Ιστορία της αεροπορίας

Η ιστορία της αεροπορίας εκτείνεται σε πάνω από δύο χιλιάδες χρόνια, από τις πρώτες μορφές αεροπορίας, τους χαρταετούς και τα άλματα από πύργους, στην υπερηχητική πτήση που γίνεται, από βαρύτερα από τον αέρα αεριωθούμενα αεροσκάφη.

Το Wright Military Flyer πάνω σε βαγόνι το 1908.

Το Γαλλικό αερόστατο αναγνώρισης L'Intrépide του 1796, η παλαιότερη διατηρημένη ιπτάμενη συσκευή, στο Μουσείο Στρατιωτικής Ιστορίας της Βιέννης.

Το σχέδιο ορνιθόπτερου του Λεονάρντο ντα Βίντσι.

Το χρονολόγιο της αεροπορίας

Το πέταγμα του χαρταετού στην Κίνα χρονολογείται πολλές χιλιάδες χρόνια π.Χ. και εξαπλώθηκε αργά σε όλο τον κόσμο. Θεωρείται ως ένα από τα πλέον πρώιμα είδη πτήσης ανθρώπινης κατασκευής.

Το όνειρο για μια πτήση του Λεονάρντο ντα Βίντσι τον 15ο αιώνα εκφράστηκε μέσω αρκετών λογικών αλλά μη επιστημονικών σχεδίων, αν και δεν προσπάθησε να κατασκευάσει κάποιο από αυτά.

Η ανακάλυψη του αερίου υδρογόνου τον 18ο αιώνα οδήγησε στην εφεύρεση του αεροστάτου υδρογόνου, την ίδια περίπου περίοδο που οι αδελφοί Μονγκολφιέ ανακάλυψαν εκ νέου το αερόστατο θερμού αέρα και ξεκίνησαν τις επανδρωμένες πτήσεις. Διάφορες θεωρίες μηχανικής από φυσικούς την ίδια περίοδο, με πιο αξιοσημείωτα τη δυναμική των υγρών και τους νόμους της κίνησης του Νεύτωνα, οδήγησαν στη θεμελίωση της σύγχρονης αεροδυναμικής, με κύριο εκπρόσωπο τον Σερ Τζορτζ Κέιλι.

Τα αερόστατα, τόσο τα ελεύθερης πτήσης όσο και τα προσδεμένα, ξεκίνησαν να χρησιμοποιούνται για στρατιωτικούς σκοπούς από τα τέλη του 18ου αιώνα, με τη γαλλική κυβέρνηση να εγκαθιδρύει Εταιρείες Αεροστάτων κατά τη διάρκεια της Επανάστασης.

Ο όρος aviation (αεροπορία στα αγγλικά), ουσιαστικό δράσης το οποίο πηγάζει από τη λατινική λέξη avis «πουλί» με το επίθεμα -ation σημαίνει δράση ή εξέλιξη, επινοήθηκε το 1863 από τον Γάλλο πρωτοπόρο Γκιλόμ Ζόζεφ Γκάμπριελ ντε Λα Λαντέλ (1812–1886) στο έργο του « Aviation ou Navigation aérienne sans ballons » (Αεροπορία ή αεροπλοΐα χωρίς αερόστατα). Στα ελληνικά η λέξη αεροπορία, προέρχεται από το ουσιαστικό αεροπόρος ο οποίος είναι αυτός που διασχίζει τον αέρα.

Τα πειράματα με ανεμόπτερα αποτέλεσαν τα θεμέλια των βαρύτερων από τον αέρα σκαφών, και μέχρι τις αρχές του 20ού αιώνα οι εξελίξεις στην τεχνολογία των κινητήρων και την αεροδυναμική έδωσαν για πρώτη φορά τη δυνατότητα εκτέλεσης μηχανοκίνητων πτήσεων. Το σύγχρονο αεροπλάνο με τη χαρακτηριστική ουρά του καθιερώθηκε το 1909 και έκτοτε στην ιστορία κατέστη συνδεδεμένο με την ανάπτυξη ολοένα και περισσότερο ισχυρών κινητήρων.

Τα πρώτα μεγάλα σκάφη του αέρα ήταν τα άκαμπτα πηδαλιουχούμενα αερόστατα στα οποία πρωτοστάτησαν τα Ζέπελιν, και σύντομα έγιναν συνώνυμα με τα αερόπλοια και κυριάρχησαν στις πτήσεις μεγάλης απόστασης μέχρι τη δεκαετία του 1930, όταν τα μεγάλα ιπτάμενα πλοία έγιναν δημοφιλή. Μετά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, τα ιπτάμενα πλοία αντικαταστάθηκαν με τη σειρά τους από τα αεροπλάνα, και ο νέος και εξαιρετικά ισχυρός κινητήρας αεριώθησης έφερε την επανάσταση τόσο στα αεροπορικά ταξίδια όσο και τη στρατιωτική αεροπορία.

Στο τελευταίο μέρος του 20ού αιώνα η πρόοδος των ψηφιακών ηλεκτρονικών οδήγησε σε μεγάλη πρόοδο στα όργανα πτήσης και τα ημιαυτόματα συστήματα. Ο 21ος αιώνας ξεκίνησε με τη μεγάλης κλίμακας χρήση μη επανδρωμένων drone για στρατιωτική, πολιτική και ψυχαγωγική χρήση. Μέσω ψηφιακών συστημάτων ελέγχου, μπόρεσαν να κατασκευαστούν τα εκ φύσεως ασταθή αεροσκάφη όπως η ιπτάμενες πτέρυγες.

Πρωτόγονη αρχή

Άλματα από πύργους

Ο Δαίδαλος ενώ εργάζεται στα φτερά του Ικάρου.

Η προέλευση της επιθυμίας του ανθρώπου να πετάξει χάνεται στο μακρινό παρελθόν. Από τους πρώτους θρύλους υπάρχουν ιστορίες ανθρώπων οι οποίοι ίππευαν ιπτάμενες μηχανές ή δενόταν με πτέρυγες πανομοιότυπες με των πτηνών, ενισχυμένους μανδύες ή άλλες συσκευές, με τις οποίες προσπαθούσαν να πετάξουν, ή κατά κανόνα να πραγματοποιήσουν άλμα πάνω από έναν πύργο. Ο αρχαιοελληνικός μύθος του Δαίδαλου και του Ικάρου είναι ένας από τους πρώτους που έχουν γίνει γνωστοί, ενώ άλλοι προέρχονται από την Ινδία, την Κίνα και τη Σκοτεινή Περίοδο της Ευρώπης. Κατά την πρώιμη αυτή περίοδο οι όροι της άνωσης, της σταθερότητας και του ελέγχου δεν είχαν κατανοηθεί, και οι περισσότερες προσπάθειες κατέληγαν σε σοβαρό τραυματισμό ή θάνατο.

Στη μεσαιωνική Ευρώπη το πρώτο καταγεγραμμένο άλμα από πύργο χρονολογείται στο 852 μ.Χ., όταν ο Αρμέν Φιρμάν πραγματοποίησε άλμα στην Κόρδοβα της Ισπανίας, και φέρεται να κάλυψε το σώμα του με φτερά γύπα επισυνάπτοντας δύο φτερούγες στα χέρια του. Ο Άιλμερ του Μαλμεσμπέρι ακολούθησε σύντομα και πολλοί συνέχισαν να κάνουν κάτι τέτοιο τους επόμενους αιώνες. Προς το τέλος του 1811, ο Άλμπρεχτ Μπέρμπλινγκερ κατασκεύασε ένα ορνιθόπτερο και πέταξε πάνω από τον Δούναβη στο Ουλμ.

Χαρταετοί

Εκτυπωμένη ξυλογραφία ενός χαρταετού από το βιβλίο του 1635 του Τζον Μπέιτ The Mysteryes of Nature and Art (Τα Μυστήρια της Φύσης και της Τέχνης), στο οποίο ο χαρταετός έχει τίτλο Πως να φτιάξετε φλογερούς δράκους.

Ο χαρταετός ίσως ήταν η πρώτη μορφή αεροσκάφους κατασκευασμένου από άνθρωπο. Εφευρέθηκε στην Κίνα, πιθανώς κατά τον 5ο αιώνα π.Χ. από τους Μόζι (ή Μο Ντι) και Λου Μπαν (ή Γκόνγκσου Μπαν). Τα μεταγενέστερα σχέδια συχνά μιμούνταν τα έντομα που πετούν, τα πουλιά και άλλα πλάσματα, είτε πραγματικά είτε μυθικά. Σε μερικούς χαρταετούς υπήρχαν χορδές ή σφυρίχτρες ώστε να παράγονται ήχοι κατά την πτήση. Αρχαίες και μεσαιωνικές κινεζικές πηγές καταγράφουν και άλλες χρήσεις για τους χαρταετούς όπως η μέτρηση αποστάσεων, ο έλεγχος του ανέμου, η ανύψωση ανθρώπων, η σηματοδότηση και η επικοινωνία σε στρατιωτικές επιχειρήσεις.

Οι χαρταετοί επεκτάθηκαν από την Κίνα σε όλο τον κόσμο. Μετά την παρουσίαση του στην Ινδία, ο αετός εξελίχθηκε περαιτέρω σε μαχητή χαρταετό (fighter kite), όπου ένα γυαλισμένο σχοινί χρησιμοποιείται για να καταρρίψει άλλους χαρταετούς.

Χαρταετοί μεταφοράς ανθρώπων

Θεωρείται πως χαρταετοί μεταφοράς ανθρώπων είχαν εκτεταμένη χρήση στην αρχαία Κίνα, τόσο για πολιτική όσο για στρατιωτική χρήση και μερικές φορές εκτελούνταν ως τιμωρία. Μια πρώτη καταγεγραμμένη πτήση ενός τέτοιου χαρταετού ήταν αυτή του φυλακισμένου Γιουάν Ουανγκτού, ενός Κινέζου πρίγκιπα, τον 6ο αιώνα μ.Χ. Ιστορίες χαρταετών μεταφοράς ανθρώπων υπάρχουν επίσης στην Ιαπωνία, μετά την παρουσίαση τους εκεί από την Κίνα κατά τον 7ο αιώνα μ.Χ. Λέγεται πως σε κάποια περίοδο υπήρχε ιαπωνικός νόμος ο οποίος απαγόρευε τη χρήση αυτού του είδους αετών.

Στροφειόπτερα

Η χρήση στροφείου (ρότορας) για την κάθετη πτήση υπήρχε από το 400 π.Χ. με τη μορφή του μπαμπουκόπτερου, ενός αρχαίου Κινέζικου παιχνιδιού. Το πανομοιότυπο « moulinet à noix » (στροφείο σε παξιμάδι) εμφανίστηκε στην Ευρώπη κατά τον 14ο αιώνα μ.Χ.

Αερόστατα θερμού αέρα

Ένα ουράνιο φανάρι.

Από την αρχαία περίοδο οι Κινέζοι είχαν κατανοήσει πως ο θερμός αέρας ανυψώνεται και εφάρμοσαν αυτή την αρχή σε έναν τύπο μικρού αερόστατου θερμού αέρα, τα ουράνια φανάρια. Ένα ουράνιο φανάρι αποτελείται από ένα χάρτινο μπαλόνι και ένα μικρό φανάρι που είναι τοποθετημένο μέσα ή κάτω από αυτό. Τα ουράνια φανάρια ρίπτονταν για λόγους ψυχαγωγίας ή κατά τη διάρκεια γιορτών. Σύμφωνα με τον Τζόζεφ Νίντχαμ, αυτά τα φανάρια υπήρχαν στην Κίνα από τον 3ο αιώνα π.Χ. Η στρατιωτική τους χρήση αποδίδεται στον στρατηγό Ζούγκε Λιάνγκ (180–234 μ.Χ., τιμητικός τίτλος Κονγκμίνγκ), ο οποίος θεωρείται πως τα χρησιμοποιούσε για να τρομάζει τα εχθρικά στρατεύματα.

Υπάρχει η μαρτυρία πως ακόμη, οι Κινέζοι «έλυσαν ένα πρόβλημα αεροπλοΐας» με τη χρήση αερόστατων, χιλιάδες χρόνια πριν από τον 18ο αιώνα.

Αναγέννηση

Ένα από τα σχέδια του Λεονάρντο

Τελικά ορισμένοι μελετητές άρχισαν να ερευνούν και να ορίζουν μερικές από τις βασικές έννοιες του επιστημονικού σχεδιασμού των αεροσκαφών. Ο πλέον αξιοσημείωτος από αυτούς ήταν ο Λεονάρντο ντα Βίντσι, αν και η δουλειά του παρέμεινε άγνωστη μέχρι το 1797, και έτσι δεν επηρέασε καθόλου τις εξελίξεις τα επόμενα τριακόσια χρόνια. Ενώ τα σχέδια του ήταν λογικά, δεν βασιζόταν σε ιδιαίτερα τεκμηριωμένη επιστήμη.

Ο Λεονάρντο ντα Βίντσι μελέτησε τα πτηνά για πολλά χρόνια, αναλύοντας τα ορθολογικά και προβλέποντας πολλές από τις αρχές της αεροδυναμικής. Κατανόησε πως «Ένα αντικείμενο αντιστέκεται στον αέρα όπως και ο αέρας αντιστέκεται σε αυτό». Ο Ισαάκ Νεύτων δεν είχε δημοσιεύσει τον τρίτο νόμο της κίνησης μέχρι το 1687.

Από τα τελευταία χρόνια του 15ου αιώνα έγραψε και σχεδίασε σχεδιαγράμματα για ιπτάμενες μηχανές και μηχανισμούς. Σε αυτά περιλαμβάνονται ορνιθόπτερα, ανεμόπτερα σταθερών πτερύγων, στροφειόπτερα και αλεξίπτωτα. Τα πρώτα σχέδια του αφορούσαν ανθρωποκίνητους τύπους όπως ορνιθόπτερα και στροφειόπτερα, όμως στη συνέχεια αντιλήφθηκε πως δεν ήταν πρακτικά και στράφηκε πως την ελεγχόμενη πτήση πλαγιάς, σχεδιάζοντας ακόμη και μηχανές κινούμενες από ελατήρια.

Ελαφρύτερη από τον αέρα

Το ξεκίνημα της σύγχρονης θεωρίας

Το 1670 ο Φραντσέσκο Λάνα ντε Τέρτσι δημοσίευσε ένα έργο στο οποίο ανέφερε πως η ελαφρύτερη από τον αέρα πτήση θα ήταν δυνατή με τη χρήση σφαιρών φύλλων χρυσού οι οποίες, όντας κούφιες, θα ήταν ελαφρύτερες από τον εκτοπισμένο αέρα και θα ανύψωναν ένα αερόπλοιο. Ενώ θεωρητικά ήταν ασφαλές, το σχέδιο του δεν ήταν εφικτό: η πίεση του περιρρέοντος αέρα θα έσπαζε τις σφαίρες. Η ιδέα χρήσης κενού για την παραγωγή άνωσης είναι γνωστή πλέον ως αερόπλοιο κενού αλλά παραμένει ανέφικτη με τα υπάρχοντα υλικά.

Το 1709 ο Μπαρτολομέου ντε Γκουσμάο υπέβαλε αίτηση στον βασιλιά Ιωάννη Ε΄ της Πορτογαλίας, ζητώντας υποστήριξη για την εφεύρεση ενός «αερόπλοιου», στην οποία εξέφρασε τη μεγαλύτερη εμπιστοσύνη του. Η δημόσια δοκιμή της μηχανής, η οποία ήταν προγραμματισμένη για τις 24 Ιουνίου 1709, δεν έλαβε χώρα ποτέ. Σύμφωνα με αναφορές της εποχής, όμως, ο Γκουσμάο φέρεται να έχει κάνει λιγότερο φιλόδοξα πειράματα με αυτή τη μηχανή. Είναι βέβαιο πως ο Γκουσμάο εργαζόταν πάνω σε αυτή την αρχή στη δημόσια έκθεση που πραγματοποίησε στα Ανάκτορα στις 8 Αυγούστου 1709, στην αίθουσα Κάζα ντα Ιντία στη Λισαβόνα, όταν προώθησε μια μπάλα στην οροφή δια καύσεως.

Αερόστατα

Το 1783 ήταν μια χρονιά καμπής για τα αερόστατα. Μεταξύ 4 Ιουνίου και 1 Δεκεμβρίου πέντε ξεχωριστά γαλλικά αερόστατα πέτυχαν σημαντικά πρωτεία στην αεροπορία:

• 4 Ιουνίου: Το μη επανδρωμένο αερόστατο θερμού αέρα των αδελφών Μονγκολφιέ ανύψωσε ένα πρόβατο, μια πάπια και ένα κοτόπουλο σε ένα καλάθι που κρεμόταν από κάτω στο Ανοναί.
• 27 Αυγούστου: Ο Ζακ Σαρλ και οι αδελφοί Ρομπέρ απογείωσαν το πρώτο μη επανδρωμένο αερόστατο υδρογόνου στον κόσμο, από το Πεδίο του Άρεως, στο Παρίσι.
• 19 Οκτωβρίου: Οι αδελφοί Μονγκολφιέ πραγματοποίησαν την πρώτη επανδρωμένη πτήση, ένα δεμένο αερόστατο με ανθρώπους επί του σκάφους, στο σπίτι του Φολί Τιτόν στο Παρίσι. Οι αεροπόροι ήταν ο επιστήμονας Ζαν-Φρανσουά Πιλάτρ ντε Ροζιέ, ο διαχειριστής κατασκευής Ζαν-Μπαπτίστ Ρεβεγιόν και ο Ζιρού ντε Βιλέτ.
• 21 Νοεμβρίου: Οι αδελφοί Μονγκολφιέ πραγματοποίησαν την πρώτη ελεύθερη πτήση αεροστάτου με επιβάτες ανθρώπους. Ο βασιλιάς Λουδοβίκος ΙΣΤ΄ είχε αποφασίσει αρχικά πως οι πρώτοι πιλότοι θα ήταν καταδικασμένοι εγκληματίες, αλλά ο Ζαν-Φρανσουά Πιλάτρ ντε Ροζιέ, μαζί με τον Φρανσουά ντ'Αρλάντ, έλαβαν την τιμή αυτή. Παρασύρθηκαν από τον αέρα για 8 χιλιόμετρα σε ένα αερόστατο τροφοδοτούμενο από καυσόξυλα.
• 1 Δεκεμβρίου: Οι Ζακ Σαρλ και Νικολά-Λουί Ρομπέρ πραγματοποίησαν μια επανδρωμένη πτήση αερόστατου υδρογόνου από τους Κήπους του Παλατιού του Κεραμεικού του Παρισιού, παρακολουθούμενοι από κοινό 400.000 ατόμων. Έφτασαν σε ύψος 550 μέτρων (1.800 πόδια) και προσγειώθηκαν με τη δύση του ηλίου στο Νεσλ-λα-Βαλέε μετά από μια πτήση 2 ωρών και 5 λεπτών, καλύπτοντας απόσταση 36 χιλιομέτρων. Αφότου ο Ρομπέρ κατέβηκε από το αερόστατο ο Σαρλ αποφάσισε να ανυψωθεί μόνος του. Αυτή τη φορά ανυψώθηκε τάχιστα σε υψόμετρο περίπου 3.000 μέτρων, όπου αντίκρισε τον ήλιο ξανά αλλά υπέφερε επίσης από σοβαρό πόνο στα αυτιά, και δεν πέταξε ποτέ ξανά.

Οι πτήσεις με αερόστατα έγιναν άμεσα μεγάλη «μανία» στην Ευρώπη κατά τα τέλη του 18ου αιώνα, δίνοντας έτσι την πρώτη αναλυτική ερμηνεία της σχέσης μεταξύ υψομέτρου και ατμόσφαιρας.

Η έρευνα στην ανάπτυξη ενός πηδαλιουχούμενου (κατευθυνόμενου) αερόστατου, το οποίο σήμερα ονομάζεται αερόπλοιο, συνεχίστηκε σποραδικά κατά τον 19ο αιώνα. Η πρώτη μηχανοκίνητη, ελεγχόμενη, σταθερή ελαφρύτερη από τον αέρα πτήση θεωρείται πως έγινε το 1852 όταν ο Ανρί Ζιφάρ πέταξε 24 χιλιόμετρα στη Γαλλία, με ένα ατμοκίνητο σκάφος.

Δεμένα αερόστατα χρησιμοποιήθηκαν κατά τον Αμερικανικό Εμφύλιο Πόλεμο από το Σώμα Αεροστάτων του Στρατού της Ένωσης. Το 1863, ο νεαρός Φερδινάνδος φον Ζέπελιν, ο οποίος εκτελούσε καθήκοντα στρατιωτικού παρατηρητή στη Στρατιά του Ποτόμακ των Ενωτικών πέταξε για πρώτη φορά ως επιβάτης αερόστατου σε αερόστατο το οποίο ήταν στην υπηρεσία του Ενωτικού στρατού.

Από τις αρχές του 1900, οι πτήσεις με αερόστατο έγιναν δημοφιλές άθλημα στη Βρετανία. Τα ιδιωτικά αερόστατα χρησιμοποιούσαν κυρίως φωταέριο ως ανυψωτικό αέριο. Αυτό το αέριο παρείχε τη μισή ανυψωτική ισχύ από το υδρογόνο, έτσι τα αερόστατα έπρεπε να είναι μεγαλύτερα. Όμως, το φωταέριο ήταν πιο εύκολα διαθέσιμο, και οι τοπικές εταιρείες παροχής αερίου προσέφεραν ενίοτε ειδική φόρμουλα ελαφρού βάρους για εκδηλώσεις με αερόστατα.

Αερόπλοια

Το "Number 6" του Σάντους-Ντουμό πραγματοποιώντας πτήση γύρω από τον πύργο του Άιφελ όταν και κέρδισε το βραβείο Ντόιτς ντε λα Μερτέ τον Οκτώβριο του 1901.

Τα αερόπλοια ονομαζόταν αρχικά «πηδαλιουχούμενα αερόστατα» και είναι ακόμη μέχρι σήμερα μερικές φορές πηδαλιουχούμενα.

Ακόμη μια πρόοδος έγινε το 1884, όταν πραγματοποιήθηκε η πρώτη πλήρως ελεγχόμενη ελεύθερη πτήση στο ηλεκτροκινούμενο αερόπλοιο του Γαλλικού Στρατού, το La France, από τους Σαρλ Ρενάρ και Αρτύρ Κονσταντέν Κρεμπς. Το 52 μέτρων και 1.900 κυβικών μέτρων αερόπλοιο κάλυψε απόσταση 8 χιλιομέτρων σε 23 λεπτά με τη βοήθεια ενός ηλεκτρικού κινητήρα 8,5 αλόγων (6,3 kW).

Ωστόσο, αυτά τα αεροσκάφη ήταν γενικά σύντομης διάρκειας και εξαιρετικά ευπαθή. Ελεγχόμενες πτήσεις ρουτίνας δεν έλαβαν χώρα μέχρι την πρόοδο του κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Τα πρώτα αεροσκάφη τα οποία πραγματοποίησαν ελεγχόμενες πτήσεις ρουτίνας ήταν τα μη άκαμπτα αερόπλοια (ονομαζόμενα μερικές φορές ως μικρά αερόστατα). Ο πιο επιτυχημένος πρώιμος πιλότος που πρωτοστάτησε σε αυτό τον τύπο αεροσκαφών ήταν ο Βραζιλιάνος Αλμπέρτου Σάντους-Ντουμό ο οποίος συνδύασε αποτελεσματικά ένα αερόστατο με κινητήρα εσωτερικής καύσης. Στις 19 Οκτωβρίου 1901 πέταξε με το αερόπλοιο του "Number 6" πάνω από το Παρίσι από το Παρκ ντε Σεν Κλω γύρω από τον Πύργο του Άιφελ και πίσω σε λιγότερο από 30 λεπτά και κέρδισε το Βραβείο Ντόιτς ντε λα Μέρτε. Ο Σάντους-Ντουμό συνέχισε με τον σχεδιασμό και την κατασκευή διάφορων αεροσκαφών. Συνεπώς η αμφιβολία που περικύκλωνε τους δικούς του ισχυρισμούς καθώς και των άλλων ανταγωνιστών του επισκίασε τη μεγάλη συμβολή του στην ανάπτυξη των αερόπλοιων.

Την ίδια εποχή τα μη άκαμπτα αερόπλοια άρχισαν να έχουν επιτυχία, και επίσης αναπτύχθηκαν τα πρώτα άκαμπτα αερόπλοια. Αυτά θα είχαν περισσότερες δυνατότητες στη μεταφορά εμπορεύματος για δεκαετίες σε σχέση με τα αεροσκάφη σταθερών πτερύγων. Ο σχεδιασμός και η πρόοδος των άκαμπτων αερόπλοιων έγινε από τον Γερμανό κόμη Φερδινάνδο φον Ζέπελιν.

Η κατασκευή του πρώτου αερόπλοιου Ζέπελιν ξεκίνησε το 1899 σε μια πλωτή αίθουσα συναρμολόγησης στον Κόλπο του Μαντσέλ στη Λίμνη Κωνσταντία, στο Φρίντριχσχαφεν. Αυτό διευκόλυνε τη διαδικασία παραγωγής, μιας και η αίθουσα μπορούσε να ευθυγραμμιστεί με τον αέρα. Το πρωτότυπο αερόπλοιο LZ 1 (LZ αρχικά του "Luftschiff Zeppelin" [Αερόπλοιο Ζέπελιν]) είχε μήκος 128 μέτρων και κινούνταν από δύο κινητήρες ισχύος 10,6kW (14,2 άλογα) Daimler ενώ η ισορροπία πετυχαινόταν με τη μεταφορά ενός βαριδιού ανάμεσα στους δύο θαλάμους.

Η πρώτη του πτήση, στις 2 Ιουλίου 1900 διήρκεσε μόνο 18 λεπτά, μιας και το LZ 1 υποχρεώθηκε να προσυδατωθεί στη λίμνη μετά τη βλάβη που υπέστη ο μηχανισμός κουρδίσματος για την εξισορρόπηση του βάρους. Μετά την επισκευή, η τεχνολογία απέδειξε τις δυνατότητες της στις επόμενες πτήσεις, ξεπερνώντας την ταχύτητα 6 μέτρων/δευτερόλεπτο (20,9 χλμ/ώρα) κατά 3 μέτρα/δευτερόλεπτο (10,7 χλμ/ώρα), αλλά δεν μπορούσε ακόμη να πείσει πιθανούς επενδυτές. Χρειάστηκαν αρκετά χρόνια προτού ο Κόμης συλλέξει αρκετή χρηματοδότηση για την επόμενή του προσπάθεια.

Αν και τα αερόπλοια χρησιμοποιήθηκαν τόσο στον Α΄ όσο και στον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, και συνεχίζουν ακόμη σε περιορισμένη βάση μέχρι σήμερα, η ανάπτυξη τους επισκιάστηκε σε μεγάλο βαθμό από τα βαρύτερα από τον αέρα σκάφη.

Βαρύτερη από τον αέρα

17ος και 18ος αιώνας

Ο Ιταλός εφευρέτης Τίτο Λίβιο Μπουρατίνι προσκληθείς από τον Πολωνό Βασιλιά Βλαδισλάο Δ΄ στα ανάκτορα του στη Βαρσοβία, κατασκεύασε ένα αεροσκάφος μοντέλο με τέσσερις σταθερές πτέρυγες ανεμόπτερου το 1647. Το μοντέλο αυτό περιγράφηκε ως «τέσσερα ζευγάρια πτερύγων συνδεδεμένα σε έναν περίτεχνο 'δράκο'», και λέγεται πως κατάφερε να ανυψώσει επιτυχώς μια γάτα το 1648 αλλά όχι τον ίδιο τον Μπουρατίνι. Υποσχέθηκε πως θα προκαλούνταν «μόνο ελαφριοί τραυματισμοί» κατά την προσγείωση του αεροσκάφους. Ο «Ιπτάμενος Δράκος» του (Dragon Volant) θεωρείται «το πλέον περίτεχνο και εξελιγμένο αεροπλάνο που κατασκευάστηκε πριν από τον 19ο αιώνα».

Η πρώτη δημοσιευμένη εργασία για την αεροπορία ήταν το «Σχέδιο Μηχανής για Πτήση στον Αέρα» του Εμάνουελ Σβέντενμποργκ που δημοσιεύθηκε το 1716. Η ιπτάμενη μηχανή του αποτελούνταν από ένα ελαφρύ πλαίσιο καλυμμένο από σκληρό καμβά μαζί με δύο μεγάλα κουπιά ή φτερά που κινούνταν στον οριζόντιο άξονα, τοποθετημένα έτσι ώστε η ανοδική κίνηση τους να μη συναντά αντίσταση ενώ η καθοδική να παράγει ανοδική δύναμη. Ο Σβέντενμποργκ γνώριζε πως η μηχανή του δε θα πετάξει, αλλά την πρότεινε ως μια αρχή και ήταν βέβαιος πως το πρόβλημα θα έβρισκε λύση. Έγραψε: «Φαίνεται ευκολότερο να μιλάς για μια τέτοια μηχανή παρά να την κάνεις πράξη, για αυτό απαιτείται περισσότερη δύναμη και λιγότερο βάρος από αυτό ενός ανθρώπου. Η επιστήμη της μηχανικής ίσως προτείνει ένα μέσο, δηλαδή, ένα ισχυρό σπειροειδές ελατήριο. Εάν παρατηρηθούν αυτά τα πλεονεκτήματα και οι προϋποθέσεις, ίσως στο μέλλον να βρεθεί κάποιος που να γνωρίζει καλύτερα πως να αξιοποιήσει το σχέδιο μας και να πραγματοποιήσει κάποια προσθήκη ώστε να κατασκευαστεί αυτό που εμείς μπορούμε μόνο να προτείνουμε. Υπάρχουν ακόμη αποτελεσματικές αποδείξεις στη φύση όπου τέτοιου είδους πτήσεις μπορούν να γίνουν χωρίς κίνδυνο, αν και οι πρώτες δοκιμές θα πρέπει να γίνουν για την απόκτηση εμπειρίας, και να μην υπάρχουν σκέψεις για το χέρι ή το πόδι.» Ο Σβέντενμποργκ προέβλεψε στις παρατηρήσεις του πως η μέθοδος τροφοδότησης του αεροσκάφους ήταν ένα από τα κρίσιμα προβλήματα που έπρεπε να ξεπεραστούν.

19ος αιώνας

Κατά τη διάρκεια του 19ου αιώνα, τα άλματα από πύργους αντικαταστάθηκαν από τα εξίσου θανάσιμα και δημοφιλή παρ' αυτά άλματα από αερόστατα ως τρόπος επίδειξης της συνεχιζόμενης αχρηστίας της ανθρώπινης δύναμης και των φτερουγισμάτων. Παράλληλα, η επιστημονική μελέτη των βαρύτερων από τον αέρα πτήσεων ξεκίνησε ένθερμα.

Ο Σερ Τζορτζ Κέιλι και το πρώτο σύγχρονο αεροσκάφος

Ο Σερ Τζορτζ Κέιλι ήταν ο πρώτος αποκαλούμενος «πατέρας του αεροπλάνου» το 1846. Κατά τη διάρκεια των τελευταίων χρόνων του περασμένου αιώνα ξεκίνησε η πρώτη σοβαρή μελέτη της φυσικής της πτήσης που αργότερα οδήγησε στον σχεδιασμό του πρώτου σύγχρονου σκάφους βαρύτερου από τον αέρα. Μεταξύ των αρκετών επιτευγμάτων του, οι πιο σημαντικές συμβολές του στην αεροναυτική περιλαμβάνουν τα εξής:

• Αποσαφήνιση των ιδεών και καθορισμός των αρχών των βαρύτερων από τον αέρα πτήσεων.
• Επίτευξη επιστημονικής κατανόησης των αρχών του πετάγματος των πουλιών.
• Διεξαγωγή επιστημονικών αεροδυναμικών πειραμάτων που αποδεικνύουν την αντίσταση και τον εξορθολογισμό, την κίνηση του κέντρου πίεσης, και την αύξηση της άνωσης μέσω του κυρτού μέρους της επιφάνειας του φτερού.
• Ορισμός της διάταξης του σύγχρονου αεροπλάνου με τη χρήση σταθερών πτερύγων, ατράκτου και διάταξης ουράς.
• Αναπαραστάσεις επανδρωμένων πτήσεων αερόπλοιων.
• Καθορισμός των αρχών της αναλογίας ισχύς προς βάρος στη σταθερή πτήση.

Η πρώτη καινοτομία του Κέιλι ήταν η μελέτη της βασικής επιστήμης της άνωσης υιοθετώντας τη δοκιμαστική διάταξη στροβιλισμένου βραχίονα κατά την έρευνα σε αεροσκάφη και η χρήση απλών αεροδυναμικών μοντέλων στον βραχίονα αντί να προσπαθεί να πραγματοποιήσει πτήση με ένα ολοκληρωμένο μοντέλο.

Το 1799, έθεσε την έννοια του σύγχρονου αεροπλάνου ως μια ιπτάμενη μηχανή με σταθερές πτέρυγες και διακριτά συστήματα άνωσης, προώθησης και ελέγχου.

το 1804 κατασκεύασε ένα μοντέλο ανεμόπτερου, το οποίο ήταν η πρώτη σύγχρονη βαρύτερη από τον αέρα ιπτάμενη μηχανή, έχοντας τη διάταξη ενός συμβατικού σύγχρονου αεροσκάφους με κεκλιμένο φτερό προς το μπροστινό μέρος και ρυθμιζόμενο ουραίο τμήμα στο πίσω μέρος μαζί με την ουρά και το πτερύγιο. Το φτερό ήταν απλά ένας χάρτινος χαρταετός, επίπεδος και μη κυρτός. Ένα κινούμενο βαρίδιο επέτρεπε τη ρύθμιση του κέντρου βάρους του μοντέλου.

Το «Κυβερνούμενο αλεξίπτωτο», σε σχέδιο του 1852.

Το 1809, έχοντας παροτρυνθεί από τα αστεία καμώματα των συγχρόνων του, ξεκίνησε την έκδοση μιας μνημειώδους τρίτομης πραγματείας με τίτλο «Στην Αεροπλοΐα» Σε αυτή έγραψε την πρώτη επιστημονική δήλωση για το πρόβλημα, «Όλο το πρόβλημα περιορίζεται εντός αυτών των ορίων, δηλαδή να δημιουργήσουμε μια επιφάνεια που να στηρίζει το βάρος που μας δίνεται με την εφαρμογή της ισχύος στην αντίσταση του αέρα». Ταυτοποίησε τις τέσσερις διανυσματικές δυνάμεις που επηρεάζουν ένα αεροσκάφος: ώθηση, άνωση, αντίσταση και βάρος και διέκρινε τη σταθερότητα και τον έλεγχο στα σχέδια του. Επίσης ταυτοποίησε και περιέγραψε τη σημασία των κυρτών αεροτομών, των διέδρων, διαγώνιων αντιστηρίξεων, και της μείωσης της αντίστασης, και συνέβαλε στην κατανόηση και τον σχεδιασμό ορνιθόπτερων και αλεξίπτωτων.

Το 1848, είχε φτάσει στο σημείο να κατασκευάσει ένα ανεμόπτερο σε σχήμα τριπλάνου το οποίο ήταν μεγάλο και ασφαλές ώστε να μεταφέρει ένα παιδί. Ένα παιδί επελέγη από την περιοχή αλλά το όνομά του δεν έγινε γνωστό.

Το 1852 προέβη στη δημοσίευση του σχεδίου για ένα πλήρους μεγέθους επανδρωμένο ανεμόπτερο ή «κυβερνούμενο αλεξίπτωτο» το οποίο θα απογειωνόταν από ένα αερόστατο και στη συνέχεια κατασκεύασε μια έκδοση του, η οποία θα είχε τη δυνατότητα απογείωσης από την κορυφή ενός λόφου, το οποίο μετέφερε τον πρώτο ενήλικα αεροπόρο πάνω από το Μπρόμπτον Ντέιλ το 1853.

Σε κάποιες μικρότερης σημασίας εφευρέσεις του περιλαμβάνεται κινητήρας που κινούνταν με καουτσούκ, ο οποίος ήταν μια αξιόπιστη πηγή ισχύος για ερευνητικά μοντέλα. Από το 1808, είχε εφεύρει ξανά τον τροχό, διαχωρίζοντας έναν ακτινωτό τροχό έντασης στον οποίο όλα τα φορτία πίεσης φέρονται από τη ζάντα, επιτρέποντας τη δημιουργία ελαφρού συστήματος προσγείωσης.

Εποχή του ατμού

Βασισμένο στα έργα του Κέιλι, το σχέδιο του Ουίλλιαμ Σάμιουελ Χένσον το 1842 για μια εναέρια ατμομηχανή πρωτοπόρησε. Αν και ήταν μόνο ένα σχέδιο ήταν το πρώτο ελικοφόρο αεροσκάφος στην ιστορία.

Το 1866 ιδρύθηκε η Αεροναυτική Εταιρεία της Μεγάλης Βρετανίας και δύο χρόνια αργότερα έλαβε χώρα η πρώτη αεροναυτική έκθεση στο Κρύσταλ Πάλας, του Λονδίνου, όπου ο Τζον Στρινγκφέλοου βραβεύθηκε με έπαθλο 100£ για την ατμομηχανή με την καλύτερη αναλογία ισχύος-βάρους. Ο Φράνσις Χέρμπερτ Ουένχαμ παρουσίασε την πρώτη του επιστημονική εργασία στη νεοσύστατη Αεροναυτική Εταιρεία (αργότερα Βασιλική Αεροναυτική Εταιρεία), με τίτλο, On Aerial Locomotion (Περί αεροπλοΐας). Συνέχισε το έργο του Κέιλι με τις κυρτές πτέρυγες περαιτέρω, βρίσκοντας σημαντικά ευρήματα. Για να δοκιμάσει τις ιδέες του, κατασκεύασε από το 1858 πολλά ανεμόπτερα, τόσο επανδρωμένα όσο και μη επανδρωμένα, τα οποία είχαν έως και πέντε σωρευμένες πτέρυγες. Κατέληξε στο συμπέρασμα πως, οι λεπτές πτέρυγες θα ήταν καλύτερες από αυτές που μοιάζουν με φτερά νυχτερίδων που πρότειναν πολλοί, μιας και θα είχαν περισσότερες αιχμές. Σήμερα η σχέση αυτή είναι γνωστή ως αναλογία του φτερού.

Το τελευταίο μέρος του 19ου αιώνα ήταν μια περίοδος έντονης έρευνας, που χαρακτηρίστηκε από τους «ανεξάρτητους επιστήμονες» οι οποίοι αντιπροσώπευαν κάθε ερευνητική προσπάθεια που έγινε μέχρι τον 20ό αιώνα. Μεταξύ αυτών βρισκόταν και ο Βρετανός επιστήμονας-φιλόσοφος και εφευρέτης Μάθιου Πίερς Βατ Μπούλτον, ο οποίος έγραψε μια σημαντική εργασία το 1864, με τίτλο On Aërial Locomotion (Περί αεροπλοΐας), στην οποία περιέγραψε επίσης τον πλευρικό έλεγχο της πτήσης. Ήταν ο πρώτος που κατοχύρωσε την ευρεσιτεχνία στο σύστημα ελέγχου πτερυγίων το 1868.

Το 1871, οι Ουένχαμ και Μπράουνινγκ δημιούργησαν την πρώτη αεροδυναμική σήραγγα, η οποία ήταν ένας ανεμιστήρας, τροφοδουτούμενος από μια ατμομηχανή που κινούσε τον αέρα σε ένα σωλήνα 3,7 μέτρων στο μοντέλο.

Το Μονοπλάνο 1874 του Φελίξ ντυ Ταμπλ.

Εν τω μεταξύ, η πρόοδος στη Βρετανία είχε εκπλήξει τους Γάλλους ερευνητές. Το 1857, ο Φελίξ ντυ Ταμπλ πρότεινε ένα μονοπλάνο το οποίο είχε πτέρυγες με κλίση προς τα μπροστά με ένα ελαφρύ δίεδρο, ουρά αεροπλάνου και εισελκόμενο σύστημα προσγείωσης. Αναπτύσσοντας τις ιδέες του σε ένα μοντέλο το οποίο κινούνταν αρχικά με μηχανισμό ρολογιού και στη συνέχεια με ατμό, πέτυχε εν τέλει ένα σύντομο άλμα με το κανονικού μεγέθους επανδρωμένο αεροσκάφος του το 1874. Κατάφερε να ανυψωθεί με τη δύναμη του μετά από απογείωση σε μια κεκλιμένη επιφάνεια, πέταξε για λίγο και επέστρεψε με ασφάλεια στο έδαφος, πραγματοποιώντας τη πρώτη μηχανοκίνητη αιώρηση στην ιστορία.

Το 1865 ο Λουί Μουγιάρ εξέδωσε το σημαίνων βιβλίο l'Empire de l'Air (Η Αυτοκρατορία των Αιθέρων).

Ο Ζαν-Μαρί Λε Μπρι και η ιπτάμενη μηχανή του Albatros II το 1868.

Το 1856, ο Γάλλος Ζαν-Μαρί Λε Μπρι πραγματοποίησε την πρώτη πτήση ψηλότερα από το σημείο εκκίνησής του, με το ανεμόπτερο του « L'Albatros artificiel » να έλκεται από ένα άλογο σε μια παραλία. Αναφέρθηκε πως πέτυχε να φτάσει σε ύψος 100 μέτρων, σε απόσταση 200 μέτρων.

Το μοντέλο αεροπλάνου Planophore του Αλφόνς Πενώ, 1871

Ο Γάλλος Αλφόνς Πενώ, εξέλιξε τη θεωρία της περιφέρειας των πτερύγων και της αεροδυναμικής και κατασκεύασε πολλά επιτυχημένα μοντέλα αεροπλάνων, ελικοπτέρων και ορνιθοπτέρων. Το 1871, πραγματοποίησε πτήση με το πρώτο αεροδυναμικά σταθερό αεροπλάνο σταθερών πτερύγων, ένα μοντέλο μονοπλάνου το οποίο ονόμασε "Planophore", σε απόσταση 40 μέτρων (130 πόδια). Το μοντέλο του Πενώ ενσωμάτωσε πολλές από τις ανακαλύψεις του Κέιλι, συμπεριλαμβανομένων της χρήσης ουράς, διεδρικών πτερύγων για εγγενή σταθερότητα και κινητήρα καουτσούκ. Το "Planophore" διέθετε επίσης διαμήκη σταθερότητα, μιας και ήταν σχεδιασμένο ώστε η ουρά του να βρίσκεται σε χαμηλότερη γωνία πρόσπτωσης από τις πτέρυγες, το οποίο αποτέλεσε μια πρωτότυπη και σημαντική συμβολή στη θεωρία της αεροναυτικής. Το μεταγενέστερο σχέδιο του Πενώ για αμφίβιο αεροπλάνο, αν και δεν κατασκευάστηκε ποτέ, περιελάμβανε και άλλα σύγχρονα χαρακτηριστικά. Ένα μονοπλάνο χωρίς ουρά με ένα απλό κάθετο πτερύγιο και δίδυμους ελκτικούς έλικες, διέθετε ακόμη αρθρωτούς οπίσθιους ελκυστήρες και επιφάνειες πηδαλίων, εισελκόμενο σύστημα προσγείωσης και ένα πλήρως κλειστό, εξοπλισμένο πιλοτήριο.

Το Aeroplane του Βικτόρ Τατέν, 1879.

Εξίσου σημαντική ήταν και η συμβολή του ως θεωρητικού του συναδέλφου και συμπατριώτη του Πενώ, Βικτόρ Τατέν. Το 1879, πραγματοποίησε πτήση με ένα μοντέλο, το οποίο όπως και το το σχέδιο του Πενώ, ήταν μονοπλάνο με δίδυμους ελκτικούς έλικες αλλά διέθετε ξεχωριστή οριζόντια ουρά. Κινούνταν με συμπιεσμένο αέρα. Πέταξε όντας δεμένο σε έναν ιστό, και ήταν το πρώτο μοντέλο που απογειώθηκε με χρήση της δύναμής του.

Το 1884 ο Αλεξάντερ Γκουπέλ δημοσίευσε την εργασία του « La Locomotion Aérienne » (Αεροπλοΐα), αν και η ιπτάμενη μηχανή που κατασκεύασε αργότερα απέτυχε να πετάξει.

To Avion III του Κλεμέν Αντέρ (φωτογραφία του 1897)

Το 1890 ο Γάλλος μηχανικός Κλεμάν Αντέρ ολοκλήρωσε την κατασκευή της πρώτης από τις τρεις ατμοκίνητες ιπτάμενες μηχανές, την Éole. Στις 9 Οκτωβρίου 1890, ο Αντέρ πραγματοποίησε ένα μη ελεγχόμενο άλμα περίπου 50 μέτρων (165 πόδια), και το Éole αποτέλεσε το πρώτο επανδρωμένο αεροσκάφος που απογειώθηκε με την ισχύ του. Το παρόμοιου σχεδιασμού Avion III του 1897, αξιοσημείωτο μόνο για τις δίδυμες ατμομηχανές του, απέτυχε να πετάξει εν τέλει: Ο Αντέρ αργότερα ισχυρίστηκε επιτυχία η οποία δεν καταρρίφθηκε μέχρι το 1910 όταν ο Γαλλικός Στρατός δημοσίευσε την αναφορά της προσπάθειας του.

Η ιπτάμενη μηχανή του Μαξίμ.

Ο Σερ Χάιραμ Μάξιμ ήταν Αμερικανός ο οποίος μετακόμισε στην Αγγλία. Κατασκεύασε τον δικό του βραχίονα περιστροφής και τη δική του αεροδυναμική σήραγγα, και μια τεράστια μηχανή για την εποχή της με άνοιγμα φτερών 32 μέτρων και μήκος 44 μέτρων, με εμπρόσθιες και οπίσθιες οριζόντιες επιφάνειες και πλήρωμα τριών ατόμων. Οι δίδυμοι έλικες κινούνταν από δύο ελαφροβαρείς σύνθετες ατμομηχανές οι οποίες είχαν ιπποδύναμη 180 αλόγων (130 kW) η καθεμία. Το συνολικό βάρος ήταν 3.200 κιλά. Χρησιμοποιήθηκε ως δοκιμαστική διάταξη για να διερευνήσει την αεροδυναμική άνωση: λόγω έλλειψης εργαλείων πτητικού ελέγχου την κίνησε πάνω σε ράγες, με ένα δεύτερο σετ ραγών πάνω από τους τροχούς για την κρατήσουν. Ολοκληρώθηκε το 1894, και στην τρίτη δοκιμή ξέφυγε από τη ράγα, απογειώθηκε για μερικές εκατοντάδες μέτρα σε ύψος περίπου 2 μέτρων και υπέστη σοβαρές ζημιές στην πτώση του στο έδαφος. Στη συνέχεια επισκευάστηκε, αλλά ο Μαξίμ εγκατέλειψε τα πειράματά του αμέσως μετά.

Μαθαίνοντας την αιώρηση

Το ανεμόπτερο των Μπιό-Μασσία, αποκατεστημένο σε έκθεση στο Μουσείο Αεροπορίας της Γαλλίας.

Την τελευταία δεκαετία του 19ου αιώνα, ενώ οι Μαξίμ και Αντέρ αναβίωναν το παρελθόν, ορισμένες μορφές της αεροπορίας διασαφήνιζαν και όριζαν το σύγχρονο αεροπλάνο. Λόγω έλλειψης σε κατάλληλο κινητήρα, τα αεροσκάφη είχαν περιορισμένη σταθερότητα και έλεγχο σε πτήσεις αιώρησης. Το 1879 ο Μπιό κατασκεύασε ένα ανεμόπτερο σε σχήμα πουλιού με τη βοήθεια του Μασσία το οποίο πραγματοποίησε σύντομη πτήση. Διατηρείται στο Μουσείο Αεροπορίας της Γαλλίας, και θεωρείται ως η πρώτη ιπτάμενη μηχανή μεταφοράς ανθρώπων που διατηρείται ακόμη.

Ο Άγγλος Οράτιο Φίλιπς πραγματοποίησε σημαντική συνεισφορά στην αεροδυναμική. Πραγματοποίησε εκτεταμένη έρευνα στις αεροδυναμικές σήραγγες και στα τμήματα αεροτομών, αποδεικνύοντας τις αρχές της αεροδυναμικής άνωσης όπως είχαν προβλεφθεί από τους Κέιλι και Ουένχαμ. Τα ευρήματα του θεμελίωσαν όλα τα σύγχρονα σχέδια αεροτομών.

Ότο Λίλιενταλ, 29 Μαΐου 1895.

Ο Ότο Λίλιενταλ ήταν γνωστός ως ο «Βασιλιάς της Αιώρησης» ή «Ιπτάμενος Άνδρας» της Γερμανίας. Αντέγραψε τη δουλειά του Ουένχαμ και την εξέλιξε σημαντικά το 1884, δημοσιεύοντας την έρευνα του το 1889 με τίτλο Το Πέταγμα των Πουλιών ως Βάση της Αεροπορίας (Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst). Επίσης κατασκεύασε σειρά ανεμόπτερων συγκεκριμένου τύπου, τα οποία έγιναν γνωστά ως αιωρόπτερα, συμπεριλαμβανομένων των πτερύγων νυχτερίδων (bat-wing) και μορφών μονοπλάνων ή διπλάνων, όπως το Ανεμόπτερο Derwitzer και η Κανονική συσκευή εκτίναξης. Ξεκινώντας από το 1891 έγινε ο πρώτος άνθρωπος που πραγματοποίησε ελεγχόμενες, μη προσδεδεμένες αιωρήσεις σε μορφή ρουτίνας, και έγινε ο πρώτος ο οποίος φωτογραφήθηκε να πετάει μια μηχανή βαρύτερη από τον αέρα, προσελκύοντας το ενδιαφέρον από όλον τον κόσμο. Τεκμηρίωνε την εργασία του με αυστηρότητα, συμπεριλαμβάνοντας φωτογραφίες, και για αυτό το λόγο είναι ένας από τους πιο γνωστούς πρωτοπόρους. Ο Λίλιενταλ πραγματοποίησε πάνω από 2.000 αιωρήσεις μέχρι τον θάνατό του το 1896 εξαιτίας τραυματισμών που προκλήθηκαν έπειτα από ατύχημα με ανεμόπτερο.

Συνεχίζοντας από εκεί που σταμάτησε ο Λίλιενταλ, ο Οκτάβ Σανούτ ξεκίνησε τον σχεδιασμό αεροσκαφών μετά από την πρόωρη συνταξιοδότηση του και χρηματοδότησε την κατασκευή πολλών ανεμόπτερων. Το καλοκαίρι του 1896, η ομάδα του έθεσε σε πτήση πολλά από τα μοντέλα τους πολλές φορές στο Μίλερ Μπιτς της Ιντιάνα, και κατέληξαν πως το καλύτερο ήταν ένα μοντέλο διπλάνου. Όπως και ο Λίλιενταλ, κατέγραφε και φωτογράφιζε τη δουλειά του

Στη Βρετανία, ο Πέρσι Πίλσερ, ο οποίος είχε δουλέψει για τον Μαξίμ και κατασκεύασε επιτυχώς πολλά ανεμόπτερα από τα μέσα μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1890.

Η εφεύρεση του χαρταετού κουτιού αυτή την περίοδο από τον Αυστραλό Λόρενς Χάργκρεϊβ οδήγησε στην ανάπτυξη του πρακτικού διπλάνου. Το 1894, ο Χάργκρεϊβ συνέδεσε τέσσερις χαρταετούς μαζί, προσέθεσε μια κρεμαστή θέση, και πέταξε απόσταση 4,9 μέτρων (16 πόδια). Στους μεταγενέστερους πρωτοπόρους των επανδρωμένων χαρταετών περιλαμβάνονται ο Σάμουελ Φράνκλιν Κόντι στην Αγγλία και ο Γκένι Σακονί στη Γαλλία.

Λάνγκλεϊ

Η πρώτη αποτυχία του επανδρωμένου Aerodrome του Λάνγκλεϊ στον ποταμό Ποτόμακ, στις 7 Οκτωβρίου 1903.

Μετά από διαπρεπή σταδιοδρομία στην αστρονομία και λίγο πριν γίνει Γραμματέας του Ινστιτούτου Σμιθσόνιαν, ο Σάμιουελ Πίρποντ Λάνγκλεϊ ξεκίνησε σοβαρή έρευνα στην αεροδυναμική εκεί που πλέον είναι το Πανεπιστήμιο του Πίτσμπεργκ. Το 1891, δημοσίευσε το Experiments in Aerodynamics (Πειράματα Αεροδυναμικής) στο οποίο έδινε λεπτομέρειες της έρευνας του, και μετά στράφηκε στην κατασκευή των σχεδίων του. Είχε την ελπίδα πως θα πετύχαινε αυτόματη αεροδυναμική σταθερότητα, και έτσι έδωσε λίγη προσοχή στον έλεγχο κατά την πτήση. Στις 6 Μαΐου 1896, το Aerodrome No. 5 του Λάνγκλεϊ πραγματοποίησε την πρώτη επιτυχημένη σταθερή πτήση με ένα μη επανδρωμένο, καθοδηγούμενο από μηχανή βαρύτερο από το αέρα σκάφος σημαντικού μεγέθους. Απογειώθηκε από έναν καταπέλτη με ελατήριο στην οροφή ενός πλωτού σπιτιού στον ποταμό Ποτόμακ κοντά στο Κουάντικο της Βιρτζίνια. Πραγματοποίησε δύο πτήσεις το ίδιο απόγευμα, μια 1.005 μέτρων (3.297 πόδια) και μια δεύτερη 700 μέτρων (2.300 πόδια), με ταχύτητα περίπου 40 χλμ/ώρα (25 μίλια/ώρα). Και στις δύο περιπτώσεις το Aerodrome No. 5 προσυδατώθηκε στο νερό όπως ήταν σχεδιασμένο, μιας και για εξοικονόμηση βάρους δεν διέθετε σύστημα προσγείωσης. Στις 28 Νοεμβρίου 1896, πραγματοποιήθηκε ακόμη μία επιτυχημένη πτήση με το Aerodrome No. 6. Αυτή η πτήση απόστασης 1.460 μέτρων (4.790 πόδια), μαρτυρήθηκε και φωτογραφήθηκε από τον Αλεξάντερ Γκράχαμ Μπελ. Το Aerodrome No. 6 ήταν ουσιαστικά το Aerodrome No. 4 με σημαντικές τροποποιήσεις. Λίγα είχαν μείνει από το πρώτο αεροσκάφος στο οποίο είχε δωθεί νέος σχεδιασμός.

Μετά την επιτυχία των Aerodrome No. 5 και No., ο Λάνγκλεϊ στράφηκε στη χρηματοδότηση κατασκευής μιας έκδοσης πλήρους μεγέθους μεταφοράς ανθρώπων των μοντέλων του. Ωθούμενη από την Ισπανοαμερικανικό πόλεμο, η κυβέρνηση των ΗΠΑ του χορήγησε το ποσό των 50.000 δολαρίων για να αναπτύξει μια ιπτάμενη μηχανή μεταφοράς ως μέσο εναέριας αναγνώρισης. Ο Λάνγκλεϊ σχεδίασε την κατασκευή μιας κλιμακωτής έκδοσης γνωστής ως Aerodrome A, ξεκινώντας από το μικρότερο Quarter-scale Aerodrome, το οποίο πέταξε δύο φορές στις 18 Ιουνίου 1901, και μετά ξανά με το νέο και πιο ισχυρό κινητήρα το 1903

Με το βασικό σχέδιο να έχει δοκιμαστεί επιτυχώς, στράφηκε στο πρόβλημα για τον κατάλληλο κινητήρα. Συμφώνησε με τον Στίβεν Μπάλζερ να του φτιάξει έναν, αλλά απογοητεύτηκε όταν ο κινητήρας είχε ισχύ μόνο 8 αλόγων (6.0 kW) αντί για 12 άλογα (8.9 kW) που ανέμενε. Ο βοηθός του Λάνγκλεϊ, Τσαρλς Μάνλι, επεξεργάστηκε το μοντέλο αυτό σε έναν πεντακύλινδρο υδρόψυκτο ακτινωτό κινητήρα ο οποίος είχε τη δυνατότητα παροχής 52 αλόγων (39 kW) με 950 στροφές/λεπτό, ένα χαρακτηριστικό που του πήρε χρόνια για να αντιγράψει. Έχοντας πλέον ισχύ και σχέδιο, ο Λάνγκλεϊ τα τοποθέτησε μαζί με μεγάλες ελπίδες.

Προς απογοήτευση του, το αεροσκάφος αποδείχθηκε πολύ εύθραυστο. Η απλή κλιμάκωση προς τα πάνω του αρχικού σχεδίου των μικρών μοντέλων είχε ως αποτέλεσμα ένα μοντέλο που ήταν πολύ αδύναμο να κρατηθεί μόνο του. Δύο απόπειρες στα τέλη του 1903 κατέληξαν με την άμεση πτώση του Aerodrome στο νερό. Ο κυβερνήτης, Μάνλι, διασώθηκε και τις δύο φορές. Επίσης, το σύστημα ελέγχου του αεροσκάφους ήταν ανεπαρκές για να επιτρέψει ταχεία αντίδραση του κυβερνήτη, δεν διέθετε καμία μέθοδο πλευρικού ελέγχου και έτσι η εναέρια σταθερότητα του Aerodrome ήταν οριακή.

Οι απόπειρες του Λάνγκλεϊ να εξασφαλίσει επιπλέον χρηματοδότηση απέτυχαν, και έτσι οι προσπάθειες του σταμάτησαν. Εννέα μέρες μετά τη δεύτερη αποτυχημένη απογείωση του στις 8 Δεκεμβρίου, οι αδελφοί Ράιτ πέταξαν με επιτυχία το Flyer τους. Ο Γκλεν Κέρτις πραγματοποίησε 93 τροποποιήσεις στο Aerodrome και πέταξε με αυτό το εντελώς διαφορετικό αεροσκάφος το 1914. Χωρίς αναγνώριση αυτών των τροποποιήσεων, το Ινστιτούτο Σμιθσόνιαν ισχυρίστηκε πως το Aerodrome του Λάνγκλεϊ ήταν η πρώτη μηχανή «ικανή για πτήση».

Γουάιτχεντ

Το Μονοπλάνο 21 όπως φαίνεται από το πλάι. Ο Γουάιτχεντ κάθεται δίπλα του με την κόρη του Ρόουζ στην αγκαλιά του. Οι υπόλοιποι στη φωτογραφία δεν έχουν ταυτοποιηθεί.

Ο Γκουστάβ Βάισκοπφ ήταν Γερμανός ο οποίος μετανάστευσε στις Ηνωμένες Πολιτείες, όπου σύντομα άλλαξε το όνομα του σε Γουάιτχεντ. Από το 1897 έως το 1915, σχεδίασε και κατασκεύασε ιπτάμενες μηχανές και κινητήρες. Στις 14 Αυγούστου 1901, ο Γουάιτχεντ ισχυρίστηκε πως πραγματοποίησε ελεγχόμενη, τροφοδοτούμενη πτήση με το Μονοπλάνο 21 στο Φέαρφιλντ του Κονέκτικατ. Έκθεση της πτήσης του δημοσιεύθηκε στην τοπική εφημερίδα Bridgeport Sunday Herald. Περίπου 30 χρόνια αργότερα, πολλοί άνθρωποι που ερωτήθηκαν από έναν ερευνητή ισχυρίστηκαν πως είδαν αυτή ή άλλες πτήσεις του Γουάιτχεντ.

Τον Μάρτιο του 2013 το Jane's All the World's Aircraft, επίσημη πηγή για τη σύγχρονη αεροπορία δημοσίευσε ένα άρθρο στο οποίο αποδεχόταν την πτήση του Γουάιτχεντ ως την πρώτη επανδρωμένη, μηχανοκίνητη, ελεγχόμενη πτήση βαρύτερου από τον αέρα σκάφους. Το Ινστιτούτο Σμιθσόνιαν (κηδεμόνες του αυθεντικού Wright Flyer) και πολλοί άλλοι ιστορικοί της αεροπορίας συνεχίζουν να υποστηρίζουν πως ο Γουάιτχεντ δεν πέταξε όπως υποστηρίζεται.

Αδελφοί Ράιτ

Χρησιμοποιώντας μια μεθοδολογική προσέγγιση και επικεντρωμένοι στη δυνατότητα ελέγχου του αεροσκάφους, οι αδελφοί κατασκεύασαν και δοκίμασαν μια σειρά από αετούς και ανεμόπτερα από το 1900 έως το 1902 προτού προσπαθήσουν να κατασκευάσουν ένα μηχανοκίνητο μοντέλο. Τα ανεμόπτερα πέτυχαν, αλλά όχι τόσο καλά όσο περίμεναν οι Ράιτ με βάση τα πειράματα και τα γραπτά των προκατόχων τους του 19ου αιώνα. Το πρώτο τους ανεμόπτερο, που κατασκευάστηκε το 1900, μπορούσε να ανυψώσει μόνο το μισό βάρος από αυτό που ανέμεναν. Το δεύτερο τους ανεμόπτερο, που κατασκευάστηκε την επόμενη χρονιά, είχε ακόμη χειρότερη απόδοση. Αντί να τα παρατήσουν, οι αδελφοί Ράιτ κατασκεύασαν τη δική τους αεροδυναμική σήραγγα και δημιούργησαν πληθώρα περίπλοκων συσκευών για τη μέτρηση της άνωσης και της αντίστασης στα 200 σχέδια πτερύγων που δοκίμασαν. Ως αποτέλεσμα αυτού, οι Ράιτ διόρθωσαν τις προηγούμενες παραλείψεις τους στους υπολογισμούς της άνωσης και της αντίστασης. Οι δοκιμές και οι υπολογισμοί τους οδήγησαν στην κατασκευή ενός τρίτου ανεμόπτερου με υψηλότερη αναλογία και πραγματικό έλεγχο τριών αξόνων. Πέταξαν με αυτό εκατοντάδες φορές με επιτυχάι το 1902, και είχε πολύ καλύτερη απόδοση από τα προηγούμενα μοντέλα. Χρησιμοποιώντας ένα αυστηρό σύστημα πειραματισμού, το οποίο περιελάμβανε δοκιμές αεροτομών σε αεροδυναμική σήραγγα και δοκιμές πτήσης με πρωτότυπα αεροσκάφη πλήρως μεγέθους, οι Ράιτ δεν κατασκεύασαν μόνο ένα λειτουργικό αεροσκάφος, το Wright Flyer, αλλά βοήθησαν και στην πρόοδο της επιστήμης της αεροναυτικής μηχανικής.

Το Wright Flyer: η πρώτη συνεχής πτήση με μηχανοκίνητο, ελεγχόμενο αεροσκάφος.

Οι Ράιτ φαίνεται να είναι οι πρώτοι που πραγματοποίησαν σοβαρές προσπάθειες μελέτης για να λύσουν ταυτόχρονα τα προβλήματα της ισχύος και του ελέγχου. Και τα δύο προβλήματα αποδείχθηκαν δύσκολα, αλλά δεν έχασαν ποτέ το ενδιαφέρον τους. Έλυσαν το πρόβλημα ελέγχου με την εφεύρεση των πτερύγων στρέβλωσης για τον έλεγχο της περιστροφής, σε συνδυασμό με τον ταυτόχρονο έλεγχο της εκτροπής χρησιμοποιώντας ένα κατευθυνόμενο οπίσθιο πηδάλιο. Σχεδόν ως δεύτερη σκέψη, σχεδίασαν και κατασκεύασαν έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης χαμηλής ισχύος. Επίσης σχεδίασαν και σκάλισαν ξύλινους έλικες που ήταν πιο αποτελεσματικοί από οποιονδήποτε στο παρελθόν, που τους έδιναν τη δυνατότητα να αποκτήσουν επαρκή απόδοσης από τους χαμηλής ισχύος κινητήρες τους. Αν και οι πτέρυγες στρέβλωσης ως μέσο πλευρικού ελέγχου χρησιμοποιήθηκαν για μικρή περίοδο στην πρώιμη ιστορία της αεροπορίας, η αρχή του συνδυασμού του πλευρικού ελέγχου με τον συνδυασμό με ένα πηδάλιο ήταν σημαντική πρόοδος για τον έλεγχο του αεροσκάφους. Ενώ πολλοί πρωτοπόροι της αεροπορίας φαινόταν να αφήνουν την ασφάλεια σε μεγάλο βαθμό στην τύχη, το μοντέλο των Ράιτ ήταν επηρεασμένο σε μεγάλο βαθμό από την ανάγκη να διδάξουν τους εαυτούς τους να πετούν χωρίς το παράλογο ρίσκο της απώλειας της ζωής και των άκρων τους, μέσω της επιβίωσης από πτώσεις. Αυτή η έμφαση, καθώς και οι κινητήρες χαμηλής ισχύος, ήταν ο λόγος για τη χαμηλή ταχύτητα πτήσης και της απογείωσης με την αντίθετο άνεμο. Η επίδοση, παρά η ασφάλεια, ήταν ο λόγος για τον εμπροσθοβαρύ σχεδιασμό, μιας και οι ψευδοπτέρυγες δεν μπορούσαν να φορτωθούν πολύ. Οι άνεδρες πτέρυγες επηρεαζόταν λιγότερο από τους πλάγιους ανέμους και και σχετιζόταν με τη χαμηλή σταθερότητα εκτροπής.

Σύμφωνα με το Ινστιτούτο Σμιθσόνιαν και τη Διεθνή Ομοσπονδία Αεροναυτικής (Fédération Aéronautique Internationale, FAI), οι αδελφοί Ράιτ πραγματοποίησαν την πρώτη σταθερή, ελεγχόμενη και τροφοδοτούμενη από κινητήρα βαρύτερη από τον αέρα επανδρωμένη πτήση στο Κιλ Ντέβιλ Χιλς της Βόρειας Καρολίνα, 6,4 χιλιόμετρα (4 μίλια) νότια του Κίτι Χόουκ στις 17 Δεκεμβρίου 1903.

Η πρώτη πτήση του Όρβιλ Ράιτ, απόστασης 37 μέτρων (120 πόδια) σε 12 δευτερόλεπτα, καταγράφηκε σε μια διάσημη φωτογραφία. Στην τέταρτη πτήση την ίδια μέρα, ο Ουίλμπουρ Ράιτ πέταξε σε απόσταση 260 μέτρων (852 πόδια) σε 59 δευτερόλεπτα. Οι πτήσεις καταγράφηκαν από τρεις ναυαγοσώστες, έναν επιχειρηματία της περιοχής, και ένα αγόρι από το χωριό, κάνοντας τες τις πρώτες δημόσιες πτήσεις καθώς και τις πρώτες καλώς καταγεγραμμένες.

Ο Όρβιλ περιέγραψε την τελευταία πτήση της ημέρας: «Τα πρώτα εκατό πόδια ήταν πάνω και κάτω, όπως πριν, αλλά με την κάλυψη απόστασης τριακοσίων ποδιών, η μηχανή ήταν υπό πολύ καλύτερο έλεγχο. Η πορεία στα επόμενα τετρακόσια με πεντακόσια πόδια είχε λίγο κυματισμό. Ωστόσο, στα οκτακόσια πόδια περίπου η μηχανή άρχισε να εκτρέπεται ξανά, και, σε ένα από τα χτυπήματα προς τα κάτω, χτύπησε στο έδαφος. Η απόσταση από το έδαφος μετρήθηκε στα 852 πόδια (260 μέτρα), και ο χρόνος πτήσης ήταν 59 δευτερόλεπτα. Το πλαίσιο που υποστήριζε το μπροστινό πηδάλιο είχε σπάσει, αλλά το κύριο μέρος της μηχανής δεν είχε υποστεί ζημιές. Υπολογίζαμε πως η μηχανή θα ήταν σε θέση να πετάξει σε μια ή δύο μέρες.» Πέταξαν σε ύψος μόνο 3 μέτρων (10 πόδια) από το έδαφος ως μέτρο προστασίας, και έτσι είχαν λίγα περιθώρια ελιγμών, και όλες οι τέσσερις πτήσεις τους με θυελλώδεις ανέμους κατέληξαν σε άτσαλες και απρογραμμάτιστες «προσγειώσεις». Σύγχρονη ανάλυση των καθηγητών Φρεντ Ε. Κ. Κούλικ και Χένρι Ρ. Ρεξ (1985) έδειξε πως το Wright Flyer του 1903 ήταν τόσο ασταθές που κανείς δεν μπορούσε να το χειριστεί εκτός από τους Ράιτ, οι οποίοι είχαν εξασκηθεί με το ανεμόπτερο του 1902.

Οι Ράιτ συνέχισαν να πετούν στο Χάφμαν Πρέρι κοντά στο Ντέιτον του Οχάιο το 1904–05. Τον May του 1904 παρουσίασαν το Flyer II, μια βαρύτερη και βελτιωμένη έκδοση του αρχικού Flyer. Στις 23 Ιουνίου 1905 πέταξαν με μια τρίτη μηχανή, το Flyer III. Μετά από μια σοβαρή πρόσκρουση στις 14 Ιουλίου 1905, ανακατασκεύασαν το Flyer III και πραγματοποίησαν σημαντικές σχεδιαστικές αλλαγές. Διπλασίασαν σχεδόν το μέγεθος του ελκτικού κινητήρα και του πηδάλια και τα μετακίνησαν σε σχεδόν διπλή απόσταση από τις πτέρυγες. Τοποθέτησαν δύο σταθερούς κάθετους ανεμοδείκτες ανάμεσα στους ελκυστήρες, και έδωσαν στις πτέρυγες ένα ελαφρύ δίεδρο. Αποσυνέδεσαν το πηδάλιο από το σύστημα ελέγχου πτερύγων στρέβλωσης, και όπως σε όλα τα μελλοντικά αεροσκάφη, τοποθέτησαν ένα ξεχωριστό χειριστήριο ελέγχου. Όταν οι πτήσεις συνεχίστηκαν τα αποτελέσματα ήταν άμεσα. Η σοβαρή αστάθεια εκτροπής που ταλαιπωρούσε τα Flyer I και II μειώθηκε σε σημαντικό βαθμό, και έτσι οι επαναλαμβανόμενες μικρές προσκρούσεις μειώθηκαν. Οι πτήσεις με το επανασχεδιασμένο Flyer III άρχισαν να διαρκούν περισσότερο από 10 λεπτά, μετά 20, και έπειτα 30. Το Flyer III έγινε το πρώτο πρακτικό αεροσκάφος (αν και δεν διέθετε τροχούς και χρειαζόταν μια συσκευή για να τεθεί σε λειτουργία), που πετούσε διαρκώς υπό πλήρη έλεγχο, έφερνε τον πιλότο στο αρχικό σημείο ασφαλώς και προσγειωνόταν χωρίς φθορές. Στις 5 Οκτωβρίου, ο Ουίλμπουρ πέταξε 39 χιλιόμετρα (24 μίλια) σε 39 λεπτά και 23 δευτερόλεπτα.

Σύμφωνα με το τεύχος του Απριλίου του 1907 του περιοδικού Scientific American, οι αδελφοί Ράιτ φαίνεται πως διέθεταν την πληρέστερη γνώση περί της βαρύτερης από την αέρα πλοήγησης την περίοδο εκείνη. Ωστόσο το περιοδικό στο ίδιο τεύχος ισχυρίστηκε πως δεν είχε γίνει δημόσια πτήση στις Ηνωμένες Πολιτείες πριν από το τεύχος του Απριλίου του 1907. Ως εκ τούτου, επινόησαν το Αεροναυτικό Βραβείο του Scientific American για να ενθαρρύνουν την ανάπτυξη των βαρύτερων από τον αέρα ιπτάμενων μηχανών.

Η Εποχή των Πρωτοπόρων (1903–1914)

Σε αυτή την περίοδο είδαμε την εξέλιξη των πρακτικών αεροπλάνων και αεροπλοίων και τις πρώτες εφαρμογές τους, πέρα από τα αερόστατα και τους αετούς, για ιδιωτική, αθλητική και στρατιωτική χρήση.

Ευρωπαίοι πρωτοπόροι

Το 14-bis, ή Oiseau de proie.

Αν και πλήρη στοιχεία του συστήματος πτητικού ελέγχου τον Αδελφών Ράιτ δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό l'Aerophile τον Ιανουάριο του 1906 η σημασία της προόδου αυτής δεν είχε αναγνωριστεί, και οι Ευρωπαίου πειραματιστές επικεντρώθηκαν σε γενικές γραμμές στην προσπάθεια κατασκευής εκ φύσεως σταθερών μηχανών.

Σύντομες μηχανοκίνητες πτήσεις πραγματοποιήθηκαν στη Γαλλία από τον Ρουμάνο μηχανικό Τράιαν Βούια στις 18 Μαρτίου και τιυς 19 Αυγούστου 1906 όταν πέταξε σε απόσταση 12 και 24 μέτρων, αντίστοιχα, με ένα δικού του σχεδίου, αεροσκάφος σταθερών πτερύγων με έλικες, το οποίο διέθετε ένα πλήρες σύστημα προσγείωσης με τροχούς. Στη συνέχεια ακολούθησε ο Γιάκομπ Ελλεχάμμερ ο οποίος κατασκεύασε ένα μονοπλάνο το οποίο δοκίμασε με ένα σχοινί στη Δανία στις 12 Σεπτεμβρίου 1906, πετώντας 42 μέτρα.

Στις 13 Σεπτεμβρίου 1906, μια μέρα μετά από την προσδεμένη πτήση του Ελλεχάμμερ και τρία χρόνια μετά την πτήση των Αδελφών Ράιτ, ο Βραζιλιάνος Αλμπέρτου Σάντους-Ντουμό πραγματοποίησε μια δημόσια πτήση στο Παρίσι με το 14-bis του, γνωστό και ως Oiseau de proie («πουλί της προσευχής» στα Γαλλικά). Ήταν διάταξης ψευδοπτερύγων με καθορισμένες δίεδρες πτέρυγες, και κάλυψε απόσταση 60 μέτρων (200 πόδια) στα εδάφη του Κάστρου ντε Μπαγκατέλ στο Μπουά ντε Μπουλόν του Παρισιού μπροστά σε μεγάλο πλήθος θεατών. Αυτό το πλήρως καταγεγραμμένο γεγονός ήταν η πρώτη πτήση μηχανοκίνητης βαρύτερης από τον αέρα μηχανής στην Ευρώπη που πιστοποιήθηκε από τη Γαλλική Αερολέσχη και κέρδισε το Βραβείο Ντόιτς-Αρκντίκον για την πρώτη επισήμως καταγεγραμμένη πτήση απόστασης πάνω από 25 μέτρα (82 πόδια). Στις 12 Νοεμβρίου 1906, ο Σάντους-Ντουμό έθεσε το πρώτο παγκόσμιο ρεκόρ που αναγνωρίστηκε από τη Διεθνή Ομοσπονδία Αεροναυτικής πετώντας 220 μέτρα (720 πόδια) σε 21,5 δευτερόλεπτα. Μόνο μια σύντομη πτήση πραγματοποιήθηκε από το 14bis τον Μάρτιο του 1907, προτού αυτό εγκαταλειφθεί.

Το Vlaicu III

Τον Μάρτιο του 1907 ο Γκάμπριελ Βουαζάν πέταξε με το πρώτο μοντέλο του διπλάνου Βουαζάν. Στις 13 Ιανουαρίου 1908 ένα δεύτερο μοντέλου αυτού του τύπου υπό την καθοδήγηση του Ανρί Φαρμάν κέρδισε το έπαθλο Grand Prix d'Aviation Ντόιτς-Αρκντίκον για μια πτήση στην οποία το αεροσκάφος διένυσε απόσταση μεγαλύτερη του ενός χιλιομέτρου και προσγειώθηκε στο σημείο από οπου είχε απογειωθεί. Η πτήση διήρκεσε 1 λεπτό και 28 δευτερόλεπτα.

Το 1914, λίγο πριν την έναρξη του Α΄ Παγκοσμίου Πολέμου, η Ρουμανία ολοκλήρωσε την κατασκευή του πρώτου πλήρως μεταλλικού αεροσκάφους του κόσμου, του Vlaicu III. Αιχμαλωτίστηκε από τους Γερμανούς του 1916 και η τελευταία του εμφάνιση έγινε σε αεροπορική έκθεση του 1942 στο Βερολίνο.

Η πτήση ως καθιερωμένη τεχνολογία

Ο Αλμπέρτου Σάντους-Ντουμό πετώντας με το Demoiselle πάνω από το Παρίσι

Ο Σάντους-Ντουμό στη συνέχεια προσέθεσε πηδάλια, μεταξύ των πτερύγων σε μια προσπάθεια να αποκτήσει περισσότερη πλευρική σταθερότητα. Το τελικό του σχέδιο, που πέταξε για πρώτη φορά το 1907, ήταν η σειρά μονοπλάνων Demoiselle (Αρ. 19 με 22). Το Demoiselle No 19 μπορούσε να κατασκευαστεί εντός 15 ημερών και έγινε έτσι η πρώτη σειρά παραγωγής αεροσκαφών στον κόσμο. Το Demoiselle έφτανε σε ταχύτητα 120 χλμ/ώρα. Η άτρακτος αποτελούνταν από τρεις ειδικά ενισχυμένους βραχίονες από μπαμπού: ο πιλότος καθόταν σε μια θέση μεταξύ των κύριων τροχών ενός συμβατικού συστήματος προσγείωσης του οποίου οι κύριοι ακτινωτοί-συρμάτινοι τροχοί ήταν τοποθετημένοι στο κάτω εμπρόσθιο τμήμα της ατράκτου, με μια τροχοπέδη στη μισή απόσταση προς τα πίσω κάτω από την εμπρόσθια δομή της ατράκτου. Το Demoiselle ελεγχόταν εν πτήσει από μια μονάδα σταυροειδούς ουράς κρεμασμένη από μια μορφή ελεύθερης άρθρωσης στο πρυμναίο άκρο της δομής της ατράκτου και λειτουργούσε ως ελκτικός κινητήρας και πηδάλιο, με τον έλεγχο της περιστροφής να γίνεται μέσω πτερύγων στρέβλωσης (No. 20), με τις πτέρυγες να στρεβλώνονται αποκλειστικά προς τα «κάτω»".

Το 1908 ο Ουίλμπουρ Ράιτ ταξίδεψε στην Ευρώπη, και ξεκινώντας από τον Αύγουστο πραγματοποίησε μια σειρά επιδείξεων στο Λε Μαν της Γαλλία. Η πρώτη επίδειξη, που έγινε στις 8 Αυγούστου, συγκέντρωσε μεγάλο κοινό μεταξύ των οποίων όλοι οι σημαντικοί Γάλλοι πειραματιστές της αεροπορίας, ο οποίοι εξεπλάγησαν από την ξεκάθαρη υπεροχή του αεροσκάφους των Αδελφών Ράιτ, ειδικά στη δυνατότητα του να πραγματοποιεί κλειστούς ελεγχόμενους ελιγμούς. Η σημασία της χρήσης συστημάτων ελέγχου περιστροφής κατά τη διενέργεια ελιγμών αναγνωρίστηκε από σχεδόν όλους τους Ευρωπαίους πειραματιστές: Ο Ανρί Φαρμάν τοποθέτησε πηδάλια στο διπλάνο Βουαζάν και αμέσως μετά έστησε τη δική του εταιρεία κατασκευής αεροσκαφών, της οποίας προϊόν ήταν το σημαίνων διπλάνο Farman III.

Την επόμενη χρονιά η μηχανοκίνητη πτήση αναγνωρίστηκε ευρύτατα ως κάτι διαφορετικό από την προστασία των ονειροπόλων και των εκκεντρικών. Στις 25 Ιουλίου ο Λουί Μπλεριό απέκτησε διεθνή φήμη κερδίζοντας το έπαθλο 1.000£ της Βρετανικής εφημερίδας Daily Mail για την πτήση του πάνω από τη Μάγχη, και τον Αύγουστο περίπου μισό εκατομμύριο άνθρωποι, συμπεριλαμβανομένων του Προέδρου της Γαλλίας Αρμάν Φαλιέρ και του Ντέιβιντ Λόιντ Τζορτζ, παρακολούθησαν μια από τις πρώτες αεροπορικές συναντήσεις, την Grande Semaine d'Aviation (Μεγάλη Εβδομάδα της Αεροπορίας) στη Ρεμς.

Στροφειόπτερα

Το 1877, ο Ενρίκο Φορλανίνι κατασκεύασε ένα μη επανδρωμένο ελικόπτερο κινούμενο από μια ατμομηχανή. Ανυψώθηκε σε ύψος 13 μέτρων όπου και παρέμεινε για περίπου 20 δευτερόλεπτα, μετά από κάθετη απογείωση σε πάρκο του Μιλάνου.

Το ελικόπτερο του Πωλ Κορνού, κατασκευασμένο το 1907, ήταν η πρώτη ιπτάμενη μηχανή που απογειώθηκε με τη χρήση περιστρεφόμενων πτερύγων αντί για σταθερές πτέρυγες.

Η πρώτη καταγεγραμμένη πτήση επανδρωμένου ελικοπτέρου έγινε το 1907 με το προσδεμένο στο έδαφος Γυροπλάνο Μπρεγκέ-Ρισέ. Αργότερα την ίδια χρονιά το, επίσης Γαλλικό, ελικόπτερο Κορνού, πραγματοποίησε την πρώτη ελεύθερη πτήση στροφειοπτέρου στο Λισενού της Γαλλίας. Ωστόσο, τα συγκεκριμένα δεν αποτέλεσαν πρακτικά μοντέλα.

Στρατιωτική χρήση

Σχεδόν μόλις εφευρέθηκαν, τα αεροπλάνα χρησιμοποιήθηκαν για στρατιωτικούς σκοπούς. Η πρώτη χώρα που τα χρησιμοποίησε για στρατιωτικούς σκοπούς ήταν η Ιταλία, της οποίας τα αεροσκάφη πραγματοποιούσαν πτήσεις αναγνώρισης, βομβαρδισμού και διόρθωσης του πεζικού στη Λιβύη κατά τον Ιταλοτουρκικό πολεμο (Σεπτέμβριος 1911 – Οκτώβριος 1912). Η πρώτη αποστολή (αναγνώριση) έλαβε χώρα στις 23 Οκτωβρίου 1911. Η πρώτη αποστολή βομβαρδισμού έγινε τη 1η Νοεμβρίου 1911. Έπειτα η Βουλγαρία ακολούθησε αυτή τη τακτική. Τα αεροπλάνα της επιτέθηκαν και κατόπτευσαν τις Οθωμανικές θέσεις κατά τον Α΄ Βαλκανικό Πόλεμο. Η πρώτη εμπόλεμη σύρραξη στην οποία υπήρξε σημαντική χρήση αεροπλάνων σε αμυντικούς, επιθετικούς και αναγνωριστικούς ρόλους ήταν ο Α΄ Παγκόσμιος Πόλεμος. Οι Σύμμαχοι και οι Κεντρικές Δυνάμεις χρησιμοποίησαν εκτενώς αεροπλάνα και αερόπλοια.

Ενώ η ιδέα χρήσης του αεροπλάνου ως επιθετικό όπλο καταλογίζεται σε γενικές γραμμές πριν τον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, η ιδέα της χρησιμοποίησης του για φωτογράφιση ήταν μια από αυτές που έκαναν χρήση όλες οι μεγάλες δυνάμεις. Όλες οι μεγάλες δυνάμεις της Ευρώπης διέθεταν ελαφρά αεροσκάφη, τα οποία προερχόταν κυρίως από προπολεμικά ριψοκίνδυνα σχέδια, ως μέρος των τμημάτων αναγνώρισης τους. Τα ραδιοτηλέφωνα άρχισαν επίσης να χρησιμοποιούνται στα αεροπλάνα, με πιο αξιοσημείωτο το SCR-68, καθώς η επικοινωνία μεταξύ πιλότων και εδάφους γινόταν ολοένα και πιο σημαντική.

Α΄ Παγκόσμιος Πόλεμος (1914–1918)

Εικονογράφηση του Γερμανικού μονοπλάνου Τάουμπε, από το 1917

Συστήματα μάχης

Δείτε επίσης: Ιπτάμενος άσος

Δεν είχε περάσει πολύς καιρός από τότε που τα αεροσκάφη πυροβολούσαν το ένα στο άλλο, αλλά η έλλειψη οποιουδήποτε είδους σταθερού σημείου για το όπλο αποτελούσε προβλημα. Οι Γάλλοι έλυσαν το πρόβλημα αυτό όταν, στα τέλη του 1914, ο Ρολάν Γκαρός τοποθέτησε ένα σταθερό πολυβόλο στο μπροστινό μέρος του αεροπλάνου του, αλλά την ίδια περίοδο που ο Αντόλφ Πεγκού θα γινόταν γνωστός ως ο πρώτος «άσος», έχοντας πετύχει πέντε νίκες, προτού γίνει ο πρώτος άσος που πέθανε μαχόμενος, ο Γερμανός Υπολοχαγός της Luftstreitkräfte Κουρτ Βίντγκενς, την 1η Ιουλίου 1915, πέτυχε την πρώτη εναέρια νίκη με ένα μαχητικό αεροπλάνο συγκεκριμένου σκοπού, το οποίο διέθετε ένα συγχρονισμένο πολυβόλο.

Οι αεροπόροι θεωρούνταν ιππότες στην εποχή τους, μιας και πραγματοποιούσαν ατομικές μάχες με τους εχθρούς. Πολλοί πιλότοι έγιναν γνωστοί από τις εναέριες μάχες τους. Ο πιο γνωστός ήταν ο Μάνφρεντ φον Ριχτχόφεν, περισσότερο γνωστός ως Κόκκινος Βαρώνος, ο οποίος κατέρριψε 80 αεροπλάνα σε αερομαχίες χρησιμοποιώντας διάφορους τύπους αεροπλάνων, με τον πιο επιτυχημένο να είναι το Fokker Dr.I. Στην πλευρά των Συμμάχων, ο Ρενέ Πωλ Φονκ πιστώνεται τις περισσότερες νίκες όλων των εποχών (75), ακόμη και όταν προσμετρώνται και τα επόμενα χρόνια.

Η Γαλλία, η Βρετανία, η Γερμανία και η Ιταλία ήταν οι κυρίαρχοι κατασκευαστές μαχητικών αεροπλάνων τα οποία χρησιμοποιήθηκαν στον πόλεμο, με τον Γερμανό μηχανικό της αεροπορίας Ούγκο Γιούνκερς να δείχνει τον δρόμο προς το μέλλον με την πρωτοποριακή χρήση πλήρως μεταλλικών αεροσκαφών από το τέλος του 1915.

Μεσοπόλεμος (1918–1939)

Στα χρόνια μεταξύ του Α΄ και του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου έλαβαν χώρα μεγάλες εξελίξεις στον χώρο της τεχνολογίας αεροσκαφών. Τα αεροπλάνα εξελίχθηκαν από χαμηλής ισχύος διπλάνα κατασκευασμένα από ξύλο και πανιά σε μεγάλης ισχύος μονοπλάνα από αλουμίνιο, τα οποία βασιζόταν κυρίως στη δουλειά του Ούγκο Γιούνκερς κατά τον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο και την υιοθέτηση της από τον Αμερικανό σχεδιαστή Ουίλιαμ Μπούσνελ Στάουτ και τον Σοβιετικό σχεδιαστή Αντρέι Τουπόλεφ. Η εποχή των μεγάλων άκαμπτων αεροπλοίων πέρασε. Το πρώτο επιτυχημένο στροφειόπτερο ήταν της μορφής του γυροπλάνου, και εφευρεύθηκε από τον Ισπανό μηχανικό Χουάν ντε λα Κιέρβα με την πρώτη πτήση να γίνεται το 1919. Στο μοντέλο αυτό, το στροφείο δεν τροφοδοτείται από κινητήρα, αλλά περιστρέφεται όπως ένας ανεμόμυλος στην κίνηση του ανέμου. Μια ξεχωριστή πηγή ισχύος χρησιμοποιείται για την κίνηση του αεροσκάφους προς τα μπροστά.

Το διπλάνο Φλαγκ από το 1933.

Μετά τον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, οι έμπειροι πιλότοι των μαχητικών αεροσκαφών ήταν πρόθυμοι στο να επιδείξουν τις ικανότητες τους. Πολλοί Αμερικανοί πιλότοι έγιναν ακροβάτες, πετώντας σε μικρές πόλεις σε όλη τη χώρα επιδεικνύοντας τις πτητικές τους ικανότητες, ενώ έπαιρναν μαζί τους και επιβάτες για σύντομες βόλτες. Τελικά οι ακροβάτες ομαδοποιήθηκαν σε πιο οργανωμένες επιδείξεις. Τα αεροπορικά σόου ξεφύτρωσαν σε όλη τη χώρα, με αεροπορικούς αγώνες, ακροβατικές επιδείξεις, και ανδραγαθήματα εναέριας υπεροχής. Οι αεροπορικοί αγώνες καθοδήγησαν τις εξελίξεις στους κινητήρες και τις ατράκτους—το Κύπελλο Σνάιντερ, για παράδειγμα, οδήγησε σε σειρές γρηγορότερων και πιο στιλπνών μοντέλων μονοπλάνων με αποκορύφωμα το Supermarine S.6B. Με τους πιλότους να ανταγωνίζονται για χρηματικά έπαθλα, υπήρχε ένα κίνητρο για αυτούς να πετάξουν γρηγορότερα. Η Αμέλια Έρχαρτ ήταν πιθανώς η πιο διάσημη στις πίστες ακροβατικών και επιδείξεων. Αποτέλεσε επίσης την πρώτη γυναίκα πιλότο που πέτυχε ρεκόρ όπως η διάσχιση του Ατλαντικού και του Ειρηνικού Ωκεανού.

Το διπλάνο Qantas De Havilland, περ. 1930

Και άλλα έπαθλα, για ρεκόρ απόστασης και ταχύτητας, έδωσαν ώθηση στις εξελίξεις. Για παράδειγμα, στις 14 Ιουνίου 1919, ο Λοχαγός Τζον Άλκοκ και ο Υπολοχαγός Άρθουρ Μπράουν πραγματοποίησαν μια πτήση από το Σεντ Τζονς, του Νιουφάουντλαντ στο Κλιφντεν της Ιρλανδίας με ένα Vickers Vimy κερδίζοντας το έπαθλο Νόρθκλιφ αξίας 13.000£. Η πρώτη πτήση πάνω από τον Νότιο Ατλαντικό και η πρώτη εναέρια διάσχιση του με τη χρήση αστρονομικής πλοήγησης, έγινε από τους ναυτικούς αεροπόρους Γκάγκο Κουτίνιο και Σακαντούρα Καμπράλ το 1922, από τη Λισαβόνα της Πορτογαλίας στο Ρίο ντε Τζανέιρο της Βραζιλίας, διαθέτοντας αποκλειστικά εσωτερικά μέσα πλοήγησης, σε ένα αεροσκάφος το οποίο διέθετε ένα ειδικά τοποθετημένο τεχνητό ορίζοντα για αεροναυτική χρήση, μια εφεύρεση που έφερε την επανάσταση στην αεροπορική πλοήγηση της εποχής (Ο Γκάγκο Κουτίνιο εφηύρε έναν τύπο εξάντα ο οποίος περιελάμβανε δύο αλφάδια τα οποία προσομοίωναν έναν τεχνητό ορίζοντα). Πέντε χρόνια αργότερα ο Τσαρλς Λίντμπεργκ έλαβε το Έπαθλο Ορτέιγκ αξίας 25.000$ για την πρώτη σόλο πτήση χωρίς στάση πάνω από τον Ατλαντικό. Λίγους μήνες μετά τον Λίντμπεργκ, ο Πωλ Ρέντφερν ήταν ο πρώτος που πέταξε μόνος στην Καραϊβική και έφτασε μέχρι τη Βενεζουέλα.

Ο Αυστραλός Σερ Τσαρλς Κίνγκσφορντ Σμιθ ήταν ο πρώτος που πέταξε πάνω από τον Ειρηνικό Ωκεανό στο Σταυρό του Νότου. Το πλήρωμα του ξεκίνησε από το Ώκλαντ της Καλιφόρνια και πραγματοποίησε την πρώτη πτήση πάνω από τον Ειρηνικό προς την Αυστραλία σε τρία στάδια. Το πρώτο (από το Ώκλαντ στη Χαβάη) απόστασης 3.862 χιλιομέτρων (2.400 μίλια), διανύθηκε σε 27 ώρες και 25 λεπτά και δεν υπήρχαν απρόοπτα. Έπειτα πέταξαν στη Σούβα των Φίτζι, σε απόσταση 4.988 χιλιομέτρων (3.100 μίλια) σε 34 ώρες και 30 λεπτά. Αυτό ήταν το πιο δύσκολο μέρος του ταξιδιού μιας και πέταξαν μέσα από μια ισχυρή καταιγίδα με κεραυνούς κοντά στον ισημερινό. Στη συνέχεια πέταξαν στο Μπρίσμπεϊν σε 20 ώρες, όπου και προσγειώθηκαν στις 9 Ιουνίου 1928 μετά από συνολικό ταξίδι 11.900 χιλιομέτρων (7.400 μίλια). Κατά την άφιξη τους, ο Κίνγκσφορντ Σμιθ έγινε δεκτός από πλήθος 25.000 ατόμων στο Αεροδρόμιο Ιγκλ Φαρμ στην πατρίδα του, το Μπρίσμπεϊν. Μαζί του συνοδεύοντας τον ήταν ο Αυστραλός αεροπόρος Τσαρλς Ουλμ ως αντικαταστάτης πιλότος, και οι Αμερικανοί Τζέιμς Γουόρνερ και Λοχαγός Χάρι Λάιον (οι οποίοι ήταν οι ραδιοχειριστές, πλοηγοί και μηχανικοί). Μια εβδομάδα μετά την προσγείωση τους, οι Κίνγκσφορντ Σμιθ και Ουλμ ηχογράφησαν έναν δίσκο για την εταιρεία Columbia στον οποίο μιλούσαν για το ταξίδι τους. Μαζί με τον Ουλμ, ο Κίνγκσφορντ Σμιθ αργότερα συνέχισε το ταξίδι του και έγινε ο πρώτος που περιέπλευσε τον κόσμο, περνώντας δύο φορές από τον ισημερινό.

Η πρώτη ελαφρύτερη από τον αέρα πτήση πάνω από τον Ατλαντικό έγινε από ένα αερόπλοιο τον Ιούλιο του 1919. Ήταν το Αερόπλοιο της Αυτού Μεγαλειότητος R34 το οποίο μαζί με το πλήρωμα του πέταξε από το Ιστ Λόθιαν της Σκωτίας, στο Λονγκ Άιλαντ της Νέας Υόρκης και έπειτα πίσω στο Πούλαμ της Αγγλίας. Μέχρι το 1929, η τεχνολογία των αεροπλοίων είχε εξελιχθεί στο βαθμό που το πρώτο ταξίδι γύρω από τον κόσμο είχε ολοκληρωθεί τον Σεπτέμβριο από το Graf Zeppelin και τον Οκτώβριο, το ίδιο αεροσκάφος εγκαινίασε το πρώτο υπερατλαντικό εμπορικό δρομολόγιο. Ωστόσο, η εποχή των άκαμπτων αεροπλοίων ολοκληρώθηκε μετά την καταστροφή από πυρκαγία του αεροπλοίου LZ 129 Hindenburg λίγο πριν την προσγείωση στο Λέικχερστ του Νιου Τζέρσι στις 6 Μαΐου 1937, σκοτώνοντας τους 35 από τους 97 επιβαίνοντες. Προγενέστερα θεαματικά ατυχήματα με αερόπλοια, από την καταστροφή του Wingfoot Express (1919) μέχρι την απώλεια του R101 (1930), το Akron (1933) και το Macon (1935) είχαν ήδη θέσει υπό αμφισβήτηση την ασφάλεια των αεροπλοίων, αλλά οι καταστροφές των άκαμπτων αεροπλοίων του Ναυτικού των Ηνωμένων Πολιτειών έδειξαν τη σημασία της αποκλειστικής χρήσης του ηλίου ως μέσο άνωσης. Μετά την καταστροφή του Χίντενμπουργκ, το μοναδικό αερόπλοιο που πραγματοποιούσε διεθνείς πτήσεις, το Graf Zeppelin αποσύρθηκε (Ιούνιος 1937). Το άκαμπτο αερόπλοιο Graf Zeppelin II που το αντεκατέστησε, πραγματοποίησε πληθώρα πτήσεων, κυρίως στη Γερμανία, από το 1938 έως το 1939, αλλά αποσύρθηκε όταν η Γερμανία ξεκίνησε τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο. Τα εναπομείναντα αερόπλοια της Γερμανία αχρηστεύτηκαν το 1940 για να παρέχουν μέταλλο για τη Γερμανική πολεμική αεροπορία Luftwaffe. Το τελευταίο Αμερικανικό άκαμπτο αερόπλοιο, το Los Angeles, το οποίο δεν πετούσε από το 1932, αποσυντέθηκε στα τέλη του 1939.

Την ίδια στιγμή, η Γερμανία, που ήταν περιορισμένη στην κατασκευή αεροσκαφών από τη Συνθήκη των Βερσαλλιών, προχώρησε στην ανάπτυξη της ανεμοπορίας ως άθλημα, ειδικά στο Βάσσερκουπε, κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1921. Σε διάφορμες μορφές, τον 21ο αιώνα, η ανεμοπορία έχει πάνω από 400.000 ενασχολούμενους.

Το 1929 ο Τζίμι Ντουλίτλ ανέπτυξε την ενόργανη πτήση.

Το 1929 έγινε επίσης η πρώτη πτήση του κατά πολύ μεγαλύτερου αεροσκάφους που είχε κατασκευαστεί μέχρι τότε: το Dornier Do X με άνοιγμα φτερών 48 μέτρων. Στην 70η δοκιμαστική του πτήση που έγινε στις 21 Οκτωβρίου επέβαιναν 169 άνθρωποι, ένα ρεκόρ που δεν έσπασε για 20 χρόνια.

Λιγότερο από μια δεκαετία από την κατασκευή του πρώτου πρακτικού στροφειοπτέρου οποιουδήποτε είδους, του γυροπλάνου, στη Σοβιετική Ένωση, ο Μπόρις Ν. Γιουρίεφ και ο Αλεξέι Μ. Τσερεμούκχιν, δύο αεροναυπηγοί που εργαζόταν στο Tsentralniy Aerogidrodinamicheskiy Institut (Κεντρικό αεροδυναμικό και υδροδυναμικό ίδρυμα, TsAGI), κατασκεύασαν και πέταξαν με το ελικόπτερου μονού στροφείου TsAGI 1-EA, το οποίο χρησιμοποιούσε ένα πλαίσιο ανοιχτής σωλήνωσης, και ένα δίδυμο σετ στροφείων αντίστροφης ροπής διαμέτρου 1,8 μέτρων (5,9 πόδια). Το ένα εξ αυτών βρισκόταν στο εμπρόσθιο μέρος και το άλλο στην ουρά. Τροφοδοτούνταν από δύο κινητήρες M-2, αναβαθμισμένες εκδόσεις του ακτινικού ελικοκινητήρα Gnome Monosoupape της περιόδου του Α΄ Παγκοσμίου Πολέμου, και πραγματοποίησε πολλές πτήσεις σε χαμηλό υψόμετρο με επιτυχία. Μέχρι τις 14 Αυγούστου 1939, ο Τσερεμούκχιν, κατάφερε να ανυψώσει το 1-EA σε ύψος 605 μέτρων (1.985 πόδια), σε αυτό που θεωρείται ως το πρώτο επιτυχημένο ελικόπτερο που δοκιμάστηκε και τέθηκε σε πτήση.

Μόλις πέντε χρόνια μετά την πτήση του Γερμανικού Dornier Do-X, ο Τουπόλεφ σχεδίασε το μεγαλύτερο αεροσκάφος της δεκαετίας του 1930, το Maksim Gorky στη Σοβιετική Ένωση μέχρι το 1934, ως το μεγαλύτερο αεροσκάφος που κατασκευάστηκε ποτέ με τη χρήση των μεθόδων του Γιούνκερς για την κατασκευή μεταλλικών αεροσκαφών.

Κατά τη δεκαετία του 1930 ξεκίνησε η ανάπτυξη των κινητήρων αεριώθησης στη Γερμανία και τη Βρετανία – και οι δύο χώρες θα κατασκεύαζαν αεριωθούμενα αεροσκάφη μέχρι το τέλος του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου.

B΄ Παγκόσμιος Πόλεμος (1939–1945)

Δείτε επίσης: Αεροπορικός οπλισμός του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου

Κατά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο υπήρξε μεγάλη αύξηση στον ρυθμό της εξέλιξης και της παραγωγής, όχι μόνο των αεροσκαφών αλλά και των σχετικών συστημάτων οπλισμού των αεροσκαφών. Οι τακτικές και τα δόγματα των αερομαχιών κυριάρχησαν. Πραγματοποιήθηκαν μεγάλης κλίμακας εκστρατείες στρατηγικού βομβαρδισμού, παρουσιάστηκαν οι συνοδεύσεις μαχητικών και τα πιο ευέλικτα αεροσκάφη και όπλα επέτρεψαν επιθέσεις ακριβείας σε μικρούς στόχους με βομβαρδιστικά βουτιάς, μαχητικά-βομβαρδιστικά και αεροσκάφη χερσαίας επίθεσης. Οι νέες τεχνολογίες όπως το ραντάρ επέτρεψαν ακόμη πιο συντονισμένη και ελεγχόμενη παράταξη της αεράμυνας.

Me 262, το πρώτο επιχειρησιακό αεριωθούμενο μαχητικό του κόσμου

Το πρώτο αεριωθούμενο αεροσκάφος που πέταξε ήταν το Heinkel He 178 (Γερμανία), καθοδηγούμενο από τον Έριχ Βάρσιτς το 1939, ακολουθούμενο από το πρώτο επιχειρησιακό αεριωθούμενο αεροσκάφος του κόσμου, το Me 262, τον Ιούλιο του 1942 και το πρώτο αεριωθούμενο βομβαρδιστικό του κόσμου, το Arado Ar 234, τον Ιούνιο του 1943. Βρετανικά μοντέλα, όπως το Gloster Meteor, ακολούθησαν στη συνέχεια, αλλά χρησιμοποιήθηκαν ελάχιστα στον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο. Ο πρώτος πύραυλος cruise (V-1), ο πρώτος βαλλιστικός πύραυλος (V-2), το πρώτο λειτουργικό πυραυλοκίνητο μαχητικό αεροσκάφος Me 163 — με ταχύτητες έως και 1.130 χλμ/ώρα (700 μίλια/ώρα) σε δοκιμαστικές πτήσεις — καθώς και το πρώτο αναχαιτιστικό σημείο άμυνας κάθετης απογείωσης, το Bachem Ba 349 Natter, κατασκευάστηκαν επίσης από τη Γερμανία. Ωστόσο, τα αεριωθούμενα και πυραυλοκίνητα αεροσκάφη είχαν μικρή επίδραση λόγω της καθυστερημένης κατασκευής τους, τις ελλείψεις καυσίμων, την έλλειψη έμπειρων πιλότων και τη συρρικνούμενη πολεμική βιομηχανία της Γερμανίας.

Όχι μόνο τα αεροπλάνα, αλλά και τα ελικόπτερα αναπτύχθηκαν ραγδαία κατά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, με την κατασκευή των Focke Achgelis Fa 223, του αναγνωριστικού ελικοπτέρου Flettner Fl 282 το 1941 στη Γερμανία και του Sikorsky R-4 το 1942 στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής.

Μεταπολεμική περίοδος (1945–1979)

D.H. Comet, το πρώτο αεριωθούμενο επιβατικό αεροπλάνο στον κόσμο. Στη φωτογραφία αυτή, είναι στην υπηρεσία της Βασιλικής Πολεμικής Αεροπορίας

Ταινία επικαίρων του 1945 που παρουσιάζει διάφορες πρωτιές στην ανθρώπινη πτήση

Μετά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, η εμπορική αεροπορία αναπτύχθηκε ραγδαία χρησιμοποιώντας κυρίως πρώην στρατιωτικά αεροσκάφη για τη μεταφορά ανθρώπων και εμπορευμάτων. Η ανάπτυξη αυτή επιταχύνθηκε από τον χώρο των υπερβαρέων βομβαρδιστικών όπως τα B-29 και Lancaster τα οποία μπορούσαν να μετατραπούν σε εμπορικά αεροσκάφη. Το DC-3 επίσης κατασκευάστηκε για ευκολότερες και μεγαλύτερες εμπορικές πτήσεις. Το πρώτο εμπορικό επιβατικό αεριωθούμενο που πέταξε ήταν το Βρετανικό de Havilland Comet. Μέχρι το 1952, η Βρετανική κρατική αεροπορική εταιρεία BOAC είχε θέσει το Comet σε χρήση. Ενώ αποτελούσε τεχνικό επίτευγμα, το αεροπλάνο υπέφερε από σειρά σημαντικών αποτυχιών, όπως το σχήμα των παραθύρων τα οποία έσπαζαν εξαιτίας της κόπωσης του μετάλλου. Η κόπωση προκαλούνταν από κύκλους συμπίεσης και αποσυμπίεσης της καμπίνας, και εν τέλει προκαλούσε την καταστροφική αποτυχία της ατράκτου του αεροπλάνου. Μέχρι την εποχή που λύθηκαν αυτά τα προβλήματα, άλλα αεριωθούμενα είχαν καταλάβει τους αιθέρες.

Η Σοβιετική Aeroflot έγινε η πρώτη αεροπορική εταιρεία στον κόσμο που πραγματοποιούσε τακτικά δρομολόγια αποκλειστικά με αεριωθούμενα αεροσκάφη από τις 15 Σεπτεμβρίου 1956, χρησιμοποιώντας το Tupolev Tu-104. Τα Boeing 707 και DC-8 που έφεραν νέα επίπεδα άνεσης, ασφάλειας και προσδοκιών των επιβατών, πρωτοστάτησαν στην εποχή των μαζικών αεροπορικών ταξιδιών, που ονομάζεται εποχή της αεριώθησης.

Τον Οκτώβριο του 1947 ο Τσακ Γίγκερ έσπασε το φράγμα του ήχου με το πυραυλοκίνητο Bell X-1. Αν και ορισμένες ανέκδοτες δηλώσεις αναφέρουν πως ορισμένοι πιλότοι μαχητικών αεροσκαφών πραγματοποίησαν κάτι τέτοιο κατά τον βομβαρδισμό επίγειων στόχων στον πόλεμο, αυτή ήταν η πρώτη ελεγχόμενη πτήση που ξεπέρασε την ταχύτητα του ήχου. Επιπλέον φράγματα απόστασης έπεσαν το 1948 και το 1985 όταν πραγματοποιήθηκαν η πρώτη πτήση με αεριωθούμενο πάνω από τον Ατλαντικό και η πρώτη χωρίς στάση πτήση στην Αυστραλία, αντίστοιχα.

Το 1945 η εφεύρεση των πυρηνικών βομβών αύξησε σημαντικά τη στρατηγική σημασία των στρατιωτικών αεροσκαφών στον Ψυχρό Πόλεμο μεταξύ Ανατολικών και Δυτικών. Ακόμη και ένας μέτριος στόλος βομβαρδιστικών μεγάλης εμβέλειας μπορούσε να προκαλέσει θανάσιμες απώλειες στον εχθρό, και έτσι έγιναν προσπάθειες για τη λήψη αντίμετρων. Αρχικά, κατασκευάστηκε αξιοσημείωτος αριθμός υπερηχητικών αναχαιτιστικών αεροσκαφών. Μέχρι το 1955 οι περισσότερες προσπάθειες εξέλιξης στράφηκαν στους καθοδηγούμενους πυραύλους εδάφους-αέρος. Ωστόσο, η προσέγγιση αυτή άλλαξε διαμετρικά όταν εμφανίστηκε ένας νέος τύπος μεταφοράς πυρηνικών ο οποίος δεν μπορούσε να αναιτιστεί με κανέναν τρόπο: διηπειρωτικοί βαλλιστικοί πύραυλοι. Οι ικανότητες τους παρουσιάστηκαν το 1957 με την εκτόξευση του Sputnik 1 από τη Σοβιετική Ένωση. Η κίνηση αυτή ξεκίνησε τον Διαστημικό Αγώνα μεταξύ των εθνών.

Το 1961, ο ουρανός δεν αποτελούσε πλέον το όριο των επανδρωμένων πτήσεων, μιας και ο Γιούρι Γκαγκάριν πραγματοποίησε δύο περιστροφές γύρω από τον πλανήτη σε 108 λεπτά, και έπειτα χρησιμοποίησε τη μονάδα καθόδου του Vostok 1 για να επανέλθει με ασφάλεια στην ατμόσφαιρα και να μειώσει την ταχύτητα από 25 Μαχ χρησιμοποιώντας την τριβή και τη μετατροπή της κινητικής ενέργειας της ταχύτητας σε θερμότητα. Οι Ηνωμένες Πολιτείες αντέδρασαν με την εκτόξευση του Άλαν Σέπαρντ στο διάστημα σε μια υποτροχιακή πτήση στη διαστημική κάψουλα Μέρκιουρι. Με την εκτόξευση του Alouette I το 1963, ο Καναδάς έγινε η τρίτη χώρα που έστειλε δορυφόρο στο διάστημα. Ο διαστημικός αγώνας μεταξύ των Ηνωμένων Πολιτειών και της Σοβιετικής Ένωσης θα οδηγούσε στην προσελήνωση ανθρώπων το 1969.

Το 1967, το X-15 έθεσε το ρεκόρ ταχύτητας αεροσκάφους στα 7.297 χλμ/ώρα (4.534 μίλια/ώρα) ή 6,1 Μαχ. Πέρα από τα οχήματα που σχεδιάστηκαν για να πετούν στο εξωδιάστημα, το ρεκόρ αυτό ανανεώθηκε από το X-43 τον 21ο αιώνα.

Το Apollo 11 εκτοξεύεται στην αποστολή του να προσεληνώσει άνθρωπο στη Σελήνη

Το Harrier Jump Jet, που αναφέρεται συχνά ως "Harrier" ή "το Jump Jet", ήταν Βρετανικής κατασκευής στρατιωτικό αεριωθούμενο αεροσκάφος με τη δυνατότητα κάθετης απογείωσης/προσγείωσης (Vertical/Short Takeoff and Landing, V/STOL) μέσω της διανυσματοποίησης της ώθησης. Πέταξε για πρώτη φορά το 1969, την ίδια χρονιά που ο Νηλ Άρμστρονγκ και ο Μπαζ Όλντριν πάτησαν το πόδι τους στη Σελήνη, η Boeing παρουσίασε το Boeing 747 και το υπερηχτικό επιβατικό αεροπλάνο Aérospatiale-BAC Κονκόρντ πραγματοποίησε την παρθενική του πτήση. Το Boeing 747 ήταν το μεγαλύτερο επιβατικό αεροπλάνο που είχε πετάξει μέχρι τότε, και ακόμη μεταφέρει εκατομμύρια επιβάτες κάθε χρόνο, αν και ξεπεράστηκε από το Airbus A380, το οποίο μπορεί να μεταφέρει έως και 853 επιβάτες. Το 1975 η Aeroflot ξεκίνησε τακτικά δρομολόγια με το Tu-144—το πρώτο υπερηχητικό επιβατικό αεροπλάνο. Το 1976 οι British Airways και Air France ξεκίνησαν υπερηχητικά υπερατλαντικά δρομολόγια με το Κονκόρντ. Λίγα χρόνια νωρίτερα το SR-71 Blackbird είχε θέσει το ρεκόρ διάσχισης του Ατλαντικού σε λιγότερο από 2 ώρες, και το Κονκόρντ ακολούθησε τα βήματά του.

Το 1979 το Gossamer Albatross έγινε το πρώτο ανθρωποκίνητο αεροσκάφος που διέσχισε τη Μάγχη. Με το επίτευγμα αυτό πραγματοποήθηκε επιτέλους το όνειρο αιώνων σχετικά με το πέταγμα του ανθρώπου.

Ψηφιακή εποχή (1980–σήμερα)

Το Κονκόρντ, με νηολόγιο G-BOAB, σταθμευμένο στο Διεθνές Αεροδρόμιο Χίθροου μετά τη διακοπή όλων των πτήσεων Κονκόρντ. Το αεροσκάφος αυτό πέταξε για 22.296 ώρες ανάμεσα στην πρώτη του πτήση το 1976 και την τελευταία του το 2000.

Κατά το τελευταίο τέταρτο του 20ού αιώνα υπήρξε μια αλλαγή στην έμφαση. Δεν γινόταν πλέον επαναστατικές αλλαγές στις ταχύτητες, τις αποστάσεις και την τεχνολογία υλικών. Αντ' αυτού σε αυτό το τμήμα του αιώνα υπήρξαν αλλαγές με βάση την ψηφιακή επανάσταση τόσο στα ηλεκτρονικά συστήματα πτήσης όσο και τον σχεδιασμό των αεροσκαφών και τις τεχνικές κατασκευής.

Το 1986 οι Ντικ Ρούταν και Τζιάνα Γίγκερ έκαναν τον γύρο του κόσμου πετώντας με το Rutan Voyager χωρίς στάση και εναέριο ανεφοδιασμό.

Τα ψηφιακά ημιαυτόματα συστήματα επέτρεψαν στα αεροσκάφη να διαθέτουν χαλαρή στατική σταθερότητα. Αρχικά χρησιμοποιήθηκαν για να αυξήσουν τη δυνατότητα ελιγμών των στρατιωτικών αεροσκαφών όπως το General Dynamics F-16 Fighting Falcon, και πλέον χρησιμοποιούνται για να μειώσουν την αντίσταση στα εμπορικά επιβατικά αεροπλάνα.

Στις αρχές του 21ου αιώνα, η ψηφιακή τεχνολογία επέτρεψε στην υποηχητική στρατιωτικη αεροπορία να αρχίσει να εξαλείφει τον πιλότο υπέρ των εξ αποστάσεως χειριζομένων ή πλήρως αυτόνομων μη επανδρωμένων αεροσκαφών (UAVs). Τον Απρίλιο του 2001 το μη επανδρωμένο αεροσκάφος Global Hawk πέταξε από την Αεροπορική Βάση Έντουαρντς στις Ηνωμένες Πολιτείες στην Αυστραλία χωρίς στάση και ανεφοδιασμό. Αυτή είναι η μεγαλύτερη σημείο-προς-σημείο πτήση που έγινε από μη επανδρωμένο αεροσκάφος, διάρκειας 23 ωρών και 23 λεπτών. Τον Οκτώβριο του 2003 έλαβε χώρα η πρώτη πλήρως αυτόνομη πτήση πάνω από τον Ατλαντικό από μοντέλο αεροσκάφος ελεγχόμενο απο υπολογιστή. Τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη έχουν καθιερωθεί πλέον στον σύγχρονο οπλισμού, πραγματοποιώντας επιθέσεις αιχμής υπό τον έλεγχο ενός απομακρυσμένου χειριστή.

Η Επιτροπή Εκατονταετηρίδος των Πτήσεων των Η.Π.Α. ιδρύθηκε το 1999 ώστε να ενθαρρύνει την ευρύτερη εγχώρια και διεθνή συμμετοχή στον εορτασμό των 100 ετών μηχανοκίνητων πτήσεων. Δημοσίευσε και υποστήριξε πληθώρα προγραμμάτων, έργων και εκδηλώσεων που σκοπό είχαν τη μόρφωση των ανθρώπων για την ιστορία της αεροπορίας.

Στα μεγάλα προβλήματα του αεροπορικού ταξιδιού κατά τον 21ο αιώνα περιλαμβάνεται το κλείσιμο του εναέριου χώρου των Ηνωμένων Πολιτειών μετά τις επιθέσεις της 11ης Σεπτεμβρίου 2001, και το κλείσιμο του μεγαλύτερου μέρους του Ευρωπαϊκού εναέριου χώρου μετά την έκρηξη του ηφαιστείου Εϊγιαφιάτλαγιοκουτλ το 2010 στην Ισλανδία.

Το 2015, ο Αντρέ Μπόρσμπεργκ πέταξε σε απόσταση ρεκόρ 7.212 χλμ. (4481 μίλια) από τη Ναγόγια της Ιαπωνίας, στη Χονολουλού της Χαβάης με ένα αεροπλάνο που κινούνταν με ηλιακή ενέργεια, το Solar Impulse 2. Η πτήση διήρκεσε σχεδόν πέντε μέρες, και κατά τη διάρκεια της νύχτας το αεροσκάφος χρησιμοποιούσε τις μπαταρίες του και την ενέργεια που είχε συλλεχθεί κατά τη διάρκεια της μέρας.

Δείτε επίσης

• Ισχυρισμοί για την πρώτη μηχανοκίνητη πτήση
• Πρώτες ιπτάμενες μηχανές

Αναφορές

Βιβλιογραφία

• Deng, Yinke· Wang, Pingxing (2005). Ancient Chinese Inventions. China Intercontinental Press. ISBN 7-5085-0837-8. 
• Ege, L. (1973). Balloons and airships. Blandford. 
• Fairlie, Gerard· Cayley, Elizabeth (1965). The life of a genius. Hodder and Stoughton. 
• Hallion, Richard P. (2003). Taking Flight:Inventing the Aerial Age, from Antiquity through the First World War. New York: Oxford University Press. ISBN 0195160355. 
• Needham, Joseph (1965a). Science and Civilisation in China. IV (part 1). 
• Needham, Joseph (1965a). Science and Civilisation in China. IV (part 1). 
• White, Lynn Townsend, Jr. (Spring 1961). «Eilmer of Malmesbury, an Eleventh Century Aviator: A Case Study of Technological Innovation, Its Context and Tradition». Technology and Culture 2 (2): 97–111. doi:10.2307/3101411. https://archive.org/details/sim_technology-and-culture_spring-1961_2_2/page/97. 
• Wragg, D.W. (1974). Flight before flying. Osprey. ISBN 0850451655. 

Περεταίρω ανάγνωση

• Celebrating a History of Flight, NASA Office of Aerospace Technology HQ, United States Air Force
• Harry Bruno (1944) Wings over America: The Story of American Aviation, Halcyon House, Garden City, New York.
• Jourdain, Pierre-Roger (1908), «Aviation In Frances In 1908», Annual Report of the Board of Regents of the Smithsonian Institution: 145–159, https://books.google.com/?id=gtQWAAAAYAAJ&pg=PA145 
• Post, Augustus (September 1910), «How To Learn To Fly: The Different Machines And What They Cost», The World's Work: A History of Our Time XX: 13389–13402, https://books.google.com/books?id=HsrkfU461xAC&pg=PA13389  Περιλαμβάνει φωτογραφίες, διαγράμματα και αναλύσεις πολλών αεροσκαφών της περιόδου του 1910.
• Squier, George Owen (1908), «The Present Status of Military Aeronautics», Annual Report of the Board of Regents of the Smithsonian Institution: 117–144, https://books.google.com/?id=gtQWAAAAYAAJ&pg=PA117  Περιλαμβάνει φωτογραφίες και αναλύσεις πολλών αεροπλοίων και αεροπλάνων της περιόδου του 1908.

• Van Vleck, Jenifer (2013). Empire of the Air: Aviation and the American Ascendancy. Cambridge, MA: Harvard University Press.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

• Χρονολόγιο των σημαντικότερων στιγμών των επανδρωμένων πτήσεων από τον Jürgen Schmidhuber, Nature 421, 689, 2003
• Γραφικο χρονολόγιο Αρχειοθετήθηκε 2011-07-26 στο Wayback Machine.
• University of Washington Libraries Digital Collections—Transportation Photographs Μια συνεχιζόμενη ψηφιακή συλλογή φωτογραφιών που αναπαριστούν διάφορες μορφές μεταφορικών μέσων στη περιοχή του Βορειοδυτικού Ειρηνικού και τις Δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες κατά το πρώτο μισό του 20ού αιώνα.
• Aviation: From Sand Dunes to Sonic Booms, a National Park Service Discover Our Shared Heritage Travel Itinerary
• Τα πρώτα πειράματα των Ράιτ