Do niedawna silnik parowy był najbardziej rozpowszechnionym źródłem energii na świecie. Na wozach naziemnych montowano silniki parowe – prototypy pierwszych samochodów, wprawiano w ruch pociągi i parowce oraz zapewniały pracę pomp i obrabiarek. W XIX wieku elektrownie parowe i maszyny parowe były szeroko stosowane w przemyśle. Nic dziwnego, że z czasem pomysł budowy samolotu z silnikiem parowym przeniknął do głów konstruktorów. Jednak proces budowy samolotu parowego okazał się trudny i drażliwy.
Załoga pary powietrznej
Narodziny lotnictwa sięgają początku XIX wieku. Dopiero na przełomie XVIII i XIX wieku zaproponowano pierwszą koncepcję samolotu. Tę koncepcję przedstawił angielski przyrodnik George Cayley. To właśnie Kayleigh jest uważany za jednego z pierwszych na świecie badaczy i teoretyków w dziedzinie tworzenia samolotów cięższych od powietrza. Cayley rozpoczął swoje pierwsze badania i eksperymenty w celu zbadania charakterystyk aerodynamicznych skrzydła w 1804 roku, w tym samym roku stworzył model własnej konstrukcji płatowca. Według niego szybowiec mógł przebyć w powietrzu nie więcej niż 27 metrów. W latach 1809-1810 pierwszy miesięcznik naukowy w Wielkiej Brytanii, Nicolson's Journal of Natural Philosophy, opublikował pracę George'a Cayleya zatytułowaną „On Air Navigation”. Była to pierwsza na świecie opublikowana praca naukowa, która zawierała podstawowe zasady teorii lotu szybowcem i samolotem.
Nieprzypadkowo to właśnie w Wielkiej Brytanii, bliżej połowy XIX wieku, podjęto próbę zbudowania pierwszego samolotu, a raczej odrzutowca parowego, ponieważ planowano zainstalowanie lokomotywy parowej w roli elektrownia na modelu. Pomysł zbudowania niezwykłego samolotu należał do angielskiego wynalazcy i pioniera w dziedzinie lotnictwa, Williama Samuela Hensona. Wraz z innym brytyjskim wynalazcą, Johnem Stringfellowem, Henson opracował pierwszy na świecie projekt samolotu, który uwzględniał wszystkie podstawowe elementy klasycznego samolotu śmigłowego.
Projektanci nazwali swój pomysł Aerial Steam Carriage. Patent na wynalazek uzyskano w 1843 roku, w tym samym roku wynalazcy i ich wspólnicy zarejestrowali spółkę akcyjną o nazwie Aeriel Transit Company. Projektanci stworzyli pierwszy model swojej „lotniczej załogi parowej” w 1843 roku. Był to sześciometrowy samolot, który napędzany był silnikiem parowym o mocy zaledwie 1 KM.
Projekt skrzydła parleta, który zaprezentowali Henson i Stringfellow, zawierał elementy, które w przyszłości znajdą zastosowanie w lotnictwie: drzewca, żebra, zastrzały. Skrzydło ich parowca, podobnie jak współczesnego samolotu, było grube. W tym samym czasie projektanci zaprojektowali wydrążenie dźwigarów skrzydeł, co miało ułatwić konstrukcję samolotu. Samo skrzydło zostało przymocowane do korpusu parletu od góry, planowano umieścić w korpusie sam silnik, załogę i pasażerów. Elektrownia miała napędzać dwa śmigła pchające. Podwozie samolotu miało być trójkołowe, z jednym kołem przednim.
Jednocześnie pomysł projektantów był zbyt odważny, nie tylko jak na standardy połowy XIX wieku. Parametry techniczne załogi lotniczej pary były doskonałe. Samolot miał przewieźć samolotem do 12 osób na odległość 1600 km. W tym samym czasie rozpiętość skrzydeł modelu oszacowano na 46 metrów, a powierzchnia skrzydeł na 424 m², średnica śmigieł 6 metrów. Moc zainstalowanej maszyny mocy oszacowano na 30 KM. Uważano, że to wystarczy, aby zapewnić samolotowi o maksymalnej masie startowej 1360 kg prędkość przelotową 80 km/h.
W rzeczywistości wszystko zakończyło się testami zredukowanego modelu, które trwały z różnym powodzeniem od 1844 do 1847 roku. Przez cały ten czas projektanci dokonali wielu zmian w projekcie, zmienili parametry, zmienili płatowiec, a także szukali coraz mocniejszego silnika parowego. Pomimo wysiłków brytyjskich przyrodników, raz za razem udawało im się to. Wynikało to głównie z całkowitego braku światowego doświadczenia w dziedzinie budowy samolotów. Zarówno Henson, jak i Stringfellow byli pionierami, stawiającymi tylko pierwsze nieśmiałe kroki w nowej dziedzinie, w obliczu ogromnej liczby trudności. W 1847 r. ostatecznie wstrzymano wszelkie prace nad projektem.
Samolot parowy Aleksandra Możajskiego
W Rosji pomysł budowy samolotu z silnikiem parowym podchwycił kontradmirał Aleksander Fiodorowicz Możajski, „dziadek rosyjskiego lotnictwa”, nie tylko słynna postać wojskowa, ale także wynalazca. Mozhaisky był zaangażowany w badania i wynalazki zarówno podczas służby w rosyjskiej marynarce wojennej, jak iw służbie cywilnej. Wynalazca w końcu wpadł na pomysł zbudowania własnego samolotu do 1873 roku. Po zrealizowaniu swojego planu do końca 1876 r. Możajski przedstawił projekt Ministerstwu Wojny, gdzie projekt został rozpatrzony i przeznaczono środki na jego realizację. W szczególności trzy tysiące rubli wydano na badania naukowe i badania, których wyniki mogłyby być dalej wykorzystane do stworzenia nowego samolotu.
Opracowując swoją wersję samolotu, Alexander Mozhaisky, podobnie jak wielu innych pionierów aeronautyki, opierał się przede wszystkim na konstrukcji i właściwościach lotu latawców, które osobiście projektował i uruchamiał w ciągu kilku lat. Mozhaisky słusznie uważał, że ciężki i powolny samolot powinien mieć dużą powierzchnię skrzydeł. Jednocześnie, podobnie jak inni wynalazcy samolotów, Mozhaisky przechodził próby i błędy, wielokrotnie zmieniając konstrukcję i charakterystykę swoich wersji samolotów.
Według projektu samolot miał mieć długość kadłuba około 15 metrów, rozpiętość skrzydeł 23 metry, masę startową 820 kg. Jednocześnie wymiary samolotu zmieniają się w różnych opracowaniach specjalistów z dziedziny lotnictwa. Fakt, że Mozhaisky chciał jednocześnie wyposażyć swój samolot w dwa silniki o mocy 20 KM, pozostaje bez zmian. i 10 KM. Jednocześnie początkowo chodziło o silniki spalinowe, które dopiero zaczęły się pojawiać. Prędkość konstrukcyjna samolotu miała wynosić około 40 km/h. Niska prędkość lotu zmusiła projektanta do zbudowania samolotu o bardzo dużej powierzchni skrzydeł o oryginalnym kształcie. Zewnętrznie samolot zaprojektowany przez Możajskiego był usztywniającym jednopłatem, wykonanym zgodnie z klasyczną aerodynamiczną konstrukcją.
Dość szybko projektant został zmuszony do rezygnacji z silnika spalinowego, ponieważ pierwsze takie silniki były wyjątkowo zawodne i miały dużą wagę. Następnie Mozhaisky postanowił wrócić do klasycznych silników parowych dla swojej epoki. Na swoje hasło planował użyć najlżejszych modeli silników parowych firmy Arbecker-son i Hemkens z Londynu, która miała doskonałą reputację i zdążyła ugruntować swoją pozycję jako producent lekkich silników parowych stosowanych na niszczycielach.
Pierwszy prototyp samolotu był gotowy w 1882 roku. Ale testy zakończyły się niepowodzeniem. Alexander Mozhaisky, podobnie jak wielu pionierów lotnictwa, nie mógł polegać na niczyim udanym doświadczeniu, w tamtych latach światowy przemysł lotniczy po prostu nie istniał. Projektant nie wyposażył swojego hasła w urządzenia antypoślizgowe, gdyż nie uważał ich za konieczne. W rezultacie samolot, nie mając nawet czasu wzbić się w niebo, upadł na bok, a jego ogromny obszar skrzydeł po prostu „spadł”. Kolejne trzy lata prac nad sfinalizowaniem projektu do niczego nie przyniosły, testy w 1885 ponownie zakończyły się niepowodzeniem, samolot ponownie przewrócił się na bok. Na tym kończy się historia tego samolotu, a w 1890 roku odszedł sam konstruktor.
Jedyne latające hasło
Ostatecznie pierwszy samolot parowy, który był w stanie wzbić się w przestworza i wykonać pełny lot, został zbudowany dopiero w XX wieku. Stało się to w latach 30., kiedy świat zgromadził już duże doświadczenie w dziedzinie budowy samolotów. Wydany w 1933 roku w jednym egzemplarzu Airspeed 2000 nie tylko wystartował, ale także był w czynnej eksploatacji, przynajmniej do 1936 roku. Niezwykły samolot pracował w Urzędzie Pocztowym USA, ale po 1936 roku jego życie ginie.
Pierwszy latający parowiec został zbudowany przez amerykańskich braci, wynalazców George'a i Williama Besslerów, przy bezpośredniej pomocy inżyniera Nathana Price'a. Demonstracja nowości odbyła się 12 kwietnia 1933 roku w Kalifornii w mieście Oakland i była szeroko komentowana w amerykańskiej prasie. Z pozoru byłby to najzwyklejszy samolot tamtych lat. Nic w tym dziwnego, skoro bracia po prostu wzięli za podstawę seryjny dwupłatowiec Travel Air 2000. Sama elektrownia była niezwykła. Samolot, nazwany Airspeed 2000, był wyposażony w potężny silnik parowy.
Sercem samochodu był dwucylindrowy silnik parowy V o mocy maksymalnej 150 KM. Z czołgiem o łącznej pojemności około 10 galonów samolot braci Bessler mógł przelecieć około 600 km. W tym samym czasie silnik parowy ważył nawet mniej niż standardowe benzynowe silniki spalinowe - 80 kg, ale o kolejne 220 kg dodano do masy elektrowni zbiornik na wodę z paleniskiem.
Samolot z łatwością wzbił się w przestworza w 1933 roku, a następnie był eksploatowany. Samochód nie miał problemów z lotami. Jednocześnie dziennikarze docenili cichą pracę silnika samolotu, zauważając, że rozmowę pilota z pasażerem słychać było nawet z ziemi. Hałas wydawał tylko gwizd śmigła przecinającego powietrze. Oprócz spokojnego lotu samolot miał inne zalety, na przykład użycie wody zamiast benzyny. Również moc silnika parowego nie zależała w żaden sposób od wysokości lotu i stopnia rozrzedzenia powietrza, co było problemem dla wszystkich samolotów z silnikami spalinowymi. Na przykład na wysokości ponad dwóch tysięcy metrów silnik parowy w Airspeed 2000 stał się bardziej wydajny niż silniki benzynowe o tej samej mocy.
Pomimo swoich zalet Airspeed 2000 nie zainteresował klientów cywilnych i wojska USA. Przyszłość była dla samolotów z silnikami spalinowymi, a dwupłatowiec braci Bessler wyglądał jak swego rodzaju ciekawostka z XIX wieku, choć z oczywistymi zaletami. Wady nadal przeważały. Pod względem sprawności silnik parowy był gorszy od silników spalinowych. W konstrukcji samolotu trzeba było zastosować ultralekkie materiały, aby zrekompensować ciężar masywnego bojlera wodnego. Nie pozwalało to konkurować z samolotami z silnikami spalinowymi i mniejszym zasięgiem lotu. I nawet tak oczywista cecha, jak bezgłośność, którą można było wykorzystać do tworzenia samolotów rozpoznawczych lub bombowców, nie przyciągała przedstawicieli resortu wojskowego.
