Parni stroj je donedavno bio najrašireniji izvor energije na planeti. Parni strojevi ugrađivani su u prizemna kolica - prototipove prvih automobila, pokretani vlakovi i parobrodi te su osiguravali rad crpki i alatnih strojeva. Parni strojevi i parni strojevi naširoko su se koristili u industriji u 19. stoljeću. Nije iznenađujuće da je s vremenom ideja o izgradnji zrakoplova s parnim strojem ušla u glave dizajnera. Međutim, proces izgradnje parnog aviona pokazao se teškim i trnovitim.
Posada zračne pare
Rođenje zrakoplovstva datira s početka 19. stoljeća. Na prijelazu iz 18. u 19. stoljeće predložen je prvi koncept zrakoplova. Taj je koncept iznio engleski prirodoslovac George Cayley. Upravo se Kayleigh smatra jednim od prvih svjetskih istraživača i teoretičara na području stvaranja zrakoplova težih od zraka. Cayley je svoje prve studije i eksperimente za proučavanje aerodinamičkih karakteristika krila započeo 1804., iste godine napravio je model vlastitog dizajna zrakoplova. Prema njegovim riječima, jedrilica je mogla putovati najviše 27 metara zrakom. 1809.-1810., Prvi mjesečni znanstveni časopis u Velikoj Britaniji, Nicolson's Journal of Natural Philosophy, objavio je djelo Georgea Cayleya pod naslovom "O zračnoj plovidbi". Bio je to prvi objavljeni znanstveni rad na svijetu koji je sadržavao temeljna načela teorije letenja jedrilicom i zrakoplovom.
Nije slučajno što su upravo u Velikoj Britaniji, bliže polovici 19. stoljeća, pokušali izgraditi prvi zrakoplov, točnije parni mlaz, jer je bilo planirano ugraditi parni stroj u ulozi elektrana po modelu. Ideja o izgradnji neobičnog zrakoplova pripadala je engleskom izumitelju i pioniru u području zrakoplovstva Williamu Samuelu Hensonu. Zajedno s drugim britanskim izumiteljem, Johnom Stringfellowom, Henson je razvio prvi dizajn zrakoplova na svijetu koji je uzeo u obzir sve osnovne elemente klasičnog zrakoplova s propelerima.
Dizajneri su svoje zamisli nazvali Zračna kolica na paru. Patent za izum dobiven je 1843. godine, iste godine izumitelji i njihovi partneri registrirali su dioničko društvo pod nazivom Aeriel Transit Company. Dizajneri su prvi model svoje "zračne parne posade" stvorili 1843. godine. Bio je to šestmetarski zrakoplov, koji je pokretao parni stroj snage samo 1 KS.
Dizajn krila parleta, koji su predstavili Henson i Stringfellow, sadržavao je elemente koji će u budućnosti naći primjenu u zrakoplovstvu: špalete, rebra, podupirači s podupiračima. Krilo njihovog parobroda, poput krila modernih zrakoplova, bilo je debelo. Istodobno, dizajneri su konstruirali šuplje krilo krila, što je trebalo olakšati dizajn zrakoplova. Samo krilo bilo je pričvršćeno za tijelo parleta odozgo, planirano je postaviti sam motor, posadu i putnike u karoseriju. Elektrana je trebala pogoniti dva propelera za potiskivanje. Stajni trap zrakoplova bio je planiran na tri kotača, s jednim nosnim kotačem.
Istodobno, ideja dizajnera bila je odvažna, ne samo po standardima sredine 19. stoljeća. Tehničke karakteristike posade zračne pare bile su izvrsne. Zrakoplov je trebao prevoziti do 12 ljudi zrakom na udaljenosti od 1600 km. Istodobno je raspon krila modela procijenjen na 46 metara, a površina krila 424 m², promjer propelera 6 metara. Snaga instaliranog pogonskog stroja procijenjena je na 30 KS. Vjerovalo se da je to dovoljno da zrakoplovu najveće uzletne težine 1360 kg omogući krstarenje 80 km / h.
Zapravo, sve je završilo testovima smanjenog modela, koji su se s promjenjivim uspjehom nastavili od 1844. do 1847. godine. Cijelo to vrijeme dizajneri su unijeli veliki broj promjena u projekt, promijenili parametre, promijenili okvir, a tražili su i sve snažniji parni stroj. Unatoč naporima britanskih prirodoslovaca, s vremena na vrijeme nisu uspjeli. To je uglavnom posljedica potpunog nedostatka svjetskog iskustva u području izgradnje zrakoplova. I Henson i Stringfellow bili su pioniri, koji su učinili samo prve plahe korake na novom polju, suočeni s velikim brojem poteškoća. 1847. napokon su prekinuti svi radovi na projektu.
Parni avion Aleksandra Mozhaiskog
U Rusiji je ideju o izgradnji zrakoplova s parnim strojem preuzeo kontraadmiral Aleksandar Fedorovič Mozhaisky, "djed ruskog zrakoplovstva", ne samo poznata vojna osoba, već i izumitelj. Mozhaisky se bavio istraživanjem i izumima tijekom svoje službe u ruskoj carskoj mornarici i u državnoj službi. Izumitelj je konačno došao na ideju o izgradnji vlastitog zrakoplova do 1873. godine. Nakon što je svoj plan dovršio do kraja 1876., Mozhaisky je projekt prezentirao Ministarstvu rata, gdje je projekt razmotren i dodijeljena su sredstva za njegovu provedbu. Konkretno, tri tisuće rubalja potrošeno je na znanstvena istraživanja i istraživanja, čiji bi se rezultati mogli dalje koristiti za stvaranje novog zrakoplova.
Prilikom razvoja svoje inačice zrakoplova, Alexander Mozhaisky, kao i mnogi drugi pioniri aeronautike, oslanjao se prvenstveno na dizajn i letne kvalitete zmajeva, koje je osobno dizajnirao i lansirao tijekom nekoliko godina. Mozhaisky je s pravom vjerovao da bi težak i spor zrakoplov trebao imati veliku površinu krila. U isto vrijeme, poput drugih izumitelja zrakoplova, Mozhaisky je prošao pokušaje i pogreške, mijenjajući dizajn i karakteristike svojih verzija zrakoplova mnogo puta.
Prema projektu, zrakoplov je trebao imati trup duljine oko 15 metara, raspon krila 23 metra, uzletnu težinu 820 kg. Istodobno se dimenzije zrakoplova mijenjaju u različitim studijama stručnjaka iz područja zrakoplovstva. Činjenica da je Mozhaisky htio opremiti svoj zrakoplov s dva motora od 20 KS odjednom ostaje nepromijenjena. i 10 KS. Istodobno, u početku se radilo o motorima s unutarnjim izgaranjem, koji su se tek počeli pojavljivati. Projektirana brzina zrakoplova trebala je biti oko 40 km / h. Mala brzina leta natjerala je dizajnera da izgradi zrakoplov s vrlo velikom površinom krila izvornog oblika. Izvana je zrakoplov koji je projektirao Mozhaisky bio jednokrilni monoplan napravljen prema klasičnom aerodinamičkom dizajnu.
Dizajner je vrlo brzo bio prisiljen napustiti motor s unutarnjim izgaranjem, budući da su prvi takvi motori bili iznimno nepouzdani i imali su veliku težinu. Tada se Mozhaisky odlučio vratiti klasičnim parnim strojevima za svoje doba. Na svojoj zaporci planirao je koristiti najlakše modele parnih strojeva londonske tvrtke Arbecker-son i Hemkens, koji su imali izvrsnu reputaciju i imali se vremena etablirati kao proizvođač lakih parnih strojeva koji su se koristili na razaračima.
Prvi prototip zrakoplova bio je spreman 1882. godine. No testovi su bili neuspješni. Alexander Mozhaisky, poput mnogih pionira zrakoplovstva, nije se mogao osloniti na ničije uspješno iskustvo, tih godina svjetska zrakoplovna industrija jednostavno nije postojala. Dizajner nije opremio svoju lozinku uređajima protiv prevrtanja jer ih nije smatrao potrebnima. Zbog toga je zrakoplov, nemajući vremena ni za uzdizanje u nebo, pao na bok, a njegovo ogromno područje krila jednostavno se "složilo". Sljedeće tri godine rada na dovršavanju dizajna nisu dovele ni do čega, ispitivanja 1885. ponovno su bila neuspješna, avion je opet pao na bok. Tu završava povijest ovog zrakoplova, a 1890. godine preminuo je sam dizajner.
Jedina leteća lozinka
U konačnici, prvi parni avion koji je uspio poletjeti u nebo i napravio pun let, izgrađen je tek u 20. stoljeću. To se dogodilo tridesetih godina prošlog stoljeća, kada je svijet već prikupio značajno iskustvo u području izgradnje zrakoplova. Objavljen 1933. u jednom primjerku, Airspeed 2000 ne samo da je poletio, već je i aktivno radio, barem do 1936. godine. Neobičan zrakoplov radio je u američkoj pošti, ali nakon 1936. godine život mu je izgubljen.
Prvi leteći parobrod izgradili su braća Amerikanci, izumitelji George i William Bessler, uz izravnu pomoć inženjera Nathana Pricea. Demonstracija novosti održala se 12. travnja 1933. u Kaliforniji u gradu Oaklandu i bila je naširoko popraćena u američkom tisku. Po izgledu, ovo bi bio najobičniji avion tih godina. To ne čudi, jer su braća jednostavno uzela za osnovu serijski dvokrilac Travel Air 2000. Sama elektrana bila je neobična. Zrakoplov, nazvan Airspeed 2000, bio je opremljen snažnim parnim strojem.
Srce automobila bio je V-dvocilindrični parni stroj koji je proizvodio maksimalnu snagu od 150 KS. S spremnikom ukupnog kapaciteta oko 10 litara, avion braće Bessler mogao je letjeti oko 600 km. Istodobno, parni stroj težio je čak i manje od standardnih benzinskih motora s unutarnjim izgaranjem - 80 kg, ali je težini elektrane dodano još 220 kg spremnika vode s ložištem.
Zrakoplov je lako poletio u nebo 1933. godine, a kasnije je bio u funkciji. Auto nije imao problema s letovima. U isto vrijeme, novinari su cijenili tihi rad avionskog motora, napominjući da se razgovor između pilota i putnika mogao čuti čak i sa zemlje. Buka je nastala samo zviždukom propelera koji je usitnjavao zrak. Osim tihog leta, avion je imao i druge prednosti, na primjer, korištenje vode umjesto benzina. Također, snaga parnog stroja ni na koji način nije ovisila o visini leta i stupnju razrjeđenja zraka, što je bio problem za sve zrakoplove s motorima s unutarnjim izgaranjem. Na primjer, na nadmorskoj visini većoj od dvije tisuće metara, parni stroj na Airspeedu 2000 postao je učinkovitiji od benzinskih motora iste snage.
Unatoč svojim prednostima, Airspeed 2000 nije zanimao civilne kupce i američku vojsku. Budućnost su imali avioni s motorima s unutarnjim izgaranjem, a dvokrilac braće Bessler izgledao je kao neka vrsta zanimljivosti iz 19. stoljeća, doduše s očitim nizom prednosti. Nedostaci su i dalje nadjačani. Što se tiče učinkovitosti, parni stroj bio je lošiji od motora s unutarnjim izgaranjem. U dizajnu zrakoplova morali su se koristiti ultralaki materijali kako bi se nadoknadila težina masivnog bojlera. Nije dopuštalo natjecanje sa zrakoplovima s motorima s unutarnjim izgaranjem i kraćim dometom leta. Čak ni takva očita kvaliteta kao što je bešumnost, koja se mogla koristiti za stvaranje izviđačkih zrakoplova ili bombardera, nije privukla predstavnike vojnog odjela.
