Até recentemente, a máquina a vapor era a fonte de energia mais difundida do planeta. Máquinas a vapor foram instaladas em carrinhos terrestres - protótipos dos primeiros automóveis, acionaram trens e vapores, e garantiram o funcionamento de bombas e máquinas-ferramenta. A energia a vapor e os motores a vapor foram amplamente usados na indústria no século XIX. Não surpreendentemente, com o tempo, a ideia de construir uma aeronave com uma máquina a vapor penetrou na cabeça dos projetistas. No entanto, o processo de construção de um avião a vapor revelou-se difícil e espinhoso.
Tripulação de ar a vapor
O nascimento da aviação remonta ao início do século XIX. Foi na virada dos séculos 18 para 19 que o primeiro conceito de aeronave foi proposto. Este conceito foi apresentado pelo naturalista inglês George Cayley. Kayleigh é considerado um dos primeiros pesquisadores e teóricos do mundo no campo da criação de aeronaves mais pesadas que o ar. Cayley começou seus primeiros estudos e experimentos para estudar as características aerodinâmicas da asa em 1804, no mesmo ano em que fez um modelo de seu próprio projeto de fuselagem. Segundo ele, o planador não podia viajar mais de 27 metros no ar. Em 1809-1810, o primeiro jornal científico mensal na Grã-Bretanha, o Journal of Natural Philosophy de Nicolson, publicou um trabalho de George Cayley intitulado "On Air Navigation". Foi o primeiro trabalho científico publicado no mundo, que continha os princípios fundamentais da teoria do vôo de planador e avião.
Não é por acaso que foi na Grã-Bretanha, mais perto de meados do século XIX, que se tentou construir o primeiro avião, ou melhor, um jato a vapor, porque se previa a instalação de uma máquina a vapor na função de um usina de energia no modelo. A ideia de construir uma aeronave inusitada pertenceu ao inventor e pioneiro inglês na área de aviação, William Samuel Henson. Junto com outro inventor britânico, John Stringfellow, Henson desenvolveu o primeiro projeto de aeronave do mundo, que levou em consideração todos os elementos básicos de uma aeronave clássica com propulsão por hélice.
Os designers chamaram sua criação de Aerial Steam Carriage. A patente da invenção foi obtida em 1843, no mesmo ano em que os inventores e seus sócios registraram uma sociedade anônima denominada Aeriel Transit Company. Os designers criaram o primeiro modelo de sua "tripulação de vapor de ar" em 1843. Era uma aeronave de seis metros, movida por uma máquina a vapor com potência de apenas 1 CV.
O desenho da asa do parlet, apresentado por Henson e Stringfellow, continha elementos que no futuro encontrarão aplicação na aviação: longarinas, costelas, escoras com cintas. A asa do vaporizador, como a dos aviões modernos, era espessa. Ao mesmo tempo, os projetistas projetaram as longarinas das asas ocas, o que deveria facilitar o projeto da aeronave. A própria asa foi presa ao corpo do parlet por cima, foi planejado para colocar o próprio motor, a tripulação e os passageiros no corpo. A usina deveria acionar duas hélices de empurrar. O trem de pouso da aeronave foi planejado para ser de três rodas, com uma roda do nariz.
Ao mesmo tempo, a ideia dos designers era muito ousada, não só para os padrões de meados do século XIX. As características técnicas da tripulação do vapor aéreo eram excelentes. O avião deveria transportar até 12 pessoas por via aérea em uma distância de 1600 km. Ao mesmo tempo, a envergadura do modelo foi estimada em 46 metros, e a área da asa foi de 424 m², o diâmetro das hélices foi de 6 metros. A potência da máquina de potência instalada foi estimada em 30 hp. Acreditava-se que isso era suficiente para fornecer uma aeronave com peso máximo de decolagem de 1360 kg e velocidade de cruzeiro de 80 km / h.
Na verdade, tudo terminou com os testes do modelo reduzido, que continuou com sucesso variável de 1844 a 1847. Todo esse tempo, os projetistas fizeram um grande número de mudanças no projeto, mudaram parâmetros, alteraram a fuselagem e também buscaram uma máquina a vapor cada vez mais potente. Apesar dos esforços dos naturalistas britânicos, vez após vez eles falharam. Isso se deveu principalmente à completa falta de experiência mundial no campo da construção de aeronaves. Tanto Henson quanto Stringfellow foram pioneiros, dando apenas os primeiros passos tímidos em um novo campo, diante de um grande número de dificuldades. Em 1847, todo o trabalho no projeto foi finalmente interrompido.
Avião a vapor de Alexander Mozhaisky
Na Rússia, a ideia de construir uma aeronave com motor a vapor foi retomada pelo contra-almirante Alexander Fedorovich Mozhaisky, "o avô da aviação russa", não apenas uma figura militar famosa, mas também um inventor. Mozhaisky se engajou em pesquisa e invenção durante seu serviço na Marinha Imperial Russa e no serviço civil. O inventor finalmente teve a ideia de construir sua própria aeronave em 1873. Tendo concluído o seu plano no final de 1876, Mozhaisky apresentou o projeto ao Ministério da Guerra, onde o projeto foi considerado e o financiamento foi alocado para a sua implementação. Em particular, três mil rublos foram gastos em pesquisas e pesquisas científicas, cujos resultados poderiam ser usados para criar uma nova aeronave.
Ao desenvolver sua versão da aeronave, Alexander Mozhaisky, como muitos outros pioneiros da aeronáutica, confiou principalmente no design e nas qualidades de vôo das pipas, que ele mesmo projetou e lançou ao longo de vários anos. Mozhaisky acreditava corretamente que uma aeronave pesada e lenta deveria ter uma grande área de asa. Ao mesmo tempo, como outros inventores de aeronaves, Mozhaisky passou por tentativa e erro, mudando muitas vezes o design e as características de suas versões de aeronaves.
De acordo com o projeto, a aeronave deveria ter fuselagem de cerca de 15 metros, envergadura de 23 metros e peso de decolagem de 820 kg. Ao mesmo tempo, as dimensões da aeronave mudam em diversos estudos de especialistas da área de aviação. O fato de Mozhaisky querer equipar sua aeronave com dois motores de 20 HP de uma vez permanece o mesmo. e 10 cv. Ao mesmo tempo, inicialmente tratava-se de motores de combustão interna, que apenas começavam a surgir. A velocidade projetada da aeronave deveria ser de cerca de 40 km / h. A baixa velocidade de vôo forçou o projetista a construir uma aeronave com uma área de asa muito grande com a forma original. Externamente, a aeronave projetada por Mozhaisky era um monoplano reforçado, feito de acordo com o design aerodinâmico clássico.
Rapidamente, o projetista foi forçado a abandonar o motor de combustão interna, já que os primeiros desses motores eram extremamente confiáveis e pesavam muito. Então Mozhaisky decidiu retornar às clássicas locomotivas a vapor de sua época. Na senha, planejava usar os modelos mais leves de motores a vapor da empresa Arbecker-son and Hemkens de Londres, que tinha excelente reputação e teve tempo de se firmar como fabricante de motores leves a vapor usados em contratorpedeiros.
O primeiro protótipo da aeronave ficou pronto em 1882. Mas os testes não tiveram sucesso. Alexander Mozhaisky, como muitos pioneiros da aviação, não podia contar com a experiência de sucesso de ninguém; naquela época, a indústria aeronáutica mundial simplesmente não existia. O designer não equipou sua senha com dispositivos anti-roll, pois não os considerou necessários. Como resultado, o avião, sem nem mesmo dar tempo de subir ao céu, caiu de lado, e sua enorme área de asa simplesmente "dobrou". Os três anos subsequentes de trabalho na finalização do projeto não levaram a nada, os testes em 1885 foram novamente malsucedidos, o avião novamente caiu de lado. É aqui que termina a história desta aeronave, e em 1890 o próprio projetista faleceu.
A única senha voadora
No final das contas, o primeiro avião a vapor que foi capaz de subir aos céus e fazer um vôo completo não foi construído até o século XX. Isso aconteceu na década de 1930, quando o mundo já acumulava significativa experiência no campo da construção de aeronaves. Lançado em 1933 em uma única cópia, o Airspeed 2000 não só decolou, mas também entrou em operação ativa, pelo menos até 1936. Um avião incomum funcionou nos Correios dos Estados Unidos, mas depois de 1936 sua vida foi perdida.
O primeiro vaporizador voador foi construído pelos irmãos americanos, os inventores George e William Bessler, com a ajuda direta do engenheiro Nathan Price. A demonstração da novidade aconteceu em 12 de abril de 1933 na Califórnia, na cidade de Oakland, e teve ampla cobertura da imprensa americana. Na aparência, este seria o plano mais comum daqueles anos. Isso não é surpreendente, uma vez que os irmãos simplesmente tomaram como base o biplano serial Travel Air 2000. A própria usina era incomum. A aeronave, batizada de Airspeed 2000, estava equipada com uma potente máquina a vapor.
O coração do carro era um motor a vapor de dois cilindros em V que produzia uma potência máxima de 150 cv. Com um tanque com capacidade total de cerca de 10 galões, o avião dos irmãos Bessler poderia voar cerca de 600 km. Ao mesmo tempo, a máquina a vapor pesava ainda menos do que os motores de combustão interna a gasolina padrão - 80 kg, mas outros 220 kg foram adicionados ao peso da usina - um tanque de água com uma fornalha.
O avião subiu facilmente aos céus em 1933 e posteriormente entrou em operação. O carro não teve problemas com voos. Ao mesmo tempo, os jornalistas apreciaram o funcionamento silencioso do motor da aeronave, observando que a conversa entre o piloto e o passageiro podia ser ouvida até mesmo do solo. O barulho era feito apenas pelo apito da hélice cortando o ar. Além de um vôo silencioso, o avião tinha outras vantagens, por exemplo, o uso de água em vez de gasolina. Além disso, a potência da máquina a vapor não dependia de forma alguma da altitude de vôo e do grau de rarefação do ar, o que era um problema para todas as aeronaves com motores de combustão interna. Por exemplo, a uma altitude de mais de dois mil metros, a máquina a vapor do Airspeed 2000 tornou-se mais eficiente do que os motores a gasolina da mesma potência.
Apesar de suas vantagens, o Airspeed 2000 não interessava a clientes civis e militares dos Estados Unidos. O futuro era para aviões com motores de combustão interna, e o biplano dos irmãos Bessler parecia uma espécie de curiosidade do século 19, embora com um conjunto óbvio de vantagens. As desvantagens ainda eram maiores. Em termos de eficiência, a máquina a vapor era inferior aos motores de combustão interna. Materiais ultraleves tiveram que ser usados no projeto da aeronave para compensar o peso da enorme caldeira de água. Não permitia competir com aeronaves com motores de combustão interna e menor autonomia de vôo. E mesmo uma qualidade tão óbvia como o silêncio, que poderia ser usado para criar aviões de reconhecimento ou bombardeiros, não atraiu representantes do departamento militar.
