Les premières machines volantes - Early flying machines

Les premières machines volantes comprennent toutes les formes d' avions étudiées ou construites avant le développement de l' avion moderne en 1910. L'histoire du vol moderne commence plus d'un siècle avant le premier avion piloté réussi et les premiers avions des milliers d'années auparavant.

Débuts primitifs

Légendes

Certaines mythologies anciennes présentent des légendes d'hommes utilisant des appareils volants. L'une des plus anciennes connues est la légende grecque de Dédale ; dans la version d' Ovide , Dédale attache des plumes avec du fil et de la cire pour imiter les ailes d'un oiseau. D'autres légendes anciennes incluent le palais ou le char volant indien Vimana , le char d' Ezekiel , le roth rámach irlandais construit par le druide aveugle Mug Ruith et Simon Magus , diverses histoires sur les tapis magiques et le mythique roi britannique Bladud , qui a évoqué des ailes volantes. Le trône volant de Kay Kāvus était un engin légendaire propulsé par un aigle construit par le mythique Shah de Perse, Kay Kāvus, utilisé pour le transporter jusqu'en Chine .

Premières tentatives

Finalement, certains ont essayé de construire des appareils volants, tels que des ailes d'oiseau, et de voler en sautant d'une tour, d'une colline ou d'une falaise. Au cours de cette première période, les problèmes physiques de portance, de stabilité et de contrôle n'étaient pas compris, et la plupart des tentatives se sont soldées par des blessures graves ou la mort. Au 1er siècle de notre ère, l'empereur chinois Wang Mang recruta un éclaireur spécialisé pour être lié avec des plumes d'oiseaux ; on prétend qu'il a plané environ 100 mètres. En 559 après JC, Yuan Huangtou aurait atterri en toute sécurité d'un saut de tour forcé.

Le scientifique andalou Abbas ibn Firnas (810-887 après JC) aurait fait un saut à Cordoue, en Espagne , couvrant son corps de plumes de vautour et attachant deux ailes à ses bras. La tentative de vol a été rapportée au IXe siècle par le poète de la cour de Muhammad I de Cordoue Mu'min ibn Said, et plus tard plus en détail par l' historien algérien du XVIIe siècle Ahmed Mohammed al-Maqqari sur la base de sources qui n'existent plus. Ils rapportent que Firnas a volé sur une certaine distance, avant d'atterrir avec quelques blessures, attribuées à son manque de queue (comme les oiseaux avaient l'habitude d'atterrir). L'historienne Lynn Townsend White, Jr. conclut qu'ibn Firnas a effectué le premier vol réussi de l'histoire. Écrivant au XIIe siècle, Guillaume de Malmesbury a déclaré que le moine bénédictin du XIe siècle, Eilmer de Malmesbury, avait attaché des ailes à ses mains et à ses pieds et avait volé sur une courte distance, mais s'était cassé les deux jambes en atterrissant, ayant également négligé de se faire une queue.

Les premiers cerfs-volants

Le cerf-volant a été inventé en Chine, peut-être dès le 5ème siècle avant JC par Mozi (également Mo Di) et Lu Ban (également Gongshu Ban). Ces cerfs-volants à feuilles ont été construits en étirant de la soie sur un cadre en bambou fendu. Les premiers cerfs-volants chinois connus étaient plats (pas arqués) et souvent rectangulaires. Plus tard, les cerfs-volants sans queue ont incorporé une bouline stabilisatrice. Les dessins imitaient souvent des insectes volants, des oiseaux et d'autres bêtes, à la fois réelles et mythiques. Certains étaient équipés de cordes et de sifflets pour émettre des sons musicaux en volant.

En 549 après JC, un cerf-volant en papier a été utilisé comme message pour une mission de sauvetage. Des sources chinoises anciennes et médiévales énumèrent d'autres utilisations des cerfs-volants pour mesurer les distances, tester le vent, soulever des hommes, signaler et communiquer pour les opérations militaires.

Après son introduction en Inde , le cerf-volant a évolué pour devenir le cerf-volant de chasse . Traditionnellement, ce sont de petits cerfs-volants plats à une seule ligne instables où la tension de la ligne seule est utilisée pour le contrôle, et une ligne abrasive est utilisée pour couper les autres cerfs-volants.

Les cerfs-volants se sont également répandus dans toute la Polynésie , jusqu'en Nouvelle-Zélande . Des cerfs-volants anthropomorphes en tissu et en bois étaient utilisés dans les cérémonies religieuses pour envoyer des prières aux dieux. En 1634, les cerfs-volants avaient atteint l'Occident, avec une illustration d'un cerf-volant en diamant avec une queue apparaissant dans les Mystères de la nature et de l'art de Bate .

Cerfs-volants porteurs d'hommes

On pense que les cerfs-volants porteurs d'hommes ont été largement utilisés dans la Chine ancienne, à la fois à des fins civiles et militaires, et parfois appliqués à titre de punition. Des histoires de cerfs-volants porteurs d'hommes se produisent également au Japon, à la suite de l'introduction du cerf-volant de Chine vers le VIIe siècle après JC. On dit qu'à une certaine époque, il y avait une loi japonaise contre les cerfs-volants transportant des hommes.

En 1282, l'explorateur européen Marco Polo décrivait les techniques chinoises alors en vigueur et commentait les dangers et la cruauté en jeu. Pour prédire si un navire devrait naviguer, un homme serait attaché à un cerf-volant ayant un cadre de grille rectangulaire et le modèle de vol ultérieur utilisé pour deviner les perspectives.

Ailes de rotor

L'utilisation d'un rotor pour le vol vertical existe depuis le 4ème siècle après JC sous la forme du bambou-copter , un ancien jouet chinois. Le bambou-copter est tourné en faisant rouler un bâton attaché à un rotor. La rotation crée une portance et le jouet s'envole lorsqu'il est relâché. Le livre du philosophe Ge Hong , le Baopuzi (Maître qui embrasse la simplicité), écrit vers 317, décrit l'utilisation apocryphe d'un possible rotor dans les avions : « Certains ont fait des voitures volantes [feiche 飛車] avec du bois de la partie jujubier, à l'aide de cuir de bœuf (sangles) attachées à des lames de retour de manière à mettre la machine en mouvement."

Le "moulinet à noix" similaire (rotor sur une noix), ainsi que les jouets à cordes à quatre lames, sont apparus en Europe au 14ème siècle.

Montgolfières

Depuis l'Antiquité, les Chinois ont compris que l'air chaud monte et ont appliqué le principe à une sorte de petite montgolfière appelée lanterne céleste . Une lanterne céleste consiste en un ballon en papier sous ou juste à l'intérieur duquel est placée une petite lampe. Les lanternes célestes sont traditionnellement lancées pour le plaisir et lors des festivals. Selon Joseph Needham , de telles lanternes étaient connues en Chine dès le IIIe siècle av. Leur usage militaire est attribué au général Zhuge Liang , qui les aurait utilisés pour effrayer les troupes ennemies.

Il existe des preuves que les Chinois ont également "résolu le problème de la navigation aérienne" en utilisant des ballons, des centaines d'années avant le XVIIIe siècle.

La Renaissance

Finalement, certains chercheurs ont commencé à découvrir et à définir certaines des bases de la conception d'avions scientifiques. Les conceptions motorisées étaient soit encore entraînées par la force de l'homme, soit utilisaient un ressort métallique. Dans son livre de 1250 De mirabili potestate artis et naturae (Secrets de l'art et de la nature), l'Anglais Roger Bacon a prédit les futures conceptions d'un ballon rempli d'un éther non spécifié ainsi qu'un ornithoptère à propulsion humaine , prétendant connaître quelqu'un qui avait inventé le dernier.

Léonard de Vinci

Léonard de Vinci a étudié le vol des oiseaux pendant de nombreuses années, l'analysant rationnellement et anticipant de nombreux principes de l' aérodynamique . Il a compris que "Un objet offre autant de résistance à l'air que l'air en fait à l'objet", anticipant la troisième loi du mouvement d' Isaac Newton (publiée en 1687). À partir des dernières années du XVe siècle, Léonard a écrit et dessiné de nombreux modèles de machines et de mécanismes volants, notamment des ornithoptères, des planeurs à voilure fixe, des giravions et des parachutes. Ses premières conceptions étaient des types à propulsion humaine, notamment des giravions et des ornithoptères (améliorant la proposition de Bacon en ajoutant une queue stabilisatrice). Il finit par se rendre compte de l'impraticabilité de ceux-ci et se tourna vers le vol plané contrôlé, esquissant également certains modèles alimentés par un ressort.

En 1488, Léonard a dessiné un plan de deltaplane dans lequel les parties intérieures des ailes sont fixées et des surfaces de contrôle sont prévues vers les pointes (comme dans le vol plané des oiseaux). Ses dessins survivent et sont jugés dignes de vol en principe, mais lui-même n'a jamais volé dans un tel engin. Dans un essai intitulé Sul volo ( En vol ), il décrit une machine volante appelée "l'oiseau" qu'il a construite à partir de lin amidonné, de joints de cuir et de lanières de soie grège. Dans le Codex Atlanticus , il écrit : « Demain matin, le deuxième jour de janvier 1496, je ferai la lanière et la tentative. Certaines des autres conceptions de Leonardo, telles que la vis aérienne pour quatre personnes , semblable à un hélicoptère, présentent de graves défauts. Il dessina et écrivit sur un projet d' ornithoptère vers 1490. Les travaux de Léonard restèrent inconnus jusqu'en 1797 et n'eurent donc aucune influence sur les développements au cours des trois cents années suivantes. Ses conceptions n'étaient pas non plus basées sur une science particulièrement bonne.

Autres tentatives

En 1496, un homme du nom de Seccio s'est cassé les deux bras à Nuremberg alors qu'il tentait de s'enfuir. En 1507, John Damian attacha des ailes recouvertes de plumes de poulet et sauta des murs du château de Stirling en Écosse, se cassant la cuisse ; il l'a plus tard blâmé de ne pas utiliser de plumes d'aigle.

Le premier rapport d'une tentative de vol à réaction remonte à l' Empire ottoman . En 1633, l'aviateur Lagâri Hasan Çelebi aurait utilisé une fusée en forme de cône pour effectuer la première tentative de vol en jet.

La suggestion de Francis Willughby , publiée en 1676, selon laquelle les jambes humaines étaient plus comparables aux ailes des oiseaux en termes de force que de bras, a eu une influence occasionnelle. Le 15 mai 1793, l'inventeur espagnol Diego Marín Aguilera a sauté avec son planeur de la partie la plus haute du château de La Corogne del Conde , atteignant une hauteur d'environ 5 ou 6 m, et glissant sur environ 360 mètres. Jusqu'en 1811, Albrecht Berblinger construisit un ornithoptère et se jeta dans le Danube à Ulm .

Plus léger que l'air

des ballons

L'ère moderne du vol plus léger que l'air a commencé au début du 17ème siècle avec les expériences de Galileo Galilei dans lesquelles il a montré que l'air a un poids. Vers 1650, Cyrano de Bergerac écrivit des romans fantastiques dans lesquels il décrivait le principe de l'ascension à l'aide d'une substance (la rosée) qu'il supposait plus légère que l'air, et la descente en libérant une quantité contrôlée de cette substance. Francesco Lana de Terzi a mesuré la pression de l'air au niveau de la mer et a proposé en 1670 le premier moyen de levage scientifiquement crédible sous la forme de sphères métalliques creuses à partir desquelles tout l'air avait été pompé. Ceux-ci seraient plus légers que l'air déplacé et capables de soulever un dirigeable . Les méthodes qu'il propose pour contrôler la hauteur sont toujours utilisées aujourd'hui : transporter du ballast qui peut être largué par-dessus bord pour gagner de la hauteur et ventiler les conteneurs de levage pour perdre de la hauteur. Dans la pratique, les sphères de de Terzi se seraient effondrées sous la pression de l'air, et les développements ultérieurs ont dû attendre des gaz de levage plus praticables.

Le premier vol en montgolfière documenté en Europe était un modèle réalisé par le prêtre portugais d'origine brésilienne Bartolomeu de Gusmão . Le 8 août 1709, à Lisbonne , il fabriqua une petite montgolfière en papier avec un feu allumé en dessous, la soulevant à environ 4 mètres (13 pi) devant le roi Jean V et la cour portugaise .

Au milieu du XVIIIe siècle, les frères Montgolfier ont commencé à expérimenter des parachutes et des ballons en France. Leurs ballons étaient en papier, et les premières expériences utilisant la vapeur comme gaz de levage ont été de courte durée en raison de son effet sur le papier lorsqu'il se condensait. Confondant la fumée avec une sorte de vapeur, ils ont commencé à remplir leurs ballons d'air chaud enfumé qu'ils ont appelé "fumée électrique". Bien qu'ils ne comprennent pas complètement les principes à l'œuvre, ils ont effectué quelques lancements réussis et, en décembre 1782, ont fait voler un ballon de 20 m ³ (710 pi cu) à une hauteur de 300 m (980 pi). L'Académie des sciences française les invita bientôt à Paris pour faire une démonstration.

Pendant ce temps, la découverte de l' hydrogène a conduit Joseph Black à proposer son utilisation comme gaz de levage vers 1780, bien qu'une démonstration pratique attendait un matériau de ballon étanche au gaz. En entendant l'invitation des frères Montgolfier, le membre de l'Académie française Jacques Charles a offert une démonstration similaire d'un ballon à hydrogène et cela a été accepté. Charles et deux artisans, les frères Robert, mettent au point une matière étanche aux gaz de soie caoutchoutée et se mettent au travail.

1783 a été une année charnière pour la montgolfière. Entre le 4 juin et le 1er décembre, cinq ballons français distincts ont réalisé d'importantes premières dans l'aviation :

• 4 juin : La montgolfière sans pilote des frères Montgolfier soulève un mouton, un canard et un poulet dans un panier suspendu en dessous à Annonay .
• 27 août : le professeur Jacques Charles et les frères Robert font voler un ballon à hydrogène sans pilote . L'hydrogène gazeux a été généré par réaction chimique pendant le processus de remplissage.
• 19 octobre : Les Montgolfier lancent le premier vol habité, un ballon captif avec des humains à bord, à la Folie Titon à Paris. Les aviateurs étaient le scientifique Jean-François Pilâtre de Rozier , le directeur de fabrication Jean-Baptiste Réveillon , et Giroud de Villette.
• 21 novembre : Les Montgolfier lancent le premier ballon en vol libre avec passagers humains. Le roi Louis XVI avait initialement décrété que les criminels condamnés seraient les premiers pilotes, mais Rozier, avec le marquis François d'Arlandes , a demandé avec succès l'honneur. Ils ont dérivé sur 8 km (5,0 mi) dans un ballon propulsé par un feu de bois. 9 kilomètres (5,6 mi) parcourus en 25 minutes.
• 1er décembre : Jacques Charles et Nicolas-Louis Robert lancent un ballon à hydrogène habité depuis le Jardin des Tuileries à Paris. Ils sont montés à une hauteur d'environ 1 800 pieds (550 m) et ont atterri au coucher du soleil à Nesles-la-Vallée après un vol de 2 heures et 5 minutes, couvrant 22 miles (35 km). Après la descente de Robert, Charles a décidé de monter seul. Cette fois, il est monté rapidement à une altitude d'environ 3 000 mètres (9 800 pieds), où il a revu le soleil mais a également souffert d'une douleur extrême aux oreilles.

Les conceptions de Montgolfier présentaient plusieurs défauts, notamment la nécessité d'un temps sec et une tendance des étincelles du feu à mettre le feu au ballon en papier. La conception habitée avait une galerie autour de la base du ballon plutôt que le panier suspendu de la première conception sans pilote, ce qui rapprochait le papier du feu. Lors de leur vol libre, De Rozier et d'Arlandes ont emporté des seaux d'eau et des éponges pour éteindre ces incendies au fur et à mesure qu'ils éclataient. D'autre part, la conception habitée de Charles était essentiellement moderne. À la suite de ces exploits, la montgolfière est connue sous le nom de type Montgolfière et le ballon à hydrogène la Charlière .

Le ballon suivant de Charles et des frères Robert était un Charlière qui suivait les propositions de Jean Baptiste Meusnier pour un ballon dirigeable allongé, et était remarquable pour avoir une enveloppe extérieure avec le gaz contenu dans un deuxième ballonet intérieur . Le 19 septembre 1784, il achève le premier vol de plus de 100 kilomètres (62 mi), entre Paris et Beuvry , malgré les engins propulsifs à propulsion humaine s'avérant inutiles.

En janvier de l'année suivante, Jean Pierre Blanchard et John Jeffries traversèrent la Manche de Douvres au Bois de Felmores dans une Charlière. Mais une tentative similaire dans l'autre sens s'est soldée par une tragédie. Pour essayer de fournir à la fois endurance et contrôlabilité, de Rozier a développé un ballon avec à la fois des sacs d'air chaud et de gaz à hydrogène, une conception qui a rapidement été baptisée en son honneur la Rozière . Son idée était d'utiliser la section hydrogène pour une portance constante et de naviguer verticalement en chauffant et en laissant refroidir la section d'air chaud, afin de capter le vent le plus favorable à quelque altitude qu'il soufflait. L'enveloppe du ballon était en peau de batteur d' or . Peu de temps après le début du vol, de Rozier a été vu en train de dégager de l'hydrogène lorsqu'il a été enflammé par une étincelle et que le ballon a pris feu, tuant les personnes à bord. La source de l'étincelle n'est pas connue, mais les suggestions incluent l'électricité statique ou le brasier pour la section d'air chaud.

Le vol en montgolfière est rapidement devenu une « rage » majeure en Europe à la fin du XVIIIe siècle, fournissant la première compréhension détaillée de la relation entre l'altitude et l'atmosphère. Au début des années 1900, la montgolfière était un sport populaire en Grande-Bretagne. Ces ballons privés utilisaient généralement du gaz de charbon comme gaz de levage. Cela a environ la moitié de la puissance de levage de l'hydrogène, donc les ballons devaient être plus gros ; cependant, le gaz de charbon était beaucoup plus facilement disponible, et les usines de gaz locales fournissaient parfois une formule légère spéciale pour les événements de montgolfière.

Les ballons captifs ont été utilisés pendant la guerre de Sécession par l' Union Army Balloon Corps . En 1863, le jeune Ferdinand von Zeppelin , qui agissait comme observateur militaire dans l' armée de l'Union du Potomac , vola pour la première fois en tant que passager dans un ballon qui avait servi dans l'armée de l'Union. Plus tard au cours de ce siècle, l'armée britannique utilisera des ballons d'observation pendant la guerre des Boers .

Dirigeables ou dirigeables

Les travaux sur le développement d'un ballon dirigeable (orientable), aujourd'hui appelé dirigeable , se sont poursuivis sporadiquement tout au long du XIXe siècle. On pense que le premier vol propulsé et contrôlé soutenu de l'histoire a eu lieu le 24 septembre 1852 lorsque Henri Giffard a parcouru environ 17 miles (27 km) en France de Paris à Trappes avec le dirigeable Giffard , un dirigeable non rigide rempli d'hydrogène et alimenté par une puissance 3 (2,2 kW) moteur à vapeur entraînant une hélice à 3 pales.

En 1863, Solomon Andrews a piloté sa conception d'aereon, un dirigeable non motorisé et contrôlable à Perth Amboy, New Jersey. Il a volé un design ultérieur en 1866 autour de New York et jusqu'à Oyster Bay, New York. Sa technique de glisse sous la gravité fonctionne en modifiant la portance pour fournir une force de propulsion lorsque le dirigeable monte et descend alternativement, et n'a donc pas besoin d'un groupe motopropulseur.

Une nouvelle avancée a été réalisée le 9 août 1884, lorsque le premier vol libre entièrement contrôlable a été effectué par Charles Renard et Arthur Constantin Krebs dans un dirigeable à propulsion électrique de l'armée française, La France . Le dirigeable de 170 pieds (52 m) de long et 66 000 pieds cubes (1 900 m ³ ) a parcouru 8 km (5 mi) en 23 minutes à l'aide d'un moteur électrique de 8,5 chevaux (6,3 kW), retournant à son point de départ . Il s'agissait du premier vol en circuit fermé.

Ces avions n'étaient pas pratiques. En plus d'être généralement fragiles et de courte durée, ils étaient non rigides ou au mieux semi-rigides. Par conséquent, il était difficile de les faire assez grands pour transporter une charge commerciale.

Le comte Ferdinand von Zeppelin s'est rendu compte qu'un cadre extérieur rigide permettrait un dirigeable beaucoup plus grand. Il fonda la firme Zeppelin , dont le rigide Luftschiff Zeppelin 1 (LZ 1) vola pour la première fois du Bodensee à la frontière suisse le 2 juillet 1900. Le vol dura 18 minutes. Les deuxième et troisième vols, respectivement en octobre 1900 et 24 octobre 1900, ont battu le record de vitesse de 6 m/s (13 mph) du dirigeable français La France de 3 m/s (7 mph).

Le Brésilien Alberto Santos-Dumont est devenu célèbre en concevant, en construisant et en pilotant des dirigeables . Il a construit et piloté le premier dirigeable entièrement pratique capable d'un vol de routine et contrôlé. Avec son dirigeable n°6, il remporte le prix Deutsch de la Meurthe le 19 octobre 1901 avec un vol qui décolle de Saint-Cloud, contourne la Tour Eiffel et revient à son point de départ. À ce stade, le dirigeable avait été établi comme la première forme praticable de transport aérien.

Plus lourd que l'air

Parachutisme

La conception de Da Vinci pour un parachute en forme de pyramide est restée inédite pendant des siècles. La première édition de conception a été le Croate Fausto Veranzio de l' homo volans (homme de voler) , qui est apparu dans son livre Machinae novae (nouvelles machines) en 1595. Sur la base d' un des navires de la voile , il comprend un carré de étiré matériau sur un cadre carré et retenu par des cordes. Le parachutiste était suspendu par des cordes à chacun des quatre coins.

Louis-Sébastien Lenormand est considéré comme le premier humain à effectuer une descente en parachute avec témoin. Le 26 décembre 1783, il saute de la tour de l'observatoire de Montpellier en France, devant une foule dont Joseph Montgolfier, à l'aide d'un parachute de 14 pieds (4,3 m) avec un cadre en bois rigide.

Entre 1853 et 1854, Louis Charles Letur a développé un parachute-planeur comprenant un parachute en forme de parapluie avec des ailes triangulaires plus petites et une queue verticale en dessous. Letur est mort après son crash en 1854.

Cerfs-volants

Les cerfs-volants sont les plus remarquables dans l'histoire récente de l'aviation principalement pour leurs capacités de transport ou de levage d'hommes, bien qu'ils aient également été importants dans d'autres domaines tels que la météorologie .

Le Français Gaston Biot a développé un cerf-volant de levage d'hommes en 1868. Plus tard, en 1880, Biot a démontré à la Société française de navigation aérienne un cerf-volant basé sur un cône ouvert, semblable à une manche à air mais attaché à une surface plane. Le cerf-volant porteur a été développé une étape plus loin en 1894 par le capitaine Baden Baden-Powell , frère de Lord Baden-Powell , qui a enfilé une chaîne de cerfs-volants hexagonaux sur une seule ligne. Un développement important est survenu en 1893 lorsque l'Australien Lawrence Hargrave a inventé le cerf-volant en boîte et que des expériences de transport d'hommes ont été menées à la fois en Australie et aux États-Unis. Le 27 décembre 1905, Neil MacDearmid a été transporté dans les airs à Baddeck, en Nouvelle-Écosse, au Canada, par un grand cerf-volant nommé Frost King, conçu par Alexander Graham Bell .

Les ballons étaient alors utilisés à la fois pour la météorologie et l'observation militaire. Les ballons ne peuvent être utilisés que par vent faible, tandis que les cerfs-volants ne peuvent être utilisés que par vent fort. L'Américain Samuel Franklin Cody , travaillant en Angleterre, s'est rendu compte que les deux types d'engins entre eux permettaient d'opérer dans une large gamme de conditions météorologiques. Il a développé la conception de base de Hargrave, ajoutant des surfaces de levage supplémentaires pour créer de puissants systèmes de levage d'hommes utilisant plusieurs cerfs-volants sur une seule ligne. Cody a fait de nombreuses démonstrations de son système et vendra plus tard quatre de ses systèmes de « cerf-volant de guerre » à la Royal Navy. Ses cerfs-volants ont également été utilisés pour transporter des instruments météorologiques en altitude et il a été nommé membre de la Royal Meteorological Society. En 1905, le sapeur Moreton de la section des ballons de l'armée britannique a été soulevé à 2 600 pieds (790 m) par un cerf-volant à Aldershot sous la supervision de Cody. En 1906, Cody est nommé instructeur en chef de kite à l' école militaire de montgolfière d'Aldershot. Très vite, il rejoint également la nouvelle usine de ballons de l'armée à Farnborough et continue de développer ses cerfs-volants de guerre pour l'armée britannique. En son temps, il a développé un "planeur-cerf-volant" habité qui a été lancé sur une longe comme un cerf-volant puis relâché pour planer librement. En 1907, Cody équipa ensuite un moteur d'avion d'un "power-kite" sans pilote modifié, le précurseur de ses avions ultérieurs, et le fit voler à l'intérieur du Balloon Shed, le long d'un fil suspendu à des poteaux, devant le prince et la princesse de Galles. L'armée britannique a officiellement adopté ses cerfs-volants de guerre pour leurs compagnies de ballons en 1908.

17e et 18e siècles

La prise de conscience de Da Vinci que la main-d'œuvre seule n'était pas suffisante pour un vol soutenu a été redécouverte indépendamment au 17ème siècle par Giovanni Alfonso Borelli et Robert Hooke . Hooke s'est rendu compte qu'une certaine forme de moteur serait nécessaire et en 1655 a fait un modèle d'ornithoptère à ressort qui était apparemment capable de voler.

Des tentatives de conception ou de construction d'une véritable machine volante ont commencé, comprenant généralement une nacelle avec un auvent de support et des clapets à ressort ou à propulsion humaine pour la propulsion. Parmi les premiers figurent Hautsch et Burattini (1648). D'autres comprenaient "Passarola" de Gusmão (1709 sur), Swedenborg (1716), Desforges (1772), Bauer (1764), Meerwein (1781) et Blanchard (1781) qui aurait plus tard plus de succès avec des ballons. Des hélicoptères à voilure tournante font également leur apparition, notamment de Lomonosov (1754) et de Paucton. Quelques planeurs modèles ont volé avec succès bien que certaines réclamations soient contestées, mais en tout état de cause, aucun engin grandeur nature n'a réussi.

L'inventeur italien, Tito Livio Burattini , invité par le roi polonais Władysław IV à sa cour à Varsovie , a construit un modèle réduit d'avion avec quatre ailes de planeur fixes en 1647. Décrit comme "quatre paires d'ailes attachées à un "dragon" élaboré", il a été aurait réussi à soulever un chat en 1648 mais pas Burattini lui-même. Il a promis que "seules les blessures les plus mineures" résulteraient de l'atterrissage de l'engin. Son "Dragon Volant" est considéré comme "l'avion le plus élaboré et le plus sophistiqué construit avant le 19ème siècle".

Le "Passarola" de Bartolomeu de Gusmão était un planeur creux, vaguement en forme d'oiseau, de concept similaire mais avec deux ailes. En 1709, il présente une pétition au roi Jean V du Portugal , lui demandant de soutenir son invention d'un « dirigeable », en laquelle il exprime la plus grande confiance. L'essai public de la machine, qui était fixé au 24 juin 1709, n'eut pas lieu. Selon des rapports contemporains, cependant, Gusmão semble avoir fait plusieurs expériences moins ambitieuses avec cette machine, descendant d'éminences. Il est certain que Gusmão travaillait sur ce principe lors de l'exposition publique qu'il donna devant la Cour le 8 août 1709, dans la salle de la Casa da Índia à Lisbonne , lorsqu'il propulsa une boule vers le toit par combustion. Il a également démontré un petit modèle de dirigeable devant la cour portugaise, mais n'a jamais réussi avec un modèle à grande échelle.

La compréhension et une source d'énergie manquaient toujours. Cela a été reconnu par Emanuel Swedenborg dans son « Esquisse d'une machine à voler dans les airs » (1716). Sa machine volante se composait d'un châssis léger recouvert d'une toile solide et muni de deux grandes rames ou ailes se déplaçant sur un axe horizontal, disposées de sorte que la course ascendante ne rencontrait aucune résistance tandis que la course descendante fournissait une puissance de levage. Swedenborg savait que la machine ne volerait pas, mais l'a suggéré comme un début et était convaincu que le problème serait résolu. Il écrivait : « Il semble plus facile de parler d'une telle machine que de la mettre en pratique, car elle nécessite une force plus grande et moins de poids qu'il n'en existe dans un corps humain. La science de la mécanique pourrait peut-être suggérer un moyen, à savoir une forte spirale. Si ces avantages et ces conditions sont observés, peut-être que dans le temps quelqu'un saura comment mieux utiliser notre croquis et faire faire quelques ajouts afin d'accomplir ce que nous ne pouvons que suggérer". Le rédacteur en chef du journal de la Royal Aeronautical Society a écrit en 1910 que la conception de Swedenborg était "... la première proposition rationnelle pour une machine volante du type aéroplane [plus lourd que l'air]..."

Pendant ce temps, les giravions n'ont pas été complètement oubliés. En juillet 1754, Mikhail Lomonosov fit la démonstration d'un petit système coaxial à double rotor, alimenté par un ressort, à l'Académie des sciences de Russie. Les rotors étaient disposés les uns au-dessus des autres et tournés dans des directions opposées, principes encore utilisés dans les conceptions modernes à double rotor. Dans sa Théorie de la vis d'Archimède de 1768 , Alexis-Jean-Pierre Paucton a suggéré l'utilisation d'une hélice pour la portance et d'une seconde pour la propulsion, aujourd'hui appelée gyrodyne . En 1784, Launoy et Bienvenu ont fait la démonstration d'un modèle volant avec des rotors coaxiaux contrarotatifs actionnés par un simple ressort semblable à une scie à archet , maintenant accepté comme le premier hélicoptère motorisé.

Les tentatives de vol propulsé par l'homme persistaient toujours. Le giravion de Paucton était propulsé par l'homme, tandis qu'une autre approche, également étudiée à l'origine par da Vinci, était l'utilisation de clapets. Le clapet à clapet est un simple clapet articulé sur un trou dans l'aile. Dans un sens, il s'ouvre pour laisser passer l'air et dans l'autre, il se ferme pour permettre une différence de pression accrue. Un premier exemple a été conçu par Bauer en 1764. Plus tard en 1808, Jacob Degen a construit un ornithoptère avec des clapets, dans lequel le pilote se tenait sur un cadre rigide et travaillait les ailes avec une barre horizontale mobile. Sa tentative de vol de 1809 a échoué, il a donc ajouté un petit ballon à hydrogène et la combinaison a réalisé de courts sauts. Les illustrations populaires de l'époque représentaient sa machine sans le ballon, ce qui a semé la confusion quant à ce qui avait réellement volé. En 1811, Albrecht Berblinger a construit un ornithoptère basé sur la conception de Degen mais a omis le ballon, plongeant à la place dans le Danube. Le fiasco a eu un bon côté : George Cayley , également séduit par les illustrations, a été incité à publier ses découvertes à ce jour « dans le but de donner un peu plus de dignité à un sujet confinant au ridicule dans l'opinion publique », et le moderne l'ère de l'aviation est née.

19ème siècle

Tout au long du 19ème siècle, le saut de tour a été remplacé par le saut de ballon tout aussi fatal mais tout aussi populaire comme moyen de démontrer l'inutilité continue de la force humaine et des ailes battantes. Pendant ce temps, l'étude scientifique du vol plus lourd que l'air a commencé sérieusement.

Sir George Cayley et le premier avion moderne

Sir George Cayley a été appelé pour la première fois le "père de l'avion" en 1846. Au cours des dernières années du siècle précédent, il avait commencé la première étude rigoureuse de la physique du vol et concevrait plus tard le premier engin moderne plus lourd que l'air. Parmi ses nombreuses réalisations, ses contributions les plus importantes à l'aéronautique comprennent :

• Clarifier nos idées et poser les principes du vol plus lourd que l'air.
• Acquérir une compréhension scientifique des principes du vol des oiseaux.
• Mener des expériences aérodynamiques scientifiques démontrant la traînée et la rationalisation, le mouvement du centre de pression et l'augmentation de la portance due à la courbure de la surface de l'aile.
• Définir la configuration de l'avion moderne comprenant une voilure fixe, un fuselage et un empennage.
• Démonstrations de vol plané habité.
• Énoncer les principes du rapport puissance-poids en vol soutenu.

Dès l'âge de dix ans, Cayley a commencé à étudier la physique du vol des oiseaux et ses cahiers d'école contenaient des croquis dans lesquels il développait ses idées sur les théories du vol. On a prétendu que ces croquis montrent que Cayley a modélisé les principes d'un plan incliné générateur de portance dès 1792 ou 1793.

En 1796, Cayley fabriqua un modèle réduit d'hélicoptère de la forme communément appelée toit volant chinois, ignorant l'existence du modèle similaire de Launoy et Bienvenu. Il considérait l'hélicoptère comme la meilleure conception pour un vol vertical simple, et plus tard dans sa vie, en 1854, il créa un modèle amélioré. Il a attribué à M. Cooper le mérite d'avoir été la première personne à améliorer "la structure maladroite du jouet" et rapporte que le modèle de Cooper monte de vingt ou trente pieds. Cayley en a fait une et M. Coulson en a fait une copie, décrite par Cayley comme "un très beau spécimen de l'hélice dans les airs" et capable de voler à plus de 90 pieds de haut.

Les innovations suivantes de Cayley étaient doubles : l'adoption du banc d'essai à bras tourbillonnant, inventé au siècle précédent par Benjamin Robbins pour étudier la traînée aérodynamique et utilisé peu après par John Smeaton pour mesurer les forces sur les pales d' éoliennes en rotation , pour une utilisation dans la recherche aéronautique avec l'utilisation de modèles aérodynamiques sur le bras, plutôt que d'essayer de piloter un modèle d'une conception complète. Il a d'abord utilisé un simple plan plat fixé au bras et incliné à un angle par rapport au flux d'air.

En 1799, il a défini le concept de l'avion moderne comme une machine volante à voilure fixe avec des systèmes séparés pour la portance, la propulsion et le contrôle. Sur un petit disque d'argent daté de cette année-là, il a gravé d'un côté les forces agissant sur un aéronef et de l'autre un croquis d'une conception d'aéronef incorporant des caractéristiques modernes telles qu'une aile cambrée, une queue séparée comprenant un empennage horizontal et un aileron vertical , et fuselage pour le pilote suspendu sous le centre de gravité pour assurer la stabilité. La conception n'est pas encore tout à fait moderne, incorporant comme il le fait deux pagaies ou rames pilotées qui semblent fonctionner comme des clapets.

Il poursuivit ses recherches et construisit en 1804 un modèle de planeur qui fut la première machine volante moderne plus lourde que l'air, ayant la disposition d'un avion moderne conventionnel avec une aile inclinée vers l'avant et une queue réglable à l'arrière avec empennage et aileron. . L'aile n'était qu'un cerf-volant en papier jouet, plat et non cambré . Un poids mobile permettait de régler le centre de gravité du modèle. C'était "très joli à voir" en volant à flanc de colline, et sensible aux petits ajustements de la queue.

À la fin de 1809, il avait construit le premier planeur de grande taille au monde et l'avait piloté comme un cerf-volant captif sans pilote. La même année, aiguillonné par les bouffonneries de ses contemporains (voir ci-dessus), il commença la publication d'un traité historique en trois parties intitulé « Sur la navigation aérienne » (1809-1810). Il y écrivit le premier énoncé scientifique du problème : « Tout le problème est confiné dans ces limites, c'est-à-dire faire en sorte qu'une surface supporte un poids donné par l'application d'une puissance à la résistance de l'air ». Il a identifié les quatre forces vectorielles qui influencent un avion : poussée , portance , traînée et poids et a distingué la stabilité et le contrôle dans ses conceptions. Il a fait valoir que la main-d'œuvre seule était insuffisante, et bien qu'aucune source d'énergie appropriée n'était encore disponible, il a discuté des possibilités et a même décrit le principe de fonctionnement du moteur à combustion interne utilisant un mélange de gaz et d'air. Cependant, il n'a jamais été capable de fabriquer un moteur fonctionnel et a limité ses expériences de vol au vol plané. Il a également identifié et décrit l'importance du cambré aerofoil , dièdre , contreventement en diagonale et à la réduction glisser, et a contribué à la compréhension et la conception des ornithoptères et des parachutes.

En 1848, il avait suffisamment progressé pour construire un planeur sous la forme d'un triplan suffisamment grand et suffisamment sûr pour transporter un enfant. Un garçon local a été choisi mais son nom n'est pas connu.

Il a ensuite publié la conception d'un planeur habité de taille normale ou " parachute gouvernable " à lancer à partir d'un ballon en 1852, puis de construire une version capable de décoller du sommet d'une colline, qui a transporté le premier aviateur adulte à travers Brompton Dale en 1853. L'identité de l'aviateur n'est pas connue. Il a été suggéré diversement comme le cocher, le valet de pied ou le majordome de Cayley, John Appleby qui peut avoir été le cocher ou un autre employé, ou même le petit-fils de Cayley, George John Cayley. Ce que l'on sait, c'est qu'il a été le premier à voler dans un planeur avec des ailes, un fuselage et une queue distincts, et doté d'une stabilité inhérente et de commandes pilotées : le premier engin plus lourd que l'air entièrement moderne et fonctionnel.

Les inventions mineures comprenaient le moteur à caoutchouc, qui fournissait une source d'alimentation fiable pour les modèles de recherche. En 1808, il avait même réinventé la roue, en concevant la roue à rayons de tension dans laquelle toutes les charges de compression sont supportées par la jante, permettant un train de roulement léger.

L'ère de la vapeur

S'inspirant directement du travail de Cayley, la conception de 1842 de William Samuel Henson pour une voiture aérienne à vapeur a innové. Henson a proposé un monoplan à ailes hautes de 150 pieds (46 m) d'envergure , avec un moteur à vapeur entraînant deux hélices à configuration propulsive. Bien qu'il ne s'agisse que d'une conception (des modèles réduits ont été construits en 1843 ou 1848 et volaient à 10 ou 130 pieds), c'était le premier de l'histoire pour un avion à voilure fixe à hélice. Henson et son collaborateur John Stringfellow rêvaient même de la première compagnie aérienne de transport en commun .

En 1856, le Français Jean-Marie Le Bris effectua le premier vol plus haut que son point de départ, en faisant tirer son planeur "L'Albatros artificiel" par un cheval sur une plage. Il aurait atteint une hauteur de 100 mètres, sur une distance de 200 mètres.

Les avancées britanniques avaient galvanisé les chercheurs français. À partir de 1857, Félix du Temple et son frère Luis construisirent plusieurs modèles utilisant un mécanisme d'horlogerie comme source d'énergie et plus tard une petite machine à vapeur. En 1857 ou 1858, un modèle d'une livre et demie a pu voler brièvement et atterrir.

Francis Herbert Wenham a présenté le premier article à la nouvelle société aéronautique (plus tard la Royal Aeronautical Society ), sur la locomotion aérienne . Il a poussé plus loin les travaux de Cayley sur les ailes cambrées, faisant des découvertes importantes à la fois sur la section aérodynamique des ailes et la distribution de la portance. Pour tester ses idées, à partir de 1858, il construisit plusieurs planeurs, avec ou sans pilote, et avec jusqu'à cinq ailes empilées. Il a conclu à juste titre que les ailes longues et minces seraient meilleures que celles en forme de chauve-souris suggérées par beaucoup, car elles auraient plus de bord d'attaque pour leur zone. Aujourd'hui, cette relation est connue sous le nom d' allongement d'une aile.

La dernière partie du 19e siècle est devenue une période d'études intenses, caractérisée par les « gentleman scientistes » qui ont représenté la plupart des efforts de recherche jusqu'au 20e siècle. Parmi eux se trouvait le scientifique-philosophe et inventeur britannique Matthew Piers Watt Boulton , qui a écrit un article important en 1864, On Aërial Locomotion , qui décrivait également le contrôle de vol latéral. Il a été le premier à breveter un système de contrôle des ailerons en 1868.

En 1864, Le Comte Ferdinand Charles Honoré Philippe d'Esterno a publié une étude Sur le vol des oiseaux ( Du Vol des Oiseaux ), et l'année suivante Louis Pierre Mouillard a publié un livre influent L'Empire de l'Air ( l'Empire de l' aérien ).

1866 a vu la fondation de l' Aeronautical Society of Great Britain et deux ans plus tard, la première exposition aéronautique au monde a eu lieu au Crystal Palace , à Londres, où Stringfellow a reçu un prix de 100 £ pour la machine à vapeur avec le meilleur rapport puissance/poids. .

En 1871, Wenham et Browning construisirent la première soufflerie . Les membres de la Société ont utilisé le tunnel et ont appris que les ailes cambrées généraient considérablement plus de portance que prévu par le raisonnement newtonien de Cayley, avec des rapports portance/traînée d'environ 5:1 à 15 degrés . Cela démontra clairement la possibilité de construire des machines volantes pratiques plus lourdes que l'air : il restait les problèmes de contrôle et de motorisation de l'engin.

Alphonse Pénaud , un Français vivant de 1850 à 1880, a apporté d'importantes contributions à l'aéronautique. Il a avancé la théorie des contours des ailes et de l'aérodynamique et a construit des modèles réussis d'avions, d'hélicoptères et d'ornithoptères. En 1871, il a piloté le premier avion à voilure fixe aérodynamiquement stable, un modèle monoplan qu'il a appelé le « Planophore », sur une distance de 40 mètres (130 pieds). Le modèle de Pénaud incorporait plusieurs des découvertes de Cayley, notamment l'utilisation d'une queue, d'un dièdre d'aile pour la stabilité inhérente et de la puissance du caoutchouc. Le planophore avait également une stabilité longitudinale, étant taillé de telle sorte que l'empennage était réglé à un angle d'incidence plus petit que les ailes, une contribution originale et importante à la théorie de l'aéronautique.

Dans les années 1870, les moteurs à vapeur légers avaient été suffisamment développés pour leur utilisation expérimentale dans les avions.

Félix du Temple a finalement réalisé un petit saut avec un engin habité de taille normale en 1874. Son " Monoplan " était un gros avion en aluminium, avec une envergure de 42 pi 8 po (13 m) et un poids de seulement 176 livres ( 80 kg) sans le pilote. Plusieurs essais ont été effectués avec l'avion, et il a réussi à décoller par ses propres moyens après le lancement d'une rampe, a plané pendant une courte période et est revenu en toute sécurité au sol, ce qui en fait le premier saut motorisé réussi de l'histoire, un an avant Le vol de Moy.

La vapeur aérienne, par Thomas Moy , parfois appelée la vapeur aérienne Moy-Shill, était sans pilote aile tandem aéronef entraîné par une puissance 3 (2,2 kW) moteur à vapeur en utilisant l' alcool à brûler comme combustible. Il mesurait 14 pieds (4,3 m) de long et pesait environ 216 livres (98 kg) dont le moteur représentait 80 livres (36 kg) et fonctionnait sur trois roues. Il a été testé en juin 1875 sur une piste circulaire en gravier roulé de près de 300 pieds (91 m) de diamètre. Il n'a pas atteint une vitesse supérieure à 12 miles par heure (19 km/h), mais une vitesse d'environ 35 miles par heure (56 km/h) serait nécessaire pour décoller. Cependant, il est crédité d'être le premier avion à vapeur à avoir quitté le sol par ses propres moyens par l'historien Charles Gibbs-Smith.

Le projet ultérieur de Pénaud pour un avion amphibie, bien que jamais construit, incorporait d'autres caractéristiques modernes. Un monoplan sans queue avec un seul aileron vertical et deux hélices de tracteur, il comportait également des surfaces de gouverne de profondeur et de gouvernail arrière articulées, un train d'atterrissage rétractable et un cockpit entièrement fermé et instrumenté.

Le compatriote de Pénaud, Victor Tatin, faisait également autorité en tant que théoricien . En 1879, il a piloté un modèle qui, comme le projet de Pénaud, était un monoplan avec des hélices de tracteur jumelées mais avait également une queue horizontale séparée. Il était propulsé par de l'air comprimé, le réservoir d'air formant le fuselage.

En Russie, Alexander Mozhaiski a construit un monoplan à vapeur entraîné par un gros tracteur et deux petites hélices propulsives. En 1884, il a été lancé à partir d'une rampe et est resté en l'air sur 98 pieds (30 m).

La même année en France, Alexandre Goupil publie son ouvrage La Locomotion Aérienne ( Aerial Locomotion ), bien que la machine volante qu'il construisit plus tard n'ait pas réussi à voler.

Sir Hiram Maxim était un Américain qui a déménagé en Angleterre et a adopté la nationalité anglaise. Il a choisi d'ignorer largement ses contemporains et a construit sa propre plate-forme de bras tourbillonnant et sa soufflerie. En 1889, il construisit un hangar et un atelier sur le terrain de Baldwyn's Manor à Bexley , Kent , et fit de nombreuses expériences. Il a développé une conception de biplan qu'il a brevetée en 1891 et achevée comme banc d'essai trois ans plus tard. C'était une machine énorme, avec une envergure de 105 pieds (32 m), une longueur de 145 pieds (44 m), des surfaces horizontales avant et arrière et un équipage de trois personnes. Les hélices jumelles étaient propulsées par deux moteurs à vapeur composés légers délivrant chacun 180 chevaux (130 kW). Le poids total était de 7 000 livres (3 200 kg). Des modifications ultérieures ajouteraient plus de surfaces d'aile comme indiqué dans l'illustration. Son but était la recherche et il n'était ni aérodynamiquement stable ni contrôlable. Il roulait donc sur une piste de 1 800 pieds (550 m) avec un deuxième jeu de rails de retenue pour l'empêcher de décoller, un peu à la manière d'une montagne russe. En 1894, la machine a développé suffisamment de portance pour décoller, cassant l'un des rails de retenue et étant endommagée dans le processus. Maxim a ensuite abandonné les travaux dessus mais est revenu à l'aéronautique au 20ème siècle pour tester un certain nombre de conceptions plus petites propulsées par des moteurs à combustion interne.

L'un des derniers pionniers de la vapeur, comme Maxim ignorant ses contemporains passés à autre chose (voir section suivante), fut Clément Ader . Son Éole de 1890 était un monoplan tracteur à ailes de chauve-souris qui réalisait un bref saut incontrôlé, devenant ainsi la première machine plus lourde que l'air à décoller par ses propres moyens. Cependant, son Avion III similaire mais plus grand de 1897, remarquable uniquement pour avoir des moteurs à vapeur jumeaux, n'a pas du tout volé. Ader revendiquera plus tard le succès et n'a été démystifié qu'en 1910 lorsque l'armée française a publié son rapport sur sa tentative.

Apprendre à planer

Le planeur construit avec l'aide de Massia et piloté brièvement par Biot en 1879 était basé sur les travaux de Mouillard et avait encore la forme d'un oiseau. Il est conservé au Musée de l'Air , en France, et est considéré comme la première machine volante transportant un homme encore existante.

Au cours de la dernière décennie environ du XIXe siècle, un certain nombre de personnalités clés ont affiné et défini l'avion moderne. L'Anglais Horatio Phillips a apporté des contributions clés à l'aérodynamisme. L'Allemand Otto Lilienthal et l'Américain Octave Chanute ont travaillé indépendamment sur le vol plané. Lillienthal a publié un livre sur le vol des oiseaux et a continué, de 1891 à 1896, à construire une série de planeurs, de diverses configurations monoplan, biplan et triplan, pour tester ses théories. Il a effectué des milliers de vols et au moment de sa mort travaillait sur des planeurs à moteur.

Phillips a mené des recherches approfondies en soufflerie sur les sections de voilure , en utilisant la vapeur comme fluide de travail. Il prouva les principes de portance aérodynamique prévus par Cayley et Wenham et, à partir de 1884, déposa plusieurs brevets sur des voilures. Ses découvertes sous-tendent toute la conception de voilure moderne. Phillips développera plus tard des théories sur la conception de multiplans , qu'il montra ensuite sans fondement.

À partir des années 1880, des progrès ont été réalisés dans la construction qui ont conduit aux premiers planeurs vraiment pratiques. Quatre personnes en particulier étaient actives : John J. Montgomery , Otto Lilienthal , Percy Pilcher et Octave Chanute . L'un des premiers planeurs modernes a été construit par John J. Montgomery en 1883 ; Montgomery a affirmé plus tard avoir effectué un seul vol réussi avec lui en 1884 près de San Diego et les activités de Montgomery ont été documentées par Chanute dans son livre Progress in Flying Machines. Montgomery a discuté de son vol lors de la Conférence aéronautique de 1893 à Chicago et Chanute a publié les commentaires de Montgomery en décembre 1893 dans l'American Engineer & Railroad Journal. De courts sauts avec les deuxième et troisième planeurs de Montgomery en 1885 et 1886 ont également été décrits par Montgomery. Entre 1886 et 1896, Montgomery s'est concentré sur la compréhension de la physique de l'aérodynamique plutôt que sur l'expérimentation de machines volantes. Un autre deltaplane avait été construit par Wilhelm Kress dès 1877 près de Vienne .

Otto Lilienthal était connu comme le "Glider King" ou "Flying Man" d'Allemagne. Il a dupliqué le travail de Wenham et l'a considérablement développé en 1884, publiant ses recherches en 1889 sous le titre Birdflight as the Basic of Aviation ( Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst ). Il a également produit une série de planeurs d'un type maintenant connu sous le nom de deltaplane, y compris des formes à ailes de chauve-souris, monoplan et biplan, telles que le planeur Derwitzer et l'appareil de vol normal . À partir de 1891, il est devenu la première personne à effectuer régulièrement des vol planés contrôlés et non attachés, et le premier à être photographié pilotant un engin plus lourd que l'air, suscitant l'intérêt du monde entier. Il a rigoureusement documenté son travail, y compris des photographies, et pour cette raison est l'un des premiers pionniers les plus connus. Il a également promu l'idée de "sauter avant de voler", suggérant que les chercheurs devraient commencer par des planeurs et progresser, au lieu de simplement concevoir une machine motorisée sur papier et d'espérer que cela fonctionnerait. Lilienthal a fait plus de 2 000 planés jusqu'à sa mort en 1896 des suites de blessures subies lors d'un accident de planeur. Lilienthal avait également travaillé sur de petits moteurs adaptés à ses conceptions au moment de sa mort.

Reprenant là où Lilienthal s'était arrêté, Octave Chanute a repris la conception d'avions après une retraite anticipée et a financé le développement de plusieurs planeurs. Au cours de l'été 1896, son équipe a volé plusieurs de leurs modèles à plusieurs reprises à Miller Beach , dans l'Indiana , décidant finalement que le meilleur était un modèle de biplan. Comme Lilienthal, il a documenté son travail et l'a également photographié, et était occupé à correspondre avec des chercheurs du monde entier partageant les mêmes idées. Chanute s'intéressait particulièrement à la résolution du problème de l'instabilité aérodynamique de l'avion en vol, que les oiseaux compensent par des corrections instantanées, mais que les humains devraient résoudre soit avec des gouvernes de stabilisation et de contrôle, soit en déplaçant le centre de gravité de l'avion, comme Lilienthal l'a fait. Le problème le plus déconcertant était l'instabilité longitudinale (divergence), car à mesure que l'angle d'attaque d'une aile augmente, le centre de pression avance et fait encore augmenter l'angle. Sans correction immédiate, l'engin se cabrer et caler . La relation entre le contrôle latéral et directionnel était beaucoup plus difficile à comprendre.

En Grande-Bretagne, Percy Pilcher , qui avait travaillé pour Maxim et avait construit et piloté avec succès plusieurs planeurs du milieu à la fin des années 1890, a construit un prototype d'avion propulsé en 1899 qui, selon des recherches récentes, aurait été capable de voler. Cependant, comme Lilienthal, il est mort dans un accident de planeur avant d'avoir pu le tester.

Publications, notamment Octave Chanute 's Progress in Flying Machines de 1894 et les moyens James de Le problème de Manflight (1894) et Annuelles aéronautiques (1895-1897) ont permis de mettre la recherche en cours et des événements à un public plus large.

L'invention du cerf-volant en caisson pendant cette période par l'Australien Lawrence Hargrave a conduit au développement du biplan pratique . En 1894, Hargrave a relié quatre de ses cerfs-volants ensemble, a ajouté un siège en élingue et a volé à 16 pieds (4,9 m). En démontrant à un public sceptique qu'il était possible de construire une machine volante sûre et stable, Hargrave a ouvert la porte à d'autres inventeurs et pionniers. Hargrave a consacré la majeure partie de sa vie à construire une machine qui volerait. Il croyait passionnément à une communication ouverte au sein de la communauté scientifique et ne ferait pas breveter ses inventions. Au lieu de cela, il a scrupuleusement publié les résultats de ses expériences afin qu'un échange mutuel d'idées puisse avoir lieu avec d'autres inventeurs travaillant dans le même domaine, afin d'accélérer le progrès commun. En 1889, il avait construit un moteur rotatif entraîné par de l'air comprimé.

Octave Chanute est devenu convaincu que les avions à voilures multiples étaient plus efficaces qu'un monoplan et a introduit la structure d'aile contreventée en "fil de jambe de force" qui, avec sa combinaison de rigidité et de légèreté, allait dominer la conception des avions pendant des décennies pour venir.

Même le saut en ballon a commencé à réussir. En 1905, Daniel Maloney a été transporté en ballon dans un planeur à voilure tandem conçu par John Montgomery à une altitude de 4 000 pieds (1 200 m) avant d'être relâché, glissant et atterrissant à un endroit prédéterminé dans le cadre d'une grande démonstration publique de vol à Santa Clara, Californie . Cependant, après plusieurs vols réussis, lors d'une ascension en juillet 1905, une corde du ballon a heurté le planeur, et le planeur a subi une défaillance structurelle après la libération, entraînant la mort de Maloney.

Ajout de puissance

Tête blanche

Gustave Weißkopf était un Allemand qui a émigré aux États-Unis, où il a rapidement changé son nom en Whitehead. De 1897 à 1915, il conçoit et construit des machines et moteurs volants. Le 14 août 1901, Whitehead a affirmé avoir effectué un vol motorisé et contrôlé dans son monoplan numéro 21 à Fairfield , dans le Connecticut. Un récit du vol a été publié dans le Bridgeport Sunday Herald et a été répété dans les journaux du monde entier. Whitehead a réclamé deux autres vols le 17 janvier 1902, en utilisant son monoplan numéro 22. Il l'a décrit comme ayant un moteur de 40 chevaux (30 kW) avec des hélices de tracteur jumelées et contrôlé par la vitesse différentielle de l'hélice et le gouvernail. Il a affirmé avoir parcouru un cercle de 10 kilomètres (6,2 mi).

Pendant de nombreuses années, les affirmations de Whitehead ont été ignorées ou rejetées par les historiens de l'aviation traditionnels. En mars 2013, Jane's All the World's Aircraft a publié un éditorial qui a accepté le vol de Whitehead comme le premier vol habité, motorisé et contrôlé d'un engin plus lourd que l'air. La Smithsonian Institution fait partie de ceux qui n'acceptent pas que Whitehead ait volé comme indiqué.

Langley

Après une brillante carrière en astronomie et peu de temps avant de devenir secrétaire de la Smithsonian Institution, Samuel Pierpont Langley a commencé une sérieuse enquête sur l'aérodynamique dans ce qui est aujourd'hui l' Université de Pittsburgh . En 1891, il publie Experiments in Aerodynamics détaillant ses recherches, puis se consacre à la construction de ses conceptions. Il espérait obtenir une stabilité aérodynamique automatique, il accordait donc peu d'importance au contrôle en vol. Le 6 mai 1896, l' aérodrome n° 5 de Langley a effectué le premier vol soutenu réussi d'un engin plus lourd que l'air, sans pilote et propulsé par un moteur, de taille substantielle. Il a été lancé à partir d'une catapulte à ressort montée au sommet d'une péniche sur la rivière Potomac près de Quantico, en Virginie. Deux vols ont été effectués cet après-midi, l'un de 1 005 mètres (3 297 pieds) et un second de 700 mètres (2 300 pieds), à une vitesse d'environ 25 miles par heure (40 km/h). Dans les deux cas, l' aérodrome n°5 s'est posé dans l'eau comme prévu, car pour gagner du poids, il n'était pas équipé de train d'atterrissage. Le 28 novembre 1896, un autre vol réussi est effectué avec l' aérodrome n° 6 . Ce vol, de 1 460 mètres (4 790 pieds), a été observé et photographié par Alexander Graham Bell . L' aérodrome n°6 était en fait l' aérodrome n°4 fortement modifié. Il restait si peu de l'avion d'origine qu'il reçut une nouvelle désignation.

Avec les succès des aérodromes n° 5 et n° 6 , Langley a commencé à chercher des fonds pour construire une version à grande échelle de ses conceptions pour le transport de l'homme. Stimulé par la guerre hispano-américaine , le gouvernement américain lui a accordé 50 000 $ pour développer une machine volante transportant des hommes pour la reconnaissance aérienne. Langley prévoyait de construire une version agrandie connue sous le nom d' Aérodrome A , et a commencé avec le plus petit Aérodrome à l'échelle du quart , qui a volé deux fois le 18 juin 1901, puis à nouveau avec un moteur plus récent et plus puissant en 1903.

La conception de base ayant apparemment été testée avec succès, il s'est ensuite penché sur le problème d'un moteur approprié. Il a engagé Stephen Balzer pour en construire un, mais a été déçu lorsqu'il n'a fourni que 8 chevaux (6,0 kW) au lieu des 12 chevaux (8,9 kW) auxquels il s'attendait. L'assistant de Langley, Charles M. Manly , a ensuite retravaillé la conception en un radial à cinq cylindres refroidi par eau qui délivrait 52 chevaux (39 kW) à 950 tr/min, un exploit qui a pris des années à dupliquer. Désormais doté à la fois de puissance et d'un design, Langley a mis les deux ensemble avec de grands espoirs.

À sa grande consternation, l'avion résultant s'est avéré trop fragile. La simple mise à l'échelle des petits modèles originaux a abouti à une conception trop faible pour se maintenir ensemble. Deux lancements à la fin de 1903 se sont tous deux terminés avec l' aérodrome s'écrasant immédiatement dans l'eau. Le pilote, Manly, a été secouru à chaque fois. En outre, le système de contrôle de l'avion était insuffisante pour permettre des réponses rapides pilotes, et il avait aucune méthode de contrôle latéral, et l' aérodrome " stabilité aérienne était de marginal.

Les tentatives de Langley pour obtenir un financement supplémentaire ont échoué et ses efforts ont pris fin. Neuf jours après son deuxième lancement avorté le 8 décembre, les frères Wright ont fait voler avec succès leur Flyer . Glenn Curtiss a apporté 93 modifications à l' aérodrome et a piloté cet avion très différent en 1914. Sans reconnaître les modifications, la Smithsonian Institution a affirmé que l' aérodrome de Langley était la première machine « capable de voler ».

Les frères Wright

Les Wright ont résolu à la fois les problèmes de contrôle et de puissance auxquels étaient confrontés les pionniers de l'aéronautique. Ils ont inventé le contrôle du roulis en utilisant le gauchissement des ailes et le roulis combiné avec le contrôle de lacet simultané à l' aide d'un gouvernail arrière orientable. Bien que le gauchissement des ailes comme moyen de contrôle du roulis n'ait été utilisé que brièvement au début de l'histoire de l'aviation, l'innovation consistant à combiner le contrôle du roulis et du lacet était une avancée fondamentale dans le contrôle de vol. Pour le contrôle du tangage, les Wright utilisaient un élévateur avant (canard), un autre élément de conception qui devint plus tard obsolète.

Les Wright ont effectué des tests rigoureux en soufflerie sur des profils aérodynamiques et des tests en vol de planeurs pleine grandeur. Ils ont non seulement construit un avion propulsé fonctionnel, le Wright Flyer , mais ont également fait progresser considérablement la science de l'ingénierie aéronautique.

Ils se sont concentrés sur la contrôlabilité des aéronefs non motorisés avant de tenter de piloter une conception motorisée. De 1900 à 1902, ils ont construit et piloté une série de trois planeurs. Les deux premiers étaient beaucoup moins efficaces que les Wright ne s'y attendaient, sur la base des expériences et des écrits de leurs prédécesseurs du XIXe siècle. Leur planeur 1900 n'avait qu'environ la moitié de la portance qu'ils prévoyaient, et le planeur 1901 fonctionnait encore plus mal, jusqu'à ce que des modifications de fortune le rendent utilisable.

À la recherche de réponses, les Wright ont construit leur propre soufflerie et l'ont équipée d'un appareil de mesure sophistiqué pour calculer la portance et la traînée de 200 modèles d'ailes de tailles différentes qu'ils ont créés. En conséquence, les Wright ont corrigé des erreurs antérieures dans les calculs de portance et de traînée et ont utilisé ces connaissances pour construire leur planeur 1902, troisième de la série. C'est devenu la première machine volante habitée plus lourde que l'air qui était contrôlable mécaniquement dans les trois axes : tangage, roulis et lacet. Sa conception pionnière comprenait également des ailes avec un allongement plus élevé que les planeurs précédents. Les frères ont piloté avec succès le planeur de 1902, des centaines de fois, et il a fonctionné bien mieux que leurs deux versions précédentes.

Pour obtenir une puissance suffisante pour leur Flyer à moteur, les Wright ont conçu et construit un moteur à combustion interne de faible puissance. À l'aide de leurs données de soufflerie, ils ont conçu et sculpté des hélices en bois plus efficaces que jamais, leur permettant d'obtenir des performances adéquates grâce à leur faible puissance moteur. La conception du Flyer a également été influencée par le désir des Wright d'apprendre par eux-mêmes à voler en toute sécurité sans risque déraisonnable pour la vie et l'intégrité physique, et de rendre les accidents survivables. La puissance limitée du moteur entraînait de faibles vitesses de vol et la nécessité de décoller face au vent.

Selon la Smithsonian Institution et la Fédération Aéronautique Internationale (FAI), les Wright ont effectué le premier vol habité soutenu, contrôlé et propulsé plus lourd que l'air à Kill Devil Hills, en Caroline du Nord , à 6,4 km au sud de Kitty Hawk, dans le Nord Carolina , le 17 décembre 1903. Le premier vol d' Orville Wright , de 120 pieds (37 m) en 12 secondes, a été enregistré sur une célèbre photographie. Lors du quatrième vol du même jour, Wilbur Wright a volé à 852 pieds (260 m) en 59 secondes. L'analyse moderne du professeur Fred EC Culick et Henry R. Rex (1985) a démontré que le Wright Flyer de 1903 était si instable qu'il était presque ingérable par quiconque sauf les Wright, qui s'étaient entraînés avec le planeur de 1902.

Les Wright ont continué à développer leurs machines volantes et à voler à Huffman Prairie près de Dayton, Ohio en 1904-1905. Après un crash en 1905, ils ont reconstruit le Flyer III et ont apporté d'importants changements de conception. Ils ont presque doublé la taille de la gouverne de profondeur et du gouvernail et les ont déplacés à environ deux fois la distance des ailes. Ils ont ajouté deux aubes verticales fixes (appelées "clignotants") entre les gouvernes de profondeur, et ont donné aux ailes un très léger dièdre. Ils ont déconnecté le gouvernail de la commande de gauchissement des ailes et, comme dans tous les futurs avions, l'ont placé sur une poignée de commande séparée. Le Flyer III est devenu le premier avion pratique (bien que sans roues et utilisant un dispositif de lancement), volant constamment sous un contrôle total et ramenant son pilote au point de départ en toute sécurité et atterrissant sans dommage. Le 5 octobre 1905, Wilbur a volé 24 miles (39 km) en 39 minutes 23 secondes".

Finalement, les Wright abandonneront complètement l'avant-plan, le modèle B de 1910 ayant à la place un empennage de la manière qui devenait alors conventionnelle.

Selon le numéro d'avril 1907 du magazine Scientific American , les frères Wright semblaient avoir les connaissances les plus avancées de la navigation plus lourde que l'air à l'époque. Cependant, le même numéro de magazine affirmait également qu'aucun vol public n'avait été effectué aux États-Unis avant son numéro d'avril 1907. Par conséquent, ils ont conçu le Scientific American Aeronautic Trophy afin d'encourager le développement d'une machine volante plus lourde que l'air.

Le premier avion pratique

Une fois le vol motorisé et contrôlé réalisé, des progrès étaient encore nécessaires pour créer une machine volante pratique à usage général. Cette période menant à la Première Guerre mondiale est parfois appelée l' ère pionnière de l'aviation .

Puissance fiable

L'histoire des premiers vols propulsés est en grande partie l'histoire de la construction des premiers moteurs. Les Wright ont conçu leurs propres moteurs. Ils utilisaient un seul moteur de vol, un type quatre cylindres en ligne refroidi à l'eau de 12 chevaux (8,9 kW) avec cinq paliers principaux et injection de carburant. L'engin de Whitehead était propulsé par deux moteurs de sa conception : un moteur au sol de 10 chevaux (7,5 kW) qui entraînait les roues avant dans un effort pour atteindre la vitesse de décollage et un moteur à acétylène de 20 chevaux (15 kW) alimentant les hélices. Whitehead était un machiniste expérimenté et il aurait levé des fonds pour son avion en fabriquant et en vendant des moteurs à d'autres aviateurs. La plupart des premiers moteurs n'étaient ni assez puissants ni suffisamment fiables pour une utilisation pratique, et le développement de moteurs améliorés allait de pair avec des améliorations des cellules elles-mêmes.

En Europe, l' exemple pionnier Antoinette 8V de Léon Levavasseur du format de moteur V-8, breveté pour la première fois en 1902, a dominé le vol pendant plusieurs années après son introduction en 1906, équipant de nombreux engins notables de cette époque. Intégrant l'injection directe de carburant, le refroidissement par évaporation de l'eau et d'autres fonctionnalités avancées, il a généré environ 50 chevaux (37 kW).

Le British Green C.4 de 1908 suivait le modèle de Wright d'une conception à quatre cylindres en ligne refroidi par eau, mais produisait 52 chevaux (39 kW). Il a propulsé de nombreux avions pionniers à succès, y compris ceux d' AV Roe .

Des conceptions horizontalement opposées ont également été produites. Le quatre cylindres refroidi par eau de Havilland Iris développait 45 chevaux (34 kW) mais était peu utilisé, tandis que le modèle à succès Nieuport à deux cylindres atteignait 28 ch (21 kW) en 1910.

1909 a vu les formes des moteurs radiaux prendre de l'importance. Le moteur semi-radial ou ventilateur à 3 cylindres Anzani de 1909 (également construit dans une véritable forme radiale à angle de cylindre de 120 °) ne développait que 25 chevaux (19 kW) mais était beaucoup plus léger que l'Antoinette, et a été choisi par Louis Blériot pour son vol transmanche. Plus radicale était la série de moteurs radiaux rotatifs Gnôme des frères Seguin, avec le moteur rotatif à sept cylindres refroidi par air Gnome Omega 50 chevaux (37 kW) en 1906. Dans un moteur rotatif, le vilebrequin est fixé à la cellule et le tout le carter du moteur et les cylindres tournent avec l'hélice. Bien que ce type ait été introduit dès 1887 par Lawrence Hargrave , les améliorations apportées au Gnome ont créé une conception robuste, relativement fiable et légère qui a révolutionné l'aviation et connaîtrait un développement continu au cours des dix prochaines années. Le carburant a été introduit dans chaque cylindre directement à partir du carter, ce qui signifie que seule une soupape d'échappement était nécessaire. Le neuf cylindres plus grand et plus puissant de 80 chevaux rotatif Le Rhône 9C a été introduit en 1913 et a été largement adopté pour un usage militaire.

Les types en ligne et en V sont restés populaires, la société allemande Mercedes produisant une série de modèles six cylindres refroidis par eau. En 1913, ils ont introduit la série DI de 75 kilowatts (101 ch) à grand succès.

Ascenseur et efficacité

La légèreté et la résistance du biplan sont compensées par l'inefficacité inhérente à la mise en place de deux ailes si proches l'une de l'autre. Les conceptions de biplan et de monoplan rivalisaient, les deux étant toujours en production au début de la guerre en 1914.

Un développement notable, bien qu'un échec, a été le premier monoplan en porte-à-faux jamais construit. L' Antoinette Monobloc de 1911 avait un cockpit entièrement fermé et un train d'atterrissage caréné, mais la puissance de 50 chevaux (37 kW) de son moteur V-8 n'était pas suffisante pour qu'il puisse voler sur plus de quelques pieds au maximum. Le monoplan contreventé Deperdussin a remporté plus de succès en 1913 lors de la première course du Trophée Schneider pilotée par Maurice Prévost , réalisant 28 circuits du parcours de 10 km (6,2 mi) avec une vitesse moyenne de 73,63 kilomètres par heure (45,75 mph).

Des triplans ont également été expérimentés, notamment une série construite entre 1909 et 1910 par le pionnier britannique AV Roe . Faisant mieux avec quatre ailes, le quadriplane a également fait de rares apparitions. Le multiplan , ayant un grand nombre d'ailes très minces, a également été expérimenté, avec le plus de succès par Horatio Phillips . Son prototype final a confirmé l'inefficacité et la mauvaise performance de l'idée.

D'autres approches radicales de la conception des ailes étaient également à l'essai. L'inventeur d'origine écossaise Alexander Graham Bell a conçu une forme d'aile octaédrique cellulaire qui, comme le multiplan, s'est avérée d'une efficacité décevante. D'autres interprètes médiocres comprenaient l' Edwards Rhomboidal , l'aile annulaire Lee-Richards et un nombre variable d'ailes l'une après l'autre en tandem .

Beaucoup de ces premières formes expérimentales étaient en principe assez pratiques et ont depuis réapparu.

Stabilité et contrôle

Les premiers travaux se sont principalement concentrés sur la fabrication d'un engin suffisamment stable pour voler, mais n'ont pas réussi à offrir une contrôlabilité totale, tandis que les Wright ont sacrifié la stabilité afin de rendre leur Flyer entièrement contrôlable. Un avion pratique nécessite les deux. Bien que la stabilité ait été atteinte par plusieurs conceptions, les principes n'étaient pas entièrement compris et les progrès étaient irréguliers. L'aileron a lentement remplacé le gauchissement des ailes pour le contrôle latéral, bien que les concepteurs, comme avec le Blériot XI, soient parfois revenus brièvement au gauchissement des ailes. De même, les surfaces arrière entièrement volantes ont cédé la place à des stabilisateurs fixes avec des surfaces de contrôle articulées. La configuration de pousseur de canard des premiers Wright Flyers a été supplantée par des conceptions d'avions à hélice de tracteur.

En France, les progrès ont été relativement rapides.

En 1906, le Brésilien Alberto Santos-Dumont effectua des vols publics en France avec son 14-bis . Un biplan pousseur canard avec un dièdre d'aile prononcé, il avait une aile en caisson de style Hargrave avec un ensemble "boxkite" monté à l'avant qui était mobile pour servir à la fois de profondeur et de gouvernail . Il a ensuite ajouté des surfaces auxiliaires entre les ailes comme ailerons primitifs pour fournir un contrôle latéral. Son vol a été le premier effectué par un engin motorisé plus lourd que l'air à être vérifié par l' Aéro-Club de France , et a remporté le prix Deutsch-Archdeacon pour le premier vol officiellement observé de plus de 25 mètres (82 pieds). Il a ensuite établi le premier record du monde reconnu par la Fédération aéronautique internationale en volant à 220 mètres (720 pieds) en 21,5 secondes.

L'année suivante, Louis Blériot a piloté le Blériot VII , un monoplan tracteur avec un contrôle complet sur trois axes utilisant les surfaces horizontales de la queue comme élévateurs et ailerons combinés. Son descendant immédiat, le Blériot VIII , fut la toute première cellule à réunir les éléments reconnaissables du système de commandes de vol des avions modernes en avril 1908. Là où Horatio Phillips et Traian Vuia avaient échoué, le Blériot fut le premier monoplan tracteur pratique et marqua le début d'une tendance de l'aviation française. En 1909, il avait développé cette configuration au point où le Blériot XI était capable de traverser la Manche , entre autres raffinements en utilisant les empennages uniquement comme ascenseurs et en utilisant le gauchissement des ailes pour le contrôle latéral. Un autre modèle apparu en 1907 était le biplan Voisin . Cela manquait de toute disposition pour le contrôle latéral, et ne pouvait faire que des virages peu profonds en utilisant uniquement le contrôle du gouvernail, mais a été piloté avec un succès croissant au cours de l'année par Henri Farman , et le 13 janvier 1908, il a remporté le Grand Prix Deutsch de la Meurthe-Archdiacre de 50 000 francs de l'Aviation pour avoir été le premier aviateur à effectuer un vol en circuit fermé officiellement observé d'un kilomètre, y compris le décollage et l'atterrissage par ses propres moyens.

Les créations du pionnier français Léon Levavasseur sont mieux connues sous le nom de la société Antoinette qu'il a fondée. Son Antoinette IV de 1908 était un monoplan de ce qui est maintenant la configuration conventionnelle, avec un empennage et un aileron portant chacun des surfaces de contrôle mobiles et des ailerons sur les ailes. Les ailerons n'étaient pas suffisamment efficaces et sur les modèles ultérieurs ont été remplacés par le gauchissement des ailes.

Fin 1908, les frères Voisin vendent un avion commandé par Henri Farman au JTC Moore-Brabazon . Irrité, Farman a construit son propre avion, adaptant la conception Voisin en ajoutant des ailerons. Suite à d'autres modifications apportées aux empennages et aux ailerons, le Farman III est devenu l'avion le plus populaire vendu entre 1909 et 1911, et a été largement imité. En Grande-Bretagne, l'expatrié américain Samuel Cody a piloté un avion de configuration similaire au Wright Flyer en 1908, incorporant un empennage ainsi qu'un grand ascenseur avant. En 1910, un modèle amélioré équipé d'ailerons entre les ailes a remporté la compétition de la Coupe Michelin , tandis que le deuxième avion de style Farman de Geoffrey de Havilland avait des ailerons sur l'aile supérieure et est devenu le Royal Aircraft Factory FE1 . Le Bristol Boxkite , copie du Farman III, a été fabriqué en quantité. Aux États-Unis, Glenn Curtiss avait d'abord piloté le AEA June Bug , puis son Golden Flyer , qui, en 1910, réalisa le premier atterrissage et décollage sur le pont naval. Pendant ce temps, les Wright eux-mêmes avaient également lutté avec le problème d'atteindre à la fois la stabilité et le contrôle, expérimentant davantage avec l'avant-plan avant d'ajouter d'abord un deuxième petit avion à la queue, puis finalement de retirer complètement l'avant-plan. Ils ont annoncé leur modèle B à deux places en 1910 et l'ont autorisé à produire en 1911 sous le nom de modèle F de Burgess .

De nombreuses autres dispositions plus radicales ont été essayées, seules quelques-unes étant prometteuses. Au Royaume-Uni, JW Dunne a développé une série de modèles de poussoirs sans queue ayant des ailes en flèche avec une surface supérieure conique. Son biplan D.5 vola en 1910 et s'avéra parfaitement stable. Dunne a délibérément évité le contrôle complet sur trois axes, concevant à la place un système plus facile à utiliser et qu'il considérait comme beaucoup plus sûr dans la pratique. Le système de Dunne ne serait pas largement adopté. Sa conception sans queue a atteint son apogée avec le D.8 qui a été fabriqué sous licence en France par Nieuport et aux États-Unis sous le nom de Burgess-Dunne , mais il a été rejeté comme avion de guerre pratique par l'armée britannique, dans laquelle Dunne était officier, car il était trop stable et donc pas assez maniable au combat.

Hydravions

1901 en Autriche, Wilhelm Kress ne parvient pas à décoller à bord de son Drachenflieger sous - alimenté , un hydravion doté de deux pontons en aluminium et de trois ailes en tandem.

1910 en France, Henri Fabre effectue le premier vol en hydravion dans son Hydravion . C'était un monoplan avec un avant-plan biplan et trois flotteurs courts en tricycle.

1912 Le monde ' est premier porte-hydravions , la marine française de Foudre , se lance dans son premier hydravions , un Canard Voisin .

Un problème avec les premiers hydravions était la tendance à la succion entre l'eau et l'avion à mesure que la vitesse augmentait, ce qui retenait l'avion et gênait le décollage. Le designer britannique John Cyril Porte a inventé la technique consistant à placer une marche dans le bas de l'avion pour briser l'aspiration, et cela a été incorporé dans le Curtiss Model H de 1914 .

Utilisation militaire

En 1909, les avions restaient fragiles et peu utiles en pratique. La puissance moteur limitée disponible signifiait que la charge utile effective était extrêmement limitée. La technologie structurelle et matérielle de base des cellules consistait principalement en des matériaux en bois dur ou en tubes d'acier, renforcés par des fils d'acier et recouverts d'un tissu de lin dopé avec un raidisseur et un scellant inflammables. La nécessité de gagner du poids signifiait que la plupart des avions étaient structurellement fragiles et se brisaient souvent en vol, en particulier lors de manœuvres violentes, telles que sortir d'un piqué abrupt, ce qui serait nécessaire au combat.

Même ainsi, ces machines volantes en évolution étaient reconnues comme étant non seulement des jouets, mais des armes en devenir. En 1909, l'officier d'état-major italien Giulio Douhet remarqua :

Le ciel est sur le point de devenir un autre champ de bataille non moins important que les champs de bataille sur terre et sur mer... Pour conquérir les airs, il faut priver l'ennemi de tout moyen de voler, en le frappant dans les airs, dans ses bases d'opérations, ou dans ses centres de production. Nous ferions mieux de nous habituer à cette idée et de nous préparer.

—  Giulio Douhet (officier d'état-major italien), 1909

En 1911, le capitaine Bertram Dickson , le premier officier militaire britannique à voler et le premier officier militaire britannique à effectuer une mission de reconnaissance aérienne dans un aéronef à voilure fixe pendant les manœuvres de l'armée en 1910, a prédit l'utilisation militaire de l'avion et le développement et l'escalade qui s'ensuivit combat aérien dans une soumission au sous-comité technique britannique pour la défense impériale .

Des missiles ont été largués d'un avion pour la première fois lorsque le lieutenant de l' armée américaine Paul W. Beck a largué des sacs de sable simulant des bombes au- dessus de Los Angeles , en Californie .

Les avions ont été utilisés pour la première fois dans la guerre pendant la guerre italo-turque de 1911-1912. La première utilisation opérationnelle a eu lieu le 23 octobre 1911, lorsque le capitaine Carlo Piazza a effectué un vol près de Benghazi à bord d'un Blériot XI . Le premier bombardement aérien a suivi peu de temps après, le 1er novembre, lorsque le sous-lieutenant Giulio Gavotti a largué quatre bombes sur deux bases tenues par les Turcs. Le premier vol de reconnaissance photographique a eu lieu en mars 1912, également piloté par le capitaine Piazza.

Certains types développés au cours de cette période conduiraient au service militaire pendant ou même pendant la Première Guerre mondiale. Il s'agit notamment du Etrich Taube de 1910, du Fokker Spin de 1911, du Royal Aircraft Factory BE.2 , du Sopwith Tabloid/Schneider et d'une variété de types obsolètes. qui serait utilisé pour la formation des pilotes. Le Sikorsky Ilya Muromets (également connu sous le nom de Sikorsky S-22) a été le premier avion quadrimoteur à entrer en production et le plus gros de son époque, le prototype volant pour la première fois en 1913 juste avant le déclenchement de la guerre. Le type continuerait à servir dans les rôles de bombardier et de transport.

Hélicoptères

Les premiers travaux sur la portance motorisée du rotor ont été suivis par des chercheurs ultérieurs, indépendamment du développement des aéronefs à voilure fixe.

Au XIXe siècle en France, une association s'est constituée pour collaborer à la conception d'hélicoptères, qui étaient nombreux. En 1863, Gustave de Ponton d'Amécourt a construit un modèle utilisant les rotors contrarotatifs établis. Initialement alimenté à la vapeur, il a échoué, mais une version d'horlogerie a volé. D'autres modèles, couvrant une grande variété de formes, comprenaient Pomés et De la Pauze (1871), Pénaud, Achenbach (1874), Dieuaide (1887), Melikoff (1877), Forlanini (1877), Castel (1878) et Dandrieux ( 1878-1879). Parmi ceux-ci, le modèle contrarotatif à vapeur de Forlanini a volé pendant 20 secondes, atteignant une hauteur de 13 mètres (43 pieds), et le modèle à propulsion en caoutchouc de Dandrieux a également volé.

Le père d' Hiram Maxim a conçu un hélicoptère propulsé par deux rotors contrarotatifs, mais n'a pas pu trouver un moteur assez puissant pour le construire. Hiram lui-même a esquissé les plans d'un hélicoptère en 1872 avant de se tourner vers le vol à voilure fixe.

En 1907, l' autogire français Breguet-Richet n°1 a décollé lors d'un vol d'essai « captif », devenant le premier hélicoptère piloté à s'élever du sol. Il s'est élevé d'environ 60 centimètres (24 pouces) et a plané pendant une minute. Cependant, le vol s'est avéré extrêmement instable.

Deux mois plus tard à Lisenux, en France, Paul Cornu a effectué le premier vol libre dans un engin à voilure tournante habité dans son hélicoptère Cornu , s'élevant à 30 centimètres (12 pouces) et restant en l'air pendant 20 secondes.

Voir également

• Accidents et incidents aériens
• L'aviation à l'époque des pionniers (1903-1914)
• L'aviation pendant la Première Guerre mondiale
• Revendications au premier vol propulsé
• Chronologie de l'aviation

Remarques

Les références

Bibliographie

• Walker, P. (1971). Early Aviation à Farnborough, Volume I : Ballons, cerfs-volants et dirigeables , Macdonald.

Liens externes

• Aerospaceweb – Qui a été le premier à voler ?
• Aerospaceweb – Pourquoi les Brésiliens considèrent-ils Alberto Santos-Dumont comme le premier homme à voler s'il n'a volé qu'en 1906 et les frères Wright l'ont fait en 1903 ?
• Machines volantes pré-Wright
• Pionniers de l'aviation : une anthologie
• Les lève-tôt de l'aviation
• Plane vérité : liste des plus grandes percées techniques en vol habité par Jürgen Schmidhuber , Nature 421, 689, 2003