La storia dell’aviazione si estende per più di duemila anni, dalle prime forme di aviazione come gli aquiloni e i tentativi di torre che salta al volo supersonico e ipersonico da jet potenti, più pesanti dell’aria.

L’aquilone in Cina risale a diverse centinaia di anni aC e si è lentamente diffuso in tutto il mondo. Si pensa che sia il primo esempio di volo artificiale.

Il sogno del volo del XV secolo di Leonardo da Vinci trovò espressione in molti progetti razionali ma non scientifici, sebbene non tentasse di costruirne nessuno.

La scoperta dell’idrogeno nel XVIII secolo portò all’invenzione del pallone a idrogeno, quasi nello stesso periodo in cui i fratelli Montgolfier riscoprirono la mongolfiera e iniziarono i voli con equipaggio. Diverse teorie in meccanica da parte dei fisici durante lo stesso periodo di tempo, in particolare la fluidodinamica e le leggi del moto di Newton, portarono alla fondazione dell’aerodinamica moderna, in particolare da Sir George Cayley.

I palloncini, sia in volo libero che legati, iniziarono ad essere usati per scopi militari dalla fine del XVIII secolo, con il governo francese che istituì Compagnie di palloncini durante la Rivoluzione.

Il termine aviazione, nome dell’azione dalla radice del latino avis “uccello” con suffisso -azione che significa azione o progresso, fu coniato nel 1863 dal pioniere francese Guillaume Joseph Gabriel de La Landelle (1812-1886) in “Aviation ou Navigation aérienne sans ballons “.

Esperimenti con gli alianti hanno fornito le basi per le imbarcazioni più pesanti dell’aria e, all’inizio del XX secolo, i progressi nella tecnologia dei motori e nell’aerodinamica hanno reso possibile per la prima volta un volo controllato e potenziato. L’aeroplano moderno con la sua caratteristica coda fu stabilito nel 1909 e da allora la storia dell’aeroplano divenne legata allo sviluppo di motori sempre più potenti.

Le prime grandi navi aeree furono i rigidi palloncini dirigibili lanciati da Ferdinand von Zeppelin, che divenne presto sinonimo di dirigibili e di voli a lunga percorrenza dominati fino agli anni ’30, quando le grandi barche volanti divennero popolari. Dopo la seconda guerra mondiale, le navi volanti furono a loro volta rimpiazzate da aerei terrestri, e il nuovo e immensamente potente motore a reazione rivoluzionò sia i viaggi aerei che l’aviazione militare.

Nell’ultima parte del XX secolo l’avvento dell’elettronica digitale ha prodotto grandi progressi nella strumentazione di volo e nei sistemi “fly-by-wire”. Il 21 ° secolo ha visto l’uso su larga scala di droni pilotless per uso militare, civile e per il tempo libero. Con i controlli digitali, è diventato possibile un velivolo intrinsecamente instabile come le ali volanti.

Inizi primitivi

Salto a torre
L’origine del desiderio dell’umanità di volare si perde nel lontano passato. Sin dalle prime leggende ci sono state storie di uomini che tendevano le ali simili a uccelli, mantelli irrigiditi o altri congegni a se stessi e che tentavano di volare, in genere saltando da una torre. La leggenda greca di Dedalo e Icaro è una delle prime conosciute; altri provenivano dall’India, dalla Cina e dal Medioevo europeo. Durante questo primo periodo non erano compresi i problemi di portanza, stabilità e controllo, e la maggior parte dei tentativi si concluse con gravi lesioni o morte.

Nell’Europa medievale, il primo salto a torre registrato risale all’852 d.C., quando Armen Firman, noto anche come Abbas ibn Firnas (810-887 d.C.), fece un salto a Cordoba, in Spagna, a quanto riferito coprendo il suo corpo con piume di avvoltoio e attaccando due ali alle sue braccia. Eilmer di Malmesbury presto seguito e molti altri hanno continuato a farlo nel corso dei secoli. Ancora nel 1811, Albrecht Berblinger costruì un ornitottero e saltò nel Danubio a Ulm.

aquiloni
L’aquilone potrebbe essere stata la prima forma di aereo artificiale. Fu inventato in Cina probabilmente nel V secolo aC da Mozi (Mo Di) e Lu Ban (Gongshu Ban). I progetti successivi spesso emulavano insetti volanti, uccelli e altre bestie, sia reali che mitiche. Alcuni erano dotati di corde e fischietti per produrre suoni musicali mentre volavano. Le fonti cinesi antiche e medievali descrivono gli aquiloni usati per misurare le distanze, testare il vento, sollevare uomini, segnalare, comunicare e inviare messaggi.

Gli aquiloni si sono diffusi dalla Cina in tutto il mondo. Dopo la sua introduzione in India, l’aquilone si è evoluto ulteriormente nel kite da combattimento, dove viene utilizzata una linea abrasiva per abbattere altri aquiloni.

Aquiloni portatori di uomini
Si ritiene che gli aquiloni portatori di uomini siano stati ampiamente usati nell’antica Cina, sia per scopi civili che militari e talvolta applicati come punizione. Un volo registrato in anticipo fu quello del prigioniero Yuan Huangtou, un principe cinese, nel VI secolo DC. Storie di aquiloni che trasportano l’uomo si verificano anche in Giappone, in seguito all’introduzione dell’aquilone dalla Cina intorno al VII secolo d.C. Si dice che una volta esistesse una legge giapponese contro gli aquiloni che trasportavano uomini.

Ali del rotore
Articolo principale: Bamboo-copter
L’uso di un rotore per il volo verticale esiste dal 400 aC sotto forma di bambù-elicottero, un antico giocattolo cinese. Il simile “moulinet à noix” (rotore su un dado) apparve in Europa nel XIV secolo d.C.

Mongolfiera
Fin dall’antichità i cinesi hanno capito che l’aria calda si alza e ha applicato il principio a un tipo di mongolfiera chiamato lanterna del cielo. Una lanterna del cielo consiste in un palloncino di carta sotto o appena all’interno del quale è posizionata una piccola lampada. Lanterne del cielo sono tradizionalmente lanciate per il piacere e durante le feste. Secondo Joseph Needham, tali lanterne erano conosciute in Cina dal 3 ° secolo aC. Il loro uso militare è attribuito al generale Zhuge Liang (180-234 d.C., titolo onorifico di Kongming), che si dice li abbia usati per spaventare le truppe nemiche.

Ci sono prove che i cinesi hanno anche “risolto il problema della navigazione aerea” usando palloncini, centinaia di anni prima del XVIII secolo.

Il Rinascimento
Alla fine alcuni investigatori hanno iniziato a scoprire e definire alcune delle nozioni di base della progettazione aeronautica razionale. Il più notevole di questi fu Leonardo da Vinci, anche se la sua opera rimase sconosciuta fino al 1797, e quindi non ebbe alcuna influenza sugli sviluppi nei successivi trecento anni. Sebbene i suoi progetti fossero almeno razionali, non erano basati su una scienza particolarmente buona.

Leonardo studiò il volo degli uccelli, analizzandolo e anticipando molti principi dell’aerodinamica. Ha almeno compreso che “Un oggetto offre tanta resistenza all’aria come l’aria fa all’oggetto”. Newton non pubblicherebbe la terza legge della mozione fino al 1687.

Dagli ultimi anni del XV secolo, ha scritto e disegnato molti disegni per macchine volanti e meccanismi, inclusi ornitotteri, alianti ad ala fissa, velivoli ad ala rotante e paracadute. I suoi primi progetti erano di tipo man-powered, inclusi ornitotteri e velivoli ad ala rotante, ma si rese conto dell’impraticabilità di questo e più tardi si voltò verso il volo a vela controllata, disegnando anche alcuni progetti alimentati da una molla.

Più leggero dell’aria

Gli inizi della teoria moderna
Nel 1670 Francesco Lana de Terzi pubblicò un’opera che suggeriva che un volo più leggero del volo aereo sarebbe stato possibile usando sfere di lamina di rame che, contenendo un vuoto, sarebbero state più leggere rispetto all’aria spostata per sollevare un dirigibile. Sebbene teoricamente valido, il suo progetto non era fattibile: la pressione dell’aria circostante avrebbe schiacciato le sfere. L’idea di utilizzare il vuoto per produrre l’ascensore è ora nota come dirigibile a vuoto, ma rimane irrealizzabile con qualsiasi materiale attuale.

Nel 1709 Bartolomeu de Gusmão presentò una petizione al re Giovanni V del Portogallo, chiedendo il sostegno per la sua invenzione di un dirigibile, in cui esprimeva la massima fiducia. Il test pubblico della macchina, che è stato fissato per il 24 giugno 1709, non ha avuto luogo. Secondo i rapporti contemporanei, tuttavia, Gusmão sembra aver fatto diversi esperimenti meno ambiziosi con questa macchina, discendendo dalle eminenze. È certo che Gusmão stava lavorando a questo principio all’esposizione pubblica che aveva tenuto dinanzi alla Corte l’8 agosto 1709, nella sala della Casa da India a Lisbona, quando lanciò una palla sul tetto per combustione. ]

palloncini
Il 1783 fu un anno di svolta per il mongolfiera e l’aviazione. Tra il 4 giugno e il 1 ° dicembre, in Francia sono stati realizzati cinque primi aviazione:

Il 4 giugno i fratelli Montgolfier hanno mostrato la loro mongolfiera senza pilota ad Annonay, in Francia.
Il 27 agosto, Jacques Charles ei fratelli Robert (Les Freres Robert) hanno lanciato il primo pallone a idrogeno senza pilota al mondo, proveniente dal Champ de Mars, a Parigi.
Il 19 ottobre, i Montgolfiers hanno lanciato il primo volo con equipaggio, un pallone legato con umani a bordo, al Folie Titon di Parigi. Gli aviatori erano lo scienziato Jean-François Pilâtre de Rozier, il direttore di produzione Jean-Baptiste Réveillon e Giroud de Villette.
Il 21 novembre i Montgolfiers hanno lanciato il primo volo libero con passeggeri umani. Il re Luigi XVI aveva originariamente decretato che i criminali condannati sarebbero stati i primi piloti, ma Jean-François Pilâtre de Rozier, insieme al marchese François d’Arlandes, fece una petizione con successo per l’onore. Andarono alla deriva per 8 km (5.0 mi) in un pallone alimentato da un fuoco di legna.
Il 1 ° dicembre, Jacques Charles e il Nicolas-Louis Robert hanno lanciato il loro pallone a idrogeno con equipaggio dal Jardin des Tuileries a Parigi, come testimoniato da una folla di 400.000 persone. Salirono ad un’altezza di circa 1800 piedi (550 m) e sbarcarono al tramonto a Nesles-la-Vallée dopo un volo di 2 ore e 5 minuti, percorrendo 36 km. Dopo che Robert si è fermato, Charles ha deciso di salire da solo. Questa volta salì rapidamente a un’altitudine di circa 3.000 metri (3.000 metri), dove vide di nuovo il sole, soffrì un dolore estremo nelle orecchie e non volò più.
La mongolfiera divenne una grande “rabbia” in Europa alla fine del XVIII secolo, fornendo la prima comprensione dettagliata della relazione tra altitudine e atmosfera.

Palloncini non orientabili sono stati impiegati durante la guerra civile americana dall’Unione Army Balloon Corps. Il giovane Ferdinand von Zeppelin volò per la prima volta come passeggero di pallone con l’Union Army of the Potomac nel 1863.

All’inizio del 1900 il mongolfiera era uno sport popolare in Gran Bretagna. Questi palloncini di proprietà privata usavano solitamente il gas di carbone come gas di sollevamento. Questo ha la metà della potenza di sollevamento dell’idrogeno, quindi i palloncini dovevano essere più grandi, tuttavia il gas di carbone era molto più facilmente disponibile e il gas locale a volte forniva una formula speciale leggera per gli eventi in mongolfiera.

dirigibili
I dirigibili erano originariamente chiamati “palloni dirigibili” e talvolta sono ancora chiamati dirigibili.

Il lavoro sullo sviluppo di un pallone orientabile (o dirigibile) è continuato sporadicamente per tutto il 19 ° secolo. Si ritiene che il primo volo più leggero, controllato e alimentato sia avvenuto nel 1852, quando Henri Giffard volò per 15 miglia (24 km) in Francia, con un motore a vapore.

Un altro progresso fu fatto nel 1884, quando il primo volo libero completamente controllabile fu fatto in un dirigibile elettrico francese, La France, di Charles Renard e Arthur Krebs. Il dirigibile lungo 170 piedi (52 m) di 66.000 piedi cubici (1.900 m3) copriva 8 km (5,0 mi) in 23 minuti con l’ausilio di un motore elettrico da 8 ½ cavalli.

Tuttavia, questi aerei erano generalmente di breve durata ed estremamente fragili. I voli controllati di routine non si verificano fino all’avvento del motore a combustione interna (vedi sotto).

Il primo aereo a compiere voli controllati di routine erano dirigibili non rigidi (a volte chiamati “dirigibili”.) Il pilota pionieristico di maggior successo di questo tipo di velivolo fu il brasiliano Alberto Santos-Dumont che combinò efficacemente un pallone con un motore a combustione interna. Il 19 ottobre 1901 volò con il suo dirigibile numero 6 sopra Parigi dal Parc de Saint Cloud attorno alla Torre Eiffel e rientrò in meno di 30 minuti per vincere il premio Deutsch de la Meurthe. Santos-Dumont ha continuato a progettare e costruire diversi aerei. Le successive polemiche relative alle rivendicazioni concorrenti di suo e di altri riguardo agli aerei hanno offuscato il suo grande contributo allo sviluppo di dirigibili.

Nello stesso momento in cui i dirigibili non rigidi stavano iniziando ad avere un certo successo, furono anche sviluppati i primi dirigibili rigidi di successo. Questi sarebbero molto più capaci degli aerei ad ala fissa in termini di pura capacità di carico per decenni. La progettazione e l’avanzamento del dirigibile rigido furono i pionieri del conte tedesco Ferdinand von Zeppelin.

La costruzione del primo dirigibile Zeppelin iniziò nel 1899 in una sala di assemblaggio galleggiante sul Lago di Costanza nella baia di Manzell, Friedrichshafen. Questo aveva lo scopo di facilitare la procedura di partenza, in quanto la sala poteva essere facilmente allineata con il vento. Il prototipo di dirigibile LZ 1 (LZ per “Luftschiff Zeppelin”) aveva una lunghezza di 128 m (420 ft) azionato da due motori Daimler da 10,6 kW (14,2 cv) e bilanciato spostando un peso tra le due gondole.

Il suo primo volo, il 2 luglio 1900, durò solo 18 minuti, quando LZ 1 fu costretto ad atterrare sul lago dopo che il meccanismo di avvolgimento del peso di bilanciamento si era rotto. Al momento della riparazione, la tecnologia ha dimostrato il suo potenziale nei voli successivi, migliorando la velocità di 6 m / s raggiunta dal dirigibile francese La France di 3 m / s, ma non è riuscita a convincere i possibili investitori. Sarebbero passati diversi anni prima che il Conte potesse raccogliere fondi sufficienti per un altro tentativo.

Sebbene i dirigibili siano stati utilizzati sia nella prima guerra mondiale che in II, e continuino su base limitata fino ad oggi, il loro sviluppo è stato in gran parte oscurato da imbarcazioni più pesanti dell’aria.

Più pesante dell’aria

I secoli XVII e XVIII
L’inventore italiano Tito Livio Burattini, invitato dal re polacco Władysław IV alla sua corte a Varsavia, costruì un aereo modello con quattro alianti fissi nel 1647. Descritto come “quattro paia di ali attaccate a un elaborato ‘drago'”, fu detto aver sollevato con successo un gatto nel 1648 ma non lo stesso Burattini. Ha promesso che “solo le lesioni più lievi” deriverebbero dallo sbarco del velivolo. Il suo “Dragon Volant” è considerato “l’aeroplano più elaborato e sofisticato costruito prima del XIX secolo”.

Il primo articolo pubblicato sull’aviazione era “Schizzo di una macchina per volare in aria” di Emanuel Swedenborg pubblicato nel 1716. Questa macchina volante consisteva in una leggera struttura coperta da una forte tela e dotata di due grandi remi o ali che si muovevano su un asse orizzontale , disposti in modo tale che la corsa non incontrasse resistenza mentre la corsa verso il basso forniva potenza di sollevamento. Swedenborg sapeva che la macchina non sarebbe volata, ma la suggerì come inizio e fu sicura che il problema sarebbe stato risolto. Scrisse: “Sembra più facile parlare di una macchina del genere che metterla in atto, perché richiede una forza maggiore e un peso minore di quello che esiste in un corpo umano.La scienza della meccanica potrebbe forse suggerire un mezzo, cioè una forte spirale primavera Se questi vantaggi e requisiti sono osservati, forse in tempo per venire qualcuno potrebbe sapere come utilizzare al meglio il nostro schizzo e fare in modo che qualche aggiunta sia fatta in modo da realizzare ciò che possiamo solo suggerire. Eppure ci sono prove ed esempi sufficienti dalla natura che tali voli possono svolgersi senza pericolo, anche se quando vengono effettuati i primi test si può dover pagare per l’esperienza, e non importa un braccio o una gamba. ” Swedenborg si dimostrerebbe preveggente nella sua osservazione che un metodo di alimentazione di un aereo era uno dei problemi critici da superare.

Il 19 ° secolo
Per tutto il 19 ° secolo, il salto a torre fu sostituito dal salto in mongolfiera ugualmente fatale, ma ugualmente popolare come modo per dimostrare la continua inutilità della forza umana e le ali che si agitano. Nel frattempo, lo studio scientifico del volo più pesante dell’aria iniziò sul serio.

Sir George Cayley e il primo aereo moderno
Sir George Cayley fu chiamato per la prima volta il “padre dell’aeroplano” nel 1846. Durante gli ultimi anni del secolo precedente aveva iniziato il primo rigoroso studio della fisica del volo e in seguito avrebbe progettato la prima nave moderna più pesante dell’aria. Tra i suoi molti successi, i suoi contributi più importanti all’aeronautica includono:

Chiarire le nostre idee e stabilire i principi del volo più pesante dell’aria.
Raggiungere una comprensione scientifica dei principi del volo degli uccelli.
Condurre esperimenti aerodinamici scientifici che dimostrano resistenza e snellimento, movimento del centro di pressione e l’aumento di portanza dalla curvatura della superficie dell’ala.
Definire la configurazione moderna dell’aeroplano comprendente un’ala fissa, fusoliera e assemblea di coda.
Dimostrazioni di volo con equipaggio e volo a vela.
Stabilire i principi del rapporto potenza / peso nel volo di sostegno.
La prima innovazione di Cayley consisteva nello studiare la scienza di base dell’ascensore adottando il vorticoso banco di prova per le armi da utilizzare nella ricerca aeronautica e usando semplici modelli aerodinamici sul braccio, piuttosto che tentare di pilotare un modello di un progetto completo.

Nel 1799 decise il concetto di aeroplano moderno come una macchina volante ad ala fissa con sistemi separati per il sollevamento, la propulsione e il controllo.

Nel 1804 Cayley costruì un modello di aliante che fu la prima moderna macchina volante più pesante dell’aria, con il layout di un aereo moderno convenzionale con un’ala inclinata verso la parte anteriore e una coda regolabile nella parte posteriore con coda e aletta. Un peso mobile ha permesso la regolazione del centro di gravità del modello.

Nel 1809, pungolato dalle farsesche buffonate dei suoi contemporanei (vedi sopra), iniziò la pubblicazione di un famoso trattato in tre parti intitolato “Sulla navigazione aerea” (1809-1810). In esso scrisse la prima affermazione scientifica del problema: “L’intero problema è confinato entro questi limiti, cioè per rendere un supporto superficiale un dato peso mediante l’applicazione del potere alla resistenza dell’aria”. Ha identificato le quattro forze del vettore che influenzano un aereo: spinta, portanza, resistenza e peso e stabilità e controllo distinti nei suoi progetti. Ha anche identificato e descritto l’importanza del profilo aerodinamico, diedro, rinforzo diagonale e riduzione della resistenza aerodinamica, e ha contribuito alla comprensione e alla progettazione di ornitotteri e paracadute.

Nel 1848 era progredito abbastanza da costruire un aliante a forma di triplana grande e abbastanza sicuro da trasportare un bambino. È stato scelto un ragazzo locale ma il suo nome non è noto.

Ha continuato a pubblicare nel 1852 il progetto di un aliante a grandezza naturale o “paracadute governabile” da lanciare da un pallone e quindi di costruire una versione capace di lanciarsi dalla cima di una collina, che ha portato il primo aviatore adulto attraverso Brompton Dale nel 1853.

Le invenzioni minori includevano il motore alimentato a gomma, che forniva una fonte di energia affidabile per i modelli di ricerca. Nel 1808 aveva addirittura reinventato la ruota, inventando la ruota a raggi tensionati in cui tutti i carichi di compressione venivano trasportati dal cerchio, consentendo un sottocarro leggero.

L’era del vapore
Attingendo direttamente al lavoro di Cayley, il progetto 1842 di Henson per una navetta a vapore aerea ha aperto nuovi orizzonti. Sebbene fosse solo un progetto, fu il primo nella storia per un aereo ad ala fissa azionato da propulsore.

Il 1866 vide la fondazione della Aeronautical Society of Great Britain e due anni dopo la prima esposizione aeronautica al mondo si tenne al Crystal Palace, a Londra, dove John Stringfellow ottenne un premio di 100 sterline per il motore a vapore con il miglior rapporto peso / potenza rapporto. Nel 1848 Stringfellow raggiunse il primo volo a motore utilizzando un monoplano a vapore con apertura alare di 10 piedi, costruito in una fabbrica di merletti dismessi a Chard, nel Somerset. Impiegando due eliche controrotanti al primo tentativo, realizzate all’interno, la macchina volò per tre metri prima di essere destabilizzata, danneggiando l’imbarcazione. Il secondo tentativo ha avuto più successo, la macchina ha lasciato un filo guida per volare liberamente, raggiungendo una trentina di metri di volo rettilineo e livellato. Francis Herbert Wenham ha presentato il primo articolo alla società aeronautica di nuova costituzione (in seguito Royal Aeronautical Society), In Aerial Locomotion. Avanzò il lavoro di Cayley sulle ali incurvate, facendo scoperte importanti. Per testare le sue idee, dal 1858 aveva costruito diversi alianti, sia con equipaggio che senza equipaggio, e con fino a cinque ali impilate. Si è reso conto che le ali lunghe e sottili sono migliori di quelle a forma di pipistrello perché hanno più vantaggio per la loro area. Oggi questa relazione è conosciuta come il rapporto di aspetto di un’ala.

L’ultima parte del XIX secolo divenne un periodo di intenso studio, caratterizzato dagli “scienziati gentiluomini” che rappresentarono la maggior parte degli sforzi di ricerca fino al XX secolo. Tra questi c’era lo scienziato-filosofo e inventore britannico Matthew Piers Watt Boulton, che studiò il controllo del volo laterale e fu il primo a brevettare un sistema di controllo degli alettoni nel 1868.

Nel 1871 Wenham e Browning realizzarono la prima galleria del vento.

Nel frattempo, i progressi britannici avevano galvanizzato i ricercatori francesi. Nel 1857 Félix du Temple propose un monoplano con un piano di coda e un carrello retrattile. Sviluppando le sue idee con un modello alimentato prima da un meccanismo a orologeria e successivamente da vapore, alla fine raggiunse un breve salto con una nave a grandezza naturale con equipaggio nel 1874. Raggiunse il decollo con il proprio potere dopo il lancio da una rampa, scivolò per un breve tempo e tornò sano e salvo a terra, rendendolo il primo scivolo a motore di successo della storia.

Nel 1865 Louis Pierre Mouillard pubblicò un influente libro L’impero dell’aria (l’Empire de l’Air).

Nel 1856, il francese Jean-Marie Le Bris fece il primo volo più alto del suo punto di partenza, avendo il suo aliante “L’Albatros artificiel” trainato da un cavallo su una spiaggia. Secondo quanto riferito, ha raggiunto un’altezza di 100 metri, su una distanza di 200 metri.

Alphonse Pénaud, un francese, ha avanzato la teoria dei contorni delle ali e dell’aerodinamica e ha costruito modelli di successo di aeroplani, elicotteri e ornitotteri. Nel 1871 volò il primo aeroplano ad ala fissa aerodinamicamente stabile, un monoplano modello che chiamò il “Planoforo”, una distanza di 40 m (130 piedi). Il modello di Pénaud incorpora molte delle scoperte di Cayley, incluso l’uso di una coda, un diedro alare per stabilità intrinseca e la potenza della gomma. Il planoforo aveva anche stabilità longitudinale, essendo rifinito in modo tale che il piano di coda fosse impostato su un angolo di incidenza più piccolo rispetto alle ali, un contributo originale e importante alla teoria dell’aeronautica. Il successivo progetto di Pénaud per un aeroplano anfibio, sebbene mai costruito, incorporò altre caratteristiche moderne. Un monoplano senza coda con una singola aletta verticale e due eliche a trattori gemelli, presentava anche l’elevazione posteriore a cerniera e le superfici del timone, il carro retrattile e un abitacolo completamente chiuso e strumentato.

Altrettanto autorevole come teorico era il compatriota di Pénaud, Victor Tatin. Nel 1879 ha volato un modello che, come il progetto di Pénaud, era un monoplano con eliche a doppio trattore, ma aveva anche una coda orizzontale separata. Era alimentato da aria compressa. Volato legato a un palo, questo fu il primo modello a decollare sotto il suo stesso potere.

Nel 1884 Alexandre Goupil pubblicò la sua opera La Locomotion Aérienne (Aerial Locomotion), anche se la macchina volante che costruì in seguito non riuscì a volare.

Nel 1890 l’ingegnere francese Clément Ader completò la prima di tre macchine volanti a vapore, l’Éole. Il 9 ottobre 1890 Ader fece un salto incontrollato di circa 50 m (165 piedi); questo fu il primo aereo con equipaggio a decollare sotto il suo stesso potere. Il suo Avion III del 1897, notevole solo per avere due motori a vapore, non riuscì a volare: Ader avrebbe più tardi rivendicato il successo e non fu sfatato fino al 1910, quando l’esercito francese pubblicò il suo rapporto sul suo tentativo.

Sir Hiram Maxim era un ingegnere americano che si era trasferito in Inghilterra. Costruì il suo braccio rig e la galleria del vento e costruì una grande macchina con un’apertura alare di 105 piedi (32 m), una lunghezza di 145 piedi (44 m), superfici orizzontali di prua e poppa e un equipaggio di tre. Le eliche gemelle erano alimentate da due motori a vapore composti leggeri, ciascuno con una potenza di 180 CV (130 kW). Il peso complessivo era di 8.000 sterline (3.600 kg). Era inteso come un banco di prova per studiare l’ascensore aerodinamico: mancando i controlli di volo correva su rotaie, con una seconda serie di binari sopra le ruote per trattenerla. Completato nel 1894, alla sua terza corsa si staccò dalla rotaia, divenne in volo per circa 200 metri a due o tre piedi di altitudine e fu gravemente danneggiato quando cadde a terra. Successivamente è stato riparato, ma Maxim ha abbandonato i suoi esperimenti poco dopo.

Imparare a scivolare
Nell’ultimo decennio del XIX secolo, un certo numero di figure chiave stavano perfezionando e definendo l’aeroplano moderno. Mancando di un motore adatto, il lavoro aereo si concentrava sulla stabilità e il controllo del volo a vela. Nel 1879 Biot costruì un aliante simile ad un uccello con l’aiuto di Massia e vi volò brevemente. È conservato nel Musée de l’Air, in Francia, ed è considerato la prima macchina volante ancora esistente.

L’inglese Horatio Phillips ha dato un contributo fondamentale all’aerodinamica. Ha condotto ricerche approfondite sulla galleria del vento sulle sezioni del profilo aerodinamico, dimostrando i principi dell’aumento aerodinamico previsti da Cayley e Wenham. Le sue scoperte sono alla base di tutto il moderno design aerofoil.

Otto Lilienthal divenne noto come il “Glider King” o “Flying Man” della Germania. Duplicò il lavoro di Wenham e si espanse notevolmente nel 1884, pubblicando la sua ricerca nel 1889 come Birdflight come base dell’aviazione (Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst). Ha anche prodotto una serie di deltaplani, tra cui le ali di pipistrello, monoplano e biplano, come il Derwitzer Glider e il normale velivolo. A partire dal 1891 è diventato il primo a fare regolarmente le scivolate controllate e senza ostacoli, e il primo ad essere fotografato a volare su una macchina più pesante dell’aria, stimolando l’interesse in tutto il mondo. Ha rigorosamente documentato il suo lavoro, comprese le fotografie, e per questo motivo è uno dei più noti tra i primi pionieri. Lilienthal ha fatto oltre 2.000 scivolate fino alla sua morte nel 1896 da ferite riportate in un incidente aliante.

Ritirandosi da dove Lilienthal ha lasciato, Octave Chanute ha iniziato la progettazione degli aeromobili dopo un pensionamento anticipato e ha finanziato lo sviluppo di diversi alianti. Nell’estate del 1896, la sua squadra volò su molti dei loro progetti e alla fine decise che il migliore era un progetto biplano. Come Lilienthal, ha documentato e fotografato la sua opera.

In Gran Bretagna Percy Pilcher, che aveva lavorato per Maxim, costruì e volò con successo diversi alianti tra la metà e la fine del 1890.

L’invenzione del box aquilone durante questo periodo dall’australiano Lawrence Hargrave porterebbe allo sviluppo del pratico biplano. Nel 1894 Hargrave legò insieme quattro dei suoi aquiloni, aggiunse un sedile a fascia e volò per 16 piedi (4,9 m). Più tardi pionieri del volo con aquiloni con equipaggio hanno incluso Samuel Franklin Cody in Inghilterra e il capitano Génie Saconney in Francia.

Langley
Dopo una brillante carriera in astronomia e poco prima di diventare Segretario della Smithsonian Institution, Samuel Pierpont Langley iniziò una seria indagine sull’aerodinamica in quella che è oggi l’Università di Pittsburgh. Nel 1891 pubblicò Experiments in Aerodinamica illustrando dettagliatamente le sue ricerche, e poi si dedicò alla costruzione dei suoi progetti. Sperava di raggiungere la stabilità aerodinamica automatica, quindi ha dato scarsa considerazione al controllo in volo. Il 6 maggio 1896, l’Aerodromo n. 5 di Langley realizzò il primo volo sostenuto di successo di un’imbarcazione più pesante, con motore, più pesante dell’aria di dimensioni sostanziali. Fu lanciato da una catapulta azionata a molla montata sulla cima di una casa galleggiante sul fiume Potomac vicino a Quantico, in Virginia. Nel pomeriggio sono stati effettuati due voli, uno di 1.005 metri (3297 piedi) e un secondo di 700 metri (2.300 piedi), a una velocità di circa 25 miglia all’ora (40 km / h). In entrambe le occasioni l’aerodromo n. 5 è atterrato in acqua come da programma, perché per risparmiare peso non era dotato di carrello di atterraggio. Il 28 novembre 1896, un altro volo di successo fu effettuato con l’Aerodromo n. 6. Questo volo, di 1.460 metri (4.790 piedi), fu visto e fotografato da Alexander Graham Bell. L’Aerodromo n. 6 era in realtà l’Aerodromo n. 4 notevolmente modificato. Così poco è rimasto del velivolo originale che è stata data una nuova designazione.

Con i successi dell’Aerodromo n. 5 e n. 6, Langley iniziò a cercare finanziamenti per costruire una versione completa dei suoi progetti. Spronato dalla guerra ispano-americana, il governo degli Stati Uniti gli ha concesso 50.000 dollari per sviluppare una macchina volante per la ricognizione aerea. Langley progettò di costruire una versione scalata nota come Aerodrome A, e iniziò con l’Aerodrome più piccolo del quarto di scala, che volò due volte il 18 giugno 1901, e poi di nuovo con un motore più nuovo e più potente nel 1903.

Con il progetto di base apparentemente testato con successo, si è quindi rivolto al problema di un motore adatto. Ha contratto Stephen Balzer per costruirne uno, ma è rimasto deluso quando ha consegnato solo 8 CV (6,0 kW) invece di 12 CV (8,9 kW) che si aspettava. L’assistente di Langley, Charles M. Manly, ha quindi rielaborato il progetto in un radiale raffreddato ad acqua a cinque cilindri che ha erogato 52 CV (39 kW) a 950 giri / min, un’impresa che ha richiesto anni per essere duplicata. Ora con la potenza e un design, Langley ha unito le due cose con grandi speranze.

Con suo sgomento, l’aereo risultante si rivelò troppo fragile. Il semplice ridimensionamento dei piccoli modelli originali ha comportato un design troppo debole per tenerli insieme. Due lanci alla fine del 1903 terminarono entrambi con l’Aerodromo che si schiantò immediatamente in acqua. Il pilota, Manly, è stato salvato ogni volta. Inoltre, il sistema di controllo dell’aeromobile era inadeguato per consentire risposte pilota veloci, e non aveva alcun metodo di controllo laterale, e la stabilità aerea dell’Aerodromo era marginale.

I tentativi di Langley di ottenere ulteriori finanziamenti fallirono, e il suo impegno terminò. Nove giorni dopo il suo secondo abortivo lancio l’8 dicembre, i fratelli Wright hanno volato con successo il loro Flyer. Glenn Curtiss apportò 93 modifiche all’Aerodromo e pilotò questo molto diverso aereo nel 1914. Senza riconoscere le modifiche, la Smithsonian Institution affermò che l’Aerodromo di Langley era la prima macchina “capace di volare”.

Whitehead
Gustave Weißkopf era un tedesco che emigrò negli Stati Uniti, dove presto cambiò il suo nome in Whitehead. Dal 1897 al 1915 progettò e costruì macchine e motori volanti. Il 14 agosto 1901, due anni e mezzo prima del volo dei fratelli Wright, dichiarò di aver effettuato un volo controllato e motorizzato nel suo monoplano numero 21 a Fairfield, nel Connecticut. Il volo è stato riportato sul giornale locale di Bridgeport Sunday Herald. Circa 30 anni dopo, diverse persone interrogate da un ricercatore hanno affermato di aver visto questo o altri voli Whitehead.

Nel marzo 2013 Jane’s All the World’s Aircraft, un’autorevole fonte per l’aviazione contemporanea, pubblicò un editoriale che accettò il volo di Whitehead come il primo volo con equipaggio, più potente e controllato, di una nave più pesante dell’aria. La Smithsonian Institution (custodi dell’originale Wright Flyer) e molti storici dell’aviazione continuano a sostenere che Whitehead non volava come suggerito.