля 1906) — американский пионер авиации , астроном и физик , который изобрел 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. [3]
Лэнгли посещал Бостонскую латинскую школу и окончил Английскую среднюю школу в Бостоне , после чего стал ассистентом в обсерватории Гарвардского колледжа . Затем он перешел на работу в Военно-морскую академию США , якобы в качестве профессора математики. Однако на самом деле его послали туда, чтобы восстановить небольшую обсерваторию Академии. В 1867 году он стал директором обсерватории Аллегейни и профессором астрономии в Университете Питтсбурга (тогда известном как Западный университет Пенсильвании ), эту должность он занимал до 1891 года, даже когда стал третьим секретарем Смитсоновского института в 1887 году. Лэнгли был основателем 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 премию Жюля Жанссена , 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 трудные времена и было передано Западному университету Пенсильвании. К тому времени кафедра была в беспорядке — оборудование было сломано, библиотеки не было, а 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 был небольшой транзитный телескоп, используемый для наблюдения за положением звезд, когда они пересекают небесный меридиан. [6]
Он собирал деньги для департамента в значительной степени, распространяя стандартное время по городам и железным дорогам. До этого точное время лишь изредка отправлялось из американских обсерваторий для общественного пользования. В те дни часы заводились вручную, и время, как правило, было неточным. Точное время не было особенно необходимо. Достаточно было знать, что в полдень солнце находится на самой высокой точке дня. Это изменилось с появлением железных дорог, что сделало отсутствие стандартного времени опасным. Поезда ходили по опубликованному расписанию, но планирование было хаотичным. Если часы инженера и стрелочника отличались хотя бы на минуту или две, поезда могли оказаться на одном и том же пути в одно и то же время 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 среди предприятий города Аллегейни и железной дороги Пенсильвании . В конечном итоге, дважды в день сигналы времени Аллегейни передавали правильное время по 4713 милям телеграфных линий всем железным дорогам США и Канады. Лэнгли использовал деньги от железных дорог для финансирования обсерватории. Примерно с 1868 года доходы от времени Аллегейни продолжали финансировать обсерваторию, пока в 1883 году Военно-морская обсерватория США не стала предоставлять сигналы за счет налогоплательщиков.
После того, как финансирование было обеспечено, Лэнгли посвятил свое время в обсерватории первоначально исследованию Солнца. Он использовал свои навыки чертежника — с первой работы после окончания средней школы — чтобы создать сотни рисунков солнечных явлений, многие из которых были первыми, которые увидел мир. Его удивительно подробная иллюстрация 1873 года солнечного пятна, наблюдаемого с помощью 13-дюймового рефрактора Фиц-Кларка обсерватории, стала классической. Она представлена на странице 21 его книги « Новая астрономия » и также была широко переиздана 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 совместно 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 премию Жюля Жанссена , высшую награду Société astronomique de France (Французского астрономического общества).
Лэнгли попытался создать работающий пилотируемый летательный аппарат тяжелее воздуха . Его модели летали, но две его попытки пилотируемого полета не увенчались успехом. Лэнгли начал экспериментировать с моделями и планерами, приводимыми в действие резиновой лентой , в 1887 году. (Согласно одной книге, он не смог воспроизвести полет Альфонса Пено с помощью резиновой ленты, но все равно продолжал.) Он построил вращающийся рычаг, который функционировал как аэродинамическая труба , и создал более крупные летающие модели, приводимые в действие миниатюрными паровыми двигателями . Лэнгли понял, что устойчивый полет с двигателем возможен, когда обнаружил, что латунная пластина весом в 1 фунт, подвешенная к вращающемуся рычагу пружиной, может удерживаться в воздухе с помощью натяжения пружины менее 1 унции.
Лэнгли понимал, что самолету нужна тяга для преодоления сопротивления, вызванного поступательной скоростью, заметил, что плоские пластины с большим удлинением имеют большую подъемную силу и меньшее сопротивление, и в 1902 году заявил: «Самолет фиксированного размера и веса будет нуждаться в меньшей тяге, чем быстрее он летит», что является нелогичным эффектом индуктивного сопротивления . [8]
Примерно в это же время он познакомился с писателем Редьярдом Киплингом , который описал один из экспериментов Лэнгли в своей автобиографии:
Через Рузвельта я познакомился с профессором Лэнгли из Смитсоновского института, стариком, который спроектировал модель самолета, работающую — бензин еще не появился — на миниатюрном двигателе с паровым котлом, чудо тонкой работы. Он пролетел на испытаниях более двухсот ярдов и утонул в водах Потомака, что вызвало огромное веселье и юмор в прессе его страны. Лэнгли воспринял это достаточно хладнокровно и сказал мне, что, хотя он и не доживет до этого времени, я увижу, как этот самолет будет создан. [9]
Его первый успех пришел 6 мая 1896 года, когда его беспилотная модель № 5 весом 25 фунтов (11 кг) совершила два полета — на 2300 футов (700 м) и 3300 футов (1000 м) — после запуска с помощью катапульты с лодки на реке Потомак. [10] [11] Расстояние было в десять раз больше, чем в любом предыдущем эксперименте с летательным аппаратом тяжелее воздуха, [12] продемонстрировав, что в таком аппарате можно достичь устойчивости и достаточной подъемной силы .
11 ноября того же года его модель Number 6 пролетела более 5000 футов (1500 м). В 1898 году, основываясь на успехе своих моделей, Лэнгли получил грант военного министерства в размере 50 000 долларов и 20 000 долларов от Смитсоновского института на разработку пилотируемого самолета, который он назвал « Аэродром » (образовано от греческих слов, примерно переводимых 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 на контрактную основу производителю Стивену М. Бальцеру (1864–1940). Когда ему не удалось создать двигатель указанной мощности и веса, Мэнли завершил проектирование. Этот двигатель имел гораздо большую мощность, чем двигатель для первого самолета братьев Райт — 50 л. с. по сравнению с 12 л. с. Двигатель, в основном техническая работа людей, не являющихся Лэнгли, был, вероятно, главным вкладом проекта в авиацию. [13] Пилотируемая машина имела тандемные крылья с проволочными расчалками (одно за другим). У нее был хвост Пено для управления тангажем и рысканием, но не было управления креном, вместо этого он зависел от двугранного угла крыльев, как и у моделей, для поддержания примерно горизонтального полета.
В отличие от проекта братьев Райт управляемого самолета, который мог летать при помощи сильного встречного ветра и приземляться на твердую землю, Лэнгли искал безопасности, практикуясь в спокойном воздухе над рекой Потомак . Для этого требовалась катапульта для запуска. У аппарата не было шасси , план состоял в том, чтобы спуститься на воду после демонстрационного полета, который в случае успеха повлек бы за собой частичную, если не полную, перестройку машины. [14] Лэнгли отказался от проекта после двух аварий при взлете 7 октября и 8 декабря 1903 года.
По словам одного репортера, в первой попытке крыло зацепило часть катапульты, что привело к падению в реку «как горсть раствора». Во второй попытке аппарат развалился, когда покинул катапульту (Hallion, 2003; Nalty, 2003). [15] Мэнли оба раза был извлечен из реки невредимым. Газеты вовсю высмеивали неудачи, а некоторые члены Конгресса резко критиковали проект.
28 мая 1914 года Аэродром был модифицирован и пролетел несколько сотен футов Гленном Кертисом в рамках его попытки оспорить патент братьев Райт и как попытка Смитсоновского института спасти репутацию Лэнгли в области воздухоплавания. [16] Тем не менее, суды поддержали патент. Однако полеты Кертисса придали Смитсоновскому институту смелости выставить Аэродром в своем музее как «первый в истории мира самолет, перевозящий людей, способный к устойчивому свободному полету». Фред Говард, подробно документировавший спор, писал: «Это была чистая и простая ложь, но она имела одобрение почтенного Смитсоновского института и с годами попала в журналы, исторические книги и энциклопедии, к большому раздражению тех, кто знаком с фактами». (Говард, 1987). Действия Смитсоновского института спровоцировали многолетнюю вражду с оставшимся в живых братом Райт, Орвиллом, который возражал против притязаний 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 для маневрирования весом тела пилота. Поэтому, если бы Aerodrome летел стабильно, как модели, Мэнли подвергся бы значительной опасности, когда машина снижалась бы, неуправляемая, для посадки — особенно если бы она отклонилась от реки и оказалась на твердой земле.
В 1880 году Лэнгли изобрел болометр , прибор, изначально использовавшийся для измерения дальнего инфракрасного излучения. [17] Болометр позволил ученым обнаружить изменение температуры менее чем на 1/100 000 градуса Цельсия. [18] Он заложил основу для измерений количества солнечной энергии на Земле. В 1881 году он опубликовал статью об этом, «Болометр и лучистая энергия». [19] Он предпринял одну из первых попыток измерить температуру поверхности Луны, и его измерение интерференции инфракрасного излучения углекислым газом в атмосфере Земли было использовано Сванте Аррениусом в 1896 году для первого расчета того, как изменится климат из-за будущего удвоения уровня углекислого газа. [20]
Начиная с его пребывания в обсерватории Аллегейни в районе Питтсбурга в конце 1860-х годов, Лэнгли был крупным игроком в развитии астрономически полученных и регулируемых служб распределения времени в Америке до второй половины 19-го века. Его работа с железными дорогами в этой области часто упоминается как центральная для создания системы стандартных часовых поясов. Его очень успешные и прибыльные продажи времени Пенсильванской железной дороге выделялись среди многих негосударственных обсерваторий того времени, которые в значительной степени субсидировали свои исследования за счет продаж услуг времени региональным железным дорогам и городам, которые они обслуживали. Растущее доминирование Военно-морской обсерватории США в этой области угрожало средствам к существованию этих региональных обсерваторий, и Лэнгли стал лидером в усилиях по сохранению жизнеспособности их коммерческих программ.
Лэнгли считал себя ответственным за потерю средств после того, как в июне 1905 года выяснилось, что бухгалтер Смитсоновского института Уильям Карр расхищал деньги Института. После этого Лэнгли отказался от своей зарплаты. В ноябре у него случился инсульт. В феврале 1906 года он переехал в Эйкен, Южная Каролина, чтобы восстановиться, но у него случился еще один инсульт, и 27 февраля он умер. Он был похоронен на кладбище Форест-Хиллз в Бостоне. [21]
В честь Лэнгли названы воздушные и морские суда, сооружения, единица измерения солнечной радиации и награда, в том числе:
В 1963 году Лэнгли был включён в Национальный зал славы авиации в Дейтоне, штат Огайо. [24]
В фильме 1978 года « Ветра Китти Хок » его роль исполнил актёр Джон Хойт .
