17 grudnia 1903 roku jest przełomową datą w historii lotnictwa. W ten pochmurny, wietrzny i zimny dzień, na wydmowych wzgórzach koło Kitty Hawk, dwóch mało znanych amerykańskich braci Orville i Wilbur Wright, oderwali się od ziemi w maszynie napędzanej silnikiem. Lot nie był zbyt imponujący, maszyna w czasie 12 sek. przeleciała dystans 36 m. Spełniło się jednak marzenie wielu pokoleń ludzkości nad uskrzydleniem człowieka. Mogli je zrealizować tylko ludzie wybitnie zdolni. Dzięki ich pracy, wytrwałości i wiedzy ludzkość dostała wynalazek, który należy zaliczyć do najgenialniejszych w XX wieku.

Bracia Wright

Orville (1871-1948) oraz Wilbur (1867-1912) byli synami protestanckiego duchownego i wychowywali się w Dayton (stan Ohio). W szkole interesowały ich tylko przedmioty techniczne i matematyka, college'u jednak nie ukończyli. Po opuszczeniu szkoły podejmowali się różnych zajęć. W końcu zaczęli prowadzić warsztat naprawy rowerów, a następnie podjęli się ich produkcji i sprzedaży. Byli autorami dwóch światowych udoskonaleń zastosowanych w rowerach (gwint lewoskrętny zapobiegający samoodkręcaniu się pedału oraz uszczelniona samosmarująca się piasta rowerowa).

Pierwsze próby z modelem szybowca (latawca) Wright Glider No.1, rozpoczęto w październiku 1900 roku na wzgórzu koło rybackiej wioski Kitty Hawk. Miały one na celu zbadanie jego nośności, stateczności i sterowności. Początkowo zrezygnowano z prób z udziałem pilota. Szybowiec obciążony był balastem. Sterowano nim za pomocą linek, tak, aby szybowiec utrzymywał się nad ziemią w napływających strugach powietrza, a ruchami sterów powodowano jego wznoszenie lub opadanie.

W 1901 roku w oparciu o doświadczenia z poprzednim modelem, bracia przystąpili do prac nad nowym szybowcem. Współudział w jego budowie miał mechanik Charles Taylor, który przez kilka lat współpracował z braćmi Wright. Nowy szybowiec Wright Glider 2 był dwa razy większy od poprzedniego modelu i zbudowany jako dwupłat o powierzchni 27,6 m2. Z przodu posiadał ster wysokości, ważył 45 kg i nie miał tylnego usterzenia. Po raz pierwszy zastosowano w nim ruchome końce skrzydeł (dla przywrócenia równowagi poprzecznej). Pilot dla zmniejszenia oporu zajmował pozycję leżącą.

Do prób z udziałem pilota przystąpiono latem 1901 roku. Maksymalne długości ślizgów wynosiły wówczas około 100 metrów, a czas ich trwania dochodził do kilkunastu sekund.

Niezależnie od prób w locie prowadzone były przez braci różnego rodzaju badania charakterystyk nośnych skrzydeł. W tym celu jesienią 1901 roku zbudowali tunel aerodynamiczny. Był on drewnianą skrzynią o przekroju 40x40 cm, do którego wentylator dmuchał powietrze, z prędkością około 40 km/h. Przy wykorzystaniu wagi i własnej metody badań charakterystyk, przebadali oni ponad 200 różnych profili. Badania miały na celu określenie, które z nich dają największą siłę nośną i jak się one zachowują przy różnych kątach natarcia. Na początku 1902 roku, czyli po zakończeniu wszystkich badań i doświadczeń, bracia zdobyli wiedzę z zakresu aerodynamiki, która okazała się być wystarczającą do budowy samolotu.

W oparciu o przeprowadzone badania tunelowe, w 1902 roku zbudowany został kolejny dwupłatowy szybowiec Wright Glider No. 3. Posiadał on skrzydła o powierzchni 29,4 m2 o elastycznej konstrukcji umożliwiającej sterowanie przechyleniem przez skręcanie całej komory dwupłata. Z przodu miał ster wysokości, a z tyłu kratownicy - zastosowany po raz pierwszy - pionowy ster kierunku (był dwukrotnie modyfikowany - stosowano ster pojedynczy i podwójny).

Podczas prób prowadzonych w 1902 i 1903 roku w Kitty Hawk bracia Wright wykonali setki lotów (startów), z których najdłuższe dochodziły do 200 metrów, a ich czas sięgał kilkudziesięciu sekund. W końcowym etapie prób, szybowiec ustawiony czołowo pod wiatr utrzymywał się w powietrzu nawet do 70 sek., przemieszczając się na odległość 30 metrów. Stanowiło to niezbity dowód jego wysokiej doskonałości aerodynamicznej, a także efektywności układu sterowania i umiejętności pilota. Bracia Wright byli przekonani, iż do pełnej doskonałości brakowało już tylko silnika. Ponieważ na rynku nie było odpowiedniego napędu, w ciągu 6 tygodni, przy współudziale mechanika Charlesa Taylora zaprojektowali i zbudowali 4-cylindrowy silnik spalinowy o wymaganej mocy.

Flyer I

W projektowaniu nowego samolotu wykorzystano układ konstrukcyjny szybowca Wright Glider No. 3, któremu nadano nazwę "Flyer" ("latacz", lotnik). Jego budowa prowadzona była w zakładzie rowerowym w Dayton i trwała od lutego do końca lata 1903 roku. We wrześniu 1903 roku po zakończeniu budowy i wykonaniu szeregu prób naziemnych w Dayton samolot Flyer I został rozmontowany i wysłany transportem wodno-lądowym do Kitty Hawk. Na miejsce czekających go prób dotarł w dniu 8 października 1903 roku. Tak jak w poprzednich latach próby w locie miały odbywać się na wzgórzach wydmowych o wdzięcznej nazwie Kill Devil Hill (Wzgórze Zabij Diabła).

Przez prawie trzy miesiące bracia nie mogli rozpocząć prób z uwagi na niesprzyjającą pogodę. Padał śnieg z deszczem, a wiatr w porywach osiągał prędkość ponad 20 m/sek. Silne podmuchy wiatru dwukrotnie zniszczyły hangar (szopę) w której montowany był samolot.

W dniu 14 grudnia 1903 roku Wilbur podjął próbę wykonania pierwszego lotu. Z uwagi na popełniony błąd w pilotażu przy niewystarczającej do lotu prędkości wiatru, zakończył się on niepowodzeniem. Samolot wzbił się w powietrze i w czasie 3,5 sek. przemieścił się na odległość 30 metrów, a lądując lekko uszkodził usterzenie. Mimo niepowodzenia próba wykazała, że moc silnika była wystarczająca, a metoda startu bezpieczna. Bracia uznali, że powyższy lot był tylko kolejną próbą przed właściwym pierwszym lotem, który miał nastąpić z chwilą jego naprawy.

Do startu Flyera wykorzystywany był specjalnie zbudowany drewniany tor (szyna), pokryty cienką metalową taśmą, o długości 18 metrów. Po zwolnieniu liny hamulcowej samolot poruszał się po szynie na małym wózku, który był odrzucany po starcie. Do czasu osiągnięcia prędkości oderwania skrzydła należało podtrzymywać w położeniu poziomym.

Czwartek, 17 grudnia 1903 roku

W dniu 17 grudnia 1903 roku było wietrznie i zimno. Ponieważ zbliżały się święta i bracia chcieli je spędzić z rodziną, postanowili dalej nie czekać na poprawę pogody. Z samego rana podjęto przygotowania do wykonania lotu. Rzucili monetę, by zdecydować, który z nich wystartuje jako pierwszy. Wygrał Orville.

Pierwszy lot trwał tylko 12 sekund, skromny w porównaniu do lotów ptaków, ale był to jednakże pierwszy lot w historii świata, podczas którego maszyna uniosła człowieka w powietrze własną siłą, poszła naprzód w locie poziomym bez utraty szybkości, lądując następnie nieuszkodzona.

Orville Wright tak opowiada o tym locie: ".. Po wprowadzeniu silnika w ruch, utrzymywałem go kilka minut na gazie dla nagrzania go, następnie zwolniłem sznurek przytrzymujący samolot i zwróciłem się przeciw wiatrowi. Wilbur biegł z boku maszyny, trzymając za skrzydło dla zachowania równowagi na torze.

Samolot ruszył przeciwko silnemu wiatrowi bardzo powoli. Wilbur mógł pozostawać przy boku samolotu dopóki ten nie oderwał się od ziemi, przy rozbiegu wynoszącym 14 metrów. Jeden z urzędników stacji ratunkowej zrobił zdjęcie fotograficzne w momencie, gdy maszyna poderwała się z toru i uniosła na wysokość około pół metra.

Poziom lotu w górę i w dół był bardzo nierówny, częściowo z powodu braku doświadczenia w pilotażu. Samolot szedł nagle 3 metry w górę, potem również nagle w dół. Gwałtowne przypadnięcie maszyny w odległości 30 metrów od końca startu i trochę więcej niż 40 metrów od początku startu zakończyło lot. Ponieważ szybkość wiatru wynosiła 12 m/s, a szybkość przeciw wiatrowi wynosiła 3,3 m/s, to szybkość w stosunku do powietrza była ponad 15 m/s. Czyli długość lotu bez wiatru równałaby się odległości 180 m...".

W tym samym dniu bracia Wright odbyli jeszcze trzy kolejne loty. W wyniku ostatniego lądowania uszkodzony został przedni ster wysokości. Uszkodzony samolot ulokowano w miejscu, które znajdowało się obok hangaru. W pewnej chwili niespodziewany podmuch wiatru poderwał samolot i rzucił nim o ziemię. Samolot uległ dużym zniszczeniom, które uniemożliwiły w tym dniu dalsze loty. Zostało połamane użebrowanie skrzydeł, powyginane osłony łańcuchów oraz urwane uchwyty silnika. Dalszych lotów w tym roku już nie wykonywano. Z uwagi na zbliżające się święta bracia Wright zwinęli obóz i powrócili do rodzinnego domu w Dayton.

Flyer II i inne konstrukcje

Rozumiejąc doniosłość osiągniętych sukcesów bracia Wright nie zaprzestali dalszej pracy i podjęli budowę kolejnych, doskonalszych samolotów, z nowymi silnikami o większej mocy. W 1904 roku powstał Flyer II, z silnikiem o mocy 16 KM, na którym odbyli około stu lotów. Wykonali po raz pierwszy nieznane dotąd ewolucje powietrzne, między innymi pojedyncze wiraże i loty okrężne po obwodzie zamkniętym. Oba lotnicze wyczyny były zasługą Wilbura. Od listopada 1904 roku, start samolotu był wspomagany specjalną katapultą. Do tego celu wykorzystywana była wieża na której zawieszony był 700 kg ciężar. Samolot znajdował się na 30-metrowych drewnianych szynach okutych blachą. Zwolnienie ciężaru, który połączony był za pomocą liny z samolotem, powodowało jego szybki ruch do przodu.

W następnych latach powstały kolejne maszyny. Z każdym dniem osiągano nowy lotniczy rekord, dając przedsmak wyścigu i konkurencji. Samoloty były przedmiotem zainteresowania wielu państw, w tym Francji, Wielkiej Brytanii i Niemiec. Podczas jednej z prezentacji dla amerykańskiego wojska w Fort Myer, w dniu 17 września 1908 roku miała miejsce pierwsza w historii lotnictwa katastrofa samolotu. Pasażer, oficer armii amerykańskiej porucznik Thomas Selfridge w wyniku doznanych obrażeń zmarł, a pilot Orville Wright znalazł się w szpitalu ze złamaną nogą, połamanymi żebrami i pękniętą kością biodrową.

Oszałamiające powodzenia braci Wright zadziwiły świat, obalając dotychczasową nieufność do maszyn latających cięższych od powietrza. Posiadali oni w swoich rękach wszystkie atuty, albowiem wynalazek był ich własnością, sami go skonstruowali, wyprodukowali i nauczyli się nim latać. Szereg konstruktorów rzuciło się do pracy, aby stworzyć podobną konstrukcję. Dla zachowania tajemnicy swego wynalazku przez pewien okres czasu bracia Wright przestali odbywać pokazowe loty, aż do momentu zawarcia pierwszych umów handlowych (licencyjnych). Szereg osób prywatnych, jak również rządów państw podjęło z nimi rozmowy i negocjacje.

Po długich pertraktacjach licencję zakupiła m.in. Francja i Niemcy, za co każdorazowo bracia Wright otrzymywali stosowne gratyfikacje finansowe. Uruchomiona została produkcja pojedynczych egzemplarzy. Pierwszym samolotem, który został sprzedany do Europy był Wright Model A. Od tego czasu datuje się powstanie przemysłu lotniczego. Szereg konstruktorów zaczęło tworzyć coraz to lepsze, nowsze i doskonalsze samoloty. Zaczęły powstawać pierwsze szkoły nauki pilotażu. Wtedy też rozpoczął się wyścig na polu wynalazczym i produkcyjnym, który trwa nieprzerwanie do chwili obecnej.

Wyczyn braci Wright odmienił świat. Samolot postrzegany z początku jako pewnego rodzaju rozrywka, już niedługo stał się nowym środkiem transportu. Z luksusowego jakim był w przeszłości, obecnie stał się dobrem niemalże dostępnym dla każdego.

Opracowanie:
Jerzy Liwiński
Ośrodek Informacji Naukowej, Technicznej i Ekonomicznej ULC

Żrodło:

ulc.gov.pl

Unikalna Galeria