تا همین اواخر ، موتور بخار گسترده ترین منبع انرژی روی کره زمین بود. موتورهای بخار بر روی چرخ دستی های زمینی نصب شدند - نمونه های اولیه اتومبیل ها ، در حرکت قطارها و بخارپزها ، و عملکرد پمپ ها و ماشین آلات را تضمین کردند. موتورهای بخار و بخار در قرن 19 به طور گسترده ای در صنعت مورد استفاده قرار گرفت. جای تعجب نیست که با گذشت زمان ، ایده ساخت هواپیما با موتور بخار به سر طراحان نفوذ کرد. با این حال ، روند ساخت یک هواپیمای بخار دشوار و خاردار بود.
خدمه بخار هوا
تولد هوانوردی به اوایل قرن نوزدهم برمی گردد. در آغاز قرنهای 18 تا 19 بود که اولین مفهوم هواپیما ارائه شد. این مفهوم توسط طبیعت شناس انگلیسی جورج کیلی مطرح شد. این کیلی است که به عنوان یکی از اولین محققان و نظریه پردازان جهان در زمینه ایجاد هواپیماهای سنگین تر از هوا شناخته می شود. کایلی اولین مطالعات و آزمایشات خود را برای مطالعه ویژگیهای آیرودینامیکی بال در سال 1804 آغاز کرد ، در همان سال او مدلی از طراحی قاب هواپیمای خود ساخت. به گفته وی ، گلایدر نمی تواند بیش از 27 متر از طریق هوا حرکت کند. در سالهای 1809-1810 ، اولین مجله علمی ماهانه در بریتانیای کبیر ، مجله فلسفه طبیعی نیکلسون ، اثری از جورج کیلی با عنوان "در ناوبری هوایی" منتشر کرد. این اولین اثر علمی منتشر شده در جهان بود که شامل اصول اساسی نظریه پرواز گلایدر و هواپیما بود.
تصادفی نیست که در بریتانیای کبیر ، نزدیک به اواسط قرن 19 ، آنها سعی کردند اولین هواپیما یا بهتر بگویم یک جت بخار را بسازند ، زیرا برنامه ریزی شده بود که یک موتور بخار در نقش یک هواپیما نصب شود. نیروگاه بر روی مدل ایده ساخت یک هواپیمای غیر معمول متعلق به مخترع و پیشگام انگلیسی در زمینه هوانوردی ، ویلیام ساموئل هنسون بود. هنسون به همراه یکی دیگر از مخترعان انگلیسی ، جان استرینگفلو ، اولین طراحی هواپیما در جهان را توسعه دادند که تمام عناصر اساسی یک هواپیمای کلاسیک با ملخ را در نظر می گرفت.
طراحان فرزند خود را کالسکه بخار هوایی نامیدند. حق ثبت اختراع در سال 1843 به دست آمد ، در همان سال مخترعان و شرکای خود یک شرکت سهامی به نام شرکت حمل و نقل Aeriel ثبت کردند. طراحان اولین مدل از "خدمه بخار هوا" خود را در سال 1843 ایجاد کردند. این هواپیما شش متری بود که از موتور بخار با قدرت تنها 1 اسب بخار استفاده می کرد.
طراحی بال پارلت ، که توسط هنسون و استرینگفلو ارائه شد ، حاوی عناصری بود که در آینده در هوانوردی کاربرد پیدا می کند: اسپارها ، دنده ها ، بندها با بریس. بال بال بخار آنها ، مانند بال هواپیماهای مدرن ، ضخیم بود. در همان زمان ، طراحان حفره های بال را توخالی طراحی کردند ، که قرار بود طراحی هواپیما را تسهیل کند. بال خود از بالا به بدنه پارلت متصل بود ، برنامه ریزی شده بود که خود موتور ، خدمه و مسافران را در بدن قرار دهند. این نیروگاه قرار بود دو ملخ رانندگی کند. دنده فرود هواپیما سه چرخه و دارای یک چرخ دماغه بود.
در همان زمان ، ایده طراحان بسیار جسورانه بود ، نه تنها با استانداردهای اواسط قرن 19. ویژگی های فنی خدمه بخار هوا عالی بود. این هواپیما قرار بود تا 12 نفر را از راه دور در مسافت 1600 کیلومتری حمل کند.در همان زمان ، طول بال مدل 46 متر برآورد شد و مساحت بال 424 متر مربع ، قطر پروانه ها 6 متر بود. قدرت دستگاه قدرت نصب شده 30 اسب بخار برآورد شد. اعتقاد بر این بود که این کافی است تا هواپیمایی با حداکثر وزن برخاست 1360 کیلوگرم با سرعت پرواز 80 کیلومتر در ساعت فراهم کند.
در حقیقت ، همه چیز با آزمایش مدل کاهش یافته ، که با موفقیت های متفاوتی از سال 1844 تا 1847 ادامه یافت ، به پایان رسید. در تمام این مدت ، طراحان تغییرات زیادی را در پروژه ایجاد کردند ، پارامترها را تغییر دادند ، بدنه هواپیما را تغییر دادند و همچنین به دنبال یک موتور بخار قدرتمند بودند. علیرغم تلاش طبیعت شناسان انگلیسی ، هر از گاهی آنها شکست می خوردند. این عمدتا به دلیل فقدان کامل تجربه جهانی در زمینه ساخت هواپیما بود. هنسون و استرینگفلو هر دو پیشگام بودند و تنها اولین قدم های ترسو را در زمینه جدیدی برداشتند و با مشکلات عظیمی روبرو شدند. در سال 1847 ، سرانجام تمام کارهای پروژه متوقف شد.
هواپیمای بخار الکساندر موژایسکی
در روسیه ، ایده ساخت هواپیما با موتور بخار توسط دریاسالار الکساندر فدوروویچ موژایسکی ، "پدربزرگ هوانوردی روسیه" ، نه تنها یک شخصیت مشهور نظامی ، بلکه یک مخترع نیز مطرح شد. موژایسکی هم در طول خدمت خود در نیروی دریایی شاهنشاهی روسیه و هم در خدمات ملکی مشغول تحقیق و اختراع بود. مخترع سرانجام به ایده ساخت هواپیمای شخصی خود در سال 1873 رسید. موژایسکی پس از اتمام برنامه خود در پایان سال 1876 ، این پروژه را به وزارت جنگ ارائه کرد ، جایی که پروژه مورد بررسی قرار گرفت و بودجه ای برای اجرای آن اختصاص داده شد. به طور خاص ، سه هزار روبل صرف تحقیقات و تحقیقات علمی شد که نتایج آن می تواند بیشتر برای ایجاد هواپیمای جدید استفاده شود.
هنگام توسعه نسخه هواپیما ، الکساندر موژایسکی ، مانند بسیاری دیگر از پیشگامان هوانوردی ، عمدتا بر طراحی و کیفیت پرواز بادبادک ها تکیه می کرد ، که شخصاً طی چندین سال طراحی و راه اندازی کرد. موژایسکی به درستی معتقد بود که یک هواپیمای سنگین و آهسته باید دارای بال بال وسیعی باشد. در همان زمان ، مانند دیگر مخترعین هواپیما ، موژایسکی آزمایش و خطا را پشت سر گذاشت و طرح و ویژگی های نسخه هواپیماهای خود را بارها تغییر داد.
طبق پروژه ، هواپیما قرار بود دارای بدنه ای در حدود 15 متر ، طول بال 23 متر ، وزن برخاست 820 کیلوگرم باشد. در عین حال ، ابعاد هواپیما در مطالعات مختلف متخصصان در زمینه هوانوردی تغییر می کند. این واقعیت که موژایسکی می خواست هواپیمای خود را به طور همزمان به دو موتور 20 اسب بخار مجهز کند ، بدون تغییر باقی می ماند. و 10 اسب بخار در همان زمان ، ابتدا در مورد موتورهای احتراق داخلی بود که به تازگی ظهور کرده بودند. سرعت طراحی هواپیما قرار بود حدود 40 کیلومتر در ساعت باشد. سرعت پرواز پایین طراح را مجبور کرد هواپیمایی با مساحت بال بسیار بزرگ شکل اولیه بسازد. از نظر خارجی ، هواپیمای طراحی شده توسط موژایسکی یک هواپیمای مهاربند بود که مطابق با طراحی آیرودینامیک کلاسیک ساخته شده است.
به سرعت ، طراح مجبور شد موتور احتراق داخلی را رها کند ، زیرا اولین چنین موتورهایی بسیار غیرقابل اعتماد بودند و وزن زیادی داشتند. سپس موژایسکی تصمیم گرفت به موتورهای بخار کلاسیک دوران خود بازگردد. در رمز عبور خود ، او قصد داشت از سبک ترین مدلهای موتورهای بخار شرکت Arbecker-son و Hemkens از لندن استفاده کند ، که شهرت بسیار خوبی داشت و زمان داشت تا خود را به عنوان تولید کننده موتورهای بخار سبک که در ناوشکن ها استفاده می شد ، معرفی کند.
اولین نمونه هواپیما در سال 1882 آماده شد. اما آزمایشات ناموفق بود. الکساندر موژایسکی ، مانند بسیاری از پیشگامان هوانوردی ، نمی تواند به تجربه موفق هیچ کس تکیه کند ، در آن سالها صنعت هواپیماهای جهان به سادگی وجود نداشت.طراح رمز عبور خود را به دستگاههای ضد رول مجهز نکرد ، زیرا آنها را ضروری نمی دانست. در نتیجه ، هواپیما ، حتی زمانی برای بلند شدن به آسمان نداشت ، به پهلو افتاد و ناحیه بال بزرگ آن به سادگی "تا شد". سه سال بعد از کار بر روی نهایی شدن طرح به چیزی منجر نشد ، آزمایشات در سال 1885 دوباره ناموفق بود ، هواپیما دوباره به پهلو افتاد. اینجاست که تاریخچه این هواپیما به پایان می رسد و در سال 1890 خود طراح درگذشت.
تنها رمز عبور پرواز
در نهایت ، اولین هواپیمای بخار که توانست به آسمان برود و پرواز کاملی انجام داد ، تا قرن بیستم ساخته نشد. این اتفاق در دهه 1930 رخ داد ، زمانی که جهان تجربه قابل توجهی را در زمینه ساخت هواپیما جمع آوری کرده بود. Airspeed 2000 که در سال 1933 در یک نسخه منتشر شد ، نه تنها بلند شد ، بلکه حداقل تا سال 1936 نیز در فعالیت فعال بود. یک هواپیمای غیر معمول در اداره پست ایالات متحده کار می کرد ، اما پس از سال 1936 زندگی او از بین می رود.
اولین بخارشوی پرنده توسط برادران آمریکایی ، مخترعان جورج و ویلیام بسلر ، با کمک مستقیم مهندس ناتان پرایس ساخته شد. تظاهرات این تازگی در 12 آوریل 1933 در کالیفرنیا در شهر اوکلند برگزار شد و به طور گسترده در مطبوعات آمریکایی پوشش داده شد. در ظاهر ، این معمولی ترین هواپیمای آن سالها بود. این تعجب آور نیست ، زیرا برادران به سادگی سریال هواپیمای مسافرتی 2000 Travel Air را به عنوان مبنای کار قرار دادند. خود نیروگاه غیر معمول بود. این هواپیما با نام Airspeed 2000 مجهز به موتور بخار قوی بود.
قلب خودرو یک موتور بخار V دو سیلندر بود که حداکثر قدرت آن 150 اسب بخار بود. هواپیمای برادران بسلر با یک تانک با ظرفیت کلی حدود 10 گالن می تواند حدود 600 کیلومتر پرواز کند. در همان زمان ، موتور بخار حتی کمتر از موتورهای احتراق داخلی بنزینی استاندارد - 80 کیلوگرم وزن داشت ، اما 220 کیلوگرم دیگر به وزن نیروگاه یک مخزن آب با جعبه آتش اضافه شد.
این هواپیما در سال 1933 به آسانی به آسمان رفت و پس از آن در حال کار بود. ماشین هیچ مشکلی در پروازها نداشت. در همان زمان ، روزنامه نگاران از عملکرد آرام موتور هواپیما قدردانی کردند و خاطرنشان کردند که مکالمه بین خلبان و مسافر حتی از زمین شنیده می شود. این سر و صدا فقط با سوت پروانه ای که هوا را خرد می کرد ایجاد شد. این هواپیما علاوه بر یک پرواز آرام ، مزایای دیگری نیز داشت ، به عنوان مثال ، استفاده از آب به جای بنزین. همچنین ، قدرت موتور بخار به هیچ وجه به ارتفاع پرواز و میزان نازک شدن هوا بستگی ندارد ، که برای همه هواپیماهای دارای موتور احتراق داخلی مشکل ساز بود. به عنوان مثال ، در ارتفاع بیش از دو هزار متر ، موتور بخار در Airspeed 2000 کارآمدتر از موتورهای بنزینی با همان قدرت بود.
علیرغم مزایای آن ، Airspeed 2000 مشتریان غیرنظامی و ارتش ایالات متحده را مورد توجه قرار نداد. آینده برای هواپیماهایی با موتورهای احتراق داخلی بود و هواپیمای دو برادران بسلر نوعی کنجکاوی از قرن 19 به نظر می رسید ، البته با مجموعه ای از مزایای آشکار. معایب هنوز بیشتر از آن است. از نظر کارایی ، موتور بخار نسبت به موتورهای احتراق داخلی پایین تر بود. برای جبران وزن دیگ بخار آب عظیم باید از مواد فوق سبک در طراحی هواپیما استفاده می شد. این اجازه نمی دهد با هواپیماهای دارای موتور احتراق داخلی و برد پرواز کوتاهتر رقابت کند. و حتی چنین کیفیت واضحی مانند بی صدا بودن ، که می تواند برای ایجاد هواپیماهای شناسایی یا بمب افکن ها استفاده شود ، نمایندگان بخش نظامی را جذب نکرد.
