Primii care au pus bazele avionului şi al zborului
Avionul este una din marile realizări ştiinţifice ale secolului XX. Inginerii s-au inspirat din studierea zburătorilor naturii-păsările.
Dintotdeauna oamenii au visat să cucerească cerul cu abilitatea şi graţia păsărilor. Icar din legendele greceşti a zburat cu aripi de ceară spre cer. Însă când a ajuns prea aproape de soare, ceara s-a topit, iar el s-a prăbuşit în gol.Leonardo da Vinci , marele artist şi inventator renascentist a fost obsedat de de ideea de a zbura. A lăsat în urma sa mai multe proiecte ale unor maşinării zburătoare imaginate de el. Au trecut însă 400 de ani până când s-a aflat secretul zborului. Primele tentative de zbor au avut de cele mai multe ori un sfârşit tragic. Unii dintre piloţii cu spirit de aventură şi-au legat aripi de braţe, dând din ele cu îndârjire, pentru a se înălţa în aer. Nici una din aceste încercări nu a dat rezultat fiindcă „piloţii” nu şi-au dat seama că atât forma, cât şi mişcarea aripii unei păsări au un rol imporant în zbor.
În 1738 un matematician şi medic elveţian, Daniel Bernoulli, a făcut primul pas important în cucerirea cerului. Şi-a dat seama că dacă un lichid sau un gaz se scurge cu viteză mare, are o presiune mai scăzută decât la o scurgere lentă. Având în vedere că aerul este un amestec de gaze, observaţia este valabilă şi în cazul aerului. Dacă aerul se întălneşte cu aripile unei păsări în mişcare va pătrunde parţial pe deasupra, parţial pe dedesubtul lor. Datorită faptului că faţa superioară a aripii este arcuită , deci mai lungă decât faţa inferioară, aerul va parcurge o distanţă mai mare deasupra aripii. Aceasta va creşte viteza curentului de aer deasupra aripii, astfel aerul va exercita o presiune mai mică pe faţa superioară a aripii decât pe cea inferioară. Diferenţa de presiune va împinge aripa în sus. Această diferenţă de presiune se numeşte forţa de ascensiune (aero)dinamică.
În secolul al XIX-lea mulţi dintre pionerii zborului s-au folosit de aceste principii pentru proiectarea planoarelor primitive. Sir George Gayley, numit tatăl aviaţei, a construit primul planor în 1835, cu care a şi zburat. Mai târziu, prin anii `90 ai sec XIX-lea , fraţii americani Wright au construit aripi cu care avioanele puteau fi ghidate în anumite direcţii. Secţiunea transversală a aripii separate de fuselaj aminteşte de imaginea unei picături de apă care se scurge pe o suprafaţă plană. În faţă, la „bordul de atac” aripa este mai groasă şi rotunjită, în spată însă, la „bordul de scurgere” se subţiază complet. Această formă se numeşte profil.Curenţii de aer orientaţi deasupra şi dedesubtul aripii sugerează foarte bine principiul Bernoulli.
Pe lângă forţa de ascensiune, la ridicarea aripii avionului contribuie şi turbulenţa aerului. Aerul care trece deasupra aripi la părăsirea bordului de scurgere se întoarce şi se produce turbionarea aerului, la fel ca în cazul apei care se scurge într-o gaură. Fenomenul se numeşte turbulenţă iniţială , care la rândul ei produce o altă turbulenţă: contraturbulenţă.Aceasta este la fel de puternică ca şi turbulenţa iniţială, dar se roteşte in direcţie opusă, astfel că atunci când va trece pe sub aripă, în direcţie opusă, se va întâlni cu un curent de aer principal, pe care îl va încetini. Contraturbulenţa se va deplasa mai departe, iar la bordul de atac al aripii se va deplasa în sus, alăturându-se curentului principal. Din acest motiv curentul de aer inferior încetineşte, iar cel superior, deasupra aripii accelerază. Astfel presiunea va scădea în partea de sus şi va creşte în partea de jos, ceea ce urmăreşte forţa de ascensiune.
Mai târziu, primii aviatori au descoperit cum pot face să zboare aparatele mai grele decât aerul. Pentru aceasta a fost nevoie să-şi dea seama cum se poate produce forţa ascensională necesară. În cazul plutirii în aer lucrurile au fost mai simple, lăsând totul pe seama aerului, dar pentru a se ridica a trebuit să se găsească o modalitate de a atinge viteza necesară pentru a obţine forţa ascensională. Wilburr şi Orville Wright au rezolvat problema folosind un motor cât mai mic şi mai uşor. Pe motor au montat o alice formată din piese de profil de aripă :aceasta se rotea pe plan vertical în faţa motorului. Mişcarea aerului determinată de rotaţie, sau mai bine zis forţa determinată de această mişcare, se numeşte forţă de tracţiune. Aerul va fi împins inapoi, iar aparatul de zbor va înainta. La 27 decembrie 1903 în Kitty Harok, Carolina de nord, fraţii Wright au efectuat primul zbor pe avionul lor cu motor. Aparatul a putut să parcurgă doar 36 de metri în 22 secunde, dar a reuşit să pună în practică principiul utilizat şi de proiectanţii de avioane care i-au urmat.
În anii `40 cercetătorii care se ocupau de zbor au dezvoltat aparatele de zbor cu reacţie. Forţa de tracţiune este obţinută în acest caz prin comprimarea aerului într-o cameră de ardere, unde se amestecă cu un combustibil special-kerosen, după care amestecul va fi aprins. Explozia produce un curent (jet) puternic de aer, care va părăsi camera de ardere prin spatele motorului
Avioanele cu reacţie zboară cu o viteză mai mare decât cele cu alice, dar folosesc o cantitate foarte mare de combustibil, mai ales la viteze mici. Din acest motiv, au dezvoltat un alt tip de aparat de zbor cu alice acţionată de motor cu reacţie. În zilele noastre se utilizează cel mai des aparatele de zbor cu reacţie cu jet de aer dublu. Acestea au o alice formată dintr-o multitudine de palete, care împing aerul în camera de explozie, dar produce curenţi de aer şi în jurul motorului, la fel ca o alice normală mărind forţa de tracţiune. Jetul de gaze poate fi direcţionat în aşa fel încât să se reducă forţa de propulsie, încetinind aparatul de zbor.
-
Primele schiţe de aparate de zburat au fost elaborate de Leonardo da Vinci, în jurul anului 1490. Cu milioane de ani în urma , natura a inventat zborul ca tehnică. Inginerii ultimului secol spun că penajul pasării ascunde misterul zborului.Este dificil a imita penajul. Liliacul poate fi imitat mai uşor.
Aşadar, Leonardo da Vinci şi-a proiectat maşina de zbor folosind ca model liliacul.
-
Zborul cu aparate mai grele decât aerul a fost precedat de zborul cu aerostate.
-
Primul avion cu motoare cu abur a fost construit între anii 1882-1883 de inventatorul rus Alexandr Feodorovici Mojaiski.
-
Primul avion cu motor, care a zburat decolând prin catapultare (17 decembrie 1903) a fost construit in S.U.A. de fraţii Orville şi Wilbur Wright.
-
Primul avion care a decolat cu mijloace proprii de bord (18 martie 1906) a fost construit în Franţa de inventatorul roman Traian Vuia.
