建设维护翅膀:提升的问题

人类飞行的梦想必须已经开始观察鸟类飙升的在天空中。为几千年然而,进步被试图推迟设计飞机模拟打一只鸟的翅膀。一代又一代的实验者和梦想家集中他们的注意力扑翼机机器中扇动翅膀产生升力和propulsion-contributed没什么实质性问题的最终解决阻塞机械飞行的路线。

因此,飞机的发明的故事开始于16、17日和18世纪,第一次认真的研究空气动力学——研究的力量作用于一个实体(例如,一个翅膀时沉浸在空气流)。列奥纳多·达·芬奇和伽利略在意大利,克里斯蒂安·惠更斯在荷兰,和艾萨克·牛顿在英国所有导致阻力之间的关系的理解(阻力)和一个物体的表面积等因素流和公开密度的液体。瑞士数学家丹尼尔·伯努利和欧拉和英国的工程师约翰Smeaton解释了压力和速度之间的关系和提供信息,使后一代的工程师来计算空气动力。

乔治·凯莱英文准男爵,弥合差距的物理理论,工程研究,古老的飞行的梦想。他收集关键气动数据价值的有翼飞机的设计,使用仪器在18世纪为研究开发弹道。凯莱也是飞机设计的先驱,解释说,一个成功的飞行机器会有单独的系统电梯、推进和控制。虽然他做生产设计扑翼他是第一个实验者专注于固定翼飞机。

凯莱发现的秘密电梯在一只鸟的翅膀的形状,揣摩一个拱形,或弯,翼比平翼会产生更大的升力,因为较低的压力在曲面上(看到伯努利定理)。他的观察鸟类的飞行让他认识到相对的优越性狭长(在现代术语,high-aspect-ratio)翅膀飙升。作为一个实际问题,然而,他设计的双翼飞机和多翼机翅膀(第一的)作为一种提供最大表面积在一个强大的和容易支撑结构。

解决英国的航空协会的第一次会议1866年,弗朗西斯·h·威汉姆提供了简洁的和有力的重述凯莱最重要的想法关于翅膀。五年后,与约翰•布朗宁合作文翰建造了第一风洞,设备将产生深远影响的研究机翼和改善翼型的发展。荷瑞修菲利普斯航空协会的一位成员,开发了一个更为有效的风洞设计、专利(1884)的两个表面,cambered-airfoil设计提供大部分后续工作的基础。

从1870年代开始,奥托利德国机械工程师进行了机翼设计的最重要的研究自凯莱的时间。他的部队操作的详细测量曲面的机翼在不同角度的攻击提供精确的数据受雇于experimenters-including晚些时候美国,工程师八度Chanute和莱特兄弟计算自己的翅膀的性能。利发表了他的研究结果,设计,建造,和飞一系列单翼机,双翼飞机滑翔机,完成多达2000次航班在1890年和1896年8月他致命的滑翔机崩溃的时候。

在一开始他们自己的航空实验,莱特兄弟仔细研究了他们的前辈们的工作和决定几乎没有需要他们关注翼设计。“男人已经知道如何构造翅膀…,”威尔伯说,1901年通过空气驱动时足够的速度不仅能维持自己还的引擎,和工程师。”

两年的试验滑翔机,然而,展示了需要更多关注翼设计。1901年11月开始,莱特兄弟使用风洞的设计收集信息,使他们能够计算升力和阻力的值为整个系列翼型在不同攻角和测量性能不同纵横比的翅膀,尖端形状,和其他设计特点。这些信息中达到高潮1902年莱特滑翔机,突破机的机翼设计使莱特兄弟飞机的发明最终的步骤。