Sampai saat ini, mesin uap adalah sumber energi paling luas di planet ini. Mesin uap dipasang di gerobak darat - prototipe mobil pertama, dipasang di kereta gerak dan kapal uap, dan memastikan pengoperasian pompa dan peralatan mesin. Tenaga uap dan mesin uap banyak digunakan dalam industri pada abad ke-19. Tak heran, seiring berjalannya waktu, ide membangun pesawat dengan mesin uap merambah ke kepala desainer. Namun, proses membangun pesawat uap ternyata sulit dan berduri.
Awak uap udara
Kelahiran penerbangan dimulai pada awal abad ke-19. Pada pergantian abad ke-18 hingga ke-19 konsep pertama pesawat diusulkan. Konsep ini dikemukakan oleh naturalis Inggris George Cayley. Kayleigh-lah yang dianggap sebagai salah satu peneliti dan ahli teori pertama di dunia dalam bidang pembuatan pesawat yang lebih berat dari udara. Cayley memulai studi dan eksperimen pertamanya untuk mempelajari karakteristik aerodinamis sayap pada tahun 1804, pada tahun yang sama ia membuat model desain badan pesawatnya sendiri. Menurutnya, pesawat layang itu bisa terbang tak lebih dari 27 meter di udara. Pada tahun 1809-1810, jurnal ilmiah bulanan pertama di Inggris, Nicolson's Journal of Natural Philosophy, menerbitkan sebuah karya oleh George Cayley berjudul "On Air Navigation." Itu adalah karya ilmiah pertama yang diterbitkan di dunia, yang berisi prinsip-prinsip dasar teori penerbangan glider dan pesawat terbang.
Bukan kebetulan bahwa di Inggris Raya, lebih dekat ke pertengahan abad ke-19, mereka mencoba membangun pesawat terbang pertama, atau lebih tepatnya, jet uap, karena direncanakan untuk memasang mesin uap dalam peran sebagai pembangkit listrik pada model. Ide membangun pesawat yang tidak biasa adalah milik penemu dan perintis Inggris di bidang penerbangan, William Samuel Henson. Bersama dengan penemu Inggris lainnya, John Stringfellow, Henson mengembangkan desain pesawat pertama di dunia, yang memperhitungkan semua elemen dasar dari pesawat berpenggerak baling-baling klasik.
Para desainer menyebut gagasan mereka Kereta Uap Udara. Paten untuk penemuan tersebut diperoleh pada tahun 1843, pada tahun yang sama para penemu dan mitranya mendaftarkan perusahaan saham gabungan yang disebut Perusahaan Transit Aeriel. Para desainer menciptakan model pertama "awak uap udara" mereka pada tahun 1843. Itu adalah pesawat enam meter, yang ditenagai oleh mesin uap dengan kekuatan hanya 1 hp.
Desain sayap parlet, yang dipresentasikan oleh Henson dan Stringfellow, mengandung unsur-unsur yang di masa depan akan menemukan aplikasi dalam penerbangan: spars, ribs, struts with braces. Sayap kapal uap mereka, seperti sayap pesawat modern, tebal. Pada saat yang sama, para perancang merancang lubang spar sayap, yang seharusnya memfasilitasi desain pesawat. Sayap itu sendiri menempel di badan parlet dari atas, direncanakan untuk menempatkan mesin itu sendiri, awak dan penumpang di dalam tubuh. Pembangkit listrik seharusnya menggerakkan dua baling-baling pendorong. Roda pendaratan pesawat itu direncanakan beroda tiga, dengan satu roda hidung.
Pada saat yang sama, ide para desainer terlalu berani, tidak hanya menurut standar pertengahan abad ke-19. Karakteristik teknis kru uap udara sangat baik. Pesawat itu seharusnya membawa hingga 12 orang melalui udara dengan jarak 1600 km. Pada saat yang sama, lebar sayap model diperkirakan 46 meter, dan luas sayap 424 m², diameter baling-baling adalah 6 meter. Tenaga mesin tenaga yang terpasang diperkirakan mencapai 30 hp. Diyakini bahwa ini cukup untuk menyediakan pesawat dengan berat lepas landas maksimum 1360 kg dengan kecepatan jelajah 80 km / jam.
Faktanya, semuanya berakhir dengan pengujian model yang direduksi, yang berlanjut dengan berbagai keberhasilan dari tahun 1844 hingga 1847. Selama ini, para desainer membuat sejumlah besar perubahan pada proyek, mengubah parameter, mengubah badan pesawat, dan juga mencari mesin uap yang semakin kuat. Meskipun upaya naturalis Inggris, dari waktu ke waktu mereka gagal. Ini terutama disebabkan oleh kurangnya pengalaman dunia di bidang konstruksi pesawat terbang. Baik Henson maupun Stringfellow adalah perintis, hanya mengambil langkah pertama yang malu-malu di bidang baru, menghadapi sejumlah besar kesulitan. Pada tahun 1847, semua pekerjaan pada proyek tersebut akhirnya dihentikan.
Pesawat uap Alexander Mozhaisky
Di Rusia, ide untuk membangun pesawat terbang dengan mesin uap diambil oleh Laksamana Muda Alexander Fedorovich Mozhaisky, "kakek penerbangan Rusia", tidak hanya seorang tokoh militer terkenal, tetapi juga seorang penemu. Mozhaisky terlibat dalam penelitian dan penemuan baik selama dinasnya di Angkatan Laut Kekaisaran Rusia dan dalam dinas sipil. Penemu akhirnya sampai pada ide untuk membangun pesawatnya sendiri pada tahun 1873. Setelah menyelesaikan rencananya pada akhir tahun 1876, Mozhaisky mempresentasikan proyek tersebut kepada Kementerian Perang, di mana proyek tersebut dipertimbangkan dan dana dialokasikan untuk pelaksanaannya. Secara khusus, tiga ribu rubel dihabiskan untuk penelitian dan penelitian ilmiah, yang hasilnya dapat digunakan lebih lanjut untuk membuat pesawat baru.
Ketika mengembangkan versi pesawatnya, Alexander Mozhaisky, seperti banyak perintis aeronautika lainnya, terutama mengandalkan desain dan kualitas terbang layang-layang, yang ia rancang dan luncurkan secara pribadi selama beberapa tahun. Mozhaisky dengan tepat percaya bahwa pesawat yang berat dan lambat harus memiliki area sayap yang besar. Pada saat yang sama, seperti penemu pesawat lainnya, Mozhaisky melalui trial and error, mengubah desain dan karakteristik versi pesawatnya berkali-kali.
Menurut proyek tersebut, pesawat itu seharusnya memiliki panjang badan sekitar 15 meter, lebar sayap 23 meter, berat lepas landas 820 kg. Pada saat yang sama, dimensi pesawat berubah dalam berbagai studi spesialis di bidang penerbangan. Fakta bahwa Mozhaisky ingin melengkapi pesawatnya dengan dua mesin 20 hp sekaligus tetap tidak berubah. dan 10hp. Pada saat yang sama, awalnya tentang mesin pembakaran internal, yang baru saja mulai muncul. Kecepatan desain pesawat seharusnya sekitar 40 km / jam. Kecepatan terbang yang rendah memaksa perancang untuk membangun sebuah pesawat dengan luas sayap yang sangat besar dari bentuk aslinya. Secara eksternal, pesawat yang dirancang oleh Mozhaisky adalah monoplane bracing, dibuat sesuai dengan desain aerodinamis klasik.
Cukup cepat, perancang terpaksa meninggalkan mesin pembakaran internal, karena mesin pertama seperti itu sangat tidak dapat diandalkan dan memiliki banyak bobot. Kemudian Mozhaisky memutuskan untuk kembali ke mesin uap klasik untuk zamannya. Pada kata sandinya, ia berencana untuk menggunakan model mesin uap paling ringan dari perusahaan Arbecker-son dan Hemkens dari London, yang memiliki reputasi yang sangat baik dan memiliki waktu untuk memantapkan dirinya sebagai produsen mesin uap ringan yang digunakan pada kapal perusak.
Prototipe pertama pesawat siap pada tahun 1882. Tapi tes tidak berhasil. Alexander Mozhaisky, seperti banyak perintis penerbangan, tidak dapat mengandalkan pengalaman sukses siapa pun, pada tahun-tahun itu industri pesawat terbang dunia tidak ada. Perancang tidak melengkapi kata sandinya dengan perangkat anti-putar, karena dia tidak menganggapnya perlu. Akibatnya, pesawat itu, bahkan tidak punya waktu untuk naik ke langit, jatuh miring, dan area sayapnya yang besar "terlipat". Tiga tahun berikutnya bekerja untuk menyelesaikan desain tidak menghasilkan apa-apa, tes pada tahun 1885 kembali gagal, pesawat kembali jatuh ke sisinya. Di sinilah sejarah pesawat ini berakhir, dan pada tahun 1890 sang desainer sendiri meninggal dunia.
Satu-satunya kata sandi terbang
Pada akhirnya, pesawat uap pertama yang mampu terbang ke langit dan melakukan penerbangan penuh baru dibangun pada abad ke-20. Ini terjadi pada tahun 1930-an, ketika dunia telah mengumpulkan pengalaman yang signifikan di bidang konstruksi pesawat terbang. Dirilis pada tahun 1933 dalam satu salinan, Airspeed 2000 tidak hanya lepas landas, tetapi juga beroperasi secara aktif, setidaknya hingga tahun 1936. Sebuah pesawat yang tidak biasa bekerja di Kantor Pos AS, tetapi setelah 1936 hidupnya hilang.
Kapal uap terbang pertama dibangun oleh saudara Amerika, penemu George dan William Bessler, dengan bantuan langsung dari insinyur Nathan Price. Demonstrasi kebaruan terjadi pada 12 April 1933 di California di kota Oakland dan diliput secara luas oleh pers Amerika. Secara tampilan, ini akan menjadi pesawat paling biasa pada tahun-tahun itu. Ini tidak mengherankan, karena saudara-saudara hanya mengambil biplan serial Travel Air 2000. Pembangkit listrik itu sendiri tidak biasa. Pesawat yang dijuluki Airspeed 2000 itu dilengkapi dengan mesin uap yang bertenaga.
Jantung dari mobil ini adalah mesin uap silinder V-kembar yang menghasilkan tenaga maksimum 150 hp. Dengan tangki berkapasitas total sekitar 10 galon, pesawat Bessler bersaudara ini bisa terbang sekitar 600 km. Pada saat yang sama, mesin uap berbobot bahkan kurang dari mesin pembakaran internal bensin standar - 80 kg, tetapi 220 kg lainnya ditambahkan ke berat pembangkit listrik tangki air dengan tungku.
Pesawat dengan mudah terbang ke langit pada tahun 1933 dan kemudian dioperasikan. Mobil tidak memiliki masalah dengan penerbangan. Pada saat yang sama, para jurnalis menghargai pengoperasian mesin pesawat yang tenang, mencatat bahwa percakapan antara pilot dan penumpang dapat terdengar bahkan dari darat. Suara itu hanya dibuat oleh peluit baling-baling yang memotong udara. Selain penerbangan yang tenang, pesawat memiliki kelebihan lain, misalnya penggunaan air sebagai pengganti bensin. Juga, kekuatan mesin uap sama sekali tidak bergantung pada ketinggian penerbangan dan tingkat penghalusan udara, yang merupakan masalah bagi semua pesawat dengan mesin pembakaran internal. Misalnya, pada ketinggian lebih dari dua ribu meter, mesin uap pada Airspeed 2000 menjadi lebih efisien daripada mesin bensin dengan daya yang sama.
Terlepas dari kelebihannya, Airspeed 2000 tidak menarik minat pelanggan sipil dan militer AS. Masa depan adalah untuk pesawat terbang dengan mesin pembakaran internal, dan biplan dari Bessler bersaudara tampak seperti semacam keingintahuan dari abad ke-19, meskipun dengan serangkaian keunggulan yang jelas. Kerugiannya masih melebihi. Dalam hal efisiensi, mesin uap lebih rendah daripada mesin pembakaran internal. Bahan ultraringan harus digunakan dalam desain pesawat untuk mengimbangi berat boiler air yang sangat besar. Itu tidak memungkinkan untuk bersaing dengan pesawat dengan mesin pembakaran internal dan jangkauan penerbangan yang lebih pendek. Dan bahkan kualitas yang jelas seperti tidak bersuara, yang dapat digunakan untuk membuat pesawat pengintai atau pembom, tidak menarik perwakilan dari departemen militer.
