بعد القرن السابع عشر ، تعلم الناس المزيد عن الميكانيكا والديناميكيات ، وتم تصنيع آلات الطيران الأكثر تعقيدًا.

أثقل من الهواء: رحلة مستمرة

القرنان السابع عشر والثامن عشر
تم اكتشاف اكتشاف ليوناردو دا فينشي أن القوة البشرية وحدها لم تكن كافية للطيران المستمر تم اكتشافه بشكل مستقل في القرن السابع عشر من قبل جيوفاني ألفونسو بوريلي وروبرت هوك. أدرك هوك أن شكلًا ما من أشكال المحرك سيكون ضروريًا ، وفي عام 1655 ، صُنع نموذج مزخرف يعمل بالزنبرك وكان من الواضح أنه قادر على الطيران.

بدأت محاولات لتصميم أو بناء آلة طيران حقيقية ، تتكون عادة من جندول مع مظلة دعم وزعانف زعانف أو رجل بالطاقة للدفع. من بين أوائل هؤلاء كان Hautsch و Burattini (1648). وشملت آخرين “باسارولا” دي غوسماو (1709 يوم) ، سويدنبورج (1716) ، ديسفورجز (1772) ، باور (1764) ، ميروين (1781) ، وبلانشارد (1781) الذي حقق المزيد من النجاح فيما بعد بالونات. وبالمثل ظهرت طائرات هليكوبتر ذات أجنحة دوارة ، ولا سيما من لومونوسوف (1754) وبوكتون. سافر عدد قليل من الطائرات الشراعية النموذجية بنجاح على الرغم من أن بعض الادعاءات تم التنازع عليها ، ولكن على أي حال لم تنجح أي حرفة كاملة الحجم.

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 بأنه “أربعة أزواج من الأجنحة مرتبطة بتنين” متقن “. يقال أنه نجح في رفع قطة 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.

كان “باسارولا” من بارتولوميو دي غوسماو طائرة شراعية مجوفة ومبهمة على شكل طائر لمفهوم مماثل ولكن بجناحين. في عام 1709 ، قدم عريضة إلى الملك جون الخامس البرتغالي ، متوسلاً دعمه لاختراعه “المنطاد” ، الذي عبر فيه عن أكبر قدر من الثقة. الاختبار العام للآلة ، 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 آب / أغسطس عام 1709 ، في قاعة كازا دا إنديا في لشبونة ، عندما دفع الكرة إلى السقف عن طريق الاحتراق. كما أظهر نموذجًا صغيرًا في المنطاد أمام المحكمة البرتغالية ، لكنه لم يفلح أبداً في تقديم نموذج كامل.

ومع ذلك ، كان كل من التفاهم ومصدر الطاقة لا يزالان مفتقدين. هذا ما اعترف به إيمانويل سويدنبرغ في كتابه “رسم لآلة للطيران في الجو” الذي نشر عام 1716. كانت آلة الطيران الخاصة به تتكون من إطار خفيف مغطى بالقماش القوي ومزودة بفتحتين كبيرتين أو أجنحة تتحرك على محور أفقي ، 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 في حالة ملاحظة هذه المزايا والمتطلبات ، ربما يكون لدى المرء في الوقت المناسب لمعرفة كيفية استخدام الرسم التخطيطي بشكل أفضل ويؤدي إلى إجراء بعض الإضافات لتحقيق ما يمكننا اقتراحه فقط. كتب محرر جريدة الجمعية الملكية للطيران في عام 1910 أن تصميم سويدنبرغ كان “… أول اقتراح عقلاني لآلة الطيران من النوع الثقيل [من أثقل من الهواء] …”

في هذه الأثناء ، لم تُنسى الطائرات العمودية كليًا. في يوليو 1754 ، أظهر ميخائيل لومونوسوف نظامًا ثنائيًا متحد المحور ثنائي المحور ، مدعومًا بنبع ، إلى الأكاديمية الروسية للعلوم. تم ترتيب الدوارات الواحدة فوق الأخرى وتم غزلها في اتجاهين متعاكسين ، وهي مبادئ لا تزال تستخدم في التصاميم الثنائية الدوارة الحديثة. اقترح ألكسيس-جان-بيير باوكتون في كتابه في عام 1768 في كتابه دي أرتشيمدي ألكسيس-جان-بيير باوكتون استخدام جهاز طرد هوائي لرفعه والثاني للدفع ، وهو ما يطلق عليه اليوم الجيرودين. في عام 1784 ، أظهر Launoy و Bienvenu نموذج الطيران مع الدوارات المحورية والدوران المتناوب والمدعوم بنابض بسيط مماثل لمنشار القوس ، والذي تم قبوله الآن كأول مروحية تعمل بالطاقة.

محاولات في رحلة الإنسان لا تزال قائمة. كانت طائرة Paucton الدوارة تعمل بالطاقة البشرية ، في حين كان هناك نهج آخر ، درسه في الأصل دافنشي ، وهو استخدام صمامات اللفة. صمام رفرف هو رفرف مفصلية بسيطة على ثقب في الجناح. في اتجاه واحد يفتح للسماح للهواء من خلال ويغلق في الآخر للسماح بزيادة فرق الضغط. صمم باور في عام 1764 مثالا مبكرا. في وقت لاحق في عام 1808 ، بنى جاكوب ديجين عالما مزخرفا مع صمامات طية ، حيث كان الطيار يقف على إطار صلب وعمل الأجنحة مع شريط أفقي متحرك. فشلت محاولته 1809 في الطيران ، لذلك قام بإضافة بالون الهيدروجين صغير وحققت مجموعة بعض القفزات القصيرة. صورت الرسوم التوضيحية الشعبية لهذا اليوم آلة له دون البالون ، مما أدى إلى الارتباك لما كان في الواقع الطيران. في عام 1811 ، بنى ألبريشت بيربلينغر عشبًا على أساس تصميم ديجين ، لكنه أغفل البالون ، ثم غرق بدلاً منه في نهر الدانوب. لقد كان الفشل الذريع صعوداً: فقد تم حث جورج كايلي ، الذي استلهم أيضًا الرسوم التوضيحية ، على نشر النتائج التي توصل إليها حتى الآن “من أجل إعطاء مزيد من الكرامة لموضوع يحيط بالضحك في التقدير العام” ، والحديث ولد عصر الطيران.

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.
من سن العاشرة بدأ كايلي دراسة فيزياء رحلة الطيور واحتوت دفاتر مدرسته على الرسومات التي كان يطور أفكاره حول نظريات الطيران. لقد زُعم أن هذه الرسومات توضح أن كايلي قد صاغ مبادئ طائرة مائلة للرفع في وقت مبكر من عام 1792 أو 1793.

في عام 1796 ، قام كايلي بطائرة هليكوبتر نموذجية معروفة باسم قمة الطيران الصينية ، غير مدركين لنموذج Launoy و Bienvenu لتصميم مماثل. واعتبر المروحية أفضل تصميم لرحلة عمودية بسيطة ، وفي وقت لاحق من حياته في عام 1854 ، صنع نموذجًا محسنًا. أعطى السيد كوبر الفضل لكونه أول شخص يحسن “البنية الخرقاء لللعبة” ويبلغ عن نموذج كوبر في الصعود عشرين أو ثلاثين قدم. أدلى كايلي واحد وقدم السيد كولسون نسخة ، وصفها كايلي بأنها “عينة جميلة جدا من propellor المسمار في الهواء” وقادرة على الطيران أكثر من تسعون قدما عالية.

كانت ابتكارات كايلي التالية ذات شقين: اعتماد منصة اختبار الذراع الدوامة ، التي اخترعها بنيامين روبنز في القرن الماضي للتحقيق في السحب الديناميكي واستخدامه بعد وقت قصير من قبل جون سميتون لقياس القوى على ريش طاحونة دوارة ، لاستخدامها في أبحاث الطائرات مع استخدام النماذج الديناميكية الهوائية على الذراع ، بدلاً من محاولة الطيران نموذجًا لتصميم كامل. استخدم في البداية طائرة مسطحة بسيطة مثبتة في الذراع ومائلة بزاوية لتدفق الهواء.

في عام 1799 ، وضع مفهوم الطائرة الحديثة كآلة طيران ثابتة الجناح مع أنظمة منفصلة للرفع والدفع والتحكم. على قرص فضي صغير مؤرخ في ذلك العام ، نقش على جانب واحد القوى العاملة على متن طائرة ، ومن ناحية أخرى رسم تخطيطي لتصميم طائرات يشتمل على ميزات حديثة مثل جناح محدب ، ذيل منفصل يشتمل على ذيل طائرة أفقية وزعنفة عمودية ، جسم الطائرة لطيار معلقة تحت مركز الثقل لتوفير الاستقرار. لم يكن التصميم حديثًا بعد ، حيث تم دمجه مع اثنين من المجاديف أو المجاديين اللتين يعملان كطياري الشكل.

واصل أبحاثه وفي عام 1804 أنشأ 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 والزعانف . كان الجناح مجرد لعبة ورق طائرة ، مسطحة وغير منقوشة. سمح الوزن المنقولة بتعديل مركز الثقل في النموذج. كان “من الجميل جدا أن نرى” عندما تحلق أسفل التلال ، وحساسة لتعديلات صغيرة من الذيل.

وبحلول نهاية عام 1809 ، قام ببناء أول طائرة شراعية كاملة الحجم في العالم ونقلها على شكل طائرة ورقية غير مأهولة. في العام نفسه ، بدأ به نشرات تاريخية رائعة من معاصريه (انظر أعلاه) ، وبدأ في نشر مقال بارز مكون من ثلاثة أجزاء بعنوان “على الملاحة الجوية” (1809-1810). وفيه كتب أول بيان علمي عن المشكلة ، “المشكلة كلها محصورة ضمن هذه الحدود ، أي جعل سطح الدعم ذا وزن معين من خلال تطبيق القوة لمقاومة الهواء”. وحدد القوى المتجهة الأربعة التي تؤثر على طائرة: الدفع ، رفع ، السحب والوزن والاستقرار المتميز والسيطرة في تصاميمه. وجادل بأن القوة البشرية وحدها غير كافية ، وعلى الرغم من عدم توافر مصدر طاقة مناسب ، فإنه ناقش الاحتمالات وحتى وصف مبدأ تشغيل محرك الاحتراق الداخلي باستخدام خليط من الغاز والهواء. ومع ذلك ، لم يكن قادراً أبداً على صنع محرك عمل وحصر تجارب الطيران الخاصة به في الطيران الشراعي. 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.

وواصل نشر تصميم طائرة شراعية كاملة الحجم أو “مظلة قابلة للتحكم” يتم إطلاقها من منطاد في عام 1852 ، ثم بناء نسخة قادرة على الإطلاق من قمة تل ، والتي حملت أول طيار كبير عبر برومبتون ديل في 1853. هوية الطيار غير معروفة. وقد تم اقتراحه بشكل مختلف كحارس كايلي ، أو مذيع أو خادم ، جون أبلبي الذي ربما كان هو المدرب أو موظف آخر ، أو حتى حفيد كايلي جورج جون كايلي. ما هو معروف هو أنه كان أول من طار في طائرة شراعية مع أجنحة متميزة ، وجسم الطائرة والذيل ، ويضم الاستقرار الكامنة والضوابط التي تديرها الطيار: أول سفينة أثقل من الهواء وظيفية حديثة بالكامل.

تضمنت الاختراعات البسيطة المحرك الذي يعمل بالمطاط ، والذي يوفر مصدرًا موثوقًا للطاقة لنماذج البحث. وبحلول عام 1808 ، كان قد أعد اختراع العجلة ، فابتكر العجلة التي يتحدث بها التوتر والتي تحمل جميع الأحمال ضغطها ، مما يسمح بهيكل سفلي خفيف الوزن.

عصر البخار
الرسم مباشرة من عمل كايلي ، تصميم Henson’s 1842 للعربة البخارية الهوائية حطم أرضية جديدة. اقترح هينسون طائرة أحادية السطح عالية الجناح بطول 150 قدمًا (46 مترًا) ، مع محرك بخاري يقود مراوح دفعتين. على الرغم من تصميمه فقط (تم بناء نماذج المقاييس في عام 1843 أو 1848 وحلقت 10 أو 130 قدمًا) ، إلا أنها كانت الأولى في التاريخ لطائرة ثابتة الجناحين تحركها المروحة. حتى أن هنسون ومعاونه جون سترينجفيلل كانا يحلمان بأول شركة طيران عابرة.

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.

وقد حفز التقدم البريطاني الباحثين الفرنسيين. في عام 1857 ، بنى Félix du Temple عدة موديلات كبيرة مع أخيه لويس. كان أحدهم قادراً على الطيران ، أولاً باستخدام آلية عمل الساعة كمحرك ، ثم استخدام محرك بخاري مصغر. تمكن الشقيقان من جعل النماذج تقلع تحت قوتها الخاصة ، وتطير مسافة قصيرة وتهبط بسلام

قدم فرانسيس هربرت وينهام الورقة الأولى لجمعية الطيران المشكّلة حديثًا (لاحقًا جمعية الطيران الملكية) ، حول التحرّك الجوي. أخذ عمل كايلي على أجنحة محدبة بشكل إضافي ، مما يجعل من النتائج المهمة حول كل من قسم الجنيح الهوائية وتوزيع الرفع. لاختبار أفكاره ، قام في عام 1858 ببناء العديد من الطائرات الشراعية ، سواء كانت مأهولة أو غير مأهولة ، ومع ما يصل إلى خمسة أجنحة مكدسة. وخلص بشكل صحيح إلى أن الأجنحة الطويلة الرقيقة ستكون أفضل من تلك التي تشبه الخفافيش التي اقترحها الكثيرين ، لأنهم سيصبحون أكثر حداثة لمنطقتهم. 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 كتب ورقة مهمة في عام 1864 ، على الحركة الجوية ، والتي وصفت أيضا التحكم في الطيران الجانبي. كان أول من براءة اختراع نظام مراقبة الجنيح في عام 1868.

في عام 1864 ، نشر لو كومت فرديناند تشارلز هونور فيليب ديسترنو دراسة حول رحلة الطيور (Du Vol des Oiseaux) ، وفي العام التالي نشر لويس بيير مويلارد كتابًا ذا نفوذ The Empire Of The Air (l’Empire de l’Air ).

شهد عام 1866 تأسيس جمعية الطيران في بريطانيا العظمى ، وبعد عامين أقيم أول معرض للطيران في العالم في كريستال بالاس ، لندن ، حيث مُنح Stringfellow جائزة بقيمة 100 جنيه إسترليني للمحرك البخاري مع أفضل نسبة قوة إلى وزن .

في عام 1871 قام ونهام وبراوننج بأول نفق للرياح. استخدم أعضاء المجتمع النفق وعلموا أن الأجنحة المحدبة قد ولدت بشكل كبير أكثر مما كان متوقعًا بواسطة الاستدلال النيوتوني في كايلي ، مع نسب رفع إلى سحب حوالي 5: 1 عند 15 درجة. وهذا يدل بوضوح على إمكانية بناء آلات طيران أثقل من الهواء: ما تبقى من مشاكل التحكم في المركبة وتزويدها بالطاقة.

قدم ألفونس بينو ، وهو فرنسي يعيش في الفترة من 1850 إلى 1880 ، مساهمات كبيرة في مجال الملاحة الجوية. قدم 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 بعد 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.

بحلول عام 1870 ، تم تطوير محركات بخارية خفيفة الوزن بما يكفي لاستخدامها التجريبي في الطائرات.

حقق فيليكس دو تمبل في نهاية المطاف قفزة قصيرة مع مركبة بحرية كاملة الحجم في عام 1874. كانت “الطائرة أحادية القطب” الخاصة به عبارة عن طائرة كبيرة مصنوعة من الألومنيوم ، يبلغ طول جناحيها 42 قدمًا 8 بوصة (13 مترًا) ووزن يبلغ 176 رطلاً فقط ( 80 كجم) دون الطيار. تم إجراء العديد من التجارب مع الطائرة ، وحققت قوة رفعها تحت قوتها الخاصة بعد إطلاقها من منحدر ، وانزلقت لفترة قصيرة وعادت بأمان إلى الأرض ، مما يجعلها أول قفزة ناجحة في التاريخ ، قبل عام من رحلة موي.

كانت طائرة البخار البخارية Aerial Steamer ، التي صنعها توماس موي ، والتي يطلق عليها أحيانا Moy-Shill Aerial Steamer ، عبارة عن طائرة ترادفية بدون طيار مدفوعة بمحرك بخاري بقوة 3 حصان (2.25 كيلو واط) يستخدم فيه الأرواح المثيلة كوقود. كان طوله 14 قدمًا (4.27 أمتار) وطوله حوالي 216 رطلاً (98 كيلوغرامًا) ، حيث استهلك المحرك 80 رطلاً (36 كجمًا) ، وركض على ثلاث عجلات. تم اختباره في يونيو 1875 على مسار حصى دائرى دائري يبلغ قطره حوالى 300 قدم (90 متر). لم تصل إلى سرعة أعلى من 12 ميل في الساعة (19 كم / ساعة) ، ولكن السرعة التي تبلغ حوالي 35 ميلا في الساعة (56 كم / ساعة) ستكون ضرورية للإقلاع. ومع ذلك ، فإن الفضل في كونها أول طائرة تعمل بالطاقة البخارية التي تركت الأرض تحت قوتها من قبل المؤرخ تشارلز غيبس سميث.

مشروع Pénaud اللاحق لطائرة برمائية ، على الرغم من أنه لم يتم بناؤه أبدًا ، إلا أنه ضم ميزات حديثة أخرى. وهي طائرة أحادية السطح من طراز “تيلس” مزودة بجهازين منفصلين للزعنفة الرأسية ومزدوجة الجرارات ، 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 ، مع خزان الهواء تشكيل جسم الطائرة.

في روسيا ، بنى ألكسندر موزاسيسكي طائرة أحادية السطح تعمل بالبخار ، يقودها جرار كبير واثنين من المراوح الصغيرة. في عام 1884 ، تم إطلاقها من منحدر وبقيت محمولة على الهواء لمسافة 98 قدمًا (30 مترًا).

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

كان السير هيرام ماكسيم أمريكيًا انتقل إلى إنجلترا وتبنى الجنسية الإنجليزية. اختار أن يتجاهل معاصريه إلى حد كبير وبنى جهاز الذراع الخاص به ونفق الرياح. في عام 1889 قام ببناء حظيرة وورشة عمل في أرض Baldwyn’s Manor في Bexley، Kent ، وقام بالعديد من التجارب. قام بتطوير تصميم ذو سطحين قام براءة اختراعه في عام 1891 وانتهى كمحرك اختبار بعد ثلاث سنوات. كانت آلة ضخمة ، مع جناحيها من 105 قدم (32 م) ، بطول 145 قدما (44 م) ، الصدارة والسطح الأفقي وطاقم من ثلاثة. كانت المراوح المزدوجة مدعومة بمحركين بخاريين مركبين بخفيف الوزن ، كل منهما يولد قوة 180 حصانًا (130 كيلوواط). الوزن الكلي كان 7000 رطل (3،200 كجم). ستضيف التعديلات اللاحقة المزيد من أسطح الجناح كما هو موضح في الرسم التوضيحي. كان الغرض من البحث هو البحث ، ولم يكن مستقرًا أو متحكمًا في الديناميكا الهوائية ، لذا فقد ركض على مسار طوله 1،800 قدم (550 مترًا) مع مجموعة ثانية من القضبان المضبوطة لمنعه من الرفع ، إلى حد ما في طريقة السفينة الدوارة. في عام 1894 ، طور الجهاز رافعة كافية للإقلاع ، وكسر أحد قضبان التقييد والتلف في العملية. ثم تخلى مكسيم عن العمل ، لكنه عاد إلى الملاحة الجوية في القرن العشرين لاختبار عدد من التصاميم الأصغر حجماً التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي.

واحد من آخر الرواد المدعومين بالبخار ، مثل مكسيم يتجاهل معاصريه الذين انتقلوا (انظر القسم التالي) ، كان كليمنت أدير. كان Éole عام 1890 عبارة عن جرارة أحادية السطح من طراز Bat-winged حققت قفزة قصيرة غير متحكم فيها ، وبذلك أصبحت أول آلة أثقل من الهواء تقلع تحت قوتها الخاصة. ومع ذلك ، فإن أفيون الثالث الذي كان مشابهًا له ولكن أكبر ، والذي كان معروفًا فقط بوجود محركات بخارية ثنائية ، فشل في التحليق على الإطلاق: فقد ادعى أدير في وقت لاحق النجاح ولم يتم فضحه حتى عام 1910 عندما نشر الجيش الفرنسي تقريره عن محاولته.

تعلم الانزلاق
استُخدمت الطائرة الشراعية بمساعدة ماسيا وقامت باختراعها لفترة وجيزة من قبل شركة بيوت في عام 1879 على أساس عمل مويلارد وكانت لا تزال شبيهة بالزهور. يتم الاحتفاظ به في متحف فرنسا ، ويقال إنه أقدم جهاز طيران يحمله الرجل ما زال قائما.

في العقد الأخير أو نحو ذلك من القرن التاسع عشر ، كان عدد من الشخصيات الرئيسية يقوم بتكرير وتعريف الطائرة الحديثة. قدم الإنجليزي هوراشيو فيليبس مساهمات رئيسية في الديناميكا الهوائية. عمل الألماني أوتو ليلينتال وأوكيتيف تشانوت الأمريكية بشكل مستقل على الطيران الشراعي. نشر Lillienthal كتابًا عن رحلة الطيور واستمر ، من 1891 إلى 1896 ، لإنشاء سلسلة من الطائرات الشراعية ، من مختلف تشكيلات الطائرة أحادية السطح ، ذات السطحين والثالثة ، لاختبار نظرياته. قام بآلاف الرحلات الجوية وفي وقت وفاته كان يعمل على الطائرات الشراعية التي تعمل بمحركات.

أجرت شركة Phillips أبحاثًا واسعة النطاق على نفق الرياح في أقسام الجسيمات الهوائية ، باستخدام البخار كمائع للعمل. لقد أثبت مبادئ رفع الديناميكا الهوائية المتوقعة من قبل كايلي وينهام ، ومن عام 1884 ، أخرج العديد من براءات الاختراع على aerofoils. نتائجه تدعم كل تصميم الهوائية الحديثة. وفي وقت لاحق قام فيليبس بتطوير نظريات حول تصميم multiplanes ، والتي ذهب إلى إظهارها لا أساس لها.

ابتداء من 1880s ، أحرز التقدم في البناء الذي أدى إلى أول طائرة شراعية عملية حقا. أربعة أشخاص على وجه الخصوص كانوا نشطاء: جون جي مونتغمري وأوتو ليلينتال وبيرسي بيلشر وأوكتاف تشانوت. تم بناء واحد من أول الطائرات الشراعية الحديثة من قبل جون جي مونتغمري في عام 1883 ؛ ادعى مونتغمري فيما بعد أنه حقق رحلة واحدة ناجحة معه في عام 1884 بالقرب من سان دييغو وتم توثيق أنشطة مونتغومري بواسطة تشانوت في كتابه “التقدم في الطائر”. ناقش مونتغومري تحليقه خلال مؤتمر الطيران 1893 في شيكاغو ، ونشرت تشانوت تصريحات مونتغمري في ديسمبر 1893 في مجلة أميركان أند رايلودر جورنال الأمريكية. وقد وصفت مونتغومري أيضا القفزات القصيرة مع الطائرات الشراعية الثانية والثالثة في مونتغمري في عامي 1885 و 1886. بين 1886 و 1896 ركز مونتغمري على فهم فيزياء الديناميكا الهوائية بدلاً من تجربة آلات الطيران. تم بناء طائرة شراعية أخرى بواسطة فيلهيلم كريس في عام 1877 بالقرب من فيينا.

عُرف أوتو ليلينتال باسم “Glider King” أو “Flying Man” 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). كما أنه أنتج سلسلة من الطائرات الشراعية من نوع يعرف الآن باسم طائرة شراعية معلقة ، بما في ذلك أشكال الجناح الخفافيش ، أحادية السطح وذات السطحين ، مثل Derwitzer Glider والجهاز المرتفع العادي. وابتداءً من عام 1891 ، أصبح أول شخص يقوم بإنزالق غير منسق خاضعًا للرقابة بشكل روتيني ، وكان أول شخص يصور 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. كما روج لفكرة “القفز قبل أن تطير” ، مما يوحي بأن الباحثين يجب أن يبدأوا بالطائرات الشراعية وأن يشقوا طريقهم ، بدلاً من تصميم آلة تعمل بالطاقة على الورق وتأمل أن تعمل. قام ليلينتال بأكثر من 2000 انزلاق حتى وفاته في 1896 من الإصابات التي لحقت به في حادث طائرة شراعية. كما كان ليلينتال يعمل على محركات صغيرة مناسبة لتشغيل تصاميمه في وقت وفاته.

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 التصاميم الخاصة بهم عدة مرات في ميلر بيتش ، إنديانا ، وفي النهاية قرر أن الأفضل كان تصميم ذو سطحين. مثل Lilienthal ، قام بتوثيق أعماله وقام بتصويرها أيضًا ، وكان مشغولًا بالمشاركة مع الباحثين ذوي التفكير المماثل حول العالم. كان تشانوت يهتم بشكل خاص بحل مشكلة عدم الاستقرار الهوائي الديناميكي للطائرة أثناء الطيران ، والتي تعوضها الطيور عن طريق التصحيحات الفورية ، ولكن يجب على البشر التعامل مع أسطح التثبيت والتحكم أو بتحريك مركز ثقل الطائرة ، فعلت ليلينتال. كانت المشكلة الأكثر إثارة للقلق هي عدم الاستقرار الطولي (الاختلاف) ، لأنه كلما زادت زاوية الهجوم على الجناح ، يتحرك مركز الضغط إلى الأمام ويجعل الزاوية تزداد أكثر. بدون تصحيح فوري ، ستنقل الطائرة وتوقف. كان أكثر صعوبة في فهم العلاقة بين التحكم الجانبي والاتجاهي.

في بريطانيا ، قام بيرسي بيلشر ، الذي كان يعمل لدى ماكسيم وقام ببناء ونجحت في عدد من الطائرات الشراعية خلال منتصف وأواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر ، ببناء طائرة تعمل بالطاقة الأولية في عام 1899 ، وهو ما أثبتته الأبحاث الحديثة أنه كان بإمكانه الطيران. ومع ذلك ، مثل Lilienthal مات في حادث طائرة شراعية قبل أن يتمكن من اختبارها.

ساعدت المنشورات ، خاصةً تقدم أوكتاف تشانوت في آلات الطائر عام 1894 وجيمس مينز “مشكلة مانفلايت (1894) وسنوات الطيران (1895-1897) ، في جلب الأبحاث والفعاليات الحالية إلى جمهور أوسع.

أدى اختراع طائرة ورقية خلال هذه الفترة من قبل الاسترالي لورانس هارجريف إلى تطوير الطائرة العملاقة. في عام 1894 ، ربط هارغريف أربعة من طائراته الورقية معا ، وأضاف مقعدا من القاذفات ، وحلّق 16 قدما (4.9 م). بالتظاهر أمام جمهور متشككين أنه من الممكن بناء آلة طيران آمنة ومستقرة ، فتح هارغريف الباب أمام المخترعين والرواد الآخرين. كرّس هارغريف معظم حياته لبناء آلة تطير. كان يؤمن بحماس في الاتصال المفتوح داخل المجتمع العلمي ولن يختلق اختراعاته. وبدلاً من ذلك ، نشر بدقة نتائج تجاربه حتى يمكن تبادل الأفكار بشكل متبادل مع مخترعين آخرين يعملون في نفس المجال ، من أجل التعجيل بالتقدم المشترك. أصبح أوكتاف تشانوت مقتنعاً بأن طائرات الأجنحة المتعددة كانت أكثر فعالية من الطائرة أحادية السطح ، وقدمت بنية الجناح “الأسطواني” ، والتي ، مع مزيجها من الصلابة والضوء ، في شكل الطائرة ذات السطحين سوف تهيمن على تصميم الطائرات لعقود من الزمن. تأتي. جرب مخترع صندوق كايت لورانس هارجريف أيضا في 1880s مع نماذج أحادية السطوح وبحلول عام 1889 قام ببناء محرك دوار مدفوع بالهواء المضغوط.

حتى القفز البالون بدأ ينجح. في عام 1905 ، حمل بالون دانيال مالوني في طائرة شراعية ترادفية قام بتصميمها جون مونتغمري على ارتفاع 4000 قدم (1200 م) قبل إطلاقه ، مزلقًا وهبوطًا في موقع محدد مسبقًا كجزء من عرض عام كبير من الجو رحلة في سانتا كلارا ، كاليفورنيا. ومع ذلك ، بعد عدة رحلات ناجحة ، خلال صعود في يوليو 1905 ، ضرب حبل من البالون الطائرة الشراعية ، وتعرضت الطائرة الشراعية لفشل هيكلي بعد الإطلاق ، مما أدى إلى وفاة مالوني.

تعمل بالطاقة ، طيران التحكم
وقد تحققت رحلة متحركة مدعومة في نهاية القرن.

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 ومعدات الطيران. في 14 أغسطس 1901 ، زعم وايت هيد أنه قام برحلة جوية مسيطر عليها في الطائرة رقم 21 في الطائرة رقم واحد في فيرفيلد بولاية كونيكتيكت. ظهر حساب الرحلة في بريدجبورت صنداي هيرالد وتكرر في الصحف في جميع أنحاء العالم. قام وايتهيد بحجز رحلتي طيران إضافيتين في 17 يناير 1902 ، مستخدمًا رقمه 22 في الطائرة أحادية السطح. وقد وصفها بأنها تمتلك محركًا بقوة 40 حصانًا (30 كيلووات) مع مراوح جرار مزدوجة وتسيطر عليها سرعة ودافعة دائرية تفاضلية. وادعى أنه قام برحلة طولها 10 كيلومترات (6.2 ميل).

لسنوات عديدة تم تجاهل ادعاءات وايتهيد أو رفض من قبل مؤرخي الطيران الرئيسي. في مارس / آذار 2013 ، نشرت جاينز أول وورلدز إيركرافت مقالة افتتاحية قبلت رحلة وايت هيد كأول طائرة مأهولة ، تعمل بالطاقة ، وتسيطر عليها طائرة أثقل من الهواء. مؤسسة سميثسونيان هي من بين أولئك الذين لا يقبلون أن وايتهيد طارت كما ذكرت.

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 اتجه إلى بناء تصاميمه. وأعرب عن أمله في تحقيق الاستقرار الأيروديناميكي التلقائي ، لذلك لم يعير اهتماما يذكر للسيطرة على الطيران. في 6 أيار / مايو 1896 ، حققت رحلة لانغلي ايرودروم رقم 5 أول رحلة متواصلة ناجحة من طائرة أثقل من الطائرات 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 موسعة تعرف باسم Aerodrome A ، وبدأت مع Aerodrome بحجم 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 ، ولكن أصيب بخيبة أمل عندما سلمت 8 حصانا فقط (6.0 كيلوواط) بدلا من 12 حصانا (8.9 كيلو واط) كان يتوقع. ثم قام تشارلز م. مانلي ، مساعد لانغلي ، بإعادة صياغة التصميم إلى نصف قطر مكون من خمس أسطوانات ، والذي تم توفير 52 حصانًا (39 كيلوواط) عند 950 دورة في الدقيقة ، وهو إنجاز استغرق عدة سنوات. 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.