Inventarea avionului

Tăbliţele şi desenele antice sunt pline de imagini ale zborului, multe incluzând oameni cu aripi sau cu pene ce urcau şi coborau din înaltul cerurilor mistice. Încă de la naşterea omenirii, cel mai mare vis al nostru a fost să planăm asemenea păsărilor - simbol al libertăţii, graţiei şi misterului. Toate încercările timpurii ale omului de a zbura s-au bazat în întregime pe imitarea păsărilor. Mulţi dintre cei ce au dorit să zboare şi-au prins pene de braţe şi de picioare şi au încercat să transforme visul în realitate.

Din păcate însă, eforturile lor s-au sfârşit tragic, aceştia murind sau fiind grav răniţi în urma unor salturi de pe stânci sau alte locuri înalte. Acum aproximativ 100 de ani însă, ceea ce nu au reuşit Aristotel, Leonardo da Vinci şi Galileo Galilei au realizat doi mecanici de biciclete din Ohio. Fraţii Wright sunt protagoniştii acestei poveşti, dar au existat şi mulţi alţi actori secundari, precum şi un scenariu fascinant.

În secolul al XIX-lea s-au pus bazele teoretice ale zborului mecanizat. Sir George Cayley, un prosper politician, filozof şi profesor britanic, a iniţiat primele cercetări cu privire la elementele structurale ale aripii şi la necesitatea unei surse de acţionare mecanică cu greutate redusă. Cayley a sugerat că modelul aripii trebuie să permită rezistenţă la înaintare, precum şi capacitate de portantă.

A postulat, de asemenea, că unghiul sub care aerul loveşte aripa influenţează portanta. „Toată problema”, scria el, „se rezumă la realizarea unei suprafeţe care să susţină o greutate dată prin aplicarea unei energii faţă de rezistenţa aerului”. Tot el a prevăzut într-un mod uimitor de corect faptul că mecanismul de propulsie va trebui alimentat prin „combustia subită a unei pulberi sau a unui fluid inflamabil”.

Cayley a construit în 1804, în urma cercetărilor sale, un mic planor. În 1809 a reuşit să lanseze un model mai mare, dar fără echipaj uman. Şi-a continuat studiile şi în scurt timp a construit un alt planor care încorpora un fuselaj aerodinamic şi o structură mobilă a cozii, apoi a convins un băiat care locuia în zonă să zboare cu acest aparat; astfel a avut loc un scurt „zbor” reuşit de pe panta unui deal. În ciuda inovaţiilor sale remarcabile, Cayley a fost împiedicat să progreseze din cauza tehnologiei timpurilor în care trăia.

Singura sursă de acţionare mecanică disponibilă atunci - motorul cu aburi - s-a dovedit nepotrivită aplicaţiilor aeronautice. Folosit pe scară largă în anii 1800, motorul cu aburi a revoluţionat designul navelor şi a făcut posibilă apariţia căii ferate, numai că navele şi locomotivele nu trebuia să se ridice în aer. Motoarele cu aburi erau masive şi grele, mult prea grele pentru puterea produsă, şi necesitau cantităţi considerabile de lemn sau cărbune pentru alimentare şi apă pentru producerea aburului.

Cu toate acestea, modelele de planoare ale lui Cayley n-au trecut neobservate. Mulţi i-au studiat şi i-au copiat realizările, iar planoarele sunt încă folosite în prezent, înregistrându-se zboruri pe distanţe şi de durate impresionante. Însă, asemenea baloanelor cu aer cald, acestea sunt total dependente de condiţiile meteorologice existente. Curând, atenţia inventatorilor s-a îndreptat către adoptarea planorului în scopul zborului acţionat mecanic.

William Henson a propus o „trăsură aeriană cu aburi” cu o anvergură a aripilor de 46 m şi propulsoare elicoidale. În 1848, a încercat să înalţe o versiune redusă la scară, de 6 m, care folosea pentru acţionare un motor cu aburi cu greutate redusă. Acest prototip avangardist s-a ridicat de la sol, dar era vizibil stânjenit de motorul cu aburi în continuare prea greu, pentru a nu mai menţiona şi faptul că aparatul mai degrabă plana decât zbura.

În cea de-a doua jumătate a secolului al XIX-lea au activat doi dintre principalii pionieri ai zborului. Otto Lilienthal a publicat celebra lucrare Zborul păsărilor ca bază a aviaţiei, după mulţi ani de cercetări şi observaţii ale păsărilor în zbor. Lilienthal a construit şi a pilotat numeroase planoare în diferite experimente şi a încorporat în designul avionului său un mic motor cu benzină.

A fost ucis în mod tragic, în 1896, în timp ce-şi testa avionul. Sir Hiram Maxim a construit, în 1894, un biplan acţionat de puterea aburilor. Avionul avea două motoare şi două elice, şi a reuşit să se ridice de la sol, dar era ancorat cu ajutorul unor parapete. În ciuda debutului promiţător, Maxim a renunţat în mod inexplicabil să-şi continue munca la acest proiect.

Odată cu începutul secolului al XX-lea au apărut şi cursele cu zboruri de călători, iar noul secol i-a adus pe fraţii Wright pe primul loc al listei aviatorilor. Orville şi Wilbur Wright erau fiii unui preot din Ohio. Băieţii au devenit în scurt timp specialişti în mecanică, inventând pe când erau încă adolescenţi o maşină de imprimare. Au lucrat în acest domeniu până în 1892, când şi-au deschis un atelier de biciclete. Mai târziu, cei doi au citit lucrările de cercetare ale lui Lilienthal şi au considerat că ar putea să aducă îmbunătăţiri modelului de avion propus de acesta şi să corecteze alte teorii de aviaţie ce erau pe atunci în vogă.

Principala lor invenţie în privinţa designului aparatelor de zbor a constat în „controlul cu eleroane”, adică îndoirea suprafeţelor aripilor cu ajutorul unor cabluri care ar permite păstrarea echilibrului avionului în timpul virării. Fraţii Wright observaseră că păsările în zbor îşi restabilesc echilibrul înclinându-şi o aripă în jos, iar cealaltă în sus. Experimentând cu ajutorul unei cutii de carton, ei au putut imita aceste acţiuni prin îndoirea unei părţi sau a alteia, modificând structura aerodinamică fără a-i sacrifica rigiditatea.

Mulţi îi consideră şi la ora actuală pe fraţii Wright drept doi experimentatori care „au nimerit-o” şi au avut noroc în locul şi la momentul potrivit, însă nimic nu poate fi mai neadevărat. Ei au construit unul dintre primele tuneluri aerodinamice în atelierul lor din Dayton, au testat cu asiduitate o serie de modele de fuselaje şi de configuraţii ale aripii. Au testat şi au evaluat cu atenţie diverse modele de monoplane, biplane şi chiar de triplane. În plus, când nu au reuşit să facă rost de un motor cu benzină care să se conformeze cerinţelor lor, şi-au construit singuri unul.

În 1900, fraţii Wright erau pregătiţi să-şi pună cercetările în practică. Au construit un planor fără motor prevăzut cu sistemul de îndoire a aripilor propus de ei. Apoi s-au îndreptat spre Kitty Hawk, Carolina de Nord, un loc ales special pentru vânturile de slabă intensitate şi plaja sa întinsă. După realizarea unei serii de zboruri promiţătoare, s-au întors în Dayton unde au continuat să perfecteze designul planorului în anii 1901-1902.

În 1903 erau pregătiţi să instaleze motorul şi să devină primii aviatori. Fraţii Wright au revenit la Kitty Hawk şi au hotărât să facă primul test pe data de 14 decembrie. Avionul lor finisat - The Flyer (Zburătorul) - era un biplan cu lonjeroanele şi fuselajul acoperite cu pânză groasă, avea o anvergură a aripilor de 12 m şi cântărea 365 kg.

Motorul pe care îl construiseră era un model cu patru cilindri în linie pentru automobile, care genera 13 CP şi cântărea 80 kg. De asemenea, Zburătorul avea două elice, acţionate prin roţi dinţate şi lanţuri de bicicletă. Câştigător în urma unei trageri la sorţi, Wilbur a avut privilegiul de a face prima decolare. Numai că avionul a avut o ezitare imediat după lansare, aterizând pe burtă pe plajă. Deşi Wilbur a scăpat nevătămat, Zburătorul a suferit câteva defecţiuni, astfel că următoarea încercare a fost programată pentru data de 17 decembrie.

Data de 17 decembrie 1903 urma să devină unul dintre cele mai importante momente ale istoriei secolului al XX-lea. Cu Orville la manşă, Zburătorul a decolat elegant şi a zburat autonom timp de 12 secunde, pe o distanţă de aproximativ 36 m. Orville a declarat atunci că „o maşină care transporta un om s-a ridicat prin forţe proprii în aer pentru a zbura, a mers prin aer fără a-şi reduce viteza şi a aterizat într-un loc aflat la aceeaşi înălţime cu cel din care plecase”. În acea zi, cu mulţi fotografi şi jurnalişti în public, cei doi au mai realizat încă trei zboruri, ultimul durând aproape un minut şi acoperind o distanţă de 260 m.

În 1905, Wilbur a reuşit un zbor de mai bine de o jumătate de oră, pe o distanţă de 38 km într-un traseu circular. America şi întreaga lume le-au conferit fraţilor Wright numeroase medalii şi distincţii, dar Wilbur s-a îmbolnăvit de febră tifoidă şi a murit în 1912. Orville a trăit până în 1948, suficient pentru a vedea cum Zburătorul a modificat istoria secolului al XX-lea şi a schimbat lumea în care trăim.

Unul dintre pionierii aviaţiei mondiale, românul Traian Vuia (1872-1950), a realizat un aparat de concepţie proprie care a decolat şi zburat prin mijloace mecanice de bord. Acest zbor memorabil s-a realizat la Paris, la 18 martie 1906, contribuind la deschiderea unei ere noi în istoria aeronauticii. Aparatul numit Vuia I era un monoplan uşor, cu cadru din ţevi de oţel, aripi pliabile din pânză de in impermeabilizată, întinsă pe un schelet metalic, o singură elice, tren de aterizare alcătuit dintr-un cărucior cu 4 roţi, dotat cu pneuri (folosite pentru prima oară în construcţia de avioane) şi un motor care utiliza anhidrită carbonică.

Acest zbor integral mecanic s-a efectuat pe o distanţă de 12 m, la o înălţime de aproape 1 m. Tot Traian Vuia a conceput şi construit, în 1918, două tipuri originale de elicopter, prevăzute cu rotor portant, cu ax înclinat spre direcţia de zbor - o mare noutate pentru acea vreme - cârmă de direcţie şi stabilizator orizontal.

Românul Henri Coandă (1866-1972) este considerat părintele avionului propulsat prin reacţie pe care l-a experimentat pentru prima oară în lume în 1910, lângă Paris. Dar, cea mai importantă invenţie care l-a făcut celebru în întreaga lume este „efectul Coandă”, brevetat în 1934, sub denumirea de procedeu şi dispozitiv pentru devierea unui fluid în alt fluid.

Această invenţie care a revoluţionat aeronautica, găsindu-şi numeroase aplicaţii şi în alte domenii, constă în aceea că un jet de fluid are tendinţa să adere la un perete drept aflat în aval de o curbură bruscă, din cauza presiunii create prin antrenarea fluidului în scurgerea turbionară dintre jet şi peretele curbat. Invenţia sa a condus la apariţia turboreactoarelor, la care forţa de propulsie şi portanta sunt asigurate de jeturile de gaze de ardere, evacuate cu viteze foarte mari din efuzoare. Prin realizările lor deosebite, celebrii inventatori români Traian Vuia şi Henri Coandă, alături de Aurel Vlaicu, au contribuit din plin la evoluţia aeronauticii mondiale.

Check Also

Inventarea telegrafului

Ceea ce este interesant de remarcat este că Samuel F.B. Morse, inventatorul telegrafului, şi-a început …

Inventarea telefonului

Inventarea telefonului Inventarea telefonului, Invenţii, Telefon În mod ironic, inventarea telefonului a fost marcată de o lipsă …

Inventarea tancului

Ca armă militară, tancul a schimbat pentru totdeauna aspectul bătăliilor terestre. Acesta a apărut ca …

Inventarea şurubului

Se spune că în timpul unei vizite în Egipt, filozoful grec Arhimede ar fi realizat un …

Inventarea submarinului

Nu este nevoie să ne gândim prea mult pentru a putea aprecia efectul submarinului asupra …