Jusqu'à récemment, la machine à vapeur était la source d'énergie la plus répandue sur la planète. Des machines à vapeur étaient installées sur des chariots au sol - prototypes des premières automobiles, mettaient en mouvement des trains et des bateaux à vapeur, et assuraient le fonctionnement des pompes et des machines-outils. La puissance et les moteurs à vapeur étaient largement utilisés dans l'industrie au 19ème siècle. Sans surprise, au fil du temps, l'idée de construire un avion avec un moteur à vapeur a pénétré dans la tête des concepteurs. Cependant, le processus de construction d'un avion à vapeur s'est avéré difficile et épineux.
Équipage de vapeur d'air
La naissance de l'aviation remonte au début du XIXe siècle. C'est au tournant des XVIIIe-XIXe siècles que le premier concept d'avion est proposé. Ce concept a été avancé par le naturaliste anglais George Cayley. C'est Kayleigh qui est considéré comme l'un des premiers chercheurs et théoriciens au monde dans le domaine de la création d'avions plus lourds que l'air. Cayley a commencé ses premières études et expériences pour étudier les caractéristiques aérodynamiques de l'aile en 1804, la même année, il a fait un modèle de sa propre conception de cellule. Selon lui, le planeur ne pouvait pas parcourir plus de 27 mètres dans les airs. En 1809-1810, le premier journal scientifique mensuel de Grande-Bretagne, Nicolson's Journal of Natural Philosophy, publia un ouvrage de George Cayley intitulé « On Air Navigation ». Il s'agissait du premier ouvrage scientifique publié au monde, qui contenait les principes fondamentaux de la théorie du vol en planeur et en avion.
Ce n'est pas un hasard si c'est en Grande-Bretagne, plus près du milieu du XIXe siècle, qu'on a tenté de construire le premier avion, ou plutôt un jet à vapeur, car il était prévu d'installer une machine à vapeur dans le rôle d'un centrale électrique sur le modèle. L'idée de construire un avion hors du commun appartenait à l'inventeur et pionnier anglais dans le domaine de l'aviation, William Samuel Henson. En collaboration avec un autre inventeur britannique, John Stringfellow, Henson a développé la première conception d'avion au monde, qui a pris en compte tous les éléments de base d'un avion à hélice classique.
Les concepteurs ont appelé leur idée l'Aerial Steam Carriage. Le brevet de l'invention a été obtenu en 1843, la même année, les inventeurs et leurs partenaires ont enregistré une société par actions appelée Aeriel Transit Company. Les concepteurs ont créé le premier modèle de leur « équipage à vapeur d'air » en 1843. C'était un avion de six mètres, qui était propulsé par un moteur à vapeur d'une puissance de seulement 1 ch.
La conception de l'aile du parlet, présentée par Henson et Stringfellow, contenait des éléments qui trouveront à l'avenir des applications dans l'aviation: longerons, nervures, entretoises à croisillons. L'aile de leur paquebot, comme celle des avions modernes, était épaisse. Dans le même temps, les concepteurs ont conçu les longerons d'aile creux, ce qui était censé faciliter la conception de l'avion. L'aile elle-même était fixée au corps du parlet par le haut, il était prévu de placer le moteur lui-même, l'équipage et les passagers dans le corps. La centrale était censée entraîner deux hélices de poussée. Le train d'atterrissage de l'avion était prévu pour être à trois roues, avec une roue avant.
Dans le même temps, l'idée des designers était trop audacieuse, pas seulement par rapport aux normes du milieu du XIXe siècle. Les caractéristiques techniques de l'équipage à vapeur étaient excellentes. L'avion était censé transporter jusqu'à 12 personnes par voie aérienne sur une distance de 1600 km. Dans le même temps, l'envergure du modèle était estimée à 46 mètres et la surface de l'aile était de 424 m², le diamètre des hélices était de 6 mètres. La puissance de la machine de puissance installée a été estimée à 30 ch. On pensait que cela suffisait pour fournir à un avion d'une masse maximale au décollage de 1360 kg une vitesse de croisière de 80 km/h.
En fait, tout s'est terminé par les essais du modèle réduit, qui se sont poursuivis avec plus ou moins de succès de 1844 à 1847. Pendant tout ce temps, les concepteurs ont apporté un grand nombre de modifications au projet, modifié des paramètres, modifié la cellule et recherché également une machine à vapeur de plus en plus puissante. Malgré les efforts des naturalistes britanniques, à maintes reprises, ils ont échoué. Cela était principalement dû à l'absence totale d'expérience mondiale dans le domaine de la construction aéronautique. Tant Henson que Stringfellow ont été des pionniers, ne faisant que les premiers pas timides dans un nouveau domaine, confronté à un grand nombre de difficultés. En 1847, tous les travaux sur le projet ont finalement été arrêtés.
Avion à vapeur d'Alexandre Mozhaisky
En Russie, l'idée de construire un avion avec un moteur à vapeur a été reprise par le contre-amiral Alexander Fedorovich Mozhaisky, "le grand-père de l'aviation russe", non seulement une figure militaire célèbre, mais aussi un inventeur. Mozhaisky était engagé dans la recherche et l'invention à la fois pendant son service dans la marine impériale russe et dans la fonction publique. L'inventeur a finalement eu l'idée de construire son propre avion vers 1873. Ayant terminé son plan à la fin de 1876, Mozhaisky a présenté le projet au ministère de la Guerre, où le projet a été examiné et un financement a été alloué pour sa mise en œuvre. En particulier, trois mille roubles ont été dépensés pour la recherche scientifique et la recherche, dont les résultats pourraient être ultérieurement utilisés pour créer un nouvel avion.
Lors du développement de sa version de l'avion, Alexander Mozhaisky, comme de nombreux autres pionniers de l'aéronautique, s'est principalement appuyé sur la conception et les qualités de vol des cerfs-volants, qu'il a personnellement conçus et lancés au cours de plusieurs années. Mozhaisky croyait à juste titre qu'un avion lourd et lent devait avoir une grande surface d'aile. Dans le même temps, comme d'autres inventeurs d'avions, Mozhaisky a fait des essais et des erreurs, modifiant à plusieurs reprises la conception et les caractéristiques de ses versions d'avions.
Selon le projet, l'avion devait avoir une longueur de fuselage d'environ 15 mètres, une envergure de 23 mètres, une masse au décollage de 820 kg. Dans le même temps, les dimensions de l'avion changent dans diverses études de spécialistes dans le domaine de l'aviation. Le fait que Mozhaisky ait voulu équiper son avion de deux moteurs de 20 ch à la fois reste inchangé. et 10 cv. Parallèlement, il s'agissait au départ de moteurs à combustion interne, qui commençaient à peine à émerger. La vitesse de conception de l'avion était censée être d'environ 40 km/h. La faible vitesse de vol a obligé le concepteur à construire un avion avec une très grande surface d'aile de la forme originale. Extérieurement, l'avion conçu par Mozhaisky était un monoplan de contreventement, fabriqué selon la conception aérodynamique classique.
Assez rapidement, le concepteur a été contraint d'abandonner le moteur à combustion interne, car les premiers moteurs de ce type étaient extrêmement peu fiables et avaient beaucoup de poids. Puis Mozhaisky a décidé de revenir aux machines à vapeur classiques de son époque. Sur son mot de passe, il prévoyait d'utiliser les modèles les plus légers de moteurs à vapeur de la société Arbecker-son and Hemkens de Londres, qui avait une excellente réputation et a eu le temps de s'imposer en tant que fabricant de moteurs à vapeur légers qui étaient utilisés sur les destroyers.
Le premier prototype de l'avion était prêt en 1882. Mais les tests ont échoué. Alexander Mozhaisky, comme de nombreux pionniers de l'aviation, ne pouvait se fier à l'expérience réussie de personne. À cette époque, l'industrie aéronautique mondiale n'existait tout simplement pas. Le concepteur n'a pas équipé son mot de passe de dispositifs anti-roulis, car il ne les jugeait pas nécessaires. En conséquence, l'avion, n'ayant même pas le temps de s'élever dans le ciel, est tombé sur le côté et son immense aile s'est simplement "pliée". Les trois années suivantes de travail pour finaliser la conception n'ont abouti à rien, les tests de 1885 ont à nouveau échoué, l'avion est à nouveau tombé sur le côté. C'est là que se termine l'histoire de cet avion, et en 1890 le concepteur lui-même est décédé.
Le seul mot de passe volant
En fin de compte, le premier avion à vapeur capable de s'envoler et d'effectuer un vol complet n'a été construit qu'au XXe siècle. Cela s'est produit dans les années 1930, alors que le monde avait déjà accumulé une expérience significative dans le domaine de la construction aéronautique. Sorti en 1933 en un seul exemplaire, l'Airspeed 2000 a non seulement pris son envol, mais était également en service actif, au moins jusqu'en 1936. Un avion inhabituel a fonctionné dans le bureau de poste américain, mais après 1936, sa vie est perdue.
Le premier bateau à vapeur volant a été construit par les frères américains, les inventeurs George et William Bessler, avec l'aide directe de l'ingénieur Nathan Price. La démonstration de la nouveauté a eu lieu le 12 avril 1933 en Californie dans la ville d'Oakland et a été largement couverte par la presse américaine. En apparence, ce serait l'avion le plus ordinaire de ces années-là. Ce n'est pas surprenant, car les frères se sont simplement inspirés du biplan de série Travel Air 2000. La centrale elle-même était inhabituelle. L'avion, baptisé Airspeed 2000, était équipé d'un puissant moteur à vapeur.
Le cœur de la voiture était un moteur à vapeur bicylindre en V qui produisait une puissance maximale de 150 ch. Avec un réservoir d'une capacité totale d'environ 10 gallons, l'avion des frères Bessler pouvait parcourir environ 600 km. Dans le même temps, le moteur à vapeur pesait encore moins que les moteurs à combustion interne à essence standard - 80 kg, mais 220 kg supplémentaires ont été ajoutés au poids de la centrale électrique, un réservoir d'eau avec une chambre de combustion.
L'avion a facilement pris son envol en 1933 et a ensuite été mis en service. La voiture n'a eu aucun problème avec les vols. Dans le même temps, les journalistes ont apprécié le fonctionnement silencieux du moteur de l'avion, notant que la conversation entre le pilote et le passager pouvait être entendue même depuis le sol. Le bruit n'était fait que par le sifflement de l'hélice hachant l'air. En plus d'un vol silencieux, l'avion avait d'autres avantages, par exemple, l'utilisation d'eau au lieu d'essence. Aussi, la puissance de la machine à vapeur ne dépendait en aucune façon de l'altitude de vol et du degré de raréfaction de l'air, ce qui était un problème pour tous les avions équipés de moteurs à combustion interne. Par exemple, à plus de deux mille mètres d'altitude, le moteur à vapeur de l'Airspeed 2000 est devenu plus efficace que les moteurs à essence de même puissance.
Malgré ses avantages, l'Airspeed 2000 n'intéressait pas les clients civils et les militaires américains. L'avenir était aux avions à moteur à combustion interne, et le biplan des frères Bessler ressemblait à une sorte de curiosité du XIXe siècle, mais avec un ensemble d'avantages évidents. Les inconvénients l'emportaient encore. En termes d'efficacité, la machine à vapeur était inférieure aux moteurs à combustion interne. Des matériaux ultralégers ont dû être utilisés dans la conception de l'avion pour compenser le poids de l'énorme chaudière à eau. Il ne permettait pas de rivaliser avec des avions équipés de moteurs à combustion interne et d'une autonomie de vol plus courte. Et même une qualité aussi évidente que l'absence de bruit, qui pourrait être utilisée pour créer des avions de reconnaissance ou des bombardiers, n'a pas attiré les représentants du département militaire.
