JAK CZŁOWIEK NAUCZYŁ SIĘ LATAĆ?

Pierwsze wzloty człowieka w

powietrze, czyli historia

Dedala i Ikara…

Po zaprojektowaniu i wzniesieniu Labiryntu

Dedal, znużony długotrwałym uwięzieniem

na Krecie, marzył o powrocie do

rodzinnego kraju. Na drodze stały jednak

czujne okręty Minosa. Minos panował

wprawdzie na lądzie i morzu, ale nie miał

żadnej władzy w powietrzu. Wielki

architekt wpadł na dziwny i szalenie śmiały

pomysł. Z naręcza piór zręcznie uformował

ogromne skrzydła, które związał sznurem i

scalił woskiem. Jedną parę przymocował do

ramion sobie, a drugą – synowi Ikarowi.

Ostrzegł młodzieńca, by nie leciał za

wysoko, w pobliżu palącego słońca, po

czym obaj wyruszyli w niezwykłą podróż.

Zostawili już za sobą po lewej stronie

Delos, gdy młodzieniec coraz śmielej

wzlatywał ku górze. Oczarowany bliskością

nieba, wzniósł się jeszcze wyżej, ku

gorącemu słońcu. Żar roztopił wosk i pióra

zaczęły odpadać. Ikar gorączkowo

trzepotał ramionami, lecz runął wprost do

wód opływających Samod, do morza, które

odtąd nosi jego imię.

Marzenia spełniły się we Francji we

wrześniu 1783 roku, kiedy bracia

Montgolfier wypuścili w przestworza

balon na ogrzane powietrze z załogą

złożoną ze zwierząt. W październiku

tego samego roku sztuki tej dokonał

człowiek. Pierwsze loty były bardzo

krótkie, ale ich pomyślny przebieg

zadecydował o tym, że cała Europa

rozpoczęła takie próby. Dla

zapewnienia dłuższego lotu balon

posiadał palenisko z węglem

drzewnym podgrzewającym

powietrze.

Większą swobodę lotu mógł

zapewnić tylko balon wypełniony

gazem lżejszym od powietrza. Znany

już wcześniej wodór spełniał ten

warunek, lecz dopiero odkrycie

sposobu gumowania jedwabiu

pozwoliło na budowę balonów

wypełnionych tym gazem. Na

początku grudnia 1783 roku

wystartował pierwszy balon

wypełniony wodorem.

Doświadczenia następnych lat

dowiodły przewagi gazu nad

ogrzanym powietrzem. Z czasem

łatwopalny i wybuchowy wodór

zastąpiono bezpiecznym, choć dużo

droższym helem.

BALONY

W styczniu 1785 roku Jean Pierre

Blanchard i John Jeffries przelecieli

balonem nad kanałem La Manche.

Bardzo szybko nowym wynalazkiem

zainteresowało się wojsko. Już w 1794

roku w wojskach francuskich użyto

balonu do obserwacji ruchów wojsk

przeciwnika.

W trakcie I wojny światowej balony na

uwięzi używano do obserwacji ruchów

wojsk oraz kierowania ogniem artylerii.

Wraz z rozwojem samolotu balony

przestały być bezpieczne i utraciły na

znaczeniu. Podczas II wojny światowej

praktycznie stosowano jedynie balony

bezzałogowe jako zapory przeciwko

atakom samolotów bombowych z małych

wysokości. Obecnie stosuje się balony

wypełnione wodorem do dokonywania

badań meteorologicznych oraz pomiaru

zanieczyszczenia powietrza. Balony na

ogrzane powietrze używane są

natomiast powszechnie w rywalizacji

sportowej.

Bardzo często balony na ogrzane

powietrze stosuje się w celach

reklamowych - mogą one wówczas

przybierać jak najdziwniejsze kształty.

W marcu 1999 roku Bertrand Piccard i

Brian Jones w ciągu 19 dni, 1 godziny i

49 minut dokonali przelotu balonem

dookoła globu bez lądowania.

W lipcu 2002 roku zakończyła się

trwająca 12 dni, 12 godzin i 57 minut

samotna podróż dookoła świata

dokonana przez Steva Fossetta.

Balon-motocykl

SAMOLOTY

Pierwszy lot samolotu odbył się 17

grudnia 1903 roku. Wyposażony w silnik o

mocy 9 kW samolot braci Wright

"Flyer 1" w ciągu 12 sekund przebył 37

metrów.

Cały świat ogarnął szał latania.

Wszystkie kraje rozpoczęły prace nad

swoimi konstrukcjami i samoloty zaczęły

latać coraz to wyżej, dłużej i dalej. W dniu

25 lipca 1909 roku Louis Bleriot pokonał

kanał La Manche i zdobył nagrodę 1000

funtów angielskich ufundowaną przez

"Daily Mail". W 1911 roku w trakcie wojny

włosko - tureckiej używano samolotów do

celów rozpoznawczych, a także

"bombowych" (załogi samolotów ręcznie

zrzucały na przeciwnika granaty oraz

małe bomby).

Początek I wojny światowej zastał

samoloty nieprzygotowane do walk w

powietrzu. Używane były jedynie jako

maszyny rozpoznawcze i bombowe.

Czasami piloci używali broni osobistej do

walki z przeciwnikiem. Wkrótce samoloty

zaczęto wyposażać w karabiny

maszynowe strzelające poprzez śmigło co

często prowadziło do jego uszkodzenia -

rozwiązaniem była synchronizacja

strzałów z obrotami śmigła. Coraz

częściej dochodziło do walk powietrznych.

Po obu stronach konfliktu pojawili się

piloci odnoszący najwięcej zwycięstw.

Najbardziej znanym z nich był Niemiec

Manfred von Richthofen zwany

"Czerwonym baronem" latający

charakterystycznym, pomalowanym na

czerwono samolotem.

Samolot braci Wright – Flyer 1

Po zakończeniu wojny nastąpił gwałtowny

rozwój lotnictwa cywilnego. Pojawiały się

nowe maszyny, padały nowe rekordy. W

maju 1927 roku Charles Lindbergh dokonał

pierwszego samotnego przelotu nad

północnym Atlantykiem z Nowego Jorku do

Paryża. Okres międzywojenny to także czas

wielu sukcesów polskich lotników: lot

dookoła Europy Żwirki i Wigury, przelot

Warszawa - Tokio i z powrotem Bolesława

Orlińskiego w 1926 roku czy przelot nad

Atlantykiem Stanisława Skarżyńskiego na

najmniejszym samolocie w historii

podbojów tego oceanu w 1933 roku.

W konstrukcji samolotów postępowała

coraz większa specjalizacja. Pojawiły się

samoloty operujące z pokładów

lotniskowców, bombowce dalekiego

zasięgu, samoloty szturmowe,

wodnosamoloty itp. W czasie II wojny

światowej samolot pokazał, że jest siłą bez

której próżno marzyć o wygranej.

Niemiecka teoria wojny błyskawicznej

zakładała ścisłe współdziałanie lotnictwa i

broni pancernej. Wojna na morzu pokazała,

że wyposażony w samoloty lotniskowiec

jest znacznie więcej wart niż kilka

pancerników. Zmagania przyniosły nie

tylko rozwój samego samolotu, ale również

jego oprzyrządowania. Pod koniec wojny

pojawił się pierwszy samolot odrzutowy -

niemiecki Messerschmitt Me-262

"Schwalbe" oraz rakietowy Messerschmitt

Me 163 B "Komet".

W okresie powojennym w lotnictwie

wojskowym napęd odrzutowy wyparł samoloty

śmigłowe praktycznie we wszystkich

kategoriach. Taka sama sytuacja zapanowała

również wśród samolotów pasażerskich. Napęd

tłokowy natomiast panuje niepodzielnie w

samolotach sportowych, szkolnych, rolniczych

itp. W październiku 1947 roku na rakietoplanie

Bell X-1 Charles Yeager pokonał jako pierwszy

barierę dźwięku. Prace nad coraz szybszymi

samolotami trwały i po wielu próbach przed

konstruktorami pojawiła się kolejna bariera -

cieplna. Wraz ze wzrostem prędkości tarcie

powietrza o płatowiec staje się tak duże, że

rośnie temperatura grożąc zniszczeniem

materiału. Ponadto silnik zużywa ogromne

ilości paliwa co powoduje, że samolot przebywa

w powietrzu bardzo krótko. Wyścig o

najszybszą seryjną maszynę wygrały USA -

samolot szpiegowski Lockheed SR-71

"Blackbird" osiągnął prędkość 3529 km/h.

Samolot ten jest zbudowany z uwzględnieniem

rozszerzalności cieplnej materiałów - dlatego

przed startem ze zbiorników wycieka paliwo

(bardzo trudno się zapala) - ich uszczelnienie

nastąpi po osiągnięciu temperatury pracy

samolotu. Po uzupełnieniu paliwa w powietrzu

następuje przejście do właściwego etapu misji -

SR-71 wznosi się na pułap powyżej 25 km i

osiąga predkość 3 Ma. Zasięg tej maszyny

wynosi 4800 km bez dodatkowego tankowania

w powietrzu.

Prace nad nowymi rodzajami broni

doprowadziły także do powstania samolotu

pionowego startu i lądowania. Stało się to

możliwe dzięki wprowadzeniu sterowanej dyszy

silnika odrzutowego - podczas startu dysze

kierują spaliny pionowo pozwalając na

wznoszenie maszyny. Wraz ze wzrostem

wysokości dysza może zostać odchylona

nadając samolotowi ciąg w kierunku poziomym

powodując rozpędzenie maszyny. W trakcie

lotu możliwe jest oczywiście dokonywanie tego

typu operacji jak zawis, choć z punktu widzenia

taktyki (powolne wytracanie

prędkości) raczej

nie jest stosowane.

Najnowszą zdobycz stanowi technologia "stealth".

Kształt oraz nowoczesne tworzywa, z jakich jest

wykonany samolot zmniejszają radarową,

termiczną i optyczną widzialność maszyny. Echo

radarowe myśliwca Lockheed F-117 "Nighthawk"

jest takie, jak zdalnie sterowanych modeli.

Posiadający tą samą zdolność ciężki bombowiec

strategiczny Northtrop B-2 "Spirit" ma kadłub

zbudowany z około 900 rodzajów tworzyw. Za

niewidzialność trzeba niestety zapłacić bardzo

wysoką cenę - B-2 kosztuje około 1,3 mld

dolarów.

Ogromny postęp daje się również zauważyć w

rozwoju cywilnych samolotów komunikacyjnych.

Pierwsze samoloty pasażerskie miały odkrytą

kabinę i były dalekie od niezawodności. "Zimna

wojna" oraz konkurencja między przewoźnikami

pasażerskimi doprowadziła do powstania

zarówno wielkich samolotów transatlantyckich

jak i komfortowych maszyn bliskiego zasięgu.

Tendencja rozwojowa prowadziła nie tylko do

powstawania maszyn coraz większych, ale

również coraz szybszych. Prace nad pasażerskimi

samolotami przekraczającymi prędkość dźwięku

powodowane były z jednej strony prestiżem, a z

drugiej presją biznesmenów nie mających czasu

do stracenia. Ich ukoronowaniem było stworzenie

radzieckiego Tu-144, który przy starcie i

lądowaniu rozkładał dodatkowe skrzydełka w

pobliżu kabiny pilotów (układ kaczka) oraz

obniżał nos samolotu o około 12o dla polepszenia

widoczności z kokpitu. Choć maszyna ta w maju

1970 roku osiągnęła prędkość 2Ma to po krótkim

czasie ze względu na wiele awarii została

wycofana z eksploatacji. Niemal w tym samym

czasie powstała inna konstrukcja przekraczająca

prędkość dźwięku - francusko-brytyjski

"Concorde". Maszyny te latają regularnie na

trasie Europa - USA (loty zostały zawieszone po

katastrofie pod Paryżem w sierpniu 2000 roku -

wznowiono je w listopadzie 2001 roku) pokonując

dystans w czasie trzech godzin i dwudziestu

minut w porównaniu z ponad siedmioma Boeinga

747.

Stosunkowo najnowszy lotniczy rekord został

ustanowiony w grudniu 1986 roku, kiedy samolot

"Voyager" z załogą Dick Rutan i Jeanna Yeager

okrążył kulę ziemską bez międzylądowania i bez

uzupełniania paliwa w powietrzu.

SZYBOWCE

Pierwszy szybowiec skonstruował w 1853 roku

Anglik George Cayley. Kontynuatorem jego prac

był Niemiec Otto Lilienthal. Udoskonalił

płatowiec stając się w ten sposób jednym z

ojców lotnictwa. W tym samym czasie w Polsce

eksperymenty z lotami ślizgowymi prowadził

Czesław Tański na szybowcu "Lotnia". Pierwsze

loty odbywały się z niewielkich pagórków czy

nawet specjalnie budowanych pomostów przez

co były bardzo krótkie. Dopiero późniejsze

obserwacje doprowadziły do odkrycia terenów

obfitujących w występowanie prądów

wznoszących, a więc idealnych do prowadzenia

lotów. Po skonstruowaniu samolotu szybowiec

stracił na popularności. Uznano, że spełnił już

swoją rolę.

Szybowiec powrócił do łask w latach

dwudziestych XX wieku, kiedy zaczęto

organizować zawody szybowcowe. Szybowiec

jako pojazd bezsilnikowy wymaga pomocy z

zewnątrz, aby znaleźć się w powietrzu. Istnieją

dwie metody osiągnięcia tego celu: użycie

wyciągarki lub holowanie przez samolot. W

czasie II wojny światowej szybowce zostały

wykorzystane do desantu lotniczego w trakcie

operacji Market-Garden (uchwycenia mostów

na drodze do Niemiec). Obecnie szybowce

wykorzystuje się jedynie jako maszyny

sportowe i do szkolenia adeptów lotnictwa.

Zarówno samolot jak i szybowiec nie były

osiągalne z wielu względów dla szerokiego

ogółu ludzi. Znacznie tańsza i łatwa do złożenia

jest lotnia (polska nazwa najprawdopodobniej

wywodzi się od konstrukcji Tańskiego). Lotnia

to właściwie latające skrzydło, którego kształt

utrzymywany jest dzięki sztywnym (najczęściej

aluminiowym) profilom, a pilot leci w pozycji

wyprostowanej twarzą do ziemi. Sterowanie

odbywa się poprzez wychylenia ciała

(przesuwanie środka ciężkości). Start ma

miejsce najczęściej ze zboczy gór, choć może

być do tego celu wykorzystywana także

wyciągarka. Sposobem na uniezależnienie się

od ukształtowania terenu czy pomocy z

zewnątrz jest zastosowanie niewielkiego silnika

do napędu lotni. Tak przerobiona lotnia

dodatkowo otrzymuje również podwozie.

Od chwili wzbicia się w przestworza

człowiek poszukiwał także sposobu na

bezpieczny sposób ich opuszczania.

Konstrukcja pierwszego spadochronu

przypisywana jest Leonardo da Vinci.

Pierwsze udane opuszczenie maszyny

latającej jakim był balon odnotowano

w 1797 roku. Pierwsze spadochrony

traktowane były jednak przez

lotników bardzo nieufnie - na

początku I wojny światowej piloci nie

byli w nie wyposażeni. Dopiero

rosnące straty doprowadziły do

powszechnego ich używania.

Początkowo spadochron stosowany

był jedynie jako środek ratujący życie,

dopiero jego doskonalsze wersje

pozwalały na delektowanie się

kontrolowanym spadaniem. Skuteczne

i powszechnie używane spadochrony o

okrągłej czaszy nie miały większej

możliwości sterowania lotem.

Poszukiwanie sposobu sterowania

doprowadziło do powstania

spadochronu szybującego

(spadochronu w kształcie skrzydła).

Skoczkowie używający tych

spadochronów dość szybko zauważyli,

że można na nich startować ze

wzniesień i wykonywać w ten sposób

samodzielne loty co doprowadziło do

przekształcenia go w paralotnię.

Możliwe jest również używanie

wyciągarki czy samochodu jako

holownika.

Szkic spadochronu – Leonardo da Vinci

STEROWCE

Balony umożliwiły ludziom podróże w

powietrzu. Niestety był to lot uzależniony

jedynie od kierunku i siły wiatru. Brak

możliwości kierowania prowokował

wyobraźnię konstruktorów. Już w rok od

pierwszego lotu balonu pojawiły się projekty

wykorzystania wioseł, żagli, sterów i innych

konstrukcji do uniezależnienia się od

kaprysów wiatru. Musiało jednak upłynąć

prawie siedemdziesiąt lat, aby lot kierowany

stał się faktem. Pierwszy sterowiec

pilotowany przez Henri Giffarda wzniósł się w

powietrze w listopadzie 1852 roku. Był to

balon napędzany silnikiem parowym.

Konstrukcja sterowca została udoskonalona

w Niemczech, gdzie zbudowano w 1895 roku

pierwszy sterowiec o sztywnym kadłubie.

Jednak dopiero Ferdinand von Zeppelin

doprowadził do rozkwitu tej konstrukcji.

Sztywne aluminiowe ożebrowanie tworzące

opływowy kształt, kryjące kilka balonów lub

komór wypełnionych gazem, a pod nim

podwieszona kabina z silnikami

umieszczonymi po bokach to standard

obowiązujący do dziś. W 1909 roku pojawiły

się pierwsze sterowce pasażerskie - od tej

chwili przestworza stały się dostępne dla

wszystkich.

W czasie I wojny światowej Niemcy wystawiły

ogromną jak na owe czasy flotę sterowców -

120 sztuk - używanych do celów

rozpoznawczych i bombowych. Dokonywano

nalotów bombowych na kontynencie, a także

na Anglię (w największym nalocie brało udział

16 sterowców) co nie przynosiło efektów

militarnych, ale miało ogromny cel

propagandowy. Straty powodowane przez

artylerię oraz samoloty doprowadziły do

wycofania sterowców z frontu i używania ich

jedynie w celach transportowych.

W rok po zakończeniu wojny,

brytyjski sterowiec R34 dokonał

pierwszego przelotu nad

Atlantykiem, a w 1926 roku Roald

Amundsen przeleciał na sterowcu

"Norge" nad biegunem północnym.

Następne lata to powszechne

stosowanie sterowców w

komunikacji lotniczej. "Graff von

Zeppelin" kursował regularnie

pomiędzy Niemcami a Brazylią. Lata

trzydzieste to okres największej

świetności sterowców, ale również

coraz większa konkurencja ze strony

samolotów. Seria katastrof

spowodowanych używaniem

wodoru, a zwłaszcza pożar

lądującego 6 maja 1937 roku w

Nowym Jorku "Hindenburga"

przesądziła o losie sterowców.

Od tej daty liczy się koniec epoki

sterowców. Jednakże nie zniknęły z

nieba całkowicie. Po zastąpieniu

wodoru bezpiecznym helem oraz

radykalnym zmniejszeniu wymiarów

używane były w ograniczonym

stopniu w czasie II wojny światowej.

Obecnie sterowce wykorzystuje się

głównie jako obiekty reklamowe, a

w ograniczonym stopniu jako

latające dźwigi zwłaszcza tam, gdzie

niemożliwe jest użycie śmigłowców.

W czasie II wojny światowej

zastosowanie śmigłowców było

niewielkie. Dopiero po wojnie

nastąpiło zainteresowanie tą

konstrukcją. Kolejnego skoku

jakościowego dostarczyła wojna

wietnamska, gdzie armia USA

stosowała śmigłowce powszechnie

zarówno jako maszyny szturmowe

jak i transportowe czy sanitarne.

Nowoczesne śmigłowce wojskowe

są stosowane praktycznie

wszędzie: jako niszczyciele

czołgów, do walki z okrętami

podwodnymi, w ratownictwie,

desancie, transporcie itp. Pojawił

się także śmigłowiec wykonany w

technologii "stealth"

(pozostawiający niewielki ślad

radarowy, termiczny i optyczny) -

jest to RAH-66 "Comanche".

Również zastosowanie

śmigłowców cywilnych jest

ogromne: transport, ratownictwo,

patrolowanie dróg, latające dźwigi,

obsługa imprez sportowych i wiele

innych. Powstała także konstrukcja

łącząca zalety samolotu i

śmigłowca.

Źródła

Encyklopedia Powszechna część III na CD – emapa

Słownik encyklopedyczny Fizyka pod redakcją Ryszarda

Cacha

Szkolna Encyklopedia – John Farndon Wyd. RTW

www.wikipedia.pl

www.interia.pl

www.sciaga.pl

Document Outline