Historia samolotów z napędem ludzkim - History of human-powered aircraft

Samolot napędzany siłą ludzkich mięśni MIT Light Eagle, poprzednik samolotu MIT Daedalus
Część serii na
Napęd samolotu
Wałów silników :
napędzające śmigła , wirniki , kanałowe wentylatory lub propfans
Silniki reakcyjne

HPA to statki powietrzne należące do klasy pojazdów znanych jako pojazdy napędzane siłą ludzkich mięśni . Wczesne próby lotu z napędem ludzkim zakończyły się niepowodzeniem z powodu trudności z osiągnięciem wysokiego stosunku mocy do masy . Prototypy często wykorzystywały zasady ornitoptera, które były nie tylko zbyt ciężkie, aby spełnić to wymaganie, ale także niezadowalające aerodynamicznie.

Samoloty z napędem ludzkim z powodzeniem latały na znacznych odległościach. Jednak nadal są one konstruowane głównie jako wyzwania inżynieryjne, a nie do jakichkolwiek celów rekreacyjnych lub użytkowych.

Pierwsze próby

W 1904 roku Scientific American opublikował artykuł i fotografię samolotu rowerowego zbudowanego przez Stewarda Winslowa z Riparia w stanie Waszyngton . Próbował latać swoim samolotem 30 lipca 1904, ale jedno z kół zawiodło.

Wczesnym samolotem napędzanym siłą ludzkich mięśni był Gerhardt Cycleplane , opracowany przez W. Fredericka Gerhardta w McCook Field w Dayton w stanie Ohio w 1923 roku. Samolot miał siedem skrzydeł ułożonych w stos o wysokości prawie 15 stóp (4,6 m). Pilot pedałował na rowerze, który obracał śmigło. We wczesnych testach pojazd był holowany w powietrze przez samochód i wypuszczany. Z Gerhardtem jako pilotem, Cycleplane był w stanie utrzymać stabilny, poziomy lot przez krótki czas. Jego jedynym startem napędzanym przez człowieka był krótki skok na 20 stóp (6,1 m), a statek wzniósł się na 2 stopy (0,6 m).

Samolot Zaschki z napędem ludzkim, Berlin 1934

W 1934 roku Engelbert Zaschka z Niemiec ukończył duży samolot napędzany siłą ludzkich mięśni, Zaschka Human-Power Aircraft . 11 lipca 1934 Zaschka-HPA przeleciał około 20 metrów na berlińskim lotnisku Tempelhof ; HPA wystartował bez wspomaganego startu .

Statek o nazwie HV-1 Mufli ( de ) ( Muskelkraft-Flugzeug ) zbudowany przez Helmuta Hässlera i Franza Villingera ( de ) poleciał po raz pierwszy 30 sierpnia 1935 roku: odległość 235 metrów w Halle an der Saale . Wykonano 120 lotów, z których najdłuższy wynosił 712 metrów w 1937 roku. Został jednak uruchomiony za pomocą napiętej liny, a więc nie był napędzany wyłącznie przez człowieka.

W marcu 1937 r. zespół Enei Bossi (projektant), Vittorio Bonomi (budowniczy) i Emilio Casco (pilot) spotkał się z wyzwaniem włoskiego rządu polegającym na przebyciu jednego kilometra swoim Pedaliante . Samolot najwyraźniej pokonywał krótkie odległości w pełni pod wpływem ludzkiej siły, ale odległości nie były na tyle znaczące, aby zdobyć nagrodę w konkursie. Co więcej, było wiele sporów, czy kiedykolwiek wystartował na pedały samego pilota, w szczególności dlatego, że nie ma żadnych zapisów o oficjalnych obserwacjach tego, czy to zrobił. Niektóre argumenty za i przeciw zasadności twierdzenia Bossiego, że tak się stało, przedstawia Sherwin (1976). W tamtych czasach uważano, że loty wykonywane wyłącznie przez człowieka były wynikiem znacznej siły i wytrzymałości pilota; i ostatecznie nieosiągalne dla typowego człowieka. Podobnie jak w przypadku HV-1 Mufli , dodatkowe próby podjęto zatem przy użyciu systemu katapultowego. Katapultując się na wysokość 9 metrów (30 stóp), samolot spełnił wymóg odległości 1 kilometra (0,62 mil), ale odmówiono mu nagrody ze względu na metodę startu.

Pierwsze loty

SUMPAC: pierwszy udany samolot z napędem ludzkim

Pierwszy oficjalnie uwierzytelniony start i lądowanie samolotu z napędem ludzkim (zdolnego do startów z napędem, w przeciwieństwie do szybowca ) został wykonany 9 listopada 1961 r. przez Dereka Piggotta w Man Powered Aircraft Uniwersytetu Southampton ( SUMPAC ) w Lasham Lotnisko . Najlepszy lot z 40 prób to 650 metrów. SUMPAC został znacznie przebudowany przez Imperial College z nowym systemem transmisji, ale został uszkodzony nie do naprawienia w listopadzie 1965 roku.

Hatfield Puffin pierwszy poleciał w dniu 16 listopada 1961, tydzień po SUMPAC. Hatfield Man Powered Aircraft Club został utworzony z pracowników firmy de Havilland Aircraft Company i miał dostęp do wsparcia firmy. Ostatecznie jego najlepszy dystans wyniósł 908 metrów (993 m). John Wimpenny powiedział, że jest bardzo zadowolony z występu maskonura, który pięknie radził sobie w locie. Jego rekord trwał 10 lat.

Puffin 2 był nowym kadłubem i skrzydłem wokół przekładni odzyskanej z oryginalnego Puffina. Leciał 27 sierpnia 1965 r. i wykonał kilka lotów ponad pół mili, w tym wzniósł się na 5,2 metra. Po tym, jak Puffin 2 został uszkodzony, został przekazany Liverpool University, który wykorzystał go do budowy Liverpuffin .

Po tej dacie poleciało kilka mniej udanych samolotów, aż do 1972 roku, kiedy Jupiter zaprojektowany i zbudowany przez Chrisa Ropera z Woodford Essex Aircraft Group , pilotowany przez Johna Pottera, przeleciał 1070 metrów i 1239 metrów w czerwcu 1972 roku. kontynuowane w RAF Halton - Potter był w tym czasie służącym oficerem Królewskich Sił Powietrznych (RAF). Na początku 1977 roku japoński samolot Stork ukończył trzy czwarte kursu ósemki przed uziemieniem końcówki skrzydła.

Royal Aeronautical Society Grupa lotnicza z napędem ludzkim

: Royal Aeronautical Society „s«Man Powered Grupa Samoloty»został założony w 1959 roku przez członków Man Powered Grupy College of Aeronautics w Cranfield , kiedy zostali zaproszeni do przyłączenia się do społeczeństwa. Jego tytuł został zmieniony z „Man” na „Human” w 1988 roku z powodu wielu udanych lotów wykonywanych przez kobiety-pilotki.

Pod auspicjami Towarzystwa w 1959 przemysłowiec Henry Kremer zaoferował pierwszą Nagrodę Kremera w wysokości 5000 funtów za pierwszy samolot z napędem ludzkim, który przeleciał kurs ósemkowy wokół dwóch znaczników oddalonych od siebie o pół mili. Warunkiem było, aby projektant, startujący pilot, miejsce budowy i lotu były Brytyjczykami. W 1973 Kremer podwyższył nagrodę do 50 000 funtów i otworzył ją dla wszystkich narodowości, aby wzbudzić zainteresowanie.

Sukcesy Nagrody Kremera Gossamer Condor i Albatross

W 1973 Kremer dziesięciokrotnie zwiększył swoją nagrodę pieniężną do 50 000 funtów. W tym czasie samolot napędzany siłą ludzkich mięśni leciał tylko po prostych (lub prawie prostych) kursach, a nikt jeszcze nie próbował jego trudniejszego kursu ósemkowego, który wymagał w pełni sterowalnego samolotu. Otworzył także konkurs dla wszystkich narodowości; wcześniej był ograniczony tylko do wpisów brytyjskich.

23 sierpnia 1977 Gossamer Condor 2 przeleciał pierwszą ósemkę na dystansie 2,172 km, zdobywając pierwszą nagrodę Kremera. Został zbudowany przez dr Paula B. MacCready'ego, a pilotowany przez amatorskiego rowerzystę i lotniowca Bryana Allena . Choć powolny, poruszający się z prędkością zaledwie 18 km/h, osiągnął tę prędkość przy zaledwie 0,35 KM (0,26 kW).

Druga nagroda Kremera w wysokości 100 000 funtów została zdobyta 12 czerwca 1979 r. ponownie przez Paula MacCready'ego, kiedy Bryan Allen poleciał Gossamer Albatross MacCready'ego z Anglii do Francji : odległość na wprost 35,82 km (22 mile 453 jardy) w 2 godziny 49 minut .

Nagroda za szybkość Kremera i późniejsze loty zespołu MIT

Wystawa samolotów napędzanych siłą ludzkich mięśni w Narodowym Muzeum Lotnictwa i Kosmosu w USA

Tydzień po przelocie przez kanał Gossamer Albatross, który używał śmigła zaprojektowanego przez zespół MIT, kierowany przez studentów zespół z Massachusetts Institute of Technology wykonał pierwszy lot na swoim samolocie Chrysalis , który wykazał pełną sterowność i został oblatany przez 44 lata. różni piloci, w tym kobiety , które jako pierwsze zasilały HPA.

11 maja 1984 r. trzecia nagroda Kremera w wysokości 20 000 funtów za prędkość trafiła do zespołu projektowego MIT za wykonanie lotu statkiem Monarch-B na trójkątnym kursie o długości 1,5 km w czasie poniżej trzech minut (przy średniej prędkości 32 km/h): pilot Franka Scarabino. Kolejne nagrody w wysokości 5000 funtów są przyznawane każdemu kolejnemu uczestnikowi, który poprawi prędkość o co najmniej pięć procent.

W ciągu następnych czterech lat grupa MIT nadal rozwijała swoje projekty, a samoloty Monarch i Monarch-B zostały zastąpione trzema kolejnymi projektami, Light Eagle i dwoma samolotami MIT Daedalus , Daedalus-87 i Daedalus-88. Obecny rekord odległości uznany przez FAI został osiągnięty 23 kwietnia 1988 r. z Iraklionu na Krecie do Santorini w MIT Daedalus 88 pilotowanym przez Kanellos Kanellopoulos : odcinek prosty 115,11 km (71,53 mil).

Samoloty pasażerskie

Pierwszy lot pasażerski napędzany siłą ludzkich mięśni miał miejsce 1 października 1984 r., kiedy Holger Rochelt przewoził swoją siostrę Katrin w Musculair 1 .

Ostatnie aktywności

Maszyny były budowane i latały w Japonii, Niemczech, Grecji, Francji, Australii, Nowej Zelandii, RPA, Austrii, Kanadzie, Singapurze, Stanach Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii, a ich łączna liczba zbliża się do stu.

Dzięki dalszym funduszom zmarłego Henry'ego Kremera Królewskie Towarzystwo Lotnicze ogłosiło cztery nowe nagrody:

  • 50 000 GBP w przypadku Kremer International Marathon Competition za lot po określonym dystansie dwudziestu sześciu mil ( maraton ) w czasie poniżej jednej godziny;
  • 100 000 funtów na Międzynarodowe Zawody Sportowe Samolotów Kremer dla samolotu sportowego zdolnego do operowania w normalnych warunkach pogodowych, jak miało to miejsce w Wielkiej Brytanii;
  • 1000 funtów na Konkurs Szkół;
  • 500 funtów na konkurs Roberta Grahama dla studentów na badania eksperymentalne lub projektowanie inżynierskie.

Podjęto próby zdobycia nagrody Kremer Sport w wysokości 100 000 funtów. Studenci z Virginia Polytechnic Institute zaprojektowali samolot w ramach swojej klasy AE4065/6. Zespół z Pennsylvania State University zaprojektował zasilacz Zephyrus jako część swojej klasy AERSP 404H. Zespół studentów inżynierii kosmicznej z Uniwersytetu w Southampton zaprojektował i skonstruował SUHPA.

W 2012 roku Królewski Aeronautical Society przyniósł Cup Icarus dla ludzkiego zasilanego latania do życia. Pierwszy puchar wygrał Airglow , zaprojektowany przez Johna i Marka McIntyre. Puchar Ikara różni się od Nagrody Kremera tym, że nie ma na celu po prostu bicia rekordów prędkości i odległości, ale uczynienie latania z napędem ludzkim popularnym sportem. Dlatego w zawodach znajdują się takie wyzwania, jak tor slalomowy, samodzielny start i test celności lądowania. Puchar Ikara odbywa się corocznie na lotnisku Lasham w Wielkiej Brytanii, gdzie odbywa się pierwszy lot z udziałem ludzi.

sterowce

Wynalazcy zbudowali sterowce napędzane siłą ludzkich mięśni . Zyskując siłę nośną dzięki wyporności zamiast powietrza przepływającego obok profilu , do napędzania samolotu potrzeba znacznie mniej wysiłku.

Helikoptery/Wiropłaty

Główny artykuł: helikopter napędzany siłą ludzkich mięśni

Ornitoptery

2 sierpnia 2010 r. Todd Reichert z Instytutu Studiów Lotniczych Uniwersytetu w Toronto pilotował napędzany przez człowieka ornitopter o nazwie Snowbird . Samolot o rozpiętości skrzydeł 32 metrów (105 stóp) i masie 42 kilogramów (93 funty) został skonstruowany z włókna węglowego , balsy i pianki. Pilot siedział w małym kokpicie zawieszonym pod skrzydłami i pompował drążek stopami, by sterować systemem drutów, które trzepotały skrzydłami w górę iw dół. Holowany przez samochód aż do lotu, utrzymywał się w locie przez prawie 20 sekund. Przeleciał 145 metrów ze średnią prędkością 25,6 km/h (7,1 m/s). Podobne loty z holowaniem wykonywano w przeszłości, ale ulepszone gromadzenie danych potwierdziło, że ornitopter był zdolny do samodzielnego lotu w powietrzu.

Zobacz też

Bibliografia

Bibliografia

Zewnętrzne linki