Vēl nesen tvaika dzinējs bija visizplatītākais enerģijas avots uz planētas. Uz zemes ratiņiem tika uzstādīti tvaika dzinēji - pirmo automašīnu prototipi, kas iedarbināja vilcienus un tvaikoņus, kā arī nodrošināja sūkņu un darbgaldu darbību. Tvaika spēka un tvaika dzinēji 19. gadsimtā tika plaši izmantoti rūpniecībā. Nav pārsteidzoši, ka laika gaitā dizaineru galvās iekļuva ideja par lidmašīnas būvēšanu ar tvaika dzinēju. Tomēr tvaika lidmašīnas izveides process izrādījās grūts un sarežģīts.
Gaisa tvaika apkalpe
Aviācijas dzimšana aizsākās 19. gadsimta sākumā. Tieši 18.-19.gadsimta mijā tika piedāvāta pirmā lidmašīnas koncepcija. Šo koncepciju izvirzīja angļu dabaszinātnieks Džordžs Keilijs. Tieši Keilija tiek uzskatīta par vienu no pirmajiem pasaules pētniekiem un teorētiķiem par gaisu smagāku lidmašīnu radīšanas jomā. Pirmos pētījumus un eksperimentus, lai izpētītu spārna aerodinamiskās īpašības, Keilijs uzsāka 1804. gadā, tajā pašā gadā viņš izgatavoja sava gaisa kuģa korpusa dizaina modeli. Pēc viņa teiktā, planieris pa gaisu varēja nobraukt ne vairāk kā 27 metrus. 1809.-1810. Gadā Lielbritānijā pirmais ikmēneša zinātniskais žurnāls Nicolson's Journal of Natural Philosophy publicēja Džordža Keilija darbu ar nosaukumu "Par gaisa navigāciju". Tas bija pasaulē pirmais publicētais zinātniskais darbs, kas ietvēra planiera un lidmašīnas lidojuma teorijas pamatprincipus.
Nav nejaušība, ka tieši Lielbritānijā, tuvāk 19. gadsimta vidum, viņi mēģināja uzbūvēt pirmo lidmašīnu, pareizāk sakot, tvaika strūklu, jo bija plānots uzstādīt tvaika dzinēju lomā. spēkstacija pēc modeļa. Ideja izveidot neparastu lidmašīnu piederēja angļu izgudrotājam un pionierim aviācijas jomā Viljamam Semjuelam Hensonam. Kopā ar citu britu izgudrotāju Džonu Stringfellowu Hensons izstrādāja pasaulē pirmo lidaparāta dizainu, kurā tika ņemti vērā visi klasiskās dzenskrūves vadītās lidmašīnas pamatelementi.
Dizaineri savu ideju sauca par gaisa tvaika ratiņiem. Izgudrojuma patentu ieguva 1843. gadā, tajā pašā gadā izgudrotāji un viņu partneri reģistrēja akciju sabiedrību ar nosaukumu Aeriel Transit Company. Dizaineri izveidoja savu "gaisa tvaika apkalpes" pirmo modeli 1843. gadā. Tā bija sešu metru lidmašīna, kuru darbināja tvaika dzinējs, kura jauda bija tikai 1 ZS.
Parleta spārna dizainā, ko prezentēja Hensons un Stringfellow, bija elementi, kas nākotnē atradīs pielietojumu aviācijā: starplikas, ribas, statņi ar lencēm. Viņu tvaikoņa spārns, tāpat kā mūsdienu lidmašīnām, bija biezs. Tajā pašā laikā dizaineri veidoja dobu spārnu starplikas, kam vajadzēja atvieglot lidmašīnas dizainu. Spārns pats bija piestiprināts pie paletes korpusa no augšas, bija paredzēts novietot pašu dzinēju, apkalpi un pasažierus korpusā. Elektrostacijai vajadzēja vadīt divus stumšanas dzenskrūves. Lidmašīnas šasija bija plānota trīsriteņu, ar vienu deguna riteni.
Tajā pašā laikā dizaineru ideja bija pārāk drosmīga ne tikai pēc 19. gadsimta vidus standartiem. Gaisa tvaika apkalpes tehniskās īpašības bija lieliskas. Lidmašīnā bija paredzēts pārvadāt līdz 12 cilvēkiem pa gaisu 1600 km attālumā. Tajā pašā laikā modeļa spārnu platums tika lēsts 46 metru attālumā, un spārnu laukums bija 424 m², dzenskrūves diametrs bija 6 metri. Uzstādītās jaudas mašīnas jauda tika lēsta 30 ZS. Tika uzskatīts, ka ar to pietiek, lai nodrošinātu lidmašīnu ar maksimālo pacelšanās svaru 1360 kg un kreisēšanas ātrumu 80 km / h.
Patiesībā tas viss beidzās ar samazinātā modeļa testiem, kas turpinājās ar mainīgiem panākumiem no 1844. līdz 1847. gadam. Visu šo laiku dizaineri veica daudzas izmaiņas projektā, mainīja parametrus, mainīja lidmašīnas korpusu, kā arī meklēja arvien jaudīgāku tvaika dzinēju. Neskatoties uz britu dabaszinātnieku centieniem, viņi laiku pa laikam cieta neveiksmi. Tas galvenokārt bija saistīts ar pilnīgu pasaules pieredzes trūkumu lidmašīnu būvniecības jomā. Gan Hensons, gan Stringfellow bija pionieri, kas spēra tikai pirmos kautrīgos soļus jaunā jomā, saskaroties ar milzīgām grūtībām. 1847. gadā visi darbi pie projekta beidzot tika pārtraukti.
Aleksandra Mozhaiskija tvaika lidmašīna
Krievijā ideju būvēt lidmašīnu ar tvaika dzinēju uzņēma kontradmirālis Aleksandrs Fedorovičs Mozhaiskis, "Krievijas aviācijas vectēvs", ne tikai slavens militārs personāžs, bet arī izgudrotājs. Mozhaiskis nodarbojās ar pētniecību un izgudrošanu gan dienesta laikā Krievijas impērijas flotē, gan civildienestā. Izgudrotājs beidzot nonāca pie idejas izveidot savu lidmašīnu līdz 1873. gadam. Pabeidzis savu plānu līdz 1876. gada beigām, Mozhaisky iepazīstināja ar projektu Kara ministriju, kur projekts tika izskatīts un tika piešķirts finansējums tā īstenošanai. Jo īpaši trīs tūkstoši rubļu tika iztērēti zinātniskiem pētījumiem un pētījumiem, kuru rezultātus turpmāk varēja izmantot, lai izveidotu jaunu lidmašīnu.
Izstrādājot savu lidmašīnas versiju, Aleksandrs Mozhaiskijs, tāpat kā daudzi citi aeronautikas pionieri, galvenokārt paļāvās uz pūķu dizainu un lidojuma īpašībām, kuras viņš personīgi izstrādāja un palaida vairāku gadu laikā. Mozhaiskis pamatoti uzskatīja, ka smagai un lēnai lidmašīnai jābūt ar lielu spārnu laukumu. Tajā pašā laikā, tāpat kā citi lidmašīnu izgudrotāji, Mozhaiskis izgāja izmēģinājumus un kļūdas, daudzkārt mainot savu lidmašīnu versiju dizainu un īpašības.
Saskaņā ar projektu lidmašīnas fizelāžas garums bija aptuveni 15 metri, spārnu platums-23 metri, pacelšanās svars-820 kg. Tajā pašā laikā gaisa kuģa izmēri mainās dažādos aviācijas jomas speciālistu pētījumos. Fakts, ka Mozhaiskis vēlējās aprīkot savu lidmašīnu ar diviem 20 ZS dzinējiem uzreiz, paliek nemainīgs. un 10 ZS. Tajā pašā laikā sākotnēji tas bija par iekšdedzes dzinējiem, kas tikko sāka parādīties. Lidmašīnas projektētajam ātrumam vajadzēja būt aptuveni 40 km / h. Zemais lidojuma ātrums piespieda dizaineri uzbūvēt lidmašīnu ar ļoti lielu sākotnējās formas spārnu laukumu. Ārēji Mozhaisky projektētais lidaparāts bija stiprinošs monoplāns, kas izgatavots pēc klasiskā aerodinamiskā dizaina.
Diezgan ātri dizainers bija spiests atteikties no iekšdedzes dzinēja, jo pirmie šādi dzinēji bija ārkārtīgi neuzticami un tiem bija liels svars. Tad Mozhaiskis nolēma atgriezties pie sava laikmeta klasiskajiem tvaika dzinējiem. Parolē viņš plānoja izmantot Londonas kompānijas Arbecker-son un Hemkens vieglākos tvaika dzinēju modeļus, kuriem bija lieliska reputācija un kuriem bija laiks sevi pierādīt kā vieglu tvaika dzinēju ražotājus, kas tika izmantoti iznīcinātājos.
Pirmais lidmašīnas prototips bija gatavs 1882. gadā. Bet testi bija neveiksmīgi. Aleksandrs Mozhaiskis, tāpat kā daudzi aviācijas pionieri, nevarēja paļauties uz neviena veiksmīgo pieredzi, tajos gados pasaules lidmašīnu industrija vienkārši nepastāvēja. Dizaineris nav aprīkojis savu paroli ar pretapgāšanās ierīcēm, jo neuzskatīja tās par nepieciešamām. Rezultātā lidmašīna, pat nepaspējot pacelties debesīs, nokrita uz sāniem, un tās milzīgais spārnu laukums vienkārši “salocījās”. Turpmākie trīs gadu darbi pie dizaina pabeigšanas neko nedeva, 1885. gada testi atkal bija neveiksmīgi, lidmašīna atkal nokrita uz sāniem. Šeit beidzas šī lidaparāta vēsture, un 1890. gadā nomira pats dizaineris.
Vienīgā lidojošā parole
Galu galā pirmā tvaika lidmašīna, kas spēja pacelties debesīs un veica pilnu lidojumu, tika uzbūvēta tikai 20. gadsimtā. Tas notika pagājušā gadsimta 30. gados, kad pasaule jau bija uzkrājusi ievērojamu pieredzi lidmašīnu būves jomā. Airspeed 2000, kas tika izdots 1933. gadā vienā eksemplārā, ne tikai pacēlās, bet arī aktīvi darbojās, vismaz līdz 1936. gadam. Neparasta lidmašīna strādāja ASV pastā, bet pēc 1936. gada viņa dzīvība tiek zaudēta.
Pirmo lidojošo tvaikonīti uzbūvēja amerikāņu brāļi, izgudrotāji Džordžs un Viljams Beslers, tieši palīdzot inženierim Neitanam Praisam. Jaunuma demonstrācija notika 1933. gada 12. aprīlī Kalifornijā Oklendas pilsētā un tika plaši atspoguļota amerikāņu presē. Pēc izskata šī būtu visparastākā lidmašīna šajos gados. Tas nav pārsteidzoši, jo brāļi vienkārši par pamatu ņēma sērijveida divplānu Travel Air 2000. Pati spēkstacija bija neparasta. Lidmašīna ar nosaukumu Airspeed 2000 bija aprīkota ar jaudīgu tvaika dzinēju.
Automašīnas sirds bija V-divu cilindru tvaika dzinējs, kura maksimālā jauda bija 150 ZS. Ar tvertni, kuras kopējā ietilpība ir aptuveni 10 galonu, brāļu Besleru lidmašīna varētu lidot aptuveni 600 km. Tajā pašā laikā tvaika dzinējs svēra pat mazāk nekā standarta benzīna iekšdedzes dzinēji - 80 kg, bet vēl 220 kg spēkstacijas svaram pievienoja ūdens tvertni ar kurtuvi.
Lidmašīna viegli pacēlās debesīs 1933. gadā un vēlāk tika ekspluatēta. Automašīnai nebija nekādu problēmu ar lidojumiem. Tajā pašā laikā žurnālisti novērtēja lidmašīnas dzinēja kluso darbību, atzīmējot, ka saruna starp pilotu un pasažieri bija dzirdama pat no zemes. Troksni radīja tikai dzenskrūves svilpe, kas sasmalcināja gaisu. Papildus klusam lidojumam lidmašīnai bija arī citas priekšrocības, piemēram, ūdens izmantošana benzīna vietā. Tāpat tvaika dzinēja jauda nekādā veidā nebija atkarīga no lidojuma augstuma un gaisa retuma pakāpes, kas bija problēma visiem lidaparātiem ar iekšdedzes dzinējiem. Piemēram, vairāk nekā divu tūkstošu metru augstumā Airspeed 2000 tvaika dzinējs kļuva efektīvāks nekā tādas pašas jaudas benzīna dzinēji.
Neskatoties uz priekšrocībām, Airspeed 2000 neinteresēja civilos klientus un ASV armiju. Nākotne bija paredzēta lidmašīnām ar iekšdedzes dzinējiem, un brāļu Besleru divplāksne izskatījās pēc sava veida ziņkārības no 19. gadsimta, lai gan ar acīmredzamu priekšrocību kopumu. Trūkumi joprojām atsver. Efektivitātes ziņā tvaika dzinējs bija zemāks par iekšdedzes dzinējiem. Lidmašīnas konstrukcijā bija jāizmanto īpaši vieglie materiāli, lai kompensētu masīvā ūdens katla svaru. Tas neļāva konkurēt ar lidmašīnām ar iekšdedzes dzinējiem un īsāku lidojuma diapazonu. Un pat tāda acīmredzama īpašība kā trokšņainība, ko varēja izmantot izlūkošanas lidmašīnu vai bumbvedēju radīšanai, nepiesaistīja militārā departamenta pārstāvjus.
