ความพยายามที่จะรวมรถจักรไอน้ำกับเครื่องบิน

สารบัญ:

ความพยายามที่จะรวมรถจักรไอน้ำกับเครื่องบิน
ความพยายามที่จะรวมรถจักรไอน้ำกับเครื่องบิน

วีดีโอ: ความพยายามที่จะรวมรถจักรไอน้ำกับเครื่องบิน

วีดีโอ: ความพยายามที่จะรวมรถจักรไอน้ำกับเครื่องบิน
วีดีโอ: ชิลีรื้อระบอบเผด็จการ ฝังรากลึกหลายสิบปี ทำสังคมเหลื่อมล้ำ | WORLD WHY EP.40 | workpointTODAY 2024, มีนาคม
Anonim
ความพยายามที่จะรวมรถจักรไอน้ำกับเครื่องบิน
ความพยายามที่จะรวมรถจักรไอน้ำกับเครื่องบิน

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ เครื่องจักรไอน้ำเป็นแหล่งพลังงานที่แพร่หลายมากที่สุดในโลก เครื่องยนต์ไอน้ำถูกติดตั้งบนเกวียนภาคพื้น - ต้นแบบของรถยนต์คันแรก ติดตั้งในรถไฟเคลื่อนที่และเรือกลไฟ และรับประกันการทำงานของเครื่องสูบน้ำและเครื่องมือกล พลังไอน้ำและเครื่องยนต์ไอน้ำถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมในศตวรรษที่ 19 ไม่น่าแปลกใจที่เมื่อเวลาผ่านไปความคิดในการสร้างเครื่องบินด้วยเครื่องจักรไอน้ำได้แทรกซึมเข้าไปในหัวของนักออกแบบ อย่างไรก็ตาม กระบวนการสร้างเครื่องบินไอน้ำกลับกลายเป็นว่ายากและมีหนามแหลมคม

ลูกเรือไอน้ำ

การเกิดของการบินเกิดขึ้นตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 19 ในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 18-19 ได้มีการเสนอแนวคิดแรกของเครื่องบิน แนวคิดนี้เสนอโดย George Cayley นักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษ เป็น Kayleigh ที่ถือว่าเป็นหนึ่งในนักวิจัยและนักทฤษฎีกลุ่มแรกของโลกในด้านการสร้างเครื่องบินที่หนักกว่าอากาศ Cayley เริ่มการศึกษาและทดลองครั้งแรกเพื่อศึกษาลักษณะเฉพาะตามหลักอากาศพลศาสตร์ของปีกในปี 1804 ในปีเดียวกันนั้น เขาได้สร้างแบบจำลองของการออกแบบเฟรมเครื่องบินของเขาเอง ตามที่เขาพูด เครื่องร่อนสามารถเดินทางในอากาศได้ไม่เกิน 27 เมตร ในปี ค.ศ. 1809-1810 วารสารวิทยาศาสตร์รายเดือนฉบับแรกในสหราชอาณาจักร Nicolson's Journal of Natural Philosophy ได้ตีพิมพ์ผลงานของจอร์จ เคย์ลีย์ เรื่อง "On Air Navigation" เป็นผลงานทางวิทยาศาสตร์ที่ตีพิมพ์ครั้งแรกของโลก ซึ่งมีหลักการพื้นฐานของทฤษฎีเครื่องร่อนและการบินด้วยเครื่องบิน

ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่มันอยู่ในบริเตนใหญ่ใกล้กับกลางศตวรรษที่ 19 ที่พวกเขาพยายามสร้างเครื่องบินลำแรกหรือค่อนข้างเป็นไอพ่นเพราะมีการวางแผนที่จะติดตั้งเครื่องจักรไอน้ำในบทบาทของ โรงไฟฟ้าในรุ่น แนวคิดในการสร้างเครื่องบินที่ไม่ธรรมดาเป็นของนักประดิษฐ์ชาวอังกฤษและผู้บุกเบิกด้านการบิน William Samuel Henson ร่วมกับนักประดิษฐ์ชาวอังกฤษ John Stringfellow เฮนสันได้พัฒนาการออกแบบเครื่องบินลำแรกของโลก ซึ่งคำนึงถึงองค์ประกอบพื้นฐานทั้งหมดของเครื่องบินที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดแบบคลาสสิก

นักออกแบบเรียกผลิตผลของพวกเขาว่า Aerial Steam Carriage สิทธิบัตรสำหรับการประดิษฐ์นี้ได้รับในปี พ.ศ. 2386 ในปีเดียวกันนั้น นักประดิษฐ์และหุ้นส่วนของพวกเขาได้จดทะเบียนบริษัทร่วมทุนที่ชื่อว่า Aeriel Transit Company นักออกแบบได้สร้างแบบจำลองแรกของ "ลูกเรือไอน้ำ" ของพวกเขาในปี พ.ศ. 2386 มันเป็นเครื่องบินหกเมตรซึ่งขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ไอน้ำที่มีกำลังเพียง 1 แรงม้าเท่านั้น

ภาพ
ภาพ

การออกแบบปีกของพาร์เล็ตซึ่งนำเสนอโดย Henson และ Stringfellow มีองค์ประกอบที่ในอนาคตจะนำไปใช้ในการบิน: เสากระโดง, ซี่โครง, เสาพร้อมเหล็กดัด ปีกของเรือกลไฟนั้นหนาเหมือนกับเครื่องบินสมัยใหม่ ในเวลาเดียวกัน นักออกแบบได้ออกแบบปีกนกแบบกลวง ซึ่งควรจะอำนวยความสะดวกในการออกแบบเครื่องบิน ปีกนั้นติดอยู่กับลำตัวของพาร์เล็ตจากด้านบนมีการวางแผนเพื่อวางเครื่องยนต์ลูกเรือและผู้โดยสารไว้ในร่างกาย โรงไฟฟ้าควรจะขับใบพัดผลักสองตัว เกียร์ลงจอดของเครื่องบินได้รับการวางแผนให้เป็นแบบสามล้อโดยมีล้อจมูกเดียว

ในขณะเดียวกัน แนวความคิดของนักออกแบบก็กล้าหาญเกินไป ไม่ใช่แค่ตามมาตรฐานของกลางศตวรรษที่ 19 เท่านั้น ลักษณะทางเทคนิคของลูกเรือไอน้ำนั้นยอดเยี่ยม เครื่องบินควรจะบรรทุกคนได้มากถึง 12 คนทางอากาศในระยะทาง 1,600 กม.ในเวลาเดียวกัน ปีกของแบบจำลองอยู่ที่ประมาณ 46 เมตร และพื้นที่ปีกคือ 424 ตารางเมตร เส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัดคือ 6 เมตร กำลังของเครื่องจ่ายไฟที่ติดตั้งอยู่ที่ประมาณ 30 แรงม้า เชื่อกันว่าสิ่งนี้เพียงพอที่จะให้เครื่องบินที่มีน้ำหนักบินขึ้นสูงสุด 1360 กก. ความเร็วในการล่องเรือ 80 กม. / ชม.

อันที่จริง ทุกอย่างจบลงด้วยการทดสอบโมเดลลดขนาด ซึ่งดำเนินต่อไปด้วยความสำเร็จที่แตกต่างกันตั้งแต่ปี 1844 ถึง 1847 ตลอดเวลานี้ นักออกแบบได้ทำการเปลี่ยนแปลงจำนวนมากในโครงการ เปลี่ยนพารามิเตอร์ เปลี่ยนเฟรมเครื่องบิน และมองหาเครื่องยนต์ไอน้ำที่ทรงพลังมากขึ้น แม้จะมีความพยายามของนักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษ แต่ก็ล้มเหลวครั้งแล้วครั้งเล่า สาเหตุหลักมาจากการขาดประสบการณ์ระดับโลกในด้านการสร้างเครื่องบิน ทั้ง Henson และ Stringfellow เป็นผู้บุกเบิก โดยเริ่มก้าวแรกอย่างขี้อายในสนามใหม่ ซึ่งต้องเผชิญกับปัญหามากมาย ในปี ค.ศ. 1847 งานทั้งหมดในโครงการก็หยุดลงในที่สุด

เครื่องบินไอน้ำของ Alexander Mozhaisky

ในรัสเซีย พลเรือตรี Alexander Fedorovich Mozhaisky ซึ่งเป็น "ปู่แห่งการบินของรัสเซีย" เป็นผู้ริเริ่มแนวคิดในการสร้างเครื่องบินด้วยเครื่องยนต์ไอน้ำ ซึ่งไม่เพียงแต่เป็นทหารที่มีชื่อเสียงเท่านั้น แต่ยังเป็นนักประดิษฐ์อีกด้วย Mozhaisky มีส่วนร่วมในการวิจัยและการประดิษฐ์ทั้งในระหว่างที่เขารับใช้ในกองทัพเรือจักรวรรดิรัสเซียและในราชการ ในที่สุดนักประดิษฐ์ก็เกิดความคิดที่จะสร้างเครื่องบินของตัวเองในปี พ.ศ. 2416 หลังจากเสร็จสิ้นแผนภายในสิ้นปี พ.ศ. 2419 Mozhaisky ได้นำเสนอโครงการต่อกระทรวงสงครามซึ่งโครงการนี้ได้รับการพิจารณาและจัดสรรเงินทุนสำหรับการดำเนินการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีการใช้เงินสามพันรูเบิลในการวิจัยและวิจัยทางวิทยาศาสตร์ซึ่งผลลัพธ์ดังกล่าวสามารถใช้เพื่อสร้างเครื่องบินใหม่ได้

ภาพ
ภาพ

ในการพัฒนารุ่นเครื่องบินของเขา Alexander Mozhaisky เช่นเดียวกับผู้บุกเบิกด้านวิชาการบินอื่น ๆ หลายคนอาศัยการออกแบบและคุณภาพการบินของว่าวเป็นหลักซึ่งเขาออกแบบและเปิดตัวเองตลอดหลายปีที่ผ่านมา Mozhaisky เชื่ออย่างถูกต้องว่าเครื่องบินที่หนักและช้าควรมีพื้นที่ปีกขนาดใหญ่ ในเวลาเดียวกัน เช่นเดียวกับนักประดิษฐ์เครื่องบินคนอื่นๆ Mozhaisky ผ่านการลองผิดลองถูก โดยเปลี่ยนการออกแบบและคุณลักษณะของรุ่นเครื่องบินของเขาหลายครั้ง

ตามโครงการนี้ เครื่องบินลำดังกล่าวควรจะมีความยาวลำตัวประมาณ 15 เมตร ปีกกว้าง 23 เมตร และมีน้ำหนักบินขึ้น 820 กิโลกรัม ในขณะเดียวกัน ขนาดของเครื่องบินก็เปลี่ยนไปในการศึกษาต่างๆ ของผู้เชี่ยวชาญในสาขาการบิน ความจริงที่ว่า Mozhaisky ต้องการติดตั้งเครื่องบินของเขาด้วยเครื่องยนต์ 20 แรงม้าสองเครื่องในคราวเดียวยังคงไม่เปลี่ยนแปลง และ 10 แรงม้า ในเวลาเดียวกัน ตอนแรกมันเป็นเรื่องของเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งเพิ่งจะเริ่มโผล่ออกมา ความเร็วการออกแบบของเครื่องบินควรจะอยู่ที่ประมาณ 40 กม. / ชม. ความเร็วในการบินต่ำทำให้นักออกแบบต้องสร้างเครื่องบินที่มีพื้นที่ปีกขนาดใหญ่มากในรูปทรงดั้งเดิม ภายนอก เครื่องบินที่ออกแบบโดย Mozhaisky นั้นเป็นเครื่องบินโมโนเพลนที่ค้ำจุน ซึ่งทำขึ้นตามการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์แบบคลาสสิก

ผู้ออกแบบถูกบังคับให้ละทิ้งเครื่องยนต์สันดาปภายในอย่างรวดเร็วเนื่องจากเครื่องยนต์ดังกล่าวตัวแรกไม่น่าเชื่อถืออย่างยิ่งและมีน้ำหนักมาก จากนั้น Mozhaisky ตัดสินใจกลับไปใช้เครื่องจักรไอน้ำแบบคลาสสิกสำหรับยุคของเขา บนรหัสผ่านของเขา เขาวางแผนที่จะใช้เครื่องยนต์ไอน้ำรุ่นน้ำหนักเบาที่สุดของบริษัท Arbecker-son และ Hemkens จากลอนดอน ซึ่งมีชื่อเสียงที่ยอดเยี่ยมและมีเวลาที่จะสร้างตัวเองให้เป็นผู้ผลิตเครื่องยนต์ไอน้ำน้ำหนักเบาที่ใช้กับเรือพิฆาต

ภาพ
ภาพ

เครื่องบินต้นแบบลำแรกพร้อมแล้วในปี พ.ศ. 2425 แต่การทดสอบไม่ประสบความสำเร็จ Alexander Mozhaisky ก็เหมือนกับผู้บุกเบิกด้านการบินหลายๆ คน ไม่สามารถพึ่งพาประสบการณ์ที่ประสบความสำเร็จของใครๆ ได้ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมอากาศยานโลกไม่มีอยู่จริงนักออกแบบไม่ได้ใส่รหัสผ่านของเขากับอุปกรณ์ป้องกันการโรล เนื่องจากเขาไม่คิดว่าจำเป็น เป็นผลให้เครื่องบินไม่มีเวลาขึ้นไปบนท้องฟ้าก็ตกลงมาจากด้านข้างและบริเวณปีกขนาดใหญ่ก็ "พับ" การทำงานสามปีต่อมาในการสรุปการออกแบบไม่ได้นำไปสู่สิ่งใดการทดสอบในปี 2428 ไม่ประสบความสำเร็จอีกครั้งเครื่องบินตกด้านข้างอีกครั้ง นี่คือจุดสิ้นสุดของประวัติศาสตร์ของเครื่องบินลำนี้และในปี พ.ศ. 2433 นักออกแบบเองก็เสียชีวิต

รหัสผ่านที่บินได้เท่านั้น

ในท้ายที่สุด เครื่องบินไอน้ำลำแรกที่บินได้และบินได้เต็มที่ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นจนกระทั่งศตวรรษที่ 20 สิ่งนี้เกิดขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 เมื่อโลกได้สะสมประสบการณ์ที่สำคัญในด้านการสร้างเครื่องบินแล้ว วางจำหน่ายในปี 1933 ในสำเนาเดียว Airspeed 2000 ไม่เพียงแต่ออกบิน แต่ยังใช้งานอยู่ อย่างน้อยก็จนถึงปี 1936 เครื่องบินที่ผิดปกติทำงานในที่ทำการไปรษณีย์ของสหรัฐอเมริกา แต่หลังจากปี 1936 ชีวิตของเขาหายไป

เรือกลไฟบินได้ลำแรกสร้างขึ้นโดยพี่น้องชาวอเมริกัน ผู้ประดิษฐ์ George และ William Bessler ด้วยความช่วยเหลือโดยตรงจากวิศวกร Nathan Price การสาธิตความแปลกใหม่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 12 เมษายน พ.ศ. 2476 ในเมืองโอกแลนด์ในแคลิฟอร์เนียและได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางในสื่อมวลชนของอเมริกา ในลักษณะที่ปรากฏ นี่จะเป็นระนาบที่ธรรมดาที่สุดของปีเหล่านั้น ไม่น่าแปลกใจเพราะพี่น้องใช้เครื่องบินปีกสองชั้นแบบอนุกรม Travel Air 2000 เป็นพื้นฐาน โรงไฟฟ้าเองก็ผิดปกติ เครื่องบินลำนี้มีชื่อว่า Airspeed 2000 ติดตั้งเครื่องยนต์ไอน้ำอันทรงพลัง

ภาพ
ภาพ

หัวใจของรถคือเครื่องยนต์ไอน้ำ V-twin-cylinder ที่ผลิตกำลังสูงสุด 150 แรงม้า ด้วยถังที่มีความจุรวมประมาณ 10 แกลลอน เครื่องบินของพี่น้องเบสเลอร์สามารถบินได้ประมาณ 600 กม. ในเวลาเดียวกันเครื่องยนต์ไอน้ำมีน้ำหนักน้อยกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้น้ำมันเบนซินมาตรฐาน - 80 กก. แต่อีก 220 กก. ถูกเพิ่มลงในน้ำหนักของโรงไฟฟ้าด้วยถังเก็บน้ำพร้อมเตา

เครื่องบินขึ้นสู่ท้องฟ้าอย่างง่ายดายในปี 2476 และใช้งานได้ในเวลาต่อมา รถไม่มีปัญหากับเที่ยวบิน ในเวลาเดียวกัน นักข่าวชื่นชมการทำงานที่เงียบของเครื่องยนต์เครื่องบิน โดยสังเกตว่าการสนทนาระหว่างนักบินกับผู้โดยสารสามารถได้ยินได้แม้กระทั่งจากภาคพื้นดิน มีเพียงเสียงนกหวีดของใบพัดที่สับอากาศเท่านั้น นอกจากเที่ยวบินที่เงียบแล้ว เครื่องบินยังมีข้อดีอื่นๆ เช่น การใช้น้ำแทนน้ำมันเบนซิน นอกจากนี้ พลังของเครื่องยนต์ไอน้ำไม่ได้ขึ้นอยู่กับระดับความสูงของเที่ยวบินและระดับความหายากของอากาศแต่อย่างใด ซึ่งเป็นปัญหาสำหรับเครื่องบินทุกลำที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายใน ตัวอย่างเช่น ที่ระดับความสูงมากกว่าสองพันเมตร เครื่องยนต์ไอน้ำบน Airspeed 2000 มีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องยนต์เบนซินที่มีกำลังเท่ากัน

ภาพ
ภาพ

แม้จะมีข้อดี แต่ Airspeed 2000 ก็ไม่ได้สนใจลูกค้าพลเรือนและกองทัพสหรัฐฯ อนาคตมีไว้สำหรับเครื่องบินที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายใน และเครื่องบินปีกสองชั้นของพี่น้องเบสส์เลอร์ดูคล้ายกับความอยากรู้อยากเห็นบางอย่างจากศตวรรษที่ 19 แม้ว่าจะมีข้อดีที่ชัดเจนก็ตาม ข้อเสียยังคงเกินดุล ในแง่ของประสิทธิภาพ เครื่องยนต์ไอน้ำด้อยกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายใน ต้องใช้วัสดุที่เบาเป็นพิเศษในการออกแบบเครื่องบินเพื่อชดเชยน้ำหนักของหม้อต้มน้ำขนาดใหญ่ ไม่อนุญาตให้แข่งขันกับเครื่องบินที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายในและระยะการบินที่สั้นกว่า และแม้แต่คุณภาพที่ชัดเจนเช่นความไร้เสียงซึ่งสามารถใช้เพื่อสร้างเครื่องบินลาดตระเวนหรือเครื่องบินทิ้งระเบิดก็ไม่ได้ดึงดูดตัวแทนของแผนกทหาร