يمتد تاريخ الطيران منذ أكثر من ألفي عام ، من أقرب أشكال الطيران مثل الطائرات الورقية ومحاولات القفز على البرج إلى رحلة تفوق سرعة الصوت وتزيد سرعة الصوت عن طريق الطائرات النفاثة الثقيلة.

يعود الطيران الورقي في الصين إلى عدة مئات من السنين قبل الميلاد وينتشر ببطء حول العالم. ويعتقد أن هذا هو أقرب مثال على رحلة من صنع الإنسان.

لقد وجد حلم ليوناردو دا فينشي في القرن الخامس عشر في التعبير عن العديد من التصاميم العقلانية ولكن غير العلمية ، على الرغم من أنه لم يحاول بناء أي منها.

أدى اكتشاف غاز الهيدروجين في القرن الثامن عشر إلى اختراع منطاد الهيدروجين ، في نفس الوقت بالضبط الذي أعاد فيه الأخوان مونتغوليفيون اكتشاف منطاد الهواء الساخن وبدأوا الرحلات المأهولة. أدت نظريات مختلفة في الميكانيكا من قبل علماء الفيزياء خلال الفترة الزمنية نفسها ، ولا سيما ديناميات الموائع وقوانين نيوتن للحركة ، إلى تأسيس الديناميكا الهوائية الحديثة ، وأبرزها السير جورج كايلي.

وبدأ استخدام البالونات ، التي تطير في رحلات بحرية وتوصيلية ، لأغراض عسكرية من نهاية القرن الثامن عشر ، حيث أنشأت الحكومة الفرنسية شركات بالون خلال الثورة.

مصطلح الطيران ، اسم العمل من جذور “طائر” avis اللاتيني مع لاحقة – معنى يعني الفعل أو التقدم ، تم صياغته في عام 1863 من قبل الرائد الفرنسي Guillaume Joseph Gabriel de La Landelle (1812–1886) في “الطيران أو الإنتقال الملاحة aéenne cans ballons “.

وقد أتاحت التجارب التي أجريت على الطائرات الشراعية الأساس لعمل طائرات أثقل من الهواء ، وبحلول أوائل القرن العشرين ، أدى التقدم في تكنولوجيا المحركات والديناميكا الهوائية إلى جعل الطيران المتحكم فيه ممكناً لأول مرة. تم إنشاء الطائرة الحديثة ذات الذيل المميز بحلول عام 1909 ، ومنذ ذلك الحين أصبح تاريخ الطائرة مرتبطًا بتطوير محركات أكثر قوة.

أول سفينة كبيرة في الجو كانت البالونات المتينة المرعبة التي أطلقها فرديناند فون زيبلين ، والتي سرعان ما أصبحت مرادفة للمنطاد وهيمنت على رحلات المسافات الطويلة حتى الثلاثينات ، عندما أصبحت القوارب الطائرة الكبيرة تحظى بشعبية كبيرة. بعد الحرب العالمية الثانية ، استبدلت قوارب الطيران بدورها بطائرات برية ، وأحدث المحرك النفاث الجديد والقوي ثورة في كل من السفر الجوي والطيران العسكري.

في الجزء الأخير من القرن العشرين ، أنتج ظهور الإلكترونيات الرقمية تقدمًا كبيرًا في أجهزة الطيران وأنظمة “التحليق بواسطة الأسلاك”. شهد القرن الواحد والعشرون الاستخدام الواسع النطاق للطائرات بدون طيار لأغراض عسكرية ومدنية وأوقات الفراغ. مع التحكم الرقمي ، أصبحت الطائرات غير المستقرة بطبيعتها مثل الأجنحة الطائرة ممكنة.

بدايات بدائية

القفز على البرج
يتم فقدان أصل رغبة البشرية في الطيران في الماضي البعيد. من أوائل الأساطير كانت هناك قصص عن رجال يربطون أجنحة شبيهة بالعصفير ، أو عباءات مقواة أو أجهزة أخرى لنفسهم ومحاولة الطيران ، عادة عن طريق القفز من البرج. الأسطورة اليونانية لديدالوس وإيكاروس هي واحدة من أقدم الشخصيات المعروفة ؛ الآخرين نشأت من الهند والصين والعصر الأوسط الأوروبي. خلال هذه الفترة المبكرة لم تكن مسائل الرفع والاستقرار والسيطرة مفهومة ، وانتهت معظم المحاولات بإصابة خطيرة أو وفاة.

في أوروبا في العصور الوسطى ، كانت أول قفزة برجية تم تسجيلها من عام 852 م ، عندما قام أرمن فيرمان ، المعروف أيضًا باسم عباس بن فرناس (810-887 م) ، بقفزة في قرطبة ، بإسبانيا ، حيث غطت جسده بريش نسر وتربط بين جناحيه. على ذراعيه. سرعان ما تبعت إيلمر من مالمسبوري واستمر العديد من الآخرين في القيام بذلك على مر القرون. في أواخر عام 1811 ، بنى ألبريشت بيربلينغر أورنتيبرتر وقفز إلى نهر الدانوب في أولم.

الطائرات الورقية
قد يكون الطائرة الورقية أول شكل للطائرات التي صنعها الإنسان. تم اختراعه في الصين ربما يعود إلى القرن الخامس قبل الميلاد من قبل Mozi (Mo Di) و Lu Ban (Gongshu Ban). كانت التصميمات اللاحقة تحاكي في الغالب الحشرات الطائرة والطيور والوحوش الأخرى ، سواء الحقيقية أو الأسطورية. تم تركيب بعضها مع أوتار وصافرات لإصدار أصوات موسيقية أثناء الطيران. تصف المصادر الصينية القديمة والعصور الوسطى الطائرات الورقية المستخدمة لقياس المسافات واختبار الرياح ورفع الرجال والإشارة والتواصل وإرسال الرسائل.

الطائرات الورقية تنتشر من الصين حول العالم. بعد إدخاله في الهند ، تطورت الطائرة الورقية إلى طائرة مقاتلة ، حيث يتم استخدام خط جلخ لقطع الطائرات الورقية الأخرى.

طائرات حاملة للإنسان
ويعتقد أن الطائرات الورقية التي يحملها الإنسان استُخدمت على نطاق واسع في الصين القديمة ، لأغراض مدنية وعسكرية على حد سواء ، وأُجبَر عليها في بعض الأحيان كعقوبة. كانت الرحلة المسجلة مبكراً هي السجين يوان هوانغتو ، وهو أمير صيني ، في القرن السادس الميلادي. توجد قصص للطائرات الورقية التي تحمل الإنسان في اليابان ، بعد إدخال طائرة ورقية من الصين في حوالي القرن السابع الميلادي. يقال إنه في وقت ما كان هناك قانون ياباني ضد الطائرات الورقية التي تحمل الرجل.

أجنحة الدوار
Crystal Clear app kdict.png مقالة مفصلة: Bamboo-copter
منذ عام 400 قبل الميلاد ، كان استخدام دوّار لرحلة الطيران العمودية على شكل مروحية الخيزران ، وهي لعبة صينية قديمة. ظهر “moulinet à noix” المماثل (الدوار على الجوز) في أوروبا في القرن الرابع عشر الميلادي.

بالونات الهواء الساخن
منذ العصور القديمة ، أدرك الصينيون أن الهواء الساخن يرتفع ويطبق المبدأ على نوع من منطاد الهواء الساخن الصغير يسمى فانوس السماء. يتكون فانوس السماء من بالون ورق تحت أو يوجد داخله مصباح صغير. يتم إطلاق فوانيس السماء تقليديًا للمتعة وخلال المهرجانات. وفقا لجوزيف نيدام ، كانت هذه الفوانيس معروفة في الصين من القرن الثالث قبل الميلاد. وينسب استخدامهم العسكري إلى الجنرال تشو قه ليانغ (180-234 ميلادي ، اللقب التشفيقي كونغ مينغ) ، الذي يقال إنه استخدمهم لتخويف قوات العدو.

هناك أدلة على أن الصينيين “حلوا مشكلة الملاحة الجوية” باستخدام البالونات ، مئات السنين قبل القرن الثامن عشر.

النهضة
في نهاية المطاف بدأ بعض الباحثين في اكتشاف وتعريف بعض أساسيات تصميم الطائرات العقلانية. كان ليوناردو دافينتشي من أبرز هؤلاء ، على الرغم من أن عمله ظل مجهولاً حتى عام 1797 ، وبالتالي لم يكن له أي تأثير على التطورات خلال السنوات الثلاثمائة القادمة. في حين أن تصميماته كانت عقلانية على الأقل ، إلا أنها لم تكن تستند إلى علم جيد بشكل خاص.

درس ليوناردو رحلة الطيور وقام بتحليلها وتوقع العديد من مبادئ الديناميكا الهوائية. لقد فهم على الأقل أن “الكائن يقدم مقاومة بنفس درجة الهواء كما يفعل الهواء مع الجسم.” لن ينشر نيوتن قانون الحركة الثالث حتى عام 1687.

من السنوات الأخيرة من القرن الخامس عشر كتب عن ورسم العديد من التصاميم لآلات وآليات الطيران ، بما في ذلك الطيور الملوثة ، الطائرات الشراعية الثابتة الجناحين ، الطائرات الورقية والمظلات. كانت تصميماته المبكرة عبارة عن أنواع من القوى البشرية بما في ذلك ornithopters والطائرات الدوارة ، ومع ذلك فقد أدرك عدم الفعالية في هذا الأمر وتحول في وقت لاحق إلى رحلة مزلقة متحكم فيها ، كما رسم بعض التصاميم التي يدعمها الربيع.

أخف من الهواء

بدايات النظرية الحديثة
في عام 1670 ، نشر فرانشيسكو لانا دي تيرزي عملاً اقترح أن تكون أخف من الطيران الجوي ممكنًا باستخدام كرات من رقائق النحاس التي تحتوي على فراغ ، وتكون أخف من الهواء النازح لرفع المنطاد. وبينما كان الصوت نظريا ، فإن تصميمه لم يكن مجديا: فإن ضغط الهواء المحيط سيسحق الأجواء. تعرف الآن فكرة استخدام الفراغ لإنتاج الرافعة بأنها المنطاد الخوائي ولكنها تظل غير قابلة للتطبيق مع أي مواد حالية.

في عام 1709 قدم بارتولوميو دي غوسماو عريضة إلى الملك جون الخامس البرتغالي ، متوسلاً دعمه لاختراعه المنطاد المنطقي ، الذي أعرب فيه عن أكبر قدر من الثقة. الاختبار العام للجهاز ، الذي تم تعيينه في 24 يونيو 1709 ، لم يحدث. وفقا للتقارير المعاصرة ، ومع ذلك ، يبدو أن Gusmão جعلت العديد من التجارب أقل طموحا مع هذا الجهاز ، تنازلي من الانتهاكات. من المؤكد أن غوسماو كان يعمل على هذا المبدأ في المعرض العام الذي ألقاه أمام المحكمة في 8 أغسطس 1709 ، في قاعة كازا دا إنديا في لشبونة ، عندما دفع الكرة إلى السقف عن طريق الاحتراق. ]

بالونات
كان عام 1783 عامًا حاسماً في المنطاد والطيران. في الفترة ما بين 4 يونيو و 1 ديسمبر ، تم تحقيق خمس أولويات طيران في فرنسا:

في 4 يونيو ، قام الأخوان مونتغولفيير بعرض منطادهم الذي يعمل بدون هواء في آنوناي بفرنسا.
في 27 أغسطس ، أطلق جاك تشارلز والأخوة روبرت (ليه فرير روبرت) أول بالون مملوء بالهيدروجين في العالم ، من Champ de Mars ، باريس.
في 19 أكتوبر ، أطلقت مونتغولفيرز أول رحلة مأهولة ، وهي بالون مربوط بالبشر على متنها ، في فولي تيتون في باريس. وكان الطياران هما العالمان جان فرانسوا بلاثير دي روزير ، ومدير التصنيع جان باتيست ريفيلون ، وجيرود دي فيليت.
في 21 نوفمبر ، أطلقت Montgolfiers أول رحلة مجانية مع ركاب بشريين. وكان الملك لويس السادس عشر قد أصدر في الأصل مرسوما يقضي بأن المجرمين المدانين سيكونون أول الطيارين ، لكن جان فرانسوا بيلاتري دي روزير ، إلى جانب الماركيز فرانسوا دي آرلاندز ، قدموا التماسا لهذا الشرف. انجرفوا 8 كيلومترات (5.0 ميل) في منطاد مدعوم بنيران الخشب.
في 1 ديسمبر ، قام جاك تشارلز و نيكولاس لويس روبرت بإطلاق بالون الهيدروجين المأهول من حديقة التويلري في باريس ، حيث شهد حشد من 400000 شخص. صعدوا إلى ارتفاع حوالي 1800 قدم (550 م) وهبطت عند غروب الشمس في Nesles-la-Vallée بعد رحلة من 2 ساعة و 5 دقائق ، تغطي 36 كم. بعد أن قرر روبرت القائد تشارلز أن يصعد بمفرده. هذه المرة صعد بسرعة إلى ارتفاع حوالي 9800 قدم (3000 م) ، حيث رأى الشمس مرة أخرى ، عانى من ألم شديد في أذنيه ، ولم يسبق له أن طار مرة أخرى.
وأصبح “البالونينج” “غضبًا” كبيرًا في أوروبا في أواخر القرن الثامن عشر ، حيث قدم أول فهم تفصيلي للعلاقة بين الارتفاع والجو.

تم استخدام البالونات غير القابلة للتوجيه خلال الحرب الأهلية الأمريكية من قبل فيلق جيش الاتحاد بالون. كان الشاب فرديناند فون زبلين أول من سافر في طائرة ركاب بالون مع جيش الاتحاد في بوتوماك عام 1863.

في أوائل عام 1900 ، كانت المنطاد رياضة شعبية في بريطانيا. تستخدم هذه البالونات المملوكة للقطاع الخاص عادة غاز الفحم كغاز رفع. يحتوي هذا على نصف قدرة الرفع للهيدروجين ، لذلك يجب أن تكون البالونات أكبر ، إلا أن غاز الفحم كان متاحًا بسهولة أكبر ، وأحيانًا توفر أعمال الغاز المحلية صيغة خفيفة الوزن خاصة لأحداث التكاثر.

المناطيد
كانت تسمى في الأصل بالونات “بالونات قابلة للتبديل” ولا تزال تسمى أحيانًا البساطات.

استمر العمل على تطوير بالون قابل للتوجيه (أو سالب) بشكل متقطع طوال القرن التاسع عشر. ويعتقد أن أول رحلة أخف وزنا تعمل بالطاقة ومضبوطة ومسيطر عليها جرت في عام 1852 عندما حل هنري جيفارد على بعد 15 ميلاً (24 كم) في فرنسا ، مع طائرة تعمل بمحرك بخاري.

تم تحقيق تقدم آخر في عام 1884 ، عندما تم إجراء أول رحلة طيران يتم التحكم فيها بشكل كامل في المنطاد الكهربائي الذي يعمل بالجيش الفرنسي ، La France ، بواسطة تشارلز رينارد وأرثر كريبس. يغطي المنطاد البالغ طوله 170 قدمًا (52 مترًا) ، 66000 قدم مكعب (1900 متر مكعب) 8 كيلومترات (5.0 ميل) في 23 دقيقة بمساعدة محرك كهربائي 8 حصان.

ومع ذلك ، كانت هذه الطائرات قصيرة العمر وواسعة للغاية. لن تحدث الرحلات الجوية الروتينية والمراقبة حتى ظهور محرك الاحتراق الداخلي (انظر أدناه).

كانت أول طائرة تقوم بالرحلات الجوية التي يتم التحكم فيها بشكل روتيني عبارة عن رحلات جوية غير صلبة (يطلق عليها أحيانًا “المناطيد”). وكان أنجح الطيار الرائد في وقت مبكر من هذا النوع من الطائرات هو البرتو البرتغالي سانتوس-دومون الذي جمع بفعالية منطادًا مع محرك احتراق داخلي. في 19 أكتوبر 1901 طار منطقته رقم 6 فوق باريس من Parc de Saint Cloud حول برج إيفل وعاد في أقل من 30 دقيقة للفوز بجائزة Deutsch de la Meurthe. ذهب سانتوس دومون لتصميم وبناء العديد من الطائرات. وأثار الجدل اللاحق الذي يحيط بادعاءاته وتنازلات الآخرين فيما يتعلق بالطائرات مساهمته الكبيرة في تطوير المناطيد.

وفي الوقت نفسه ، بدأت المناطيد غير الصارمة تحقق بعض النجاح ، كما تم تطوير أول ممر جوي جامد ناجح. وستكون هذه الطائرات أكثر قدرة بكثير من الطائرات ذات الأجنحة الثابتة من حيث سعة نقل البضائع النقية لعقود. وكان الرائد الألماني فرديناند فون زيبلين رائدًا في تصميم المنطاد الصاعد والنهوض به.

بدأ بناء منطاد زيبلين الأول في عام 1899 في قاعة تجميع عائمة على بحيرة كونستانس في خليج مانزل ، فريدريشهافين. كان الهدف من ذلك هو تسهيل إجراءات البدء ، حيث يمكن بسهولة مواءمة القاعة مع الريح. كان النموذج الأولي المنطقي LZ 1 (LZ لـ “Luftschiff Zeppelin”) بطول 128 مترًا (420 قدمًا) مدفوعًا بمحركين من طراز Daimler بسعة 10.6 كيلو واط (14.2 ضغطًا) ومتوازنًا بتحريك وزن بين القناتين.

استغرقت الرحلة الأولى ، في 2 يوليو 1900 ، 18 دقيقة فقط ، حيث اضطرت LZ 1 إلى الهبوط على البحيرة بعد أن كسرت آلية اللف لتوازن الوزن. عند الإصلاح ، أثبتت التكنولوجيا قدرتها في الرحلات اللاحقة ، مما أدى إلى تحسين سرعة 6 م / ث التي حققها المنطاد الفرنسي لا فرانس بمقدار 3 م / ث ، ولكن لم يتمكن بعد من إقناع المستثمرين المحتملين. قد يستغرق الأمر عدة سنوات قبل أن يتمكن Count من جمع أموال كافية لمحاولة أخرى.

على الرغم من استخدام المناطيد في الحربين العالميتين الأولى والثانية ، واستمرارها على أساس محدود حتى يومنا هذا ، إلا أن تطويرها قد طغى بشكل كبير على السفن الثقيلة.

أثقل من الهواء

القرنان السابع عشر والثامن عشر
قام المخترع الإيطالي تيتو ليفيو بيراتيني ، المدعوم من قبل الملك البولندي فلاديسلاف الرابع إلى بلاطه في وارسو ، ببناء طائرة نموذجية بأربعة أجنحة شراعية ثابتة في عام 1647. ووصف ذلك بأنه “أربعة أزواج من الأجنحة مرتبطة بتنين” متقن “. لرفع قطة بنجاح في عام 1648 ولكن ليس بباتيني نفسه. وقد وعد بأن “فقط معظم الإصابات الطفيفة” ستنجم عن هبوط الطائرة. ويعتبر فيلمه “Dragon Volant” أكثر الطائرات تطوراً وتعقيداً قبل القرن التاسع عشر.

كانت أول ورقة منشورة حول الطيران عبارة عن “رسم لآلة للطيران في الجو” من قبل إيمانويل سويدنبيرغ المنشورة في عام 1716. تتألف هذه الآلة من إطار خفيف مغطى بالقماش القوي ومزودة بمذراعين أو جناحين كبيرين يتحركان على محور أفقي. تم ترتيبها بحيث لا يواجه المقاومة أي مقاومة في حين أن الضغط المنخفض يوفر قوة رفع. كان سويدنبورغ يعرف أن الآلة لن تطير ، لكنه اقترح أنها بداية وكان على ثقة من أن المشكلة ستحل. كتب: “يبدو من الأسهل التحدث عن هذه الآلة بدلاً من وضعها في الواقع ، لأنها تتطلب قوة أكبر ووزنًا أقل مما هو موجود في جسم الإنسان. ربما يشير علم الميكانيكا إلى وسيلة ، وهي دوامة قوية إذا لاحظت هذه المزايا والمتطلبات ، فربما يكون المرء في الوقت المناسب ليعرف كيف يمكن الاستفادة من الرسم التخطيطي الخاص بنا وجعل بعض الإضافات تتم لإنجاز ما يمكننا اقتراحه فقط ، لكن هناك أدلة وأمثلة كافية من الطبيعة أن مثل هذه الرحلات يمكن أن تتم بدون خطر ، على الرغم من أنه عندما يتم إجراء التجارب الأولى ، قد تضطر إلى دفع ثمن التجربة ، ولا تمانع في ذراع أو ساق “. سوف يثبت سويدنبيرغ في ملاحظته أن طريقة تزويد الطائرات بالطاقة كانت واحدة من المشاكل الحرجة التي يجب التغلب عليها.

القرن ال 19
خلال القرن التاسع عشر ، تم استبدال القفز بالبرج بالقفز البالوني على نفس القدر من القدر ولكن بنفس القدر من الشعبية كوسيلة لإظهار استمرار عدم جدوى القوة البشرية وأجنحة الخفقان. وفي الوقت نفسه ، بدأت الدراسة العلمية للطيران الثقيل من الهواء بشكل جدي.

سيدي جورج كايلي وأول طائرة حديثة
كان السير جورج كايلي قد أطلق عليه في البداية اسم “أب الطائرة” عام 1846. وخلال السنوات الأخيرة من القرن الماضي ، بدأ أول دراسة صارمة لفيزياء الطيران ، ثم صمم لاحقًا أول طائرة أثقل من الهواء. من بين إنجازاته العديدة ، تشمل أهم مساهماته في علم الطيران:

توضيح أفكارنا ووضع مبادئ الرحلة الجوية غير الأثقل.
الوصول إلى فهم علمي لمبادئ طيران الطيور.
إجراء التجارب الإيروديناميكية العلمية التي توضح السحب والتبسيط ، حركة مركز الضغط ، وزيادة الرفع من تقويس سطح الجناح.
تحديد تكوين الطائرة الحديثة التي تتكون من الجناح الثابت ، وجسم الطائرة وجناح الذيل.
مظاهرات من الطيران المأهول ، مزلق.
تحديد مبادئ نسبة القوة إلى الوزن في الحفاظ على الطيران.
كان أول ابتكارات كايلي هو دراسة علم الرفع الأساسي من خلال تبني منصة اختبار الذراع الدوارة لاستخدامها في أبحاث الطائرات واستخدام نماذج ديناميكية هوائية بسيطة في الذراع ، بدلاً من محاولة تحليق نموذج التصميم الكامل.

وفي عام 1799 ، وضع مفهوم الطائرة الحديثة كآلة طيران ثابتة الجناحين مع أنظمة منفصلة للرفع والدفع والتحكم.

في عام 1804 ، قامت كايلي ببناء طائرة شراعية نموذجية كانت أول آلة طيران أثقل من الهواء ، لديها تخطيط للطائرة الحديثة التقليدية مع جناح مائل نحو الأمام والذيل القابل للتعديل في الخلف مع كل من الذيل والزعنفة. سمح الوزن المنقولة بتعديل مركز الثقل في النموذج.

في عام 1809 ، تم تحفيزه بأفكار هزلية لمعاصريه (انظر أعلاه) ، بدأ نشر مقالة بارزة من ثلاثة أجزاء بعنوان “على الملاحة الجوية” (1809-1810). وفيه كتب أول بيان علمي عن المشكلة ، “إن المشكلة برمتها محصورة ضمن هذه الحدود ، أي جعل سطح الدعم ذا وزن معين من خلال استخدام القوة لمقاومة الهواء”. وحدد القوى المتجهة الأربعة التي تؤثر على طائرة: الدفع ، رفع ، السحب والوزن والاستقرار المتميز والسيطرة في تصاميمه. كما حدد ووصل إلى أهمية دوران الإرغاء المنحرف ، وتهوية السطح ، وتكديس قطري ، والحد من السحب ، وساهم في فهم وتصميم المظلات والمظلات.

في عام 1848 كان قد تقدم بما فيه الكفاية لبناء طائرة شراعية في شكل ثلاثي كبير وآمن بما يكفي لحمل الطفل. تم اختيار صبي محلي ولكن اسمه غير معروف.

ثم نشر في عام 1852 تصميم طائرة شراعية كاملة الحجم أو “مظلة قابلة للتحكم” يتم إطلاقها من منطاد ثم بناء نسخة قادرة على الإطلاق من قمة تل ، والتي حملت أول طيار كبير عبر برومبتون ديل في 1853.

تضمنت الاختراعات البسيطة المحرك الذي يعمل بالمطاط ، والذي يوفر مصدرًا موثوقًا للطاقة لنماذج البحث. وبحلول عام 1808 ، كان قد أعاد إنشاء العجلة ، فابتكر العجلة التي يتحدث بها التوتر ، والتي حملت فيها جميع أحمال الضغط بواسطة الحافة ، مما سمح بوجود هيكل سفلي خفيف الوزن.

عصر البخار
الرسم مباشرة من عمل كايلي ، تصميم Henson’s 1842 للعربة البخارية الهوائية حطم أرضية جديدة. على الرغم من كونها مجرد تصميم ، إلا أنها كانت الأولى في التاريخ لطائرة ثابتة الجناحين تحركها المروحة.

شهد عام 1866 تأسيس جمعية الطيران في بريطانيا العظمى ، وبعد عامين أقيم أول معرض للطيران في العالم في كريستال بالاس في لندن ، حيث حصل جون سترينغفيلو على جائزة بقيمة 100 جنيه إسترليني للمحرك البخاري مع أفضل قوة للوزن نسبة. في عام 1848 ، حقق Stringfellow أول طائرة تعمل بالطاقة باستخدام طائرة أحادية السطح تعمل بدون طيار على بعد 10 قدم ، وتم بناؤها في مصنع دانتيل مهمل في شارد ، سومرست. باستخدام طائرتين مبتورتين للدوران في المحاولة الأولى ، مصنوعة في الداخل ، طارت الآلة عشرة أقدام قبل أن تصبح غير مستقرة ، مما ألحق أضرارًا بالمركبة. كانت المحاولة الثانية أكثر نجاحًا ، حيث تركت الماكينة سلكًا دليليًا للتحليق بحرية ، محققةً نحو ثلاثين ياردة من الطيران المستقيم والمستوى. قدم فرانسيس هربرت وينهام الورقة الأولى لجمعية الطيران المشكّلة حديثًا (لاحقًا جمعية الطيران الملكية) ، حول التحرّك الجوي. قدم عمل كايلي على أجنحة محدبة ، مما يجعل من النتائج الهامة. لاختبار أفكاره ، من عام 1858 قام ببناء العديد من الطائرات الشراعية ، سواء كانت مأهولة أو غير مأهولة ، ومع ما يصل إلى خمسة أجنحة مكدسة. لقد أدرك أن الأجنحة الطويلة الرفيعة أفضل من الأجنحة التي تشبه الخفافيش ، لأنها تمتلك طليعة رائدة لمنطقتها. اليوم تعرف هذه العلاقة كنسبة العرض إلى الارتفاع لجناح.

أصبح الجزء الأخير من القرن التاسع عشر فترة دراسة مكثفة ، تميزت ب “العلماء النبلاء” الذين مثلوا معظم الجهود البحثية حتى القرن العشرين. من بينهم كان العالم البريطاني الفيلسوف والمخترع ماثيو بيرز وات بولتون ، الذي درس التحكم الجانبي في الطيران وكان أول من براءة اختراع نظام مراقبة الجنيح في عام 1868.

في عام 1871 قام ونهام وبراوننج بأول نفق للرياح.

في هذه الأثناء ، دفعت التطورات البريطانية باحثين فرنسيين. في عام 1857 ، اقترح فيليكس دو تمبل طائرة أحادية السطح ذات مستوى ذيل وعربة سفلية قابلة للسحب. تطوير أفكاره مع نموذج يعمل أولا عن طريق الساعة ثم في وقت لاحق من خلال البخار ، حقق في نهاية المطاف قفزة قصيرة مع مركبة بشرية كاملة الحجم في عام 1874. حققت تحقيق رفع تحت قوتها الخاصة بعد إطلاق من منحدر ، انزلق لقصيرة الوقت وعاد بأمان إلى الأرض ، مما يجعلها أول انزلاق تعمل بالطاقة ناجحة في التاريخ.

في عام 1865 ، نشر لويس بيير مويلارد كتابًا ذا نفوذ The Empire Of The Air (l’Empire de l’Air).

في عام 1856 ، قام الفرنسي جان ماري لو بريس بأول رحلة طيران أعلى من نقطة مغادرته ، من خلال وجود طائرة شراعية له “لاباتروس أرتيفيسييل” تم سحبها بواسطة حصان على الشاطئ. وبحسب ما ورد حقق ارتفاع 100 متر ، على مسافة 200 متر.

قدم ألفونس بينو ، وهو فرنسي ، نظرية خطوط الجناح والديناميكا الهوائية وشيد نماذج ناجحة من الطائرات والمروحيات و ornithopters. في عام 1871 طار أول طائرة ثابتة الجناحين مستقرة هوائيًا ، وهو طراز أحادي السطح أطلق عليه “Planophore” ، على مسافة 40 مترًا (130 قدمًا). دمج نموذج Pénaud العديد من اكتشافات كايلي ، بما في ذلك استخدام ذيل الجناح ، ثنائي السطوح للاستقرار المتأصل ، والطاقة المطاطية. كان للطافة أيضًا ثباتًا طوليًا ، حيث تم تقليمه بحيث تم ضبط الذيل في زاوية أصغر من الأجنحة ، وهي مساهمة أصلية وهامة لنظرية الملاحة الجوية. مشروع Pénaud اللاحق لطائرة برمائية ، على الرغم من أنه لم يتم بناؤه أبدًا ، إلا أنه ضم ميزات حديثة أخرى. وهي طائرة أحادية السطح مزودة بروافع زعنفة رأسية ومزدوجة ، كما تتميز بمصعد خلفي مفصلي وأسطح دفة ، وهيكل قابل للسحب وقبة قيادة مغلقة بالكامل.

بنفس القدر من المنظر كمنظر وكان مواطنه Pénaud فيكتور تيناتان. في عام 1879 طار نموذجا ، مثل مشروع Pénaud ، كان أحادي الطائرة مع مراوح الجرارات التوأم ولكن أيضا كان ذيل أفقي منفصل. كان يعمل بواسطة الهواء المضغوط. كانت هذه الطائرة ، التي تم ربطها بالقطب ، أول نموذج يُقلع تحت قوتها الخاصة.

في عام 1884 ، نشر ألكسندر جوبيل عمله La Moveomotion Aérienne (Aerial Moveomotion) ، على الرغم من أن آلة الطيران التي شيدها في وقت لاحق فشلت في الطيران.

في عام 1890 ، أكمل المهندس الفرنسي كليمنت أدير أول ثلاث آلات طيران مدفوعة بالبخار ، وهي Éole. في 9 أكتوبر ، 1890 قام أدير بقفز غير متحكم فيه يبلغ حوالي 50 م (165 قدمًا) ؛ كانت هذه أول طائرة مأهولة تقلع تحت قوتها الخاصة. فشل طياره الثالث من عام 1897 ، المعروف فقط بامتلاكه لمحركات بخارية ثنائية ، في الطيران: أدر في وقت لاحق بنجاح ولم يتم فضحه حتى عام 1910 عندما نشر الجيش الفرنسي تقريره عن محاولته.

كان السير هيرام ماكسيم مهندسًا أمريكيًا انتقل إلى إنجلترا. قام ببناء جهاز الذراع الخاص به ونفق الرياح ، وشيد آلة كبيرة مع جناحيها من 105 قدم (32 م) ، بطول 145 قدم (44 م) ، الصدارة والسطح الأفقي وطاقم من ثلاثة أفراد. كانت المراوح الثنائية مدعومة بمحركين بخاريين مركبين بخفيف الوزن كل منهما بقوة 180 حصان (130 كيلوواط). الوزن الكلي كان 8000 رطل (3،600 كجم). كان القصد منها بمثابة منصة اختبار للتحقيق في رفع الديناميكا الهوائية: عدم وجود ضوابط الطيران التي كانت تعمل على القضبان ، مع مجموعة ثانية من القضبان فوق العجلات لكبحها. وانتهت في عام 1894 ، في مرحلتها الثالثة ، اندلعت من السكك الحديدية ، وأصبحت محمولة جواً لحوالي 200 ياردة بارتفاعين إلى ثلاثة أقدام ، وأصيبت بأضرار بالغة عند سقوطها على الأرض. تم إصلاحه فيما بعد ، لكن ماكسيم تخلى عن تجاربه بعد ذلك بوقت قصير.

تعلم الانزلاق
في العقد الأخير من القرن التاسع عشر ، كان عدد من الشخصيات الرئيسية يقوم بتكرير وتحديد الطائرة الحديثة. بسبب عدم وجود محرك مناسب ، ركزت أعمال الطائرات على الاستقرار والتحكم في الطيران الشراعي. في عام 1879 شيد بيوت طائرة شراعية تشبه الطيور بمساعدة ماسيا وطارت بها لفترة وجيزة. يتم الاحتفاظ بها في متحف فرنسا ، ويقال إنها أقدم آلة طيران يحملها الرجل ما زالت موجودة.

قدم الإنجليزي هوراشيو فيليبس مساهمات رئيسية في الديناميكا الهوائية. وقد أجرى أبحاثًا واسعة النطاق على نفق الرياح حول أقسام الرفع الجوي ، مما يثبت مبادئ الرفع الهوائي الأيروديناميكي المتوقع من قبل كايلي وينهام. نتائجه تدعم كل تصميم الهوائية الحديثة.

عُرف أوتو ليلينتال باسم “جليندر كينغ” أو “فلاينغ مان” في ألمانيا. فقد قام بتكرار عمل وينهام وتوسع بشكل كبير في عام 1884 ، ونشر بحثه في عام 1889 باسم Birdflight كقاعدة طيران (Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst). أنتج أيضا سلسلة من الطائرات الشراعية المعلقة ، بما في ذلك أشكال الجناح الخفافيش ، أحادية السطح وذات السطحين ، مثل Derwitzer Glider والجهاز المرتفع العادي. وابتداءً من عام 1891 ، أصبح أول شخص يقوم بانسياب انسياب غير مسيطر عليه بشكل روتيني ، وأول شخص يتم تصويره وهو يحمل آلة أثقل من الهواء ، مما يحفز الاهتمام في جميع أنحاء العالم. قام بتوثيق أعماله بدقة ، بما في ذلك الصور الفوتوغرافية ، ولهذا السبب يعتبر واحدًا من أشهر الرواد الأوائل. قام ليلينتال بأكثر من 2000 انزلاق حتى وفاته في 1896 من الإصابات التي لحقت به في حادث طائرة شراعية.

بعد أن توقفت ليلينتال عن العمل ، تقدمت أوكتيف تشانوت لتصميم الطائرات بعد التقاعد المبكر ، ومولت تطوير العديد من الطائرات الشراعية. في صيف عام 1896 طار فريقه العديد من تصاميمهم في النهاية قرروا أن الأفضل هو تصميم ذو سطحين. مثل ليلينتال ، قام بتوثيق وتصوير أعماله.

في بريطانيا ، بنى بيرسي بيلشر ، الذي كان يعمل في شركة ماكسيم ، العديد من الطائرات الشراعية بنجاح خلال منتصف وأواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر.

اختراع مربع طائرة ورقية خلال هذه الفترة من قبل لورانس Hargrave الأسترالي من شأنه أن يؤدي إلى تطوير السطح العملي. في عام 1894 ربط هارغريف أربع من طائراته الورقية معا ، وأضاف مقعدا من القاذفات ، وحلّق 16 قدما (4.9 م). ومن بين روّاد الطائرات الورقية في وقت لاحق ، صامويل فرانكلين كودي في إنجلترا والكابتن جيني ساكوني في فرنسا.

لانغلي
بعد مهنة متميزة في علم الفلك وقبل أن يصبح أمينًا لمؤسسة سميثسونيان بوقت قصير ، بدأ صمويل بيربونت لانغلي تحقيقًا جديًا في الديناميكا الهوائية في جامعة بيتسبيرغ اليوم. في عام 1891 نشر التجارب في الديناميكا الهوائية بالتفصيل بحثه ، ثم تحول إلى بناء تصاميمه. وأعرب عن أمله في تحقيق الاستقرار الأيروديناميكي التلقائي ، لذلك لم يعير اهتماما يذكر للسيطرة على الطيران. في 6 مايو 1896 ، حققت رحلة لانغلي ايرودروم رقم 5 أول رحلة متواصلة ناجحة لمركبة أثقل من السيارات ذات حجم كبير وغير مدفوعة. تم إطلاقه من المنجنيق التي يتم تشغيلها في فصل الربيع والمثبتة على قمة المركب على نهر بوتوماك بالقرب من كوانتيكو بولاية فرجينيا. تم إجراء رحلتين في فترة ما بعد الظهر ، واحدة من 1،005 متر (3،297 قدم) والثانية 700 متر (2،300 قدم) ، بسرعة 25 ميل في الساعة (40 كم / ساعة). وفي كلتا المناسبتين ، سقطت مركبة Aerodrome رقم 5 في المياه كما هو مخطط لها ، لأنه من أجل توفير الوزن ، لم تكن مجهزة بمعدات الهبوط. في 28 نوفمبر 1896 ، تم إجراء رحلة أخرى ناجحة مع المطار رقم 6. وشهدت هذه الرحلة من 1460 متر (4790 قدم) ، والتصوير الفوتوغرافي من قبل الكسندر غراهام بيل. المطار رقم 6 كان في الواقع Aerodrome No. 4 معدلة بشكل كبير. بقي القليل جدا من الطائرات الأصلية التي أعطيت تعيين جديد.

مع النجاحات التي حققها المطاران رقم 5 ورقم 6 ، بدأ لانغلي في البحث عن تمويل لبناء نسخة كاملة من تصاميمه. مدفوعة بالحرب الإسبانية الأمريكية ، منحته الحكومة الأمريكية 50 ألف دولار لتطوير آلة طيران تحمل رجالًا للاستطلاع الجوي. خطط لانغلي لبناء نسخة مصغرة معروفة باسم Aerodrome A ، وبدأت مع Aerodrome بحجم ربعي أصغر ، والتي طرت مرتين في 18 يونيو 1901 ، ثم مرة أخرى مع محرك أحدث وأكثر قوة في عام 1903.

ومع اختبار التصميم الأساسي بنجاح على ما يبدو ، تحول بعد ذلك إلى مشكلة محرك مناسب. تعاقد مع ستيفن Balzer لبناء واحد ، لكنه أصيب بخيبة أمل عندما قدم 8 حصان فقط (6.0 كيلوواط) بدلا من 12 حصان (8.9 كيلو واط) انه يتوقع. ثم أعاد تشارلز م. مانلي ، مساعد لانغلي ، تصميم التصميم إلى نصف قطر مكون من خمس أسطوانات مبرد بالماء ، والذي قدم 52 حصاناً (39 كيلوواط) عند 950 دورة في الدقيقة ، وهو إنجاز استغرق عدة سنوات لتكراره. الآن مع كل من القوة والتصميم ، وضع لانجلي الاثنين مع آمال كبيرة.

ومما أثار استغرابه أن الطائرات الناتجة أثبتت أنها هشة للغاية. إن مجرد زيادة حجم النماذج الصغيرة الأصلية أدى إلى تصميم كان ضعيفًا للغاية بحيث لا يمكن جمعه معًا. إطلاق اثنين في أواخر 1903 على حد سواء انتهى مع Aerodrome تحطمت على الفور في الماء. تم إنقاذ الطيار ، مانلي ، في كل مرة. كذلك ، كان نظام التحكم في الطائرة غير ملائم للسماح بالاستجابات التجريبية السريعة ، ولم يكن لديه أي طريقة للتحكم الجانبي ، وكان الاستقرار الجوي للمطار هامشيا.

فشلت محاولات لانغلي للحصول على المزيد من التمويل ، وانتهت جهوده. بعد تسعة أيام من إطلاقه الثاني الفاشل في 8 ديسمبر ، نجح الأخوان رايت في إطلاق طائرتهما. قام جلين كيرتس بإجراء 93 تعديلًا على المطار وحلّق على هذه الطائرة شديدة الاختلاف في عام 1914. وبدون الإقرار بالتعديلات ، أكدت مؤسسة سميثسونيان أن آلة Langley’s Aerodrome كانت أول آلة قادرة على الطيران.

وايتهيد
غوستاف فايسكوبف كان ألمانيًا هاجر إلى الولايات المتحدة ، حيث سرعان ما غير اسمه إلى وايتهيد. من عام 1897 حتى عام 1915 قام بتصميم وبناء آلات ومحركات للطيران في وقت مبكر. في 14 أغسطس عام 1901 ، أي قبل عامين ونصف من رحلة رايت براذرز ، ادعى أنه قام برحلة جوية مسيطر عليها في الطائرة رقم 21 في الطائرة رقم واحد في فيرفيلد بولاية كونيكتيكت. وذكرت الطائرة في صحيفة بريدجبورت الاحد هيرالد المحلية. بعد حوالي 30 سنة ، ادعى عدة أشخاص استجوبهم أحد الباحثين أنهم رأوا ذلك أو رحلات وايتهيد الأخرى.

في مارس / آذار 2013 ، نشرت جاينز كل العالم للطائرات ، وهي مصدر موثوق به للطيران المعاصر ، افتتاحية قبلت رحلة وايت هيد كأول طائرة مأهولة ، تعمل بالطاقة ، ومسيطر عليها لطائرة أثقل من الهواء. استمرت مؤسسة سميثسونيان (حراس النسخة الأصلية من رايت) والعديد من مؤرخي الطيران في الحفاظ على أن وايت هيد لم تطير كما هو مقترح.