Las primeras máquinas voladoras incluyen todas las formas de aeronaves estudiadas o construidas antes del desarrollo del aeroplano moderno en 1910. La historia del vuelo moderno comienza más de un siglo antes del primer aeroplano tripulado exitoso, y las primeras aeronaves miles de años antes.
Algunas mitologías antiguas presentan leyendas de hombres que utilizan dispositivos voladores. Una de las primeras conocidas es la leyenda griega de Dédalo ; en la versión de Ovidio , Dédalo une plumas con hilo y cera para imitar las alas de un pájaro. [1] [a] Otras leyendas antiguas incluyen el palacio o carro volador indio Vimana , el carro bíblico de Ezequiel , el roth rámach irlandés construido por el druida ciego Mug Ruith y Simon Magus , varias historias sobre alfombras mágicas y el mítico rey británico Bladud , que conjuró alas voladoras. El trono volador de Kay Kāvus era una legendaria nave propulsada por águila construida por el mítico Sha de Persia, Kay Kāvus, utilizada para volar hasta China .
Según Aulo Gelio , el filósofo, matemático, astrónomo, estadista y estratega griego Arquitas (428-347 a. C.) fue considerado el autor del primer dispositivo volador artificial autopropulsado, un modelo con forma de pájaro propulsado por un chorro de lo que probablemente era vapor, que se dice que voló unos 200 metros alrededor del año 400 a. C. [3] [4] [5] Según Gelio, esta máquina, a la que su inventor llamó La Paloma (en griego: Περιστέρα "Peristera"), estaba suspendida de un cable o pivote para su "vuelo" y era impulsada por un "aura o espíritu oculto". [6] [7] [8]
Con el tiempo, algunos intentaron construir dispositivos voladores, como alas de pájaro, y volar saltando desde una torre, una colina o un acantilado. Durante este período temprano, no se entendían los problemas físicos de sustentación, estabilidad y control, y la mayoría de los intentos terminaron en lesiones graves o muertes. En el siglo I d. C., el emperador chino Wang Mang reclutó a un explorador especialista para que lo ataran con plumas de pájaro; se dice que planeó unos 100 metros. [9] En el año 559 d. C., se dice que Yuan Huangtou aterrizó sano y salvo de un salto forzado desde una torre. [10]
El científico andaluz Abbas ibn Firnas (810-887 d. C.) supuestamente hizo un planeo en Córdoba, España , cubriendo su cuerpo con plumas de buitre y uniendo dos alas a sus brazos. [11] [12] El intento de vuelo fue reportado por el historiador argelino del siglo XVII Ahmed Mohammed al-Maqqari , quien lo relacionó con un poema del siglo IX de uno de los poetas de la corte de Muhammad I de Córdoba . Al-Maqqari afirmó que Firnas voló cierta distancia, antes de aterrizar con algunas heridas, atribuidas a su falta de cola (como las aves suelen aterrizar). [13] El historiador Lynn Townsend White, Jr. concluyó que ibn Firnas hizo el primer vuelo exitoso en la historia. [b]
En el siglo XII, Guillermo de Malmesbury afirmó que el monje benedictino del siglo XI Eilmer de Malmesbury se colocó alas en las manos y los pies y voló una corta distancia, pero se rompió ambas piernas al aterrizar, por haber descuidado también hacerse una cola. [11] [13]
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La cometa fue inventada en China, posiblemente en el siglo V a. C. por Mozi (también Mo Di) y Lu Ban (también Gongshu Ban). [14] Estas cometas de hojas se construían estirando seda sobre una estructura de bambú partida. Las primeras cometas chinas conocidas eran planas (no arqueadas) y a menudo rectangulares. Más tarde, las cometas sin cola incorporaron una línea de guía estabilizadora. Los diseños a menudo emulaban insectos voladores, pájaros y otras bestias, tanto reales como míticas. Algunas estaban equipadas con cuerdas y silbatos para producir sonidos musicales mientras volaban. [15] [16] [17]
En el año 549 d. C., una cometa hecha de papel se utilizó como mensaje para una misión de rescate. [18] Las fuentes chinas antiguas y medievales enumeran otros usos de las cometas para medir distancias, probar el viento, levantar hombres, hacer señales y comunicarse en operaciones militares. [18]
Después de su introducción en la India , la cometa evolucionó hasta convertirse en la cometa de combate . [ cita requerida ] Tradicionalmente, se trata de cometas planas de una sola línea, pequeñas e inestables, en las que solo se utiliza la tensión de la línea para el control y se utiliza una línea abrasiva para cortar otras cometas.
Las cometas también se extendieron por toda Polinesia , llegando hasta Nueva Zelanda . Las cometas antropomórficas hechas de tela y madera se usaban en ceremonias religiosas para enviar oraciones a los dioses. [19] En 1634, las cometas habían llegado a Occidente, y en Misterios de la naturaleza y el arte de Bate aparece una ilustración de una cometa de diamante con cola . [20]
Se cree que las cometas que transportaban hombres se usaban ampliamente en la antigua China, tanto con fines civiles como militares y, en ocasiones, se usaban como castigo. [21] También hay historias de cometas que transportaban hombres en Japón, tras la introducción de la cometa procedente de China alrededor del siglo VII d. C. Se dice que en algún momento hubo una ley japonesa contra las cometas que transportaban hombres. [21]
En 1282, el explorador europeo Marco Polo describió las técnicas chinas que se utilizaban en ese momento y comentó sobre los peligros y la crueldad que implicaban. Para predecir si un barco debía navegar, se ataba a un hombre a una cometa con una estructura de rejilla rectangular y se utilizaba el patrón de vuelo resultante para adivinar el rumbo. [21]
El uso de un rotor para el vuelo vertical existe desde el siglo IV d. C. en la forma del helicóptero de bambú , un antiguo juguete chino. [22] El helicóptero de bambú se hace girar haciendo rodar un palo unido a un rotor. El giro crea sustentación y el juguete vuela cuando se suelta. [23] El libro del filósofo Ge Hong , Baopuzi (Maestro que abraza la simplicidad), escrito alrededor del año 317, describe el uso apócrifo de un posible rotor en los aviones: "Algunos han construido automóviles voladores [feiche 飛車] con madera de la parte interior del árbol de azufaifo , utilizando correas de cuero de buey sujetas a las palas que se retorcían para poner la máquina en movimiento". [24]
El "moulinet à noix" (rotor sobre una tuerca) de características similares, así como los juguetes de cuerda con cuatro aspas, aparecieron en Europa en el siglo XIV. [25] [26]
Desde la antigüedad, los chinos han comprendido que el aire caliente se eleva y han aplicado el principio a un tipo de globo aerostático pequeño llamado farolillo volador . Un farolillo volador consiste en un globo de papel debajo o justo dentro del cual se coloca una pequeña lámpara. Los farolillos voladores se lanzan tradicionalmente por placer y durante los festivales. Según Joseph Needham , este tipo de farolillos se conocían en China desde el siglo III a. C. Su uso militar se atribuye al general Zhuge Liang , de quien se dice que los utilizó para asustar a las tropas enemigas. [27]
Hay evidencia [ es necesario citar para verificar ] de que los chinos también "resolvieron el problema de la navegación aérea" utilizando globos, cientos de años antes del siglo XVIII. [28]
Con el tiempo, algunos investigadores comenzaron a descubrir y definir algunos de los conceptos básicos del diseño científico de aeronaves. Los diseños propulsados todavía se impulsaban con fuerza humana o utilizaban un resorte metálico. En su libro De mirabili potestate artis et naturae (Los secretos del arte y la naturaleza), de 1250, el inglés Roger Bacon predijo diseños futuros de un globo lleno de un éter no especificado, así como de un ornitóptero propulsado por el hombre [29] , afirmando conocer a alguien que había inventado este último. [30]
Leonardo da Vinci estudió el vuelo de las aves durante muchos años, analizándolo racionalmente y anticipándose a muchos principios de la aerodinámica . Comprendió que «un objeto ofrece tanta resistencia al aire como el aire al objeto», [31] anticipándose a la tercera ley del movimiento de Isaac Newton (publicada en 1687). Desde los últimos años del siglo XV en adelante, Leonardo escribió y esbozó muchos diseños de máquinas y mecanismos voladores, incluidos ornitópteros, planeadores de ala fija, helicópteros y paracaídas. Sus primeros diseños fueron de tipo propulsado por el hombre, incluidos helicópteros y ornitópteros (mejorando la propuesta de Bacon al añadir una cola estabilizadora). [26] Con el tiempo se dio cuenta de la impracticabilidad de estos y se dedicó al vuelo planeado controlado, y también esbozó algunos diseños propulsados por un resorte. [32]
En 1488, Leonardo dibujó un diseño de ala delta en el que las partes internas de las alas están fijas y se proporcionan algunas superficies de control hacia las puntas (como en el vuelo planeador de los pájaros). Sus dibujos sobreviven y se consideran aptos para volar en principio, pero él mismo nunca voló en una nave así. [33] En un ensayo titulado Sul volo ( Sobre el vuelo ), describe una máquina voladora llamada "el pájaro" que construyó con lino almidonado, juntas de cuero y correas de seda cruda. En el Codex Atlanticus , escribió: "Mañana por la mañana, el segundo día de enero de 1496, haré la correa y el intento". [34] Algunos de los otros diseños de Leonardo, como el tornillo aéreo para cuatro personas , similar a un helicóptero, tienen graves defectos. Dibujó y escribió sobre un diseño para un ornitóptero alrededor de 1490. El trabajo de Leonardo permaneció desconocido hasta 1797, por lo que no tuvo influencia en los desarrollos durante los siguientes trescientos años. [35]
En 1496, un hombre llamado Seccio se rompió ambos brazos en Núremberg mientras intentaba volar. [36] En 1507, John Damian se puso unas alas cubiertas con plumas de pollo y saltó desde los muros del castillo de Stirling en Escocia, fracturándose el muslo; más tarde atribuyó la culpa a no haber usado plumas de águila.
El primer informe sobre un intento de vuelo a reacción se remonta al Imperio Otomano . En 1633, el aviador Lagâri Hasan Çelebi utilizó un cohete en forma de cono para realizar el primer intento de vuelo a reacción. [37]
La sugerencia de Francis Willughby , publicada en 1676, de que las piernas humanas eran más comparables a las alas de los pájaros en fuerza que los brazos, tuvo influencia ocasional. El 15 de mayo de 1793, el inventor español Diego Marín Aguilera saltó con su planeador desde la parte más alta del castillo de Coruña del Conde , alcanzando una altura de unos 5 o 6 m, [ aclaración necesaria ] y planeando durante unos 360 metros. Todavía en 1811, Albrecht Berblinger construyó un ornitóptero y saltó al Danubio en Ulm . [38]
La era moderna de los vuelos más ligeros que el aire comenzó a principios del siglo XVII con los experimentos de Galileo Galilei en los que demostró que el aire tiene peso. Alrededor de 1650, Cyrano de Bergerac escribió algunas novelas de fantasía en las que describió el principio del ascenso utilizando una sustancia (rocío) que supuso que era más ligera que el aire, y descendiendo liberando una cantidad controlada de la sustancia. [28] Francesco Lana de Terzi midió la presión del aire al nivel del mar y en 1670 propuso el primer medio de elevación científicamente creíble en forma de esferas metálicas huecas de las que se había bombeado todo el aire. Estas serían más ligeras que el aire desplazado y capaces de elevar un dirigible . Sus métodos propuestos para controlar la altura todavía se utilizan hoy en día: llevar lastre que se puede dejar caer por la borda para ganar altura y ventilar los contenedores de elevación para perder altura. [39] En la práctica, las esferas de De Terzi se habrían derrumbado bajo la presión del aire, y los desarrollos posteriores tuvieron que esperar a que se dispusiera de gases de elevación más viables.
El primer vuelo en globo documentado en Europa fue un modelo realizado por el sacerdote portugués nacido en Brasil Bartolomeu de Gusmão . El 8 de agosto de 1709, en Lisboa , hizo un pequeño globo aerostático de papel con un fuego encendido debajo de él, elevándolo unos 4 metros (13 pies) frente al rey Juan V y la corte portuguesa . [39]
A mediados del siglo XVIII, los hermanos Montgolfier comenzaron a experimentar con paracaídas y globos en Francia. Sus globos estaban hechos de papel y los primeros experimentos con vapor como gas de elevación duraron poco debido a su efecto sobre el papel al condensarse. Confundiendo el humo con una especie de vapor, comenzaron a llenar sus globos con aire caliente lleno de humo al que llamaron "humo eléctrico". A pesar de no comprender del todo los principios en funcionamiento, realizaron algunos lanzamientos con éxito y en diciembre de 1782 volaron un globo de 20 m3 ( 710 pies cúbicos) a una altura de 300 m (980 pies). La Academia de Ciencias francesa pronto los invitó a París para que hicieran una demostración.
Mientras tanto, el descubrimiento del hidrógeno llevó a Joseph Black a proponer su uso como gas de elevación en torno a 1780, aunque la demostración práctica aguardaba a que se creara un material hermético para los globos. Al enterarse de la invitación de los hermanos Montgolfier, el miembro de la Academia Francesa Jacques Charles ofreció una demostración similar con un globo de hidrógeno, y la misma fue aceptada. Charles y dos artesanos, los hermanos Robert, desarrollaron un material hermético a base de seda cauchutada y se pusieron a trabajar.
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El año 1783 fue un año decisivo para la aeronáutica. Entre el 4 de junio y el 1 de diciembre, cinco globos franceses lograron importantes hitos en la aviación:
Los diseños de Montgolfier tenían varias deficiencias, entre ellas la necesidad de un clima seco y la tendencia a que las chispas del fuego incendiaran el globo de papel. El diseño tripulado tenía una galería alrededor de la base del globo en lugar de la cesta colgante del primer diseño no tripulado, que acercaba el papel al fuego. En su vuelo libre, De Rozier y d'Arlandes llevaban cubos de agua y esponjas para apagar estos incendios a medida que surgían. Por otro lado, el diseño tripulado de Charles era esencialmente moderno. [40] Como resultado de estas hazañas, el globo aerostático pasó a ser conocido como el tipo Montgolfière y el globo de gas como Charlière .
El siguiente globo de Charles y los hermanos Robert fue un Charlière que siguió las propuestas de Jean Baptiste Meusnier de un globo dirigible alargado y se destacó por tener una envoltura exterior con el gas contenido en un segundo globo interior . El 19 de septiembre de 1784, completó el primer vuelo de más de 100 kilómetros (62 millas), entre París y Beuvry , a pesar de que los dispositivos de propulsión a motor resultaron inútiles.
En enero del año siguiente, Jean Pierre Blanchard y John Jeffries cruzaron el Canal de la Mancha desde Dover hasta el Bois de Felmores en un Charlière. Pero un intento similar en sentido contrario terminó en tragedia. Para intentar proporcionar resistencia y capacidad de control, de Rozier desarrolló un globo con bolsas de aire caliente y de gas hidrógeno, un diseño que pronto recibió su nombre como Rozière . Su idea era utilizar la sección de hidrógeno para una elevación constante y navegar verticalmente calentando y dejando enfriar la sección de aire caliente, para captar el viento más favorable a cualquier altitud que soplara. La envoltura del globo estaba hecha de piel de sable de oro . Poco después de que comenzara el vuelo, se vio a de Rozier expulsando hidrógeno cuando se encendió por una chispa y el globo estalló en llamas, matando a las personas a bordo. Se desconoce la fuente de la chispa, pero las sugerencias incluyen electricidad estática o el brasero de la sección de aire caliente. [41]
Los globos aerostáticos se convirtieron rápidamente en un gran "momento" en Europa a finales del siglo XVIII, y permitieron comprender por primera vez en detalle la relación entre la altitud y la atmósfera. A principios del siglo XX, los globos aerostáticos eran un deporte popular en Gran Bretaña. Estos globos de propiedad privada solían utilizar gas de hulla como gas de sustentación. Este gas tiene aproximadamente la mitad del poder de sustentación del hidrógeno, por lo que los globos tenían que ser más grandes; sin embargo, el gas de hulla estaba mucho más disponible y las fábricas de gas locales a veces proporcionaban una fórmula especial de peso ligero para los eventos de globos aerostáticos. [42]
Los globos cautivos fueron utilizados durante la Guerra Civil estadounidense por el Cuerpo de Globos Aerostáticos del Ejército de la Unión . En 1863, el joven Ferdinand von Zeppelin , que actuaba como observador militar con el Ejército de la Unión del Potomac , voló por primera vez como pasajero de un globo en un globo que había estado en servicio con el ejército de la Unión. [43] Más tarde ese siglo, el Ejército británico haría uso de globos de observación durante la Guerra de los Bóers . [44]
Los trabajos para desarrollar un globo dirigible (orientable), hoy llamado dirigible , continuaron esporádicamente durante el siglo XIX. Se cree que el primer vuelo controlado y propulsado de la historia tuvo lugar el 24 de septiembre de 1852, cuando Henri Giffard voló unas 17 millas (27 km) en Francia desde París hasta Trappes con el dirigible Giffard , [45] un dirigible no rígido lleno de hidrógeno y propulsado por un motor de vapor de 3 caballos de fuerza (2,2 kW) que impulsaba una hélice de 3 palas. [ cita requerida ]
En 1863, Solomon Andrews hizo volar su diseño de dirigible sin motor y controlable en Perth Amboy, Nueva Jersey. En 1866, voló un diseño posterior alrededor de la ciudad de Nueva York y hasta Oyster Bay, Nueva York. Su técnica de planeo por gravedad funciona modificando la sustentación para proporcionar fuerza propulsora a medida que el dirigible se eleva y desciende alternativamente, por lo que no necesita un motor.
El 9 de agosto de 1884 se produjo otro avance, cuando Charles Renard y Arthur Constantin Krebs realizaron el primer vuelo libre totalmente controlable en un dirigible eléctrico del ejército francés, La France . [ cita requerida ] El dirigible de 170 pies (52 m) de largo y 66.000 pies cúbicos (1.900 m 3 ) cubrió 8 km (5 mi) en 23 minutos con la ayuda de un motor eléctrico de 8,5 caballos de fuerza (6,3 kW) y regresó a su punto de partida. Este fue el primer vuelo en circuito cerrado. [ 46 ]
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Estos aviones no eran prácticos. Además de ser frágiles y de vida útil corta, no eran rígidos o, en el mejor de los casos, semirrígidos. Por consiguiente, era difícil fabricarlos lo suficientemente grandes para transportar una carga comercial.
El conde Ferdinand von Zeppelin se dio cuenta de que una estructura exterior rígida permitiría construir un dirigible mucho más grande. Fundó la empresa Zeppelin , cuyo Luftschiff rígido Zeppelin 1 (LZ 1) voló por primera vez desde el lago de Constanza, en la frontera suiza, el 2 de julio de 1900. El vuelo duró 18 minutos. El segundo y el tercer vuelo, en octubre de 1900 y el 24 de octubre de 1900 respectivamente, batieron el récord de velocidad de 6 m/s (13 mph) del dirigible francés La France en 3 m/s (7 mph).
El brasileño Alberto Santos-Dumont se hizo famoso por diseñar, construir y pilotar dirigibles . Construyó y pilotó el primer dirigible totalmente funcional capaz de realizar vuelos rutinarios y controlados. Con su dirigible nº 6 ganó el premio Deutsch de la Meurthe el 19 de octubre de 1901 con un vuelo que despegó de Saint-Cloud, rodeó la Torre Eiffel y regresó a su punto de partida. [47] En ese momento, el dirigible ya se había establecido como la primera forma practicable de viaje aéreo.
El diseño de Da Vinci para un paracaídas con forma de pirámide permaneció inédito durante siglos. El primer diseño publicado fue el homo volans (hombre volador) del croata Fausto Veranzio , que apareció en su libro Machinae novae (Nuevas máquinas) en 1595. Basado en la vela de un barco , estaba compuesto por un cuadrado de material estirado a lo largo de un marco cuadrado y sujeto por cuerdas. El paracaidista estaba suspendido por cuerdas de cada una de las cuatro esquinas. [48]
Louis-Sébastien Lenormand es considerado el primer ser humano en realizar un descenso presenciado con un paracaídas. El 26 de diciembre de 1783, saltó desde la torre del observatorio de Montpellier (Francia), frente a una multitud que incluía a Joseph Montgolfier, utilizando un paracaídas de 4,3 m (14 pies) con un marco rígido de madera.
Entre 1853 y 1854, Louis Charles Letur desarrolló un planeador con paracaídas que consistía en un paracaídas con forma de paraguas con alas triangulares más pequeñas y una cola vertical debajo. Letur murió después de que el paracaídas se estrellara en 1854. [c]
Las cometas son más notables en la historia reciente de la aviación principalmente por su capacidad para transportar o levantar personas, aunque también han sido importantes en otras áreas como la meteorología .
El francés Gaston Biot desarrolló una cometa que levantaba hombres en 1868. Más tarde, en 1880, Biot demostró a la Sociedad Francesa de Navegación Aérea una cometa basada en un cono de extremos abiertos, similar a una manga de viento pero unida a una superficie plana. [ cita requerida ] La cometa que transportaba hombres fue desarrollada una etapa más adelante en 1894 por el capitán Baden Baden-Powell , hermano de Lord Baden-Powell , quien ensartó una cadena de cometas hexagonales en una sola línea. Un desarrollo significativo se produjo en 1893 cuando el australiano Lawrence Hargrave inventó la cometa de caja y se llevaron a cabo algunos experimentos de transporte de hombres tanto en Australia como en los Estados Unidos. [44] El 27 de diciembre de 1905, Neil MacDearmid fue llevado a lo alto en Baddeck, Nueva Escocia, Canadá por una gran cometa de caja llamada Frost King, diseñada por Alexander Graham Bell .
Los globos aerostáticos ya se utilizaban para la meteorología y la observación militar. Los globos aerostáticos sólo se pueden utilizar con vientos suaves, mientras que las cometas sólo se pueden utilizar con vientos más fuertes. El estadounidense Samuel Franklin Cody , que trabajaba en Inglaterra, se dio cuenta de que los dos tipos de aeronaves entre sí permitían operar en una amplia gama de condiciones climáticas. Desarrolló el diseño básico de Hargrave, añadiendo superficies de elevación adicionales para crear potentes sistemas de elevación de personas utilizando múltiples cometas en una sola línea. Cody hizo muchas demostraciones de su sistema y más tarde vendería cuatro de sus sistemas de "cometas de guerra" a la Marina Real. Sus cometas también se utilizaron para llevar instrumentos meteorológicos en alto y fue nombrado miembro de la Royal Meteorological Society. En 1905, Sapper Moreton, de la sección de globos aerostáticos del ejército británico, fue elevado a 2600 pies (790 m) por una cometa en Aldershot bajo la supervisión de Cody. En 1906, Cody fue nombrado instructor jefe de cometas en la Escuela de Globos Aerostáticos del Ejército en Aldershot. Pronto se unió también a la recién creada Army Balloon Factory en Farnborough y continuó desarrollando sus cometas de guerra para el ejército británico. En su tiempo libre, desarrolló una "cometa planeadora" tripulada que se lanzaba con una cuerda como una cometa y luego se soltaba para planear libremente. En 1907, Cody instaló un motor de avión en una "cometa de motor" modificada no tripulada, la precursora de sus aeroplanos posteriores, y la hizo volar dentro del Balloon Shed, a lo largo de un cable suspendido de postes, ante el Príncipe y la Princesa de Gales. El ejército británico adoptó oficialmente sus cometas de guerra para sus compañías de globos en 1908. [44]
La idea de Da Vinci de que la fuerza humana por sí sola no era suficiente para un vuelo sostenido fue redescubierta independientemente en el siglo XVII por Giovanni Alfonso Borelli y Robert Hooke . Hooke se dio cuenta de que sería necesario algún tipo de motor y en 1655 fabricó un modelo de ornitóptero propulsado por resorte que aparentemente era capaz de volar.
Se empezaron a realizar intentos de diseñar o construir una auténtica máquina voladora, que normalmente comprendía una góndola con una cubierta de apoyo y aletas accionadas por resorte o por el hombre para la propulsión. Entre los primeros se encontraban Hautsch y Burattini (1648). Otros fueron la "Passarola" de De Gusmão (1709 en adelante), Swedenborg (1716), Desforges (1772), Bauer (1764), Meerwein (1781) y Blanchard (1781), que más tarde tendría más éxito con los globos. También aparecieron helicópteros de ala giratoria, en particular los de Lomonosov (1754) y Paucton. Algunos modelos de planeadores volaron con éxito, aunque algunas afirmaciones son controvertidas, pero en cualquier caso, ninguna nave de tamaño real tuvo éxito. [49]
El inventor italiano Tito Livio Burattini , invitado por el rey polaco Vladislao IV a su corte en Varsovia , construyó un modelo de avión con cuatro alas de planeador fijas en 1647. [50] Descrito como "cuatro pares de alas unidas a un elaborado 'dragón'", se dice que logró levantar con éxito un gato en 1648, pero no Burattini. [51] Prometió que "solo las lesiones más leves" resultarían del aterrizaje de la nave. [52] Su "Dragón Volante" se considera "el aeroplano más elaborado y sofisticado construido antes del siglo XIX". [53]
La "Passarola" de Bartolomeu de Gusmão era un planeador hueco, con forma vagamente de pájaro, de concepto similar pero con dos alas. En 1709, presentó una petición al rey Juan V de Portugal , pidiendo apoyo para su invención de un "dirigible", en la que expresó la mayor confianza. La prueba pública de la máquina, que se fijó para el 24 de junio de 1709, no se llevó a cabo. Sin embargo, según informes contemporáneos, Gusmão parece haber hecho varios experimentos menos ambiciosos con esta máquina, descendiendo de eminencias. Es seguro que Gusmão estaba trabajando en este principio en la exhibición pública que dio ante la Corte el 8 de agosto de 1709, en el salón de la Casa da Índia en Lisboa , cuando impulsó una bola hasta el techo por combustión. [ aclaración necesaria ] También demostró un pequeño modelo de dirigible ante la corte portuguesa, pero nunca tuvo éxito con un modelo a escala real.
Aún faltaba tanto conocimiento como una fuente de energía. Esto fue reconocido por Emanuel Swedenborg en su " Esbozo de una máquina para volar en el aire " (1716). Su máquina voladora consistía en un armazón ligero cubierto con una lona resistente y provisto de dos grandes remos o alas que se movían sobre un eje horizontal, dispuestos de tal manera que el movimiento ascendente no encontraba resistencia mientras que el movimiento descendente proporcionaba fuerza de elevación. Swedenborg sabía que la máquina no volaría, pero lo sugirió como un comienzo y confiaba en que el problema se resolvería. Escribió: "Parece más fácil hablar de una máquina así que ponerla en práctica, ya que requiere una fuerza mayor y un peso menor que el que existe en un cuerpo humano. La ciencia de la mecánica tal vez pueda sugerir un medio, a saber, un resorte espiral fuerte. Si se observan estas ventajas y requisitos, tal vez en el futuro alguien pueda saber cómo utilizar mejor nuestro esbozo y hacer que se haga alguna adición para lograr lo que solo podemos sugerir". El editor de la revista de la Royal Aeronautical Society escribió en 1910 que el diseño de Swedenborg era "...la primera propuesta racional para una máquina voladora del tipo aeroplano [más pesado que el aire]..." [54]
Mientras tanto, los helicópteros no fueron olvidados por completo. En julio de 1754, Mikhail Lomonosov presentó un pequeño sistema coaxial de dos rotores, impulsado por un resorte, a la Academia Rusa de Ciencias. Los rotores estaban dispuestos uno sobre el otro y giraban en direcciones opuestas, principios que todavía se utilizan en los diseños modernos de dos rotores. En su Théorie de la vis d'Archimède de 1768 , Alexis-Jean-Pierre Paucton sugirió el uso de una hélice para la sustentación y una segunda para la propulsión, hoy llamada girodino . En 1784, Launoy y Bienvenido demostraron un modelo volador con rotores coaxiales contrarrotativos impulsados por un simple resorte similar a una sierra de arco , ahora aceptado como el primer helicóptero motorizado.
Los intentos de vuelo con propulsión humana todavía persistían. El helicóptero de Paucton era propulsado por el hombre, mientras que otro enfoque, también estudiado originalmente por Leonardo, fue el uso de válvulas de aleta. La válvula de aleta es una simple aleta con bisagras sobre un orificio en el ala. En una dirección se abre para permitir el paso del aire y en la otra se cierra para permitir una mayor diferencia de presión. Bauer diseñó un ejemplo temprano en 1764. [55] Más tarde, en 1808, Jacob Degen construyó un ornitóptero con válvulas de aleta, en el que el piloto se paraba sobre un marco rígido y manejaba las alas con una barra horizontal móvil. [56] Su intento de vuelo de 1809 fracasó, por lo que agregó un pequeño globo de hidrógeno y la combinación logró algunos saltos cortos. Las ilustraciones populares de la época mostraban su máquina sin el globo, lo que generó confusión en cuanto a lo que había volado realmente. En 1811, Albrecht Berblinger construyó un ornitóptero basado en el diseño de Degen, pero omitió el globo y se lanzó en su lugar al Danubio. El fiasco tuvo un lado positivo: George Cayley , también fascinado por las ilustraciones, se sintió impulsado a publicar sus hallazgos hasta la fecha "con el fin de dar un poco más de dignidad a un tema que rayaba en lo ridículo en la estimación pública", y nació la era moderna de la aviación. [57]
A lo largo del siglo XIX, el salto desde una torre fue reemplazado en popularidad por el salto en globo, igualmente letal, como una forma de demostrar la inutilidad de la fuerza humana y el aleteo de alas. Mientras tanto, el estudio científico del vuelo de objetos más pesados que el aire comenzó en serio.
Sir George Cayley fue llamado por primera vez el "padre del aeroplano" en 1846. [58] Durante los últimos años del siglo anterior había iniciado el primer estudio riguroso de la física del vuelo y más tarde diseñaría el primer avión moderno más pesado que el aire. Entre sus muchos logros, sus contribuciones más importantes a la aeronáutica incluyen:
A los diez años, Cayley comenzó a estudiar la física del vuelo de las aves y sus cuadernos escolares contenían bocetos en los que desarrollaba sus ideas sobre las teorías del vuelo. Se ha afirmado [59] que estos bocetos muestran que Cayley modeló los principios de un plano inclinado generador de sustentación ya en 1792 o 1793.
En 1796, Cayley fabricó un modelo de helicóptero de la forma comúnmente conocida como peonza china, sin saber que existía un modelo de diseño similar de Launoy y Bienvenido. Consideró que el helicóptero era el mejor diseño para un vuelo vertical simple y, más adelante en su vida, en 1854, hizo un modelo mejorado. Le dio crédito a un Sr. Cooper por ser la primera persona en mejorar "la torpe estructura del juguete" e informó que el modelo de Cooper ascendía entre veinte y treinta pies. Cayley hizo uno y un Sr. Coulson hizo una copia, descrita por Cayley como "un ejemplar muy hermoso de la hélice de tornillo en el aire" y capaz de volar a más de noventa pies de altura. [60]
Las siguientes innovaciones de Cayley fueron de dos tipos: la adopción del equipo de prueba de brazo giratorio, inventado en el siglo anterior por Benjamin Robbins para investigar la resistencia aerodinámica y utilizado poco después por John Smeaton para medir las fuerzas sobre las palas giratorias de los molinos de viento , [61] para su uso en la investigación aeronáutica junto con el uso de modelos aerodinámicos en el brazo, en lugar de intentar hacer volar un modelo de un diseño completo. Inicialmente utilizó un plano plano simple fijado al brazo e inclinado en un ángulo con respecto al flujo de aire.
En 1799, estableció el concepto del aeroplano moderno como una máquina voladora de ala fija con sistemas separados de sustentación, propulsión y control. [62] [63] En un pequeño disco de plata fechado ese año, grabó en un lado las fuerzas que actúan sobre una aeronave y en el otro un boceto de un diseño de aeronave que incorpora características modernas como un ala curvada, una cola separada que comprende un estabilizador horizontal y una aleta vertical , y un fuselaje para el piloto suspendido por debajo del centro de gravedad para proporcionar estabilidad. El diseño aún no es completamente moderno, ya que incorpora dos paletas o remos operados por el piloto que parecen funcionar como válvulas de aleta. [64] [65]
Continuó sus investigaciones y en 1804 construyó un modelo de planeador que fue la primera máquina voladora moderna más pesada que el aire, con el diseño de un avión moderno convencional con un ala inclinada hacia el frente y una cola ajustable en la parte posterior con un plano de cola y una aleta. El ala era simplemente una cometa de papel de juguete, plana y sin curvatura . Un peso móvil permitía ajustar el centro de gravedad del modelo. [66] Era "muy bonito de ver" cuando volaba por una ladera y sensible a pequeños ajustes de la cola. [67]
A finales de 1809, había construido el primer planeador de tamaño real del mundo y lo había volado como una cometa atada no tripulada. En el mismo año, incitado por las payasadas ridículas de sus contemporáneos (ver arriba), comenzó la publicación de un tratado histórico en tres partes titulado "Sobre la navegación aérea" (1809-1810). [68] En él escribió la primera declaración científica del problema: "Todo el problema se limita a estos límites, a saber, hacer que una superficie soporte un peso dado mediante la aplicación de potencia a la resistencia del aire". Identificó las cuatro fuerzas vectoriales que influyen en una aeronave: empuje , sustentación , resistencia y peso y distinguió la estabilidad y el control en sus diseños. Argumentó que la mano de obra por sí sola era insuficiente y, aunque todavía no había disponible una fuente de energía adecuada, analizó las posibilidades e incluso describió el principio operativo del motor de combustión interna utilizando una mezcla de gas y aire. [69] Sin embargo, nunca fue capaz de construir un motor que funcionara y limitó sus experimentos de vuelo al vuelo planeado. También identificó y describió la importancia del perfil aerodinámico curvado , el diedro , el arriostramiento diagonal y la reducción de la resistencia, y contribuyó a la comprensión y el diseño de ornitópteros y paracaídas.
En 1848, había avanzado lo suficiente como para construir un planeador en forma de triplano lo suficientemente grande y seguro como para llevar a un niño. Eligieron a un niño local, pero no se conoce su nombre. [70] [71]
En 1852 publicó el diseño de un planeador tripulado de tamaño real o "paracaídas gobernable" que se lanzaría desde un globo y luego construyó una versión capaz de despegar desde lo alto de una colina, que llevó al primer aviador adulto a través de Brompton Dale en 1853. No se conoce la identidad del aviador. Se ha sugerido que podría ser el cochero de Cayley, [72] el lacayo o mayordomo, John Appleby, que puede haber sido el cochero [70] u otro empleado, o incluso el nieto de Cayley, George John Cayley. [59] Lo que sí se sabe es que fue el primero en volar en un planeador con alas, fuselaje y cola diferenciados, y que presentaba estabilidad inherente y controles operados por el piloto: la primera aeronave más pesada que el aire completamente moderna y funcional.
Entre sus inventos menores se encontraba el motor propulsado por caucho [ cita requerida ] , que proporcionaba una fuente de energía fiable para los modelos de investigación. En 1808, incluso había reinventado la rueda, ideando la rueda de radios tensados en la que todas las cargas de compresión las soportaba la llanta, lo que permitía un tren de aterrizaje ligero. [73]
Basándose directamente en el trabajo de Cayley, el diseño de 1842 de William Samuel Henson para un carruaje de vapor aéreo abrió nuevos caminos. Henson propuso un monoplano de ala alta de 150 pies (46 m) de envergadura , con un motor de vapor que impulsaba dos hélices de configuración de propulsión . Aunque solo era un diseño (se construyeron modelos a escala en 1843 [74] o 1848 [75] que volaban 10 o 130 pies), fue el primero en la historia de un avión de ala fija impulsado por hélice. [74] [75] [76] Henson y su colaborador John Stringfellow incluso soñaron con la primera Compañía de Tránsito Aéreo . [77] [78] [79]
En 1856, el francés Jean-Marie Le Bris realizó el primer vuelo a mayor altura que su punto de partida, haciendo volar su planeador "L'Albatros artificiel" tirado por un caballo en una playa. Se dice que alcanzó una altura de 100 metros, a lo largo de una distancia de 200 metros.
Los avances británicos habían galvanizado a los investigadores franceses. [74] A partir de 1857, Félix du Temple y su hermano Luis construyeron varios modelos utilizando un mecanismo de relojería como fuente de energía y más tarde una pequeña máquina de vapor. [80] [81] En 1857 o 1858, un modelo de libra y media pudo volar brevemente y aterrizar. [74] [81]
Francis Herbert Wenham presentó el primer artículo a la recién formada Sociedad Aeronáutica (más tarde la Royal Aeronautical Society ), On Aerial Locomotion . Avanzó más en el trabajo de Cayley sobre las alas combadas, y realizó importantes descubrimientos sobre la sección aerodinámica del ala y la distribución de la sustentación. Para poner a prueba sus ideas, a partir de 1858 construyó varios planeadores, tanto tripulados como no tripulados, y con hasta cinco alas apiladas. Concluyó correctamente que las alas largas y delgadas serían mejores que las alas tipo murciélago sugeridas por muchos, porque tendrían más borde de ataque para su área. Hoy en día, esta relación se conoce como la relación de aspecto de un ala.
La última parte del siglo XIX se convirtió en un período de intenso estudio, caracterizado por los " científicos caballerosos " que representaron la mayor parte de los esfuerzos de investigación hasta el siglo XX. Entre ellos se encontraba el científico-filósofo e inventor británico Matthew Piers Watt Boulton , quien escribió un importante artículo en 1864, On Aërial Locomotion , que también describía el control de vuelo lateral. Fue el primero en patentar un sistema de control de alerones en 1868. [82] [83] [84] [85]
En 1864, el conde Ferdinand Charles Honore Phillipe d'Esterno publicó un estudio Sobre el vuelo de los pájaros ( Du Vol des Oiseaux ), y al año siguiente Louis Pierre Mouillard publicó un influyente libro El imperio del aire ( l'Empire de l'Air ).
En 1866 se fundó la Sociedad Aeronáutica de Gran Bretaña y dos años más tarde se celebró la primera exposición aeronáutica del mundo en el Crystal Palace de Londres, donde Stringfellow recibió un premio de 100 libras por la máquina de vapor con la mejor relación potencia-peso. [86] [87]
En 1871, Wenham y Browning construyeron el primer túnel de viento . [89] Los miembros de la Sociedad utilizaron el túnel y descubrieron que las alas arqueadas generaban considerablemente más sustentación de la esperada según el razonamiento newtoniano de Cayley, con relaciones sustentación-resistencia de aproximadamente 5:1 a 15 grados . Esto demostró claramente la posibilidad de construir máquinas voladoras prácticas más pesadas que el aire: lo que quedaba eran los problemas de control y propulsión de la nave.
Alphonse Pénaud , un francés que vivió entre 1850 y 1880, hizo importantes contribuciones a la aeronáutica. Avanzó en la teoría de los contornos de las alas y la aerodinámica y construyó modelos exitosos de aviones, helicópteros y ornitópteros. En 1871, voló el primer avión de ala fija aerodinámicamente estable, un modelo monoplano al que llamó "Planóforo", a una distancia de 40 metros (130 pies). El modelo de Pénaud incorporó varios de los descubrimientos de Cayley, incluido el uso de una cola, un diedro alar para la estabilidad inherente y la potencia de goma. El planóforo también tenía estabilidad longitudinal, al estar recortado de tal manera que el plano de cola se establecía en un ángulo de incidencia menor que las alas, una contribución original e importante a la teoría de la aeronáutica. [90]
En la década de 1870, los motores de vapor ligeros ya se habían desarrollado lo suficiente para su uso experimental en aviones.
Félix du Temple logró finalmente un breve salto con una aeronave tripulada de tamaño real en 1874. Su " monoplano " era una gran aeronave hecha de aluminio, con una envergadura de 13 m y un peso de solo 80 kg sin piloto. Se realizaron varias pruebas con la aeronave y logró despegar por sus propios medios después de lanzarse desde una rampa, planeó durante un corto tiempo y regresó a salvo al suelo, lo que lo convirtió en el primer salto con motor exitoso de la historia, un año antes del vuelo de Moy. [80] [91]
El Aerial Steamer, fabricado por Thomas Moy , a veces llamado Moy-Shill Aerial Steamer, era un avión no tripulado de ala en tándem impulsado por un motor de vapor de 3 caballos de fuerza (2,2 kW) que utilizaba alcohol desnaturalizado como combustible. Tenía 14 pies (4,3 m) de largo y pesaba alrededor de 216 libras (98 kg), de las cuales el motor representaba 80 libras (36 kg), y funcionaba sobre tres ruedas. Fue probado en junio de 1875 en una pista circular de grava laminada de casi 300 pies (91 m) de diámetro. No alcanzó una velocidad superior a 12 millas por hora (19 km/h), pero sería necesaria una velocidad de alrededor de 35 millas por hora (56 km/h) para despegar. [92] Sin embargo, el historiador Charles Gibbs-Smith le atribuye ser el primer avión propulsado por vapor que despegó del suelo por sus propios medios. [93] [94]
El proyecto posterior de Pénaud para un avión anfibio, aunque nunca se construyó, incorporó otras características modernas. Era un monoplano sin cola con una sola aleta vertical y dos hélices tractoras , también tenía superficies de timón y elevador traseros con bisagras, tren de aterrizaje retráctil y una cabina completamente cerrada e instrumentada.
Igualmente autorizado como teórico fue el compatriota de Pénaud, Victor Tatin . En 1879, voló un modelo que, como el proyecto de Pénaud, era un monoplano con dos hélices tractoras, pero que también tenía una cola horizontal separada. Estaba propulsado por aire comprimido y el tanque de aire formaba el fuselaje.
En Rusia, Alexander Mozhaiski construyó un monoplano propulsado por vapor, impulsado por un gran tractor y dos hélices propulsoras más pequeñas. En 1884, fue lanzado desde una rampa y permaneció en el aire durante 30 metros.
Ese mismo año en Francia, Alexandre Goupil publicó su obra La Locomotion Aérienne ( Locomoción aérea ), aunque la máquina voladora que posteriormente construyó no logró volar.
Sir Hiram Maxim era un estadounidense que se mudó a Inglaterra y adoptó la nacionalidad inglesa. Decidió ignorar en gran medida a sus contemporáneos y construyó su propia plataforma de brazo giratorio y túnel de viento. En 1889, construyó un hangar y un taller en los terrenos de Baldwyn's Manor en Bexley , Kent , y realizó muchos experimentos. Desarrolló un diseño de biplano que patentó en 1891 y completó como plataforma de prueba tres años después. Era una máquina enorme, con una envergadura de 105 pies (32 m), una longitud de 145 pies (44 m), superficies horizontales de proa y popa y una tripulación de tres. Las hélices gemelas eran impulsadas por dos motores de vapor compuestos ligeros , cada uno de los cuales entregaba 180 caballos de fuerza (130 kW). El peso total era de 7000 libras (3200 kg). Las modificaciones posteriores agregarían más superficies alares como se muestra en la ilustración. Su finalidad era la investigación y no era ni aerodinámicamente estable ni controlable, por lo que corría sobre una pista de 550 m con un segundo juego de raíles de contención para evitar que despegara, algo así como una montaña rusa. [95] En 1894, la máquina desarrolló suficiente sustentación para despegar, rompiendo uno de los raíles de contención y resultando dañada en el proceso. Maxim abandonó entonces el trabajo en ella, pero volvería a la aeronáutica en el siglo XX para probar una serie de diseños más pequeños propulsados por motores de combustión interna. [96]
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Uno de los últimos pioneros de la propulsión a vapor, al igual que Maxim, ignorando a sus contemporáneos que se habían alejado (véase la siguiente sección), fue Clément Ader . Su Éole de 1890 era un monoplano tractor con alas de murciélago que lograba un salto breve e incontrolado, convirtiéndose así en la primera máquina más pesada que el aire en despegar por su propia potencia. Sin embargo, su Avion III similar pero más grande de 1897, notable solo por tener dos motores de vapor, no logró volar en absoluto. [97] Ader más tarde reivindicaría el éxito y no fue desacreditado hasta 1910, cuando el ejército francés publicó su informe sobre su intento.
El planeador construido con la ayuda de Massia y que Biot utilizó brevemente en 1879 se basaba en el trabajo de Mouillard y aún conservaba la forma de un pájaro. Se conserva en el Museo del Aire de Francia y se afirma que es la primera máquina voladora que transportaba hombres que aún existe.
En la última década del siglo XIX, varias figuras claves refinaron y definieron el aeroplano moderno. El inglés Horatio Phillips hizo contribuciones clave a la aerodinámica. El alemán Otto Lilienthal y el estadounidense Octave Chanute trabajaron independientemente en el vuelo planeado. Lillienthal publicó un libro sobre el vuelo de las aves y, entre 1891 y 1896, construyó una serie de planeadores, de diversas configuraciones monoplano, biplano y triplano, para probar sus teorías. Realizó miles de vuelos y en el momento de su muerte estaba trabajando en planeadores propulsados por motor.
Phillips realizó una extensa investigación en túneles de viento sobre secciones de perfiles aerodinámicos , utilizando vapor como fluido de trabajo. Demostró los principios de sustentación aerodinámica previstos por Cayley y Wenham y, a partir de 1884, obtuvo varias patentes sobre perfiles aerodinámicos. Sus hallazgos sustentan todo el diseño moderno de perfiles aerodinámicos. Más tarde, Phillips desarrollaría teorías sobre el diseño de multiplanos , que luego demostró que eran infundadas.
A partir de la década de 1880, se realizaron avances en la construcción que llevaron a los primeros planeadores verdaderamente prácticos. Cuatro personas en particular estuvieron activas: John J. Montgomery , Otto Lilienthal , Percy Pilcher y Octave Chanute . Uno de los primeros planeadores modernos fue construido por John J. Montgomery en 1883; Montgomery afirmó más tarde haber realizado un solo vuelo exitoso con él en 1884 cerca de San Diego [98] y las actividades de Montgomery fueron documentadas por Chanute en su libro Progress in Flying Machines. Montgomery discutió su vuelo durante la Conferencia Aeronáutica de 1893 en Chicago y Chanute publicó los comentarios de Montgomery en diciembre de 1893 en el American Engineer & Railroad Journal. Montgomery también describió saltos cortos con el segundo y tercer planeadores de Montgomery en 1885 y 1886. [99] Entre 1886 y 1896, Montgomery se centró en comprender la física de la aerodinámica en lugar de experimentar con máquinas voladoras. Otro ala delta fue construido por Wilhelm Kress ya en 1877 cerca de Viena .
Otto Lilienthal era conocido como el "rey del planeador" o el "hombre volador" de Alemania. Duplicó el trabajo de Wenham y lo amplió en gran medida en 1884, publicando su investigación en 1889 con el título El vuelo de las aves como base de la aviación ( Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst ). También produjo una serie de planeadores de un tipo que ahora se conoce como ala delta, incluyendo formas de ala de murciélago, monoplano y biplano, como el planeador Derwitzer y el aparato de vuelo Normal . A partir de 1891 se convirtió en la primera persona en realizar planeos controlados sin ataduras de forma rutinaria, y el primero en ser fotografiado volando una máquina más pesada que el aire, lo que despertó el interés en todo el mundo. Documentó rigurosamente su trabajo, incluyendo fotografías, y por esta razón es uno de los pioneros más conocidos. También promovió la idea de "saltar antes de volar", sugiriendo que los investigadores deberían empezar con planeadores y avanzar gradualmente, en lugar de simplemente diseñar una máquina motorizada en papel y esperar que funcionara. Lilienthal fabricó más de 2000 planeadores hasta su muerte en 1896 a causa de las heridas sufridas en un accidente de planeador. Lilienthal también había estado trabajando en pequeños motores adecuados para propulsar sus diseños en el momento de su muerte.
Tras una jubilación anticipada, Octave Chanute retomó el diseño de aeronaves y financió el desarrollo de varios planeadores. En el verano de 1896, su equipo voló varios de sus diseños muchas veces en Miller Beach , Indiana , y finalmente decidió que el mejor era un diseño biplano. Al igual que Lilienthal, documentó su trabajo y también lo fotografió, y estuvo ocupado en correspondencia con investigadores de ideas afines en todo el mundo. Chanute estaba particularmente interesado en resolver el problema de la inestabilidad aerodinámica de la aeronave en vuelo, que las aves compensan con correcciones instantáneas, pero que los humanos tendrían que abordar con superficies estabilizadoras y de control o moviendo el centro de gravedad de la aeronave, como hizo Lilienthal. El problema más desconcertante era la inestabilidad longitudinal (divergencia), porque a medida que aumenta el ángulo de ataque de un ala, el centro de presión se mueve hacia adelante y hace que el ángulo aumente aún más. Sin una corrección inmediata, la aeronave se inclinará hacia arriba y entrará en pérdida . Mucho más difícil de entender fue la relación entre el control lateral y direccional.
En Gran Bretaña, Percy Pilcher , que había trabajado para Maxim y había construido y volado con éxito varios planeadores entre mediados y finales de la década de 1890, construyó un prototipo de avión propulsado en 1899 que, según han demostrado investigaciones recientes, habría sido capaz de volar. Sin embargo, al igual que Lilienthal, murió en un accidente de planeador antes de poder probarlo.
Las publicaciones, en particular Progress in Flying Machines de Octave Chanute de 1894 y The Problem of Manflight (1894) y Aeronautical Annuals (1895-1897) de James Means , ayudaron a acercar las investigaciones y los acontecimientos actuales a un público más amplio.
La invención de la cometa de caja durante este período por el australiano Lawrence Hargrave condujo al desarrollo del biplano práctico . En 1894, Hargrave unió cuatro de sus cometas, agregó un asiento de eslinga y voló 16 pies (4,9 m). Al demostrar a un público escéptico que era posible construir una máquina voladora segura y estable, Hargrave abrió la puerta a otros inventores y pioneros. Hargrave dedicó la mayor parte de su vida a construir una máquina que volara. Creía apasionadamente en la comunicación abierta dentro de la comunidad científica y no patentaba sus inventos. En cambio, publicó escrupulosamente los resultados de sus experimentos para que pudiera tener lugar un intercambio mutuo de ideas con otros inventores que trabajaban en el mismo campo, a fin de acelerar el progreso conjunto. [100] En 1889, había construido un motor rotativo impulsado por aire comprimido.
Octave Chanute se convenció de que los aviones de múltiples alas eran más efectivos que un monoplano e introdujo la estructura de ala reforzada con "alambre de puntal" que, con su combinación de rigidez y ligereza, llegaría a dominar el diseño de aeronaves durante las décadas siguientes, en la forma del biplano.
Incluso los saltos en globo empezaron a tener éxito. En 1905, Daniel Maloney fue llevado en globo en un planeador de ala en tándem diseñado por John Montgomery a una altitud de 4.000 pies (1.200 m) antes de ser liberado, planeando hacia abajo y aterrizando en un lugar predeterminado como parte de una gran demostración pública de vuelo aéreo en Santa Clara, California . Sin embargo, después de varios vuelos exitosos, durante una ascensión en julio de 1905, una cuerda del globo golpeó el planeador, y el planeador sufrió una falla estructural después de soltarse, lo que resultó en la muerte de Maloney.
Gustave Weißkopf era un alemán que emigró a los EE. UU., donde pronto cambió su nombre a Whitehead. Desde 1897 hasta 1915 diseñó y construyó máquinas voladoras y motores. El 14 de agosto de 1901, Whitehead afirmó haber realizado un vuelo controlado y propulsado en su monoplano número 21 en Fairfield , Connecticut. Un relato del vuelo apareció en el Bridgeport Sunday Herald y fue repetido en periódicos de todo el mundo. [ cita requerida ] Whitehead afirmó haber realizado dos vuelos más el 17 de enero de 1902, utilizando su monoplano número 22. Lo describió como equipado con un motor de 40 caballos de fuerza (30 kW) con hélices tractoras gemelas y controlado por velocidad diferencial de la hélice y timón. Afirmó haber volado un círculo de 10 kilómetros (6,2 millas).
Los historiadores de la aviación de la corriente principal ignoran o desestiman las afirmaciones de Whitehead y, aunque en marzo de 2013, Jane's All the World's Aircraft publicó un editorial que aceptaba el vuelo de Whitehead como el primer vuelo tripulado, propulsado y controlado de una aeronave más pesada que el aire, [101] el propietario corporativo de Jane's posteriormente se distanció del editorial, afirmando que "el artículo reflejaba la opinión del Sr. Jackson sobre el tema y no la de IHS Jane's". [102] El Instituto Smithsoniano se encuentra entre los que no aceptan que Whitehead haya volado como se informó. [103]
Después de una distinguida carrera en astronomía y poco antes de convertirse en secretario del Instituto Smithsoniano, Samuel Pierpont Langley inició una investigación seria sobre aerodinámica en lo que hoy es la Universidad de Pittsburgh . En 1891, publicó Experiments in Aerodynamics detallando su investigación, y luego se dedicó a construir sus diseños. Esperaba lograr estabilidad aerodinámica automática, por lo que le dio poca consideración al control en vuelo. [104] El 6 de mayo de 1896, el Aeródromo No. 5 de Langley realizó el primer vuelo sostenido exitoso de una nave más pesada que el aire, impulsada por motor y no tripulada, de tamaño considerable. Fue lanzada desde una catapulta accionada por resorte montada en la parte superior de una casa flotante en el río Potomac cerca de Quantico, Virginia. Se realizaron dos vuelos esa tarde, uno de 1005 metros (3297 pies) y un segundo de 700 metros (2300 pies), a una velocidad de aproximadamente 25 millas por hora (40 km/h). En ambas ocasiones, el Aeródromo Nº 5 aterrizó en el agua como estaba previsto, ya que para ahorrar peso no estaba equipado con tren de aterrizaje. El 28 de noviembre de 1896 se realizó otro vuelo exitoso con el Aeródromo Nº 6. Este vuelo, de 1.460 metros (4.790 pies), fue presenciado y fotografiado por Alexander Graham Bell . El Aeródromo Nº 6 era en realidad el Aeródromo Nº 4 muy modificado. Quedó tan poco del avión original que se le dio una nueva designación.
Con el éxito de los Aeródromos n.º 5 y n.º 6 , Langley comenzó a buscar financiación para construir una versión a escala real de sus diseños que pudiera transportar hombres. Incitado por la Guerra Hispano-Estadounidense , el gobierno de los Estados Unidos le concedió 50.000 dólares para desarrollar una máquina voladora que pudiera transportar hombres para reconocimiento aéreo. Langley planeó construir una versión a mayor escala conocida como Aeródromo A , y comenzó con el Aeródromo de un cuarto de escala , más pequeño , que voló dos veces el 18 de junio de 1901, y luego nuevamente con un motor más nuevo y más potente en 1903.
Con el diseño básico aparentemente probado con éxito, se dedicó a buscar un motor adecuado. Contrató a Stephen Balzer para que construyera uno, pero se decepcionó cuando sólo ofrecía 8 caballos de fuerza (6,0 kW) en lugar de los 12 caballos de fuerza (8,9 kW) que esperaba. El asistente de Langley, Charles M. Manly , luego reelaboró el diseño para convertirlo en un radial de cinco cilindros refrigerado por agua que ofrecía 52 caballos de fuerza (39 kW) a 950 rpm, una hazaña que tardó años en duplicar. Ahora que tenía tanto potencia como un diseño, Langley juntó los dos con grandes esperanzas.
Para su consternación, el avión resultante resultó ser demasiado frágil. Simplemente ampliando los pequeños modelos originales se obtuvo un diseño que era demasiado débil para mantenerse unido. Dos lanzamientos a finales de 1903 terminaron con el Aerodrome estrellándose inmediatamente en el agua. El piloto, Manly, fue rescatado en cada ocasión. Además, el sistema de control del avión era inadecuado para permitir respuestas rápidas del piloto, y no tenía ningún método de control lateral, y la estabilidad aérea del Aerodrome era marginal. [104]
Los intentos de Langley de obtener más financiación fracasaron y sus esfuerzos terminaron. Nueve días después de su segundo lanzamiento fallido el 8 de diciembre, los hermanos Wright volaron con éxito su Flyer . Glenn Curtiss realizó 93 modificaciones al Aerodrome y voló esta aeronave muy diferente en 1914. [104] Sin reconocer las modificaciones, el Instituto Smithsoniano afirmó que el Aerodrome de Langley era la primera máquina "capaz de volar". [105] El Smithsoniano finalmente se retractó de esta afirmación en 1928.
Los hermanos Wright resolvieron los problemas de control y potencia a los que se enfrentaban los pioneros aeronáuticos. Inventaron el control del alabeo mediante la deformación de las alas y combinaron el alabeo con el control simultáneo de la guiñada mediante un timón trasero orientable. Aunque la deformación de las alas como medio de control del alabeo se utilizó sólo brevemente durante la historia temprana de la aviación, la innovación de combinar el control del alabeo y la guiñada fue un avance fundamental en el control del vuelo. Para el control del cabeceo, los hermanos Wright utilizaron un elevador delantero (canard), otro elemento de diseño que más tarde quedó obsoleto.
Los hermanos Wright realizaron rigurosas pruebas de perfiles aerodinámicos en túneles de viento y pruebas de vuelo de planeadores de tamaño real. No solo construyeron un avión a motor funcional, el Wright Flyer , sino que también hicieron avanzar significativamente la ciencia de la ingeniería aeronáutica.
Se concentraron en la capacidad de control de los aviones sin motor antes de intentar volar un diseño con motor. Entre 1900 y 1902, construyeron y volaron una serie de tres planeadores. Los dos primeros fueron mucho menos eficientes de lo que los Wright esperaban, basándose en los experimentos y escritos de sus predecesores del siglo XIX. Su planeador de 1900 tenía solo la mitad de la sustentación que esperaban, y el de 1901 tuvo un rendimiento aún peor, hasta que unas modificaciones improvisadas lo hicieron útil.
En busca de respuestas, los hermanos Wright construyeron su propio túnel de viento y lo equiparon con un sofisticado dispositivo de medición para calcular la sustentación y la resistencia de 200 diseños de alas de diferentes tamaños que crearon. [106] Como resultado, los hermanos Wright corrigieron errores anteriores en los cálculos de sustentación y resistencia y utilizaron este conocimiento para construir su planeador de 1902, el tercero de la serie. Se convirtió en la primera máquina voladora tripulada, más pesada que el aire, que era controlable mecánicamente en los tres ejes : cabeceo, balanceo y guiñada. Su diseño pionero también incluía alas con una relación de aspecto más alta que los planeadores anteriores. Los hermanos volaron con éxito el planeador de 1902 cientos de veces, y funcionó mucho mejor que sus dos versiones anteriores.
Para obtener la potencia adecuada para su Flyer, impulsado por un motor, los Wright diseñaron y construyeron un motor de combustión interna de baja potencia. Utilizando los datos del túnel de viento, diseñaron y tallaron hélices de madera que eran más eficientes que cualquier otra anterior, lo que les permitió obtener un rendimiento adecuado con la baja potencia del motor. El diseño del Flyer también estuvo influenciado por el deseo de los Wright de aprender a volar de forma segura sin riesgos irrazonables para la vida y la integridad física, y de hacer que los accidentes fueran superables. La potencia limitada del motor dio lugar a velocidades de vuelo bajas y a la necesidad de despegar con viento en contra.
Según el Instituto Smithsoniano y la Federación Aeronáutica Internacional (FAI), [107] [108] los Wright realizaron el primer vuelo tripulado, sostenido, controlado y propulsado de un avión más pesado que el aire en Kill Devil Hills, Carolina del Norte , a 4 millas (6,4 km) al sur de Kitty Hawk, Carolina del Norte , el 17 de diciembre de 1903. [109] El primer vuelo de Orville Wright , de 120 pies (37 m) en 12 segundos, quedó registrado en una famosa fotografía. En el cuarto vuelo del mismo día, Wilbur Wright voló 852 pies (260 m) en 59 segundos. Un análisis moderno del profesor Fred EC Culick y Henry R. Rex (1985) ha demostrado que el Wright Flyer de 1903 era tan inestable que era casi inmanejable para cualquiera que no fuera los Wright, que se habían entrenado en el planeador de 1902. [110]
Los hermanos Wright continuaron desarrollando sus máquinas voladoras y volaron en Huffman Prairie, cerca de Dayton, Ohio , entre 1904 y 1905. Después de un accidente en 1905, reconstruyeron el Flyer III e hicieron importantes cambios de diseño. Casi duplicaron el tamaño del elevador y el timón y los movieron aproximadamente al doble de la distancia de las alas. Añadieron dos paletas verticales fijas (llamadas "anteojeras") entre los elevadores y dieron a las alas un diedro muy ligero. Desconectaron el timón del control de alabeo del ala y, como en todos los aviones futuros, lo colocaron en una palanca de control separada. El Flyer III se convirtió en el primer avión práctico (aunque sin ruedas y utilizando un dispositivo de lanzamiento) que voló constantemente bajo control total y llevó a su piloto de vuelta al punto de partida de forma segura y aterrizó sin daños. El 5 de octubre de 1905, Wilbur voló 24 millas (39 km) en 39 minutos y 23 segundos". [111]
Con el tiempo, los Wright abandonarían por completo el plano delantero y el Modelo B de 1910 pasaría a tener en su lugar un plano de cola, tal como se estaba volviendo convencional en ese momento.
Según el número de abril de 1907 de la revista Scientific American , [112] los hermanos Wright parecían tener el conocimiento más avanzado de la navegación con aparatos más pesados que el aire en ese momento. Sin embargo, el mismo número de la revista también afirmaba que no se había realizado ningún vuelo público en los Estados Unidos antes de su número de abril de 1907. Por lo tanto, idearon el Trofeo Aeronáutico Scientific American para fomentar el desarrollo de una máquina voladora más pesada que el aire.
Una vez que se había logrado el vuelo controlado y propulsado, todavía era necesario avanzar para crear una máquina voladora práctica para uso general. Este período que condujo a la Primera Guerra Mundial a veces se denomina la era pionera de la aviación . [113] [114]
La historia de los primeros vuelos a motor es en gran medida la historia de la construcción de los primeros motores. Los hermanos Wright diseñaron sus propios motores. Utilizaron un solo motor de vuelo, un cuatro cilindros en línea refrigerado por agua de 12 caballos de fuerza (8,9 kW) con cinco cojinetes principales e inyección de combustible. La aeronave de Whitehead estaba propulsada por dos motores de su diseño: un motor terrestre de 10 caballos de fuerza (7,5 kW) que impulsaba las ruedas delanteras en un esfuerzo por alcanzar la velocidad de despegue y un motor de acetileno de 20 caballos de fuerza (15 kW) que impulsaba las hélices. Whitehead era un maquinista experimentado y se dice que recaudó fondos para su avión fabricando y vendiendo motores a otros aviadores. [115] La mayoría de los primeros motores no eran ni lo suficientemente potentes ni fiables para el uso práctico, y el desarrollo de motores mejorados fue de la mano de mejoras en las propias estructuras de los aviones.
En Europa, el Antoinette 8V de Léon Levavasseur , un ejemplo pionero del formato de motor V-8, patentado por primera vez en 1902, dominó el vuelo durante varios años después de su introducción en 1906, impulsando muchas aeronaves notables de esa época. Incorporaba inyección directa de combustible, refrigeración por agua por evaporación y otras características avanzadas, y generaba alrededor de 50 caballos de fuerza (37 kW).
El British Green C.4 de 1908 siguió el modelo de Wright de un diseño de cuatro cilindros en línea refrigerado por agua, pero producía 52 caballos de fuerza (39 kW). Propulsó a muchos aviones pioneros exitosos, incluidos los de AV Roe .
También se produjeron diseños opuestos horizontalmente. El De Havilland Iris de cuatro cilindros refrigerado por agua alcanzó 45 caballos de potencia (34 kW), pero se utilizó poco, mientras que el exitoso diseño de dos cilindros Nieuport alcanzó 28 caballos de potencia (21 kW) en 1910.
En 1909, las formas de motor radiales cobraron importancia. El motor semirradial o de ventilador de 3 cilindros Anzani de 1909 (también construido en una forma radial con un ángulo de cilindro de 120°) desarrollaba solo 25 caballos de fuerza (19 kW), pero era mucho más ligero que el Antoinette, y fue elegido por Louis Blériot para su vuelo a través del Canal de la Mancha. Más radical fue la serie de motores radiales rotativos Gnôme de los hermanos Seguin, protagonizada por el motor rotativo de siete cilindros refrigerado por aire Gnome Omega de 50 caballos de fuerza (37 kW) en 1906. En un motor rotativo, el cigüeñal está fijado a la estructura del avión y toda la carcasa del motor y los cilindros giran con la hélice. Aunque este tipo había sido introducido en 1887 por Lawrence Hargrave , las mejoras realizadas en el Gnome crearon un diseño robusto, relativamente confiable y liviano que revolucionó la aviación y vería un desarrollo continuo durante los siguientes diez años. El combustible se introducía en cada cilindro directamente desde el cárter, por lo que solo se necesitaba una válvula de escape. El motor rotativo Le Rhône 9C, de nueve cilindros y 80 caballos de fuerza, fue presentado en 1913 y fue ampliamente adoptado para uso militar.
Los modelos en línea y en V siguieron siendo populares, y la empresa alemana Mercedes produjo una serie de modelos de seis cilindros refrigerados por agua. En 1913, presentó la exitosa serie DI de 75 kilovatios (101 hp) .
La ligereza y la resistencia del biplano se compensan con la ineficiencia inherente a la colocación de dos alas tan juntas. Los diseños de biplanos y monoplanos competían entre sí, y ambos seguían en producción cuando estalló la guerra en 1914.
Un desarrollo notable, aunque un fracaso, fue el primer monoplano cantilever jamás construido. El Antoinette Monobloc de 1911 tenía una cabina completamente cerrada y un tren de aterrizaje carenado, pero la potencia de 50 caballos (37 kW) de su motor V-8 no era suficiente para que volara más allá de unos pocos pies como máximo. Más exitoso fue el monoplano arriostrado Deperdussin , que ganó la carrera inaugural del Trofeo Schneider de 1913 pilotado por Maurice Prévost , completando 28 circuitos del recorrido de 10 km (6,2 mi) con una velocidad media de 73,63 kilómetros por hora (45,75 mph).
También se experimentó con triplanos, en particular una serie construida entre 1909 y 1910 por el pionero británico AV Roe . Para ir un paso más allá con cuatro alas, el cuadruplano también hizo apariciones raras. El multiplano , con un gran número de alas muy delgadas, también fue experimentado, con gran éxito por Horatio Phillips . Su prototipo final confirmó la ineficiencia y el pobre rendimiento de la idea.
También se estaban probando otros enfoques radicales para el diseño de alas. El inventor escocés Alexander Graham Bell ideó una forma de ala octaédrica celular que, al igual que el multiplano, resultó decepcionantemente ineficiente. Otros modelos de desempeño mediocre fueron el romboidal de Edwards , el ala anular de Lee-Richards y un número variable de alas una tras otra en tándem .
Muchas de estas primeras formas experimentales eran en principio bastante prácticas y desde entonces han reaparecido.
Los primeros trabajos se habían centrado principalmente en hacer un aparato lo suficientemente estable para volar, pero no ofrecía una capacidad de control total, mientras que los Wright habían sacrificado la estabilidad para hacer que su Flyer fuera totalmente controlable. Un avión práctico requiere ambas cosas. Aunque se había logrado la estabilidad con varios diseños, los principios no se entendían por completo y el progreso era errático. El alerón reemplazó lentamente la deformación del ala para el control lateral, aunque a veces los diseñadores, como con el Blériot XI, volvieron brevemente a la deformación del ala. De manera similar, las superficies de cola que volaban en todo el avión dieron paso a estabilizadores fijos con superficies de control articuladas adjuntas. La configuración de propulsor de canard de los primeros Wright Flyer fue suplantada por diseños de aviones con hélice tractora.
En Francia, el progreso fue relativamente rápido.
El 23 de octubre y el 12 de noviembre de 1906, el brasileño Alberto Santos-Dumont realizó vuelos públicos en Francia con su 14-bis . [116] Un biplano de propulsión canard con diedro alar pronunciado, tenía un ala de celdas de caja de estilo Hargrave con un conjunto "boxkite" montado hacia adelante que era movible para actuar tanto como elevador como timón . Su vuelo fue el primero realizado por una máquina más pesada que el aire con motor en ser verificado por el Aéro-Club de France , y ganó el Premio Deutsch-Archdeacon por el primer vuelo observado oficialmente de más de 25 metros (82 pies). Más tarde estableció el primer récord mundial reconocido por la Federación Aeronáutica Internacional al volar 220 metros (720 pies) en 21,5 segundos. [117] [118] No tenía control lateral, por lo que después de estos vuelos, a fines de noviembre, agregó superficies auxiliares entre las alas como alerones primitivos, y realizó algunos vuelos más. [119]
Al año siguiente, Louis Blériot voló el Blériot VII , un monoplano tractor con control total en tres ejes que utilizaba las superficies de cola horizontales como elevadores y alerones combinados. Su descendiente inmediato, el Blériot VIII , fue el primer fuselaje en reunir los elementos reconocibles del sistema de control de vuelo de la aeronave moderna en abril de 1908. [120] Donde Horatio Phillips y Traian Vuia habían fracasado, el de Blériot fue el primer monoplano tractor práctico y marcó el inicio de una tendencia en la aviación francesa. En 1909, había desarrollado esta configuración hasta el punto en que el Blériot XI pudo cruzar el Canal de la Mancha , entre otros refinamientos utilizando las superficies de cola solo como elevadores y utilizando alabeo de las alas para el control lateral. Otro diseño que apareció en 1907 fue el biplano Voisin . Este carecía de cualquier provisión para control lateral, y solo podía hacer giros superficiales usando solo el control del timón, pero fue volado con creciente éxito durante el año por Henri Farman , y el 13 de enero de 1908 ganó el Gran Premio de la Aviación Alemán de la Meurthe-Archideacon de 50.000 francos por ser el primer aviador en completar un vuelo en circuito cerrado de 1 kilómetro observado oficialmente, incluyendo el despegue y el aterrizaje con la propia potencia del avión.
Los diseños del pionero francés Léon Levavasseur son más conocidos por el nombre de la empresa Antoinette que él fundó. Su Antoinette IV de 1908 era un monoplano de lo que hoy es la configuración convencional, con el plano de cola y el alerón cada uno con superficies de control móviles y alerones en las alas. Los alerones no eran lo suficientemente efectivos y en los modelos posteriores fueron reemplazados por alabeos.
A finales de 1908, los hermanos Voisin vendieron un avión encargado por Henri Farman al JTC Moore-Brabazon . Enfadado, Farman construyó su propio avión, adaptando el diseño de Voisin añadiéndole alerones. Tras más modificaciones en las superficies de cola y los alerones, el Farman III se convirtió en el avión más vendido entre 1909 y 1911, [ cita requerida ] y fue ampliamente imitado. En Gran Bretaña, el expatriado estadounidense Samuel Cody voló un avión similar en diseño al Wright Flyer en 1908, incorporando un plano de cola así como un gran elevador frontal. En 1910, un modelo mejorado equipado con alerones entre las alas ganó la competición de la Copa Michelin , mientras que el segundo avión estilo Farman de Geoffrey de Havilland tenía alerones en el ala superior y se convirtió en el Royal Aircraft Factory FE1 . El Bristol Boxkite , una copia del Farman III, se fabricó en grandes cantidades. En los EE. UU., Glenn Curtiss había volado primero el June Bug de la AEA y luego su Golden Flyer , que en 1910 logró el primer aterrizaje y despegue desde una cubierta naval. Mientras tanto, los propios Wright también habían estado luchando con el problema de lograr estabilidad y control, experimentando más con el plano delantero antes de agregar primero un segundo avión pequeño en la cola y luego, finalmente, eliminar el plano delantero por completo. Anunciaron su Modelo B biplaza en 1910 y lo licenciaron para producción en 1911 como el Burgess Modelo F.
Se probaron muchos otros diseños más radicales, pero solo unos pocos resultaron prometedores. En el Reino Unido, J. W. Dunne desarrolló una serie de diseños de propulsores sin cola con alas en flecha con una superficie superior cónica. Su biplano D.5 voló en 1910 y demostró ser completamente estable. Dunne evitó deliberadamente el control total de tres ejes, ideando en su lugar un sistema que era más fácil de operar y que consideraba mucho más seguro en la práctica. El sistema de Dunne no sería ampliamente adoptado. Su diseño sin cola alcanzó su apogeo con el D.8, que fue fabricado bajo licencia en Francia por Nieuport y en los EE. UU. como Burgess-Dunne , sin embargo fue rechazado como avión de guerra práctico por el Ejército británico, en el que Dunne era oficial, porque era demasiado estable y, por lo tanto, no lo suficientemente maniobrable en batalla. [ cita requerida ]
1901, en Austria, Wilhelm Kress no logra despegar con su Drachenflieger , un hidroavión de baja potencia con pontones gemelos de aluminio y tres alas en tándem.
1910 en Francia, Henri Fabre realiza el primer vuelo en hidroavión en su Hydravion . [121] Era un monoplano con un plano delantero biplano y tres flotadores cortos en disposición triciclo.
1912 El primer portaaviones hidroavión del mundo , el Foudre de la Armada francesa , embarca su primer hidroavión , [122] un Voisin Canard .
Un problema con los primeros hidroaviones era la tendencia a la succión entre el agua y la aeronave a medida que aumentaba la velocidad, lo que mantenía a la aeronave en el suelo y dificultaba el despegue. El diseñador británico John Cyril Porte inventó la técnica de colocar un escalón en la parte inferior de la aeronave para romper la succión, y esto se incorporó en el Curtiss Model H de 1914. [ cita requerida ]
En 1909, los aviones seguían siendo frágiles y de poca utilidad práctica. La limitada potencia de los motores disponibles significaba que la carga útil efectiva era extremadamente limitada. La tecnología estructural y de materiales básicos de los fuselajes consistía principalmente en materiales de madera dura o tubos de acero, reforzados con cables de acero y cubiertos con tela de lino dopada con un refuerzo y sellador inflamables. [123] La necesidad de ahorrar peso significaba que la mayoría de los aviones eran estructuralmente frágiles y no era infrecuente que se rompieran en vuelo, especialmente al realizar maniobras violentas, como salir de un picado pronunciado, lo que sería necesario en combate.
Aun así, se reconoció que estas máquinas voladoras en evolución no eran solo juguetes, sino armas en ciernes. En 1909, el oficial de estado mayor italiano Giulio Douhet comentó:
El cielo se convertirá en otro campo de batalla no menos importante que los de tierra y mar... Para conquistar el aire es necesario privar al enemigo de todos los medios de volar, atacándolo en el aire, en sus bases de operaciones o en sus centros de producción. Es mejor acostumbrarse a esta idea y prepararse.
— Giulio Douhet (oficial del Estado Mayor italiano), 1909 [123]
En 1911, el capitán Bertram Dickson , el primer oficial militar británico en volar y el primer oficial militar británico en realizar una misión de reconocimiento aéreo en un avión de ala fija durante las maniobras del ejército en 1910, predijo el uso militar de aviones y el consiguiente desarrollo y escalada del combate aéreo en una presentación al Subcomité Técnico del Reino Unido para la Defensa Imperial . [123] [124]
Se lanzaron misiles desde un avión por primera vez cuando el teniente del ejército de los Estados Unidos Paul W. Beck arrojó sacos de arena que simulaban bombas sobre Los Ángeles , California . [125]
Los primeros aviones utilizados en la guerra fueron durante la guerra ítalo-turca de 1911-1912. El primer uso operativo tuvo lugar el 23 de octubre de 1911, cuando el capitán Carlo Piazza realizó un vuelo cerca de Bengasi en un Blériot XI . El primer bombardeo aéreo se produjo poco después, el 1 de noviembre, cuando el segundo teniente Giulio Gavotti lanzó cuatro bombas sobre dos bases en poder de los turcos. El primer vuelo de reconocimiento fotográfico tuvo lugar en marzo de 1912, también pilotado por el capitán Piazza. [126]
Algunos modelos desarrollados durante este período entrarían en servicio militar durante la Primera Guerra Mundial o incluso durante ella. Entre ellos se encuentran el Etrich Taube de 1910, el Fokker Spin de 1911, el Royal Aircraft Factory BE.2 , el Sopwith Tabloid/Schneider y una variedad de modelos obsoletos que se utilizarían para el entrenamiento de pilotos. El Sikorsky Ilya Muromets (también conocido como Sikorsky S-22) fue el primer avión de cuatro motores que entró en producción y el más grande de su época; el prototipo voló por primera vez en 1913, justo antes del estallido de la guerra. El modelo seguiría prestando servicio tanto en misiones de bombardero como de transporte.
Los primeros trabajos sobre sustentación con rotor motorizado fueron continuados por investigadores posteriores, independientemente del desarrollo de los aviones de ala fija.
En Francia, en el siglo XIX, se creó una asociación para colaborar en el diseño de helicópteros, de los cuales hubo muchos. En 1863, Gustave de Ponton d'Amécourt construyó un modelo utilizando los rotores contrarrotativos establecidos. Inicialmente, el modelo propulsado por vapor fracasó, pero una versión con mecanismo de relojería sí voló. Otros diseños, que abarcaban una amplia variedad de formas, incluyeron a Pomés y De la Pauze (1871), Pénaud, Achenbach (1874), Dieuaide (1887), Melikoff (1877), Forlanini (1877), Castel (1878) y Dandrieux (1878-1879). De estos, el modelo contrarrotativo propulsado por vapor de Forlanini voló durante 20 segundos, alcanzando una altura de 13 metros (43 pies), [127] [128] y el modelo propulsado por caucho de Dandrieux también voló. [127] [128]
El padre de Hiram Maxim concibió un helicóptero propulsado por dos rotores que giraban en sentido contrario, pero no logró encontrar un motor lo suficientemente potente para construirlo. El propio Hiram esbozó los planos de un helicóptero en 1872 antes de dedicarse a los vuelos con ala fija.
En 1907, el autogiro francés Breguet-Richet nº 1 despegó en un vuelo de prueba "atado", convirtiéndose en el primer helicóptero tripulado en elevarse del suelo. Se elevó unos 60 centímetros y permaneció en el aire durante un minuto. Sin embargo, el vuelo resultó extremadamente inestable.
Dos meses después, en Lisenux (Francia), Paul Cornu realizó el primer vuelo libre en un helicóptero tripulado con su helicóptero Cornu , elevándose hasta 30 centímetros (12 pulgadas) y permaneciendo en el aire durante 20 segundos.
En 1799, expuso por primera vez en la historia el concepto del aeroplano moderno. Cayley había identificado el vector de resistencia (paralelo al flujo) y el vector de sustentación (perpendicular al flujo).
Pionero inglés de la navegación aérea y la ingeniería aeronáutica y diseñador del primer planeador que llevó a un ser humano a volar. Cayley estableció la configuración moderna de un avión como una máquina voladora de ala fija con sistemas separados de sustentación, propulsión y control ya en 1799.
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