Chiếc máy bay đầu tiên trên thế giới

Cha đẻ của máy bay

Anh em nhà Wright có niềm đam mê về việc bay khi còn là những đứa trẻ. Năm 1878, cha của họ đã tặng họ một món đồ chơi có tên là Flying Bat ( Dơi Bay) chạy bằng các sợi cao su xoắn. Họ đã chơi và thử nghiệm nó khắp nơi và do có kinh nghiệm với diều nên họ thậm chí còn tạo ra một số bản sao lớn hơn của thiết bị.  Nhưng mãi đến năm 1896, do vụ tai nạn chết người được công bố rộng rãi của người tiên phong tàu lượn nổi tiếng Otto Lilienthal, Anh em Wrights mới bắt đầu nghiên cứu nghiêm túc về máy bay. Sau khi tiếp thu những tài liệu liên quan đến vấn đề có sẵn tại địa phương mà hai anh em có thể đọc, Wilbur đã viết thư cho Viện Smithsonian vào ngày 30 tháng 5 năm 1899, yêu cầu có thể xem bất kỳ ấn phẩm nào về hàng không mà viện có thể cung cấp.

Flying Bat đồ chơi truyền cảm hứng cho anh em nhà Wrights
Flying Bat đồ chơi truyền cảm hứng cho anh em nhà Wrights

Vào ngày 17 tháng 12 năm 1903, anh em nhà Wright đã mở ra kỷ nguyên máy bay với những chuyến bay đầu tiên thành công của một cỗ máy bay nặng hơn không khí tại Kitty Hawk, North Carolina. Chiếc máy bay này, được gọi là Wright Flyer, đôi khi được gọi là Kitty Hawk Flyer, là sản phẩm của một chương trình nghiên cứu và phát triển phức tạp kéo dài 4 năm do Wilbur và Orville Wright thực hiện bắt đầu từ năm 1899. Trong quá trình thiết kế và chế tạo máy bay thử nghiệm của anh em nhà Wrights, họ đã tiên phong trong nhiều nguyên lý và kỹ thuật cơ bản của kỹ thuật hàng không hiện đại, chẳng hạn như sử dụng đường hầm gió và thử nghiệm chuyến bay làm công cụ thiết kế. Thành tựu nổi bật của họ không chỉ bao gồm chuyến bay đầu tiên mang tính đột phá của máy bay mà còn là thành tựu quan trọng không kém trong việc thiết lập nền tảng của kỹ thuật hàng không.

Chiếc máy bay đầu tiên

Sau khi được nhận các tài liệu từ Viện Smithsonian, anh em nhà Wright đã chế tạo chiếc máy bay đầu tiên của họ, một chiếc diều hai tầng cánh dài 5 foot, vào mùa hè năm 1899. Anh em nhà Wright đã chọn đi theo hướng dẫn của Lilienthal là sử dụng tàu lượn làm bước đệm hướng tới một chiếc máy bay chạy bằng năng lượng thực tế.  Con diều được họ chế tạo vào năm 1899 được coi như một thiết bị thử nghiệm sơ bộ để thiết lập khả năng tồn tại của hệ thống điều khiển mà họ dự định sử dụng trong tàu lượn kích thước đầy đủ đầu tiên của mình. Phương tiện điều khiển này mang ý nghĩa là trung tâm của chiếc máy bay chạy bằng năng lượng thành công sau này.

Chiếc diều do anh em nhà Wright chế tạo
Chiếc diều do anh em nhà Wright chế tạo 1899

Thay vì điều khiển tàu bằng cách thay đổi trọng tâm bằng cách thay đổi trọng lượng cơ thể của phi công như Lilienthal đã làm, các nhà Wrights dự định cân bằng khí động học cho tàu lượn của họ. Họ lý ​​luận rằng nếu một cánh tạo ra lực nâng khi tiếp xúc với luồng không khí chạy tới, thì việc tạo ra lực nâng khác nhau ở hai đầu của cánh sẽ khiến một bên nâng lên nhiều hơn bên kia, do đó sẽ làm nghiêng toàn bộ máy bay. Một phương tiện cơ học để tạo ra lực nâng vi sai này sẽ cung cấp cho phi công khả năng điều khiển máy bay theo phương ngang hiệu quả. Anh em Wrights đã hoàn thành việc này bằng cách xoắn hoặc làm cong các đầu cánh theo các hướng ngược nhau thông qua một loạt các đường gắn vào các cạnh bên ngoài của cánh do phi công điều khiển. Ý tưởng này đã nâng cao đáng kể hiệu quả hàng không vì nó cung cấp một phương pháp hiệu quả để điều khiển máy bay trong không gian ba chiều và vì nó dựa trên cơ sở khí động học nên nó không giới hạn kích thước của máy bay như việc thay đổi trọng lượng cơ thể rõ ràng đã làm. Hoạt động khả quan của chiếc diều năm 1899 đã chứng minh tính thực tế của hệ thống kiểm soát độ cong vênh của cánh.

Được khích lệ bởi sự thành công của chiếc diều cong cánh nhỏ của họ, hai anh em đã chế tạo và thử bay hai tàu lượn có người lái kích thước hoàn chỉnh vào năm 1900 và 1901. Ngoài vấn đề kiểm soát, anh em nhà Wright còn phải vật lộn với việc phát triển hình dạng cánh máy bay sao cho hiệu quả và giải quyết các vấn đề cơ bản về cấu trúc. thiết kế. Giống như cánh diều, những chiếc tàu lượn này là có hai tầng cánh. Để kiểm soát việc lên và xuống, tàu lượn có bộ ổn định ngang gắn phía trước. Cả hai chiếc đều không có đuôi. Nhà của Wrights ở Dayton, Ohio, không cung cấp các điều kiện thích hợp để bay tàu lượn. Một sự tham khảo với Cục Thời tiết Hoa Kỳ đã xác định Kitty Hawk, North Carolina, với không gian rộng rãi, nhiều cát và gió mạnh, ổn định là địa điểm thử nghiệm tối ưu. Vào tháng 9 năm 1900, anh em nhà Wrights thực hiện chuyến đi đầu tiên đến làng chài nhỏ này, nơi mà giúp họ trở nên nổi tiếng thế giới sau nay.

Tàu lượn năm 1901
Tàu lượn năm 1901

Mặc dù hệ thống điều khiển hoạt động tốt và thiết kế cấu trúc của tàu chắc chắn, nhưng lực nâng của tàu lượn về cơ bản ít hơn so với những tính toán trước đó của Wrights đã dự đoán. Họ bắt đầu đặt câu hỏi nghiêm túc về dữ liệu khí động học mà họ đã sử dụng. Giờ đây, vào một thời điểm quan trọng, Wilbur và Orville quyết định tiến hành một loạt các thử nghiệm về hình dạng cánh. Họ đã xây dựng một đường hầm gió nhỏ vào mùa thu năm 1901 để thu thập dữ liệu khí động học chính xác nhằm thiết kế tàu lượn tiếp theo của họ. Trái tim của đường hầm gió Wright là cặp dụng cụ thử nghiệm được thiết kế khéo léo được gắn bên trong. Các hệ số lực nâng và lực cản được đo này trên các hình dạng cánh mô hình nhỏ, các thuật ngữ trong phương trình tính lực nâng và lực cản là điều mà hai anh em vẫn còn nghi ngờ.

Tàu lượn thứ ba của Wrights, được chế tạo vào năm 1902 dựa trên các thí nghiệm trong đường hầm gió, đã thành công rực rỡ. Các vấn đề về thang máy đã được giải quyết và với một số cải tiến đối với hệ thống điều khiển (điểm mấu chốt là đuôi thẳng đứng có thể di chuyển được), chúng có thể thực hiện nhiều lần trượt có kiểm soát kéo dài. Họ đã thực hiện từ bảy trăm đến một nghìn chuyến bay vào năm 1902. Chuyến bay tốt nhất là 191,5 m (622,5 ft) trong 26 giây. Giờ đây, hai anh em tin chắc rằng họ đã đứng trước ngưỡng cửa thực hiện chuyến bay cơ học.
Vào mùa xuân và mùa hè năm 1903, họ đã chế tạo chiếc máy bay chạy bằng năng lượng đầu tiên của mình. Về cơ bản là một phiên bản lớn hơn và chắc chắn hơn của tàu lượn 1902, thành phần cơ bản mới duy nhất của máy bay 1903 là hệ thống đẩy. Với sự hỗ trợ của Charles Taylor, thợ sửa xe đạp của họ, anh em nhà Wright đã chế tạo một động cơ xăng nhỏ, 12 mã lực. Mặc dù động cơ là một thành tựu quan trọng, nhưng tính năng đổi mới thực sự của hệ thống đẩy là các cánh quạt. Hai anh em coi cánh quạt là cánh quay, tạo ra lực đẩy ngang về mặt khí động học. Bằng cách xoay một phần cánh máy bay sang một bên và xoay nó để tạo ra luồng không khí trên bề mặt, anh em nhà Wright đã lý luận rằng một lực “nâng” theo phương ngang sẽ được tạo ra để đẩy máy bay về phía trước. Khái niệm này là một trong những khía cạnh độc đáo và sáng tạo nhất trong công việc hàng không của Wrights. Chiếc máy bay năm 1903 được trang bị hai cánh quạt gắn phía sau cánh và được kết nối với động cơ, nằm ở trung tâm ở cánh dưới, thông qua hệ thống truyền động xích và đĩa xích.
Vào mùa thu năm 1903, chiếc máy bay chạy bằng động cơ đã sẵn sàng để thử nghiệm. Một số vấn đề với hệ thống truyền động cơ đã làm trì hoãn nỗ lực thực hiện chuyến bay đầu tiên cho đến giữa tháng 12. Sau khi giành chiến thắng trong trò tung đồng xu để xác định người anh em nào sẽ thực hiện lần thử đầu tiên, Wilbur đã đảm nhận vị trí phi công và thực hiện chuyến bay đầu tiên vào ngày 14 tháng 12 nhưng không thành công và làm hỏng nhẹ Flyer. Việc sửa chữa đã hoàn tất cho lần thử thứ hai vào ngày 17 tháng 12. Giờ đến lượt Orville. Lúc 10:35 sáng, Flyer cất cánh khỏi bãi biển ở Kitty Hawk trong chuyến bay kéo dài 12 giây, di chuyển 36 m (120 ft). Ba chuyến bay nữa được thực hiện vào sáng hôm đó, hai anh em luân phiên làm phi công. Thứ hai và thứ ba là trong phạm vi hai trăm feet. Với sự điều khiển của Wilbur, chuyến bay thứ tư và cũng là chuyến bay cuối cùng bay được 255,6 m (852 ft) trong 59 giây. Với nỗ lực lâu dài và bền bỉ cuối cùng này, không còn nghi ngờ gì nữa, nhà Wrights đã thành công.
Thử nghiệm bay vào 17 tháng 12 năm 1903 ở gần Kill Devil Hills của anh em nha Wright
Thử nghiệm bay vào 17 tháng 12 năm 1903 ở gần Kill Devil Hills của anh em nha Wright
Khi hai anh em và những người khác có mặt thảo luận về chuyến bay dài, một cơn gió mạnh đã lật ngược chiếc Wright Flyer và khiến nó rơi xuống cát. Máy bay bị hư hỏng nặng và không bao giờ bay được nữa. Nhưng anh em nhà Wright đã đạt được những gì họ đặt ra. Họ đã trình diễn thành công thiết kế của mình cho một cỗ máy bay nặng hơn không khí. Họ đã chế tạo các phiên bản tinh chỉnh của Flyer vào năm 1904 và 1905, đưa thiết kế vào thực tế. Vào ngày 5 tháng 10 năm 1905, với chiếc máy bay thứ ba của hai anh em, Wilbur đã thực hiện một chuyến bay ngoạn mục kéo dài 39 phút với quãng đường 39,2 km (24,5 dặm) trong một hành trình kín.
Sau khi chiếc Flyer chạy bằng năng lượng đầu tiên của năm 1903 gặp sự cố hỏng nặng tại Kitty Hawk, anh em nhà Wright đã đóng thùng và vận chuyển nó trở lại Dayton, nơi nó vẫn được cất giữ trong một nhà kho phía sau cửa hàng xe đạp của họ, không được động đến trong hơn một thập kỷ. Vào tháng 3 năm 1913, Dayton hứng chịu một trận lũ lụt nghiêm trọng, trong đó các hộp chứa Flyer bị ngập trong nước và bùn trong mười một ngày. Lần đầu tiên kể từ thời Kitty Hawk, chiếc máy bay này chưa được đóng hộp vào mùa hè năm 1916, khi Orville sửa chữa và lắp ráp lại chiếc máy bay để trưng bày ngắn gọn tại Viện Công nghệ Massachusetts. Tại New York năm 1917 mó được trưng bày tại Triển lãm hàng không , tại cuộc họp của Hiệp hội kỹ sư ô tô ở Dayton năm 1918, tại Triển lãm hàng không New York năm 1919 và tại Cuộc đua hàng không quốc gia ở Dayton năm 1924. Vào mỗi dịp này, Wright Flyer đã được chuẩn bị và lắp ráp để triển lãm bởi một thợ máy của Công ty Wright tên là Jim Jacobs, làm việc dưới sự giám sát của Orville. Năm 1928, chiếc máy bay được cho Bảo tàng Khoa học ở London mượn. Trước khi vận chuyển nó đến Châu Âu

Thông số chiếc máy bay động cơ đầu tiên

Thông số chiếc máy bay động cơ đầu tiên

Vật liệu Kích thước
Khung máy bay: Gỗ Sải cánh: 12,3 m (40 ft 4 in)
Bọc vải: Muslin Chiều dài: 6,4 m (21 ft 1 in)
Động cơ Crankcase: Nhôm Chiều cao: 2,8 m (9 ft 4 in)
  Trọng lượng: Không có hàng, 274 kg (605 lb)
  Tổng trọng lượng, 341 kg (750 lb)
Tên gọi: 1903 Wright Flyer
Cấu trúc: Máy bay hai tầng cánh Canard với một động cơ 4 xi-lanh nằm ngang Wright 12 mã lực dẫn động hai chân vịt đẩy thông qua hệ thống truyền động đĩa xích và xích. Các thanh trượt tuyến tính, không có bánh xe đóng vai trò là thiết bị hạ cánh. Hoàn thiện vải tự nhiên – không có keo hoặc sơn dưới bất kỳ hình thức nào.
Xuất xứ: Mỹ

Trả lời