初期の飛行機には、現代の飛行機の開発の前に研究または建設されたすべての形態の航空機が含まれる。 一度電源が投入されると、制御された飛行が達成されたが、一般的な使用のための実用飛行機械を作成するための進歩がまだ必要であった。 第一次世界大戦につながるこの時期は、航空のパイオニア時代とも呼ばれます。

ライト兄弟
ライト氏は、航空パイオニアに直面した制御問題と電力問題の両方を解決しました。 彼らは、操縦可能な後部舵を使用した同時のヨー制御によるウィングワープおよび組み合わせロールを使用したロール制御を発明した。 ロールコントロールの手段としてのウィングワーピングは、航空機の初期の歴史の間に短時間でしか使用されていませんでしたが、ロールコントロールとヨーコントロールを組み合わせた革新は、飛行制御の基本的進歩でした。 ピッチコントロールのために、ライツはフォワードエレベーター(カナード)を使用しました。これは後で旧式になったデザイン要素です。

ライトは、翼の厳しい風洞試験とフルサイズのグライダーの飛行試験を行いました。 彼らは、ワーキング・フライヤー(Wright Flyer)だけでなく、航空工学の科学を大幅に進歩させました。

彼らは動力を与えられた設計を飛行させることを試みる前に無力の航空機の制御可能性に集中した。 1900年から1902年にかけて、彼らは一連の3つのグライダーを建設し飛行しました。 最初の2つは、19世紀の前任者の実験と執筆に基づいて、予想されるライツよりもはるかに効率が悪かった。 彼らの1900年のグライダーは予想されたリフトの約半分しか持ちませんでした。そして、1901年のグライダーは、改良された改造が役に立つようになるまで、さらに悪い結果を出しました。

答えを求めて、ライツは独自の風洞を建設し、洗練された計測装置を装備して、200種類の異なるモデルサイズの翼設計の揚力と抗力を計算しました。 その結果、ライトライトは、揚力と抗力の計算における初期のミスを訂正し、この知識を使用して1902年のグライダーを構築しました。 これは、ピッチ、ロール、ヨーの3つの軸すべてにおいて機械的に制御可能な、最初に有人の重い飛行機となった。 その先駆的なデザインには、以前のグライダーより高いアスペクト比のウィングも含まれていました。 兄弟は1902年のグライダーを何百回も飛ばして成功し、以前の2つのバージョンよりもはるかに優れていました。

エンジンライズのフライヤーに適切なパワーを得るために、ライツは低出力の内燃機関を設計し、組み立てました。 彼らの風洞データを使用して、以前よりも効率的な木製のプロペラを設計して彫刻し、低いエンジンパワーから適切な性能を得ることができました。 フライヤーのデザインは、ライティスの欲望にも影響され、生命や四肢に不当なリスクを冒さずに安全に飛行し、生き残るためにクラッシュを生存させるよう教えてくれました。 制限されたエンジンパワーは、飛行速度が遅く、逆風に乗り込む必要がありました。

スミソニアン研究所とフェデレーション・エアロオートク・インターナショナル(FAI)によれば、ライツィズは、ノースカロライナ州キル・デヴィル・ヒルズの北方キティ・ホークから6マイル(6.4 km)南に位置し、 1903年12月17日にカロライナ州に到着しました.12フィート(37m)のOrville Wrightによる最初の飛行は有名な写真に記録されました。 同じ日の第4飛行で、Wilbur Wrightは592秒で852フィート(260 m)飛んだ。 Fred EC Culick教授とHenry R. Rex(1985)の最近の分析では、1903年のWright Flyerは1902年のグライダーで訓練を受けたライツ以外の誰もがほとんど手に入らないほど不安定であったことが示されています。

ライツ・ライトは飛行機の開発を続け、1904〜2005年にオハイオ州デイトン近郊のハフマン・プレーリーで飛行しました。 1905年にクラッシュした後、彼らはフライヤーIIIを再構築し、重要な設計変更を加えました。 彼らはエレベーターとラダーのサイズをほぼ倍増させ、翼から約2倍の距離を移動させました。 彼らはエレベーターの間に2つの固定された垂直羽根(「ブリンカ」と呼ばれる)を追加し、羽に非常にわずかな二面体を与えた。 彼らは舵を翼反り制御から切り離し、すべての将来の航空機と同様に別の制御ハンドルに配置した。 フライヤーIIIは最初の実用的な飛行機となりました(車輪はなく、発射装置を使用していましたが)。フルコントロールで一貫して飛行し、操縦士を出発点に安全に着陸させ、 1905年10月5日、ウィルバーは39分23秒で24マイル(39km)飛んだ。

最終的にライトは前景を完全に放棄し、1910年のモデルBでは代わりに慣習になるような尾翼を使用しました。

Scientific American誌の1907年4月号によれば、Wrightの兄弟は当時の航空機よりも重いナビゲーションの最も高度な知識を持っていたようでした。 しかし、同じ雑誌では、1907年4月号の前に米国で公の飛行が行われていないと主張している。 そこで彼らは飛行機よりも重い飛行機の開発を奨励するためにScientific American Aeronautic Trophyを考案しました。

最初の実用機
一度電源が投入されると、制御された飛行が達成されたが、一般的な使用のための実用飛行機械を作成するための進歩がまだ必要であった。 第一次世界大戦につながるこの時期は、航空のパイオニア時代とも呼ばれます。

信頼できるパワー
初期の動力飛行の歴史は、初期のエンジン建設の歴史です。 ライツは独自のエンジンを設計しました。 彼らは、単一の飛行エンジン、5つのメインベアリングと燃料噴射で12馬力(8.9kW)の水冷4気筒インラインタイプを使用しました。 ホワイトヘッドのクラフトは、彼の設計の2つのエンジン、すなわち、前輪を離陸速度に達するように動かす10馬力(7.5kW)の地上エンジンと、プロペラに動力を供給する20馬力(15kW)のアセチレンエンジンによって駆動された。 ホワイトヘッドは経験豊富な機械工であり、他の飛行士にエンジンを作り販売することで航空機の資金を調達したと報告されています。 ほとんどの初期のエンジンは、実用に耐えるほど強力でも信頼性もありませんでした。改良されたエンジンの開発は、機体自体の改良と相まって実現しました。

ヨーロッパでは、LéonLevavasseurのAntoinette 8Vの先駆的な例として1902年に初めて特許を取得したV-8エンジンが1906年に導入されてから数年間飛行を支配し、 直接燃料噴射、蒸発水冷却その他の高度な機能を組み込んで、約50馬力(37kW)を生成しました。

1908年のイギリスのグリーンC.4は、ライトの4気筒インライン水冷設計のパターンに従いましたが、52馬力(39kW)を生産しました。 それはAV Roeを含む多くの成功した先駆的航空機に動力を与えました。

水平対向デザインも製作された。 4気筒の水冷式のデハビランド・アイリスは45馬力(34kW)を達成しましたが、ほとんど使用されていませんでしたが、成功した2気筒ニーポルト設計は1910年に28馬力(21kW)に達しました。

1909年に放射状のエンジンの形が重要になった。 アンザニの3気筒のセミラジアルまたはファンエンジンは、1909年(真の120°気筒の放射状に作られた)、唯一の25馬力(19kW)を開発しましたが、アントワネットよりもはるかに軽量でした。彼のクロスチャネル飛行。 より根本的なのは、1906年にGnomeオメガ50馬力(37kW)の空冷7気筒ロータリーエンジンを搭載した、セギン兄弟の一連のGnôme回転ラジアルエンジンでした。ロータリーエンジンでは、クランクシャフトが機体に固定され、プロペラと共にエンジンケーシングおよびシリンダ全体が回転する。 このタイプはLawrence Hargraveによって1887年に導入されましたが、Gnomeの改良により、航空機に革命をもたらし、今後10年間にわたり継続的な開発が見込まれる、堅牢で信頼性の高い軽量設計が実現しました。 燃料は、クランクケースから直接的に各シリンダに導入され、排気バルブのみが必要とされた。 大きくて強力な9気筒の80馬力のLeRhône9Cロータリーは、1913年に導入され、軍用に広く採用されました。

ドイツのメルセデス社は水冷式の6気筒エンジンを製造しているため、インライン型とベイン型が人気がありました。 1913年に、彼らは非常に成功した75キロワット(101馬力)のDIシリーズを導入しました。

持ち上げと効率
複葉機の明度と強度は、2つの翼を近づけて配置することに固有の非効率性によって相殺される。 バイプレーンとモノプレーンのデザインは互いに競合し、1914年には戦争の発生によってまだ生産されています。

顕著な発展は、失敗ではあるが、これまでに構築された最初の片持ち梁であった。 1911年のAntoinette Monoblocは、完全に密閉された操縦室と装備された車台を持っていましたが、そのV-8エンジンの50馬力(37kW)の出力では、数フィート以上飛行するには十分ではありませんでした。 1914年のシュナイダートロフィーでMauricePrévostが初飛行し、10km(6.2マイル)コースの28サーキットで平均速度73.63km / h(45.75mph)を達成したDeperdussinブレースドモノプレーンがさらに成功を収めました。

トリプレーンもイギリスのパイオニアであるAV Roeによって1909年から1910年の間に建設されたシリーズで実験されました。 4つの翼で1つより良くなると、4面もあまり見かけませんでした。 多くの非常に薄い翼を持つマルチプレーンも、Horatio Phillipsによって最も成功裏に実験されました。 彼の最終的なプロトタイプは、このアイデアの非効率性と不十分なパフォーマンスを確認しました。

翼設計に対する他の根本的なアプローチも試みられていた。 スコットランド生まれの発明者アレクサンダー・グラハム・ベル(Alexander Graham Bell)は、多面体のようにセルフ8面体の翼型を考案し、失望して非効率的であることを証明した。 エドワーズ・ロンボイド(Edwards Rhomboidal)、リー・リチャーズ(Lee-Richards)環状翼、さまざまな数の翼が並んでいました。

これらの初期の実験的形態の多くは原則的に非常に実用的であり、その後も再現されている。

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安定性とコントロール
初期の作業は、フライトを完全に制御できるようにするために、フライトが安定性を犠牲にしていたが、フライトを安定させるのに十分な安定性を確保することに主眼を置いていた。 実用的な航空機には両方が必要です。 安定性はいくつかの設計によって達成されたが、原則は完全に理解されておらず、進歩は不規則であった。 エルロンはゆっくりと横方向の制御のために翼反りに取って代わりましたが、設計者はBlériotXIのように時折翼反りに戻りました。 同様に、全面に飛ぶ尾部表面は、ヒンジ付きの制御面が取り付けられた固定式安定器に与えられた。 初期のWright Flyersのカナードプッシャー構成は、トラクタープロペラ機の設計に取って代わりました。

フランスでは、進歩は比較的速かった。
1906年、ブラジルのアルベルト・サントス=デュモンは、フランスで彼の14-ビスで公開されました。 顕著な翼の二面体を持つカナードプッシャー複葉機では、エレベーターとラダーの両方として動作するように移動可能な前方に取り付けられたボックスケットアセンブリを備えたHargraveスタイルのボックスセルウィングを有していた。 彼は後に側面制御を提供するために原始エルロンとして翼の間に補助面を追加しました。 彼の飛行は、Aero-Club de Franceによって検証されるように、より重たいエアーを搭載した機械で初めて行われたもので、公式に観測された25メートル以上の飛行でDeutsch-Archdeacon Prizeを受賞しました。 その後、国際航空連盟(Federation Aeronautique Internationale)が220メートル(720フィート)を21.5秒で飛行し、世界記録を更新しました。

翌年、LouisBlériotは、エレベーターとエルロンを組み合わせた水平尾翼面を使用してフル3軸制御のトラクターモノプレーンであるBlériotVIIを飛行させました。 BlériotVIIIは、1908年4月に現代航空機の飛行制御システムの認識可能な要素をまとめた最初の機体でした。Horatio PhillipsとTraian Vuiaが故障したBlériotは、最初の実用的なトラクターモノプレーンであり、スタートとなりましたフランス航空の動向の 1909年までに、彼はBlériotXIがエレベーターとしてのみテール面を使用し、横方向の制御にはウィングワーピングを使用する他の改良の中で、BlériotXIが英語チャンネルを通過できるようにこの構成を開発しました。 1907年に登場した別のデザインはVoisin複葉機でした。 これは横方向の制御のための規定がなく、舵制御のみで浅いターンを行うことができたが、年にHenri Farmanによって成功を収めて飛行し、1908年1月13日に50,000フランのDeutsch de la Meurthe-Archdeacon Grand Prix de l’Aviationは公式に観測された1kmの閉回路フライトを完了するための最初の飛行士であり、航空機自身の力で離陸して着陸することを含む。

フランスのパイオニアであるレオン・レヴァヴァシュールのデザインは、彼が設立したアントワネット社の名前で知られています。 1908年のアントワネットIVは、従来の構成であったものの単層板であり、それぞれが可動制御面を持つテールプレーンとフィンと、翼のエルロンを持っていました。 エルロンは十分に効果的ではなく、後のモデルではウィングワーピングに置き換えられました。

Voisinの兄弟たちは、1908年の終わりにHenri Farmanが注文した航空機をJTC Moore-Brabazonに売却しました。 怒りを浮かべて、ファーマーンは彼自身の航空機を建設し、エルロンを追加することによってVoisinデザインを適応させました。 尾翼とエルロンのさらなる改良により、Farman IIIは1909年から1911年の間に販売された最も一般的な飛行機となり、広く模倣されました。 英国では、アメリカ出身のサミュエル・コーディーは1908年にライト・フライヤーと同様のレイアウトで航空機を飛行し、大型のフロントエレベーターと同様にテールプレーンを組み込んだ。 1910年には、ミシュランカップ競技会でウィンター補助翼を搭載した改良モデルが、ジェフリー・デ・ハビランドの2番目のファーマンスタイルの航空機は上翼に補助翼を持ち、ロイヤル航空機工場FE1となった。 Farman IIIのコピーであるBristol Boxkiteは量産されていました。 米国ではGlenn Curtissが最初にAEA June Bugを飛行し、その後1910年に海上デッキの着陸と離陸を達成したゴールデンフライヤーが飛行しました。 一方、ライツ自身も安定性とコントロール性の両立を目指していましたが、最初に2番目の小さな飛行機を追加して最後に前景を取り除く前に、飛行機をさらに実験しました。 彼らは1910年に2人掛けのモデルBを発表し、1911年にBurgess Model Fとしてライセンス供与しました。

いくつかの約束しか示していない、より多くの他のより根本的なレイアウトが試されました。 英国では、JW Dunneは、円錐状の上面を有するスイープウィングを有する一連の無張りプッシャーデザインを開発した。 彼のD.5自転車は1910年に飛行し、完全に安定していた。 Dunneは意図的に3軸制御を完全に回避し、代わりに操作しやすく、実際にはもっと安全と考えるシステムを考案しました。 ダンのシステムは広く採用されていないだろう。 彼のテールレスデザインは、NieuportとBurgess-Dunneとして米国でフランスでライセンスされて製造されたD.8でピークを迎えましたが、ダニーが役人であった英国軍によって実用的な戦闘機として拒否されました。それはあまりにも安定していて戦闘では十分に動かないからです。

シープレーンズ
オーストリアの1901年、ヴィルヘルム・クレスは、アルミニウムと3つの翼からなる双子のポンツーンが並んでいる浮遊機Drachenfliegerの下降に失敗しました。

フランスの1910年、アンリ・ファーブルは彼のヒドラヴィオンで最初の水上飛行を行います。 三輪車のレイアウトでは、複葉機の前線と3つの短いフロートを備えたモノプレーンでした。

1912年フランス海軍のフーデル(Foudre)は、世界初の海上運送事業者であるヴォイスン・カナード(Voisin Canard)という最初の浮標を運航した。

初期の水上飛行機の問題は、速度が上がるにつれて水と航空機の間の吸引の傾向であり、航空機を下げて離陸を妨げていた。 英国のデザイナー、ジョン・シリル・ポルト(John Cyril Porte)は、吸引を壊すために航空機の底に足を踏み入れる技術を発明しました。これは1914年のCurtiss Model Hに組み込まれました。

軍用
1909年に飛行機は脆弱で実用性はほとんどありませんでした。 利用可能な限られたエンジン出力は、実効積載量が極端に制限されていることを意味した。 機体の基本的な構造および材料技術は、ほとんどが硬材材または鋼管で構成され、鋼線で補強され、可燃性補強材およびシーラントでドープされたリネン布で覆われています。 体重を節約する必要があるため、ほとんどの航空機は構造的に脆弱であり、戦闘で必要とされる急勾配の飛行など、暴力的な操縦を行う場合、飛行中に頻繁に壊れることはありませんでした。

しかし、これらの進化する飛行機は、単なる玩具ではなく、製作における武器であると認識されていました。 1909年、イタリア職員ジウリオ・ドゥエトは次のように述べました。

空は陸上や海上の戦場より重要ではない別の戦場になりつつあります….空気を征服するためには、空中で彼に打撃を与えることによって、あらゆる敵の飛行手段を奪う必要があります。彼の生産拠点で、または彼の生産センターで。 私たちはこのアイデアに慣れて、自分自身を準備するのがよいでしょう。

– Giulio Douhet(イタリア職員)、1909
1911年に飛行する最初の英国軍将校で​​あり、1910年の軍事操縦の間に固定翼航空機で空中偵察任務を行う最初の英国軍将校で​​あったBertram Dickson船長は、航空機の軍事使用とその後の開発とエスカレーションを予測した。英国帝国防衛のための技術小委員会への提出で空中戦闘。

米国陸軍のポール・W・ベック中尉がカリフォルニア州ロサンゼルスに爆弾を模擬した砂場を降下させたとき、初めてミサイルが飛行機から落とされた。

飛行機は、1911-1912年のイタリア・トルコ戦争の最中に戦場で最初に使用されました。 最初の運用は1911年10月23日にCarlo Piazza船長がBlériotXIでBenghaziの近くを飛行したときに行われました。 ジュリオ・ガボティ中尉がトルコ人の2つのオアシスに4本の爆弾を投下した11月1日には、最初の空中爆撃がまもなく行われた。 最初の写真偵察飛行は、1912年3月に行われ、また、キャプテン・ピアッツァ(Captain Piazza)によって飛行された。

1910年のエッチリック・タウベ、1911年のフォッカー・スピン、ロイヤル・エアクラフト・ファクトリーBE.2、ソップウィズ・タブロイド/シュナイダー、様々な陳腐化型などがこの期間中に開発されたタイプによって開発されました。パイロット訓練に使用されます。 Sikorsky Ilya Murometsは、戦争の発生直前の1914年に最初に飛行した最初の4機の飛行機で、今年最大の生産量を記録しました。 タイプは爆撃機と輸送の役割の両方で奉仕を見るために続くだろう。

ヘリコプター
動力を与えられたローターリフトの初期の研究は、固定翼航空機の開発とは独立して、後の研究者によって追跡調査された。

19世紀のフランスでは、ヘリコプターデザインに協力する協会が設立されました。 1863年、Gustave de Ponton d’Amécourtは確立された逆回転ローターを使用してモデルを構築しました。 最初は蒸気で動力を供給していたが、時計のバージョンは飛んだ。 1871年、PelésとDe la Pauze(1871年)、Pénaud、Achenbach(1874年)、Dieuaide(1887年)、Melikoff(1877年)、Forlanini(1877年)、Castel(1878年)、Dandrieux 1878-79)。 これらのうち、Forlaniniの蒸気動力の逆回転モデルが20秒間飛んで13メートル(43フィート)の高さに達し、Dandrieuxのゴム駆動モデルも飛んだ。

ハイラムマキシムの父親は、2つの逆回転ローターで動くヘリコプターを想起しましたが、それを構築するのに十分強力なエンジンを見つけることはできませんでした。 ヒラム自身は1872年にヘリコプターの計画を策定した後、固定翼飛行に注意を向けた。

1907年、ブレゲット・リシェット・ジャイロプレーン1号機は「繋がれた」テスト飛行で持ち上げられ、地面から浮上する最初の有人ヘリコプターとなった。 それは約60センチメートル(24インチ)上昇し、1分間ホバリングした。 しかし、飛行は非常に不安定であることが判明した。

2ヶ月後、フランスのリゼヌノで、ポール・コルヌは、コルヌのヘリコプターで有人の回転翼機で最初のフリーフライトを行い、30センチメートル(12インチ)に上がり、20秒間上がった。

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