Tot voor kort was de stoommachine de meest verspreide energiebron op aarde. Stoommachines werden geïnstalleerd op grondkarren - prototypen van de eerste auto's, zetten treinen en stoomboten in beweging en zorgden voor de werking van pompen en werktuigmachines. Stoomkracht en stoommachines werden in de 19e eeuw veel gebruikt in de industrie. Het is niet verrassend dat in de loop van de tijd het idee om een vliegtuig met een stoommachine te bouwen in de hoofden van ontwerpers doordrong. Het proces van het bouwen van een stoomvliegtuig bleek echter moeilijk en netelig te zijn.
Lucht stoom bemanning
De geboorte van de luchtvaart gaat terug tot het begin van de 19e eeuw. Het was aan het begin van de 18e-19e eeuw dat het eerste concept van een vliegtuig werd voorgesteld. Dit concept werd naar voren gebracht door de Engelse natuuronderzoeker George Cayley. Het is Kayleigh die wordt beschouwd als een van 's werelds eerste onderzoekers en theoretici op het gebied van het maken van vliegtuigen die zwaarder zijn dan lucht. Cayley begon zijn eerste studies en experimenten om de aerodynamische eigenschappen van de vleugel te bestuderen in 1804, in hetzelfde jaar maakte hij een model van zijn eigen casco-ontwerp. Volgens hem kon het zweefvliegtuig niet meer dan 27 meter door de lucht reizen. In 1809-1810 publiceerde het eerste maandelijkse wetenschappelijke tijdschrift in Groot-Brittannië, Nicolson's Journal of Natural Philosophy, een werk van George Cayley, getiteld "On Air Navigation". Het was 's werelds eerste gepubliceerde wetenschappelijke werk, dat de fundamentele principes van de theorie van zweefvliegen en vliegtuigvluchten bevatte.
Het is geen toeval dat het in Groot-Brittannië was, dichter bij het midden van de 19e eeuw, dat ze probeerden het eerste vliegtuig te bouwen, of liever een stoomstraal, omdat het de bedoeling was om een stoommachine te installeren in de rol van een elektriciteitscentrale op het model. Het idee om een ongewoon vliegtuig te bouwen was van de Engelse uitvinder en pionier op het gebied van luchtvaart, William Samuel Henson. Samen met een andere Britse uitvinder, John Stringfellow, ontwikkelde Henson 's werelds eerste vliegtuigontwerp, dat rekening hield met alle basiselementen van een klassiek propellervliegtuig.
De ontwerpers noemden hun geesteskind de Aerial Steam Carriage. Het patent voor de uitvinding werd verkregen in 1843, in hetzelfde jaar registreerden de uitvinders en hun partners een naamloze vennootschap genaamd de Aeriel Transit Company. De ontwerpers creëerden het eerste model van hun "luchtstoomploeg" in 1843. Het was een zes meter lang vliegtuig, dat werd aangedreven door een stoommachine met een vermogen van slechts 1 pk.
Het ontwerp van de vleugel van de parlet, dat werd gepresenteerd door Henson en Stringfellow, bevatte elementen die in de toekomst toepassing zullen vinden in de luchtvaart: rondhouten, ribben, stutten met beugels. De vleugel van hun stoomboot was, net als die van moderne vliegtuigen, dik. Tegelijkertijd ontwierpen de ontwerpers de holle vleugelliggers, die het ontwerp van het vliegtuig moesten vergemakkelijken. De vleugel zelf was van bovenaf aan het lichaam van de parlet bevestigd, het was de bedoeling om de motor zelf, de bemanning en passagiers in het lichaam te plaatsen. De krachtcentrale moest twee voortduwende propellers aandrijven. Het landingsgestel van het vliegtuig zou driewielig zijn, met één neuswiel.
Tegelijkertijd was het idee van de ontwerpers te gewaagd, niet alleen naar de maatstaven van het midden van de 19e eeuw. De technische kenmerken van de luchtstoombemanning waren uitstekend. Het vliegtuig moest tot 12 personen per vliegtuig vervoeren over een afstand van 1600 km. Tegelijkertijd werd de spanwijdte van het model geschat op 46 meter, en het vleugeloppervlak was 424 m², de diameter van de propellers was 6 meter. Het vermogen van de geïnstalleerde krachtmachine werd geschat op 30 pk. Men geloofde dat dit voldoende was om een vliegtuig met een maximaal startgewicht van 1360 kg een kruissnelheid van 80 km/u te bezorgen.
In feite eindigde het allemaal met de tests van het gereduceerde model, die van 1844 tot 1847 met wisselend succes werden voortgezet. Al die tijd hebben de ontwerpers een groot aantal wijzigingen in het project aangebracht, parameters gewijzigd, het casco aangepast en ook gezocht naar een steeds krachtiger wordende stoommachine. Ondanks de inspanningen van Britse natuuronderzoekers faalden ze keer op keer. Dit kwam vooral door het complete gebrek aan wereldervaring op het gebied van vliegtuigbouw. Zowel Henson als Stringfellow waren pioniers, die slechts de eerste schuchtere stappen zetten op een nieuw gebied, geconfronteerd met een groot aantal moeilijkheden. In 1847 werden alle werkzaamheden aan het project definitief stopgezet.
Stoomvliegtuig van Alexander Mozhaisky
In Rusland werd het idee om een vliegtuig met een stoommachine te bouwen opgepikt door admiraal Alexander Fedorovich Mozhaisky, "de grootvader van de Russische luchtvaart", niet alleen een beroemde militaire figuur, maar ook een uitvinder. Mozhaisky was zowel tijdens zijn dienst bij de Russische keizerlijke marine als in de ambtenarij bezig met onderzoek en uitvindingen. De uitvinder kwam uiteindelijk op het idee om in 1873 zijn eigen vliegtuig te bouwen. Nadat hij zijn plan tegen het einde van 1876 had voltooid, presenteerde Mozhaisky het project aan het Ministerie van Oorlog, waar het project werd overwogen en financiering werd toegewezen voor de uitvoering ervan. In het bijzonder werden drieduizend roebel uitgegeven aan wetenschappelijk onderzoek en onderzoek, waarvan de resultaten verder konden worden gebruikt om een nieuw vliegtuig te maken.
Bij de ontwikkeling van zijn versie van het vliegtuig vertrouwde Alexander Mozhaisky, net als vele andere pioniers van de luchtvaart, voornamelijk op het ontwerp en de vliegkwaliteiten van vliegers, die hij in de loop van meerdere jaren persoonlijk ontwierp en lanceerde. Mozhaisky was terecht van mening dat een zwaar en langzaam vliegtuig een groot vleugeloppervlak zou moeten hebben. Tegelijkertijd onderging Mozhaisky, net als andere uitvinders van vliegtuigen, vallen en opstaan, waarbij hij het ontwerp en de kenmerken van zijn vliegtuigversies vele malen veranderde.
Volgens het project zou het vliegtuig een romplengte hebben van ongeveer 15 meter, een spanwijdte van 23 meter en een startgewicht van 820 kg. Tegelijkertijd veranderen de afmetingen van het vliegtuig in verschillende onderzoeken van specialisten op het gebied van luchtvaart. Dat Mozhaisky zijn vliegtuig met twee motoren van 20 pk tegelijk wilde uitrusten, blijft ongewijzigd. en 10 pk. Tegelijkertijd ging het aanvankelijk om verbrandingsmotoren, die net begonnen waren op te komen. De ontwerpsnelheid van het vliegtuig moest ongeveer 40 km / u zijn. Lage vliegsnelheid dwong de ontwerper om een vliegtuig te bouwen met een zeer groot vleugeloppervlak van de oorspronkelijke vorm. Uiterlijk was het door Mozhaisky ontworpen vliegtuig een versterkende eendekker, gemaakt volgens het klassieke aerodynamische ontwerp.
Al snel werd de ontwerper gedwongen de verbrandingsmotor te verlaten, omdat de eerste dergelijke motoren buitengewoon onbetrouwbaar waren en veel gewicht hadden. Toen besloot Mozhaisky terug te keren naar de klassieke stoommachines voor zijn tijd. Op zijn wachtwoord was hij van plan de lichtste modellen stoommachines te gebruiken van de firma Arbecker-son en Hemkens uit Londen, die een uitstekende reputatie had en tijd had om zich te vestigen als fabrikant van lichtgewicht stoommachines die op torpedobootjagers werden gebruikt.
Het eerste prototype van het vliegtuig was klaar in 1882. Maar de tests waren niet succesvol. Alexander Mozhaisky kon, net als veel luchtvaartpioniers, niet vertrouwen op iemands succesvolle ervaring, in die jaren bestond de wereldvliegtuigindustrie eenvoudigweg niet. De ontwerper rustte zijn wachtwoord niet uit met anti-rol apparaten, omdat hij ze niet nodig achtte. Als gevolg hiervan viel het vliegtuig, dat niet eens de tijd had om de lucht in te gaan, op zijn kant en zijn enorme vleugeloppervlak eenvoudig "gevouwen". De daaropvolgende drie jaar werken aan het finaliseren van het ontwerp leidden tot niets, de tests in 1885 waren opnieuw niet succesvol, het vliegtuig viel opnieuw op zijn kant. Hier eindigt de geschiedenis van dit vliegtuig en in 1890 overleed de ontwerper zelf.
Het enige vliegende wachtwoord
Uiteindelijk werd het eerste stoomvliegtuig dat de lucht in kon en een volledige vlucht maakte pas in de 20e eeuw gebouwd. Dit gebeurde in de jaren dertig, toen de wereld al veel ervaring had opgedaan op het gebied van vliegtuigbouw. De Airspeed 2000, die in 1933 in een enkel exemplaar werd uitgebracht, ging niet alleen van start, maar was ook in actieve dienst, tenminste tot 1936. Een ongewoon vliegtuig werkte in het US Post Office, maar na 1936 is zijn leven verloren.
De eerste vliegende stoomboot werd gebouwd door de Amerikaanse broers, uitvinders George en William Bessler, met de directe hulp van ingenieur Nathan Price. Demonstratie van de nieuwigheid vond plaats op 12 april 1933 in Californië in de stad Oakland en werd breed uitgemeten in de Amerikaanse pers. Qua uiterlijk zou dit het meest gewone vliegtuig van die jaren zijn. Dit is niet verwonderlijk, aangezien de broers gewoon de seriële tweedekker Travel Air 2000 als basis namen. De krachtcentrale zelf was ongebruikelijk. Het vliegtuig, Airspeed 2000 genaamd, was uitgerust met een krachtige stoommachine.
Het hart van de auto was een V-twin-cilinder stoommachine die een maximum vermogen van 150 pk produceerde. Met een tank met een totale capaciteit van ongeveer 10 gallon kon het vliegtuig van de Bessler broers ongeveer 600 km vliegen. Tegelijkertijd woog de stoommachine zelfs minder dan standaard verbrandingsmotoren op benzine - 80 kg, maar nog eens 220 kg werd toegevoegd aan het gewicht van de krachtcentrale, een watertank met een vuurhaard.
Het vliegtuig ging in 1933 gemakkelijk de lucht in en was vervolgens in gebruik. De auto had geen problemen met vluchten. Tegelijkertijd waardeerden de journalisten de stille werking van de vliegtuigmotor en merkten op dat het gesprek tussen de piloot en de passagier zelfs vanaf de grond te horen was. Het geluid werd alleen gemaakt door het gefluit van de propeller die door de lucht hakte. Naast een rustige vlucht had het vliegtuig nog andere voordelen, bijvoorbeeld het gebruik van water in plaats van benzine. Ook was het vermogen van de stoommachine op geen enkele manier afhankelijk van de vlieghoogte en de mate van verdunning van de lucht, wat een probleem was voor alle vliegtuigen met verbrandingsmotoren. Op een hoogte van meer dan tweeduizend meter werd de stoommachine op de Airspeed 2000 bijvoorbeeld efficiënter dan benzinemotoren met hetzelfde vermogen.
Ondanks zijn voordelen interesseerde de Airspeed 2000 geen civiele klanten en het Amerikaanse leger. De toekomst was voor vliegtuigen met verbrandingsmotoren, en de tweedekker van de gebroeders Bessler zag eruit als een soort curiositeit uit de 19e eeuw, zij het met een aantal duidelijke voordelen. De nadelen wogen nog steeds op. In termen van efficiëntie was de stoommachine inferieur aan verbrandingsmotoren. Bij het ontwerp van het vliegtuig moesten ultralichte materialen worden gebruikt om het gewicht van de enorme waterkoker te compenseren. Het stond niet toe om te concurreren met vliegtuigen met verbrandingsmotoren en een korter vliegbereik. En zelfs zo'n voor de hand liggende kwaliteit als geruisloosheid, die kon worden gebruikt om verkenningsvliegtuigen of bommenwerpers te maken, trok geen vertegenwoordigers van de militaire afdeling aan.
