Máquinas voadoras sustentadas precoces

Depois do século XVII, as pessoas aprenderam mais sobre mecânica e dinâmica, fabricaram-se máquinas voadoras mais complexas.

Mais pesado que o ar: voo sustentado

Os séculos XVII e XVIII
A percepção de Leonardo da Vinci de que a mão-de-obra por si só não era suficiente para um voo sustentado foi redescoberta independentemente no século XVII por Giovanni Alfonso Borelli e Robert Hooke. Hooke percebeu que alguma forma de motor seria necessária e, em 1655, fez um modelo de ornitóptero movido a mola que aparentemente conseguia voar.

Tentativas para projetar ou construir uma verdadeira máquina voadora começaram, tipicamente compreendendo uma gôndola com um dossel de apoio e flappers movidos a mola ou homem para propulsão. Entre os primeiros estavam Hautsch e Burattini (1648). Outros incluíam “Passarola” de Gusmão (1709 em diante), Swedenborg (1716), Desforges (1772), Bauer (1764), Meerwein (1781) e Blanchard (1781) que mais tarde teriam mais sucesso com balões. Helicópteros de asa rotativa também apareceram, notavelmente de Lomonosov (1754) e Paucton. Alguns planadores voaram com sucesso, apesar de algumas reclamações serem contestadas, mas, de qualquer forma, nenhuma embarcação de tamanho normal foi bem sucedida.

O inventor italiano Tito Livio Burattini, convidado pelo rei polonês Władysław IV para sua corte em Varsóvia, construiu um modelo com quatro asas planas fixas em 1647. Descrito como “quatro pares de asas ligadas a um elaborado ‘dragão'”, foi disse ter levantado um gato com sucesso em 1648, mas não o próprio Burattini. Ele prometeu que “apenas os ferimentos mais leves” resultariam do pouso da nave. Seu “Dragon Volant” é considerado “o avião mais elaborado e sofisticado a ser construído antes do século XIX”.

A “Passarola” de Bartolomeu de Gusmão era um planador oco, vagamente em forma de pássaro, de conceito semelhante, mas com duas asas. Em 1709, ele apresentou uma petição ao rei João V de Portugal, implorando por apoio para a invenção de uma “aeronave”, na qual ele expressou a maior confiança. O teste público da máquina, marcado para 24 de junho de 1709, não ocorreu. De acordo com relatos contemporâneos, no entanto, Gusmão parece ter feito vários experimentos menos ambiciosos com essa máquina, descendente de eminências. É certo que Gusmão estava a trabalhar neste princípio na exposição pública que deu perante o Tribunal a 8 de Agosto de 1709, no hall da Casa da Índia em Lisboa, quando lançou uma bola no tejadilho por combustão. [Esclarecimentos] Ele também demonstrou um pequeno modelo de aeronave perante a corte portuguesa, mas nunca conseguiu com um modelo em escala real.

No entanto, tanto a compreensão quanto a fonte de energia ainda estavam faltando. Isto foi reconhecido por Emanuel Swedenborg em seu “Esboço de uma Máquina para Voar no Ar”, publicado em 1716. Sua máquina voadora consistia de uma estrutura leve coberta com lona forte e provida de dois grandes remos ou asas movendo-se em um eixo horizontal, dispostos de modo que o movimento ascendente não encontrasse resistência enquanto o downstroke fornecia a força de elevação. Swedenborg sabia que a máquina não voaria, mas sugeriu isso como um começo e estava confiante de que o problema seria resolvido. Ele escreveu: “Parece mais fácil falar de tal máquina do que colocá-la em realidade, pois requer mais força e menos peso do que existe em um corpo humano. A ciência da mecânica talvez possa sugerir um meio, a saber, uma espiral forte. Se essas vantagens e requisitos forem observados, talvez na hora certa alguém possa saber como utilizar melhor o nosso esboço e fazer com que alguma adição seja feita de modo a realizar aquilo que só podemos sugerir “. O editor do jornal Royal Aeronautical Society escreveu em 1910 que o projeto de Swedenborg era “… a primeira proposta racional para uma máquina voadora do tipo de avião [mais pesado que o ar] …”

Enquanto isso, os helicópteros não foram totalmente esquecidos. Em julho de 1754, Mikhail Lomonosov demonstrou um pequeno sistema de rotor duplo coaxial, alimentado por uma mola, para a Academia Russa de Ciências. Os rotores foram dispostos um acima do outro e girados em direções opostas, princípios ainda usados ​​em projetos modernos de rotor duplo. Em sua Théorie de la vis d’Archimède, de 1768, Alexis-Jean-Pierre Paucton sugeriu o uso de uma hélice para sustentação e uma segunda para propulsão, hoje chamada de giródina. Em 1784, Launoy e Bienvenu demonstraram um modelo voador com rotores coaxiais, contra-rotativos, alimentados por uma simples mola semelhante a uma serra de proa, agora aceita como o primeiro helicóptero motorizado.

Tentativas de voo tripulado ainda persistiam. O helicóptero de Paucton era movido pelo homem, enquanto outra abordagem, também originalmente estudada por Da Vinci, era o uso de válvulas de flape. A válvula de flap é uma simples aba articulada sobre um buraco na asa. Em uma direção, abre para permitir a passagem do ar e, no outro, para permitir uma diferença de pressão maior. Um primeiro exemplo foi projetado por Bauer em 1764. Mais tarde, em 1808, Jacob Degen construiu um ornitóptero com válvulas de flap, em que o piloto estava em uma estrutura rígida e trabalhava as asas com uma barra horizontal móvel. Sua tentativa de fuga em 1809 falhou, então ele adicionou um pequeno balão de hidrogênio e a combinação alcançou alguns saltos curtos. Ilustrações populares do dia mostravam sua máquina sem o balão, levando à confusão sobre o que realmente voara. Em 1811, Albrecht Berblinger construiu um ornitóptero baseado no design de Degen, mas omitiu o balão, mergulhando no Danúbio. O fiasco teve um lado positivo: George Cayley, também levado pelas ilustrações, foi incitado a publicar suas descobertas até hoje “com o objetivo de dar um pouco mais de dignidade a um assunto que beirava o ridículo na avaliação pública”, e o moderno Era da aviação nasceu.

O século XIX
Ao longo do século XIX, o salto em torre foi substituído pelo igualmente fatal, mas igualmente popular, salto de balão, como forma de demonstrar a contínua inutilidade do poder humano e das asas batendo. Enquanto isso, o estudo científico do voo mais pesado do que o ar começou a sério.

Sir George Cayley e o primeiro avião moderno
Sir George Cayley foi chamado pela primeira vez de “pai do avião” em 1846. Durante os últimos anos do século anterior, ele havia iniciado o primeiro estudo rigoroso da física do voo e, mais tarde, projetou a primeira moderna aeronave mais pesada do que o ar. Entre suas muitas realizações, suas contribuições mais importantes para a aeronáutica incluem:

Esclarecendo nossas idéias e estabelecendo os princípios do vôo mais pesado que o ar.
Alcançar uma compreensão científica dos princípios do voo das aves.
Condução de experimentos aerodinâmicos científicos demonstrando arrasto e aerodinâmica, movimento do centro de pressão e aumento da sustentação da curvatura da superfície da asa.
Definindo a configuração moderna do avião compreendendo um conjunto de asa fixa, fuselagem e cauda.
Demonstrações de voo tripulado e planador.
Estabelecer os princípios da relação potência / peso na sustentação do vôo.
A partir dos dez anos, Cayley começou a estudar a física do voo dos pássaros e seus cadernos escolares continham esboços nos quais ele desenvolvia suas idéias sobre as teorias do voo. Tem sido alegado que esses esboços mostram que Cayley modelou os princípios de um plano inclinado de geração de elevador desde 1792 ou 1793.

Em 1796, Cayley fabricou um helicóptero modelo da forma comumente conhecida como top voador chinês, sem conhecer o modelo similar de Launoy e Bienvenu. Ele considerou o helicóptero como o melhor projeto para vôo vertical simples, e mais tarde em sua vida em 1854 ele fez um modelo melhorado. Ele deu crédito ao Sr. Cooper por ter sido a primeira pessoa a melhorar “a estrutura desajeitada do brinquedo” e relata o modelo de Cooper como subindo vinte ou trinta pés. Cayley fez um e o Sr. Coulson fez uma cópia, descrita por Cayley como “um belo espécime do propulsor de parafuso no ar” e capaz de voar a mais de noventa metros de altura.

As próximas inovações de Cayley foram duas: a adoção do equipamento de teste de braço giratório, inventado no século anterior por Benjamin Robbins para investigar o arrasto aerodinâmico e usado logo depois por John Smeaton para medir as forças nas pás do moinho rotativo, para uso em pesquisa de aeronaves junto com o uso de modelos aerodinâmicos no braço, ao invés de tentar voar um modelo de um design completo. Inicialmente, ele usava um plano plano simples fixado no braço e inclinado em um ângulo com o fluxo de ar.

Em 1799, ele estabeleceu o conceito do avião moderno como uma máquina voadora de asa fixa com sistemas separados para sustentação, propulsão e controle. Em um pequeno disco de prata datado daquele ano, ele gravou em um lado as forças que atuam em uma aeronave e, por outro, um esboço de um projeto de aeronave incorporando recursos modernos como uma asa curvada, cauda separada compreendendo uma cauda horizontal e aleta vertical, e fuselagem para o piloto suspenso abaixo do centro de gravidade para fornecer estabilidade. O projeto ainda não é totalmente moderno, incorporando duas pás operadas por piloto ou remos que parecem funcionar como válvulas de flape.

Ele continuou suas pesquisas e em 1804 construiu um modelo de planador que foi a primeira moderna máquina voadora mais pesada que o ar, tendo o layout de uma aeronave moderna convencional com uma asa inclinada voltada para a frente e traseira ajustável com cauda e aleta. . A asa era apenas uma pipa de papel de brinquedo, plana e sem ser mudada. Um peso móvel permitia o ajuste do centro de gravidade do modelo. Era “muito bonito de se ver” ao voar por uma encosta, e sensível a pequenos ajustes da cauda.

No final de 1809, ele construiu o primeiro planador de tamanho real do mundo e o usou como um papagaio não tripulado. No mesmo ano, instigado pelas palhaçadas farsescas de seus contemporâneos (ver acima), ele começou a publicação de um tratado de três partes intitulado “Na navegação aérea” (1809-1810). Nele ele escreveu a primeira afirmação científica do problema, “Todo o problema está confinado dentro desses limites, a saber, fazer uma superfície suportar um dado peso pela aplicação de poder à resistência do ar”. Ele identificou as quatro forças vetoriais que influenciam uma aeronave: impulso, sustentação, resistência e controle e estabilidade e controle diferenciados em seus projetos. Ele argumentou que a mão-de-obra sozinha era insuficiente e, embora ainda não houvesse uma fonte de energia adequada, ele discutiu as possibilidades e até descreveu o princípio de operação do motor de combustão interna usando uma mistura de gás e ar. No entanto, ele nunca foi capaz de fazer um motor de trabalho e confinou seus experimentos de vôo para vôo livre. Ele também identificou e descreveu a importância do aerofólio curvado, diédrico, contraventamento diagonal e redução de arrasto, e contribuiu para o entendimento e projeto de ornitópteros e pára-quedas.

Em 1848, ele havia progredido o suficiente para construir um planador na forma de um triplano grande e seguro o suficiente para carregar uma criança. Um menino local foi escolhido, mas seu nome não é conhecido.

Ele passou a publicar o projeto de um planador tripulado em tamanho real ou “pára-quedas governável” a ser lançado de um balão em 1852 e então construir uma versão capaz de ser lançada do topo de uma colina, que transportava o primeiro aviador adulto Brompton Dale em 1853. A identidade do aviador não é conhecida. Tem sido sugerido de várias maneiras como cocheiro, lacaio ou mordomo de Cayley, John Appleby, que pode ter sido o cocheiro ou outro funcionário, ou até mesmo o neto de Cayley, George John Cayley. O que se sabe é que ele foi o primeiro a voar em um planador com asas distintas, fuselagem e cauda, ​​e apresentando estabilidade inerente e controles operados por piloto: a primeira aeronave totalmente moderna e funcional mais pesada que o ar.

Invenções menores incluíram o motor movido a borracha, que forneceu uma fonte de energia confiável para modelos de pesquisa. Em 1808, ele reinventou a roda, inventando a roda com raios de tensão, na qual todas as cargas de compressão são transportadas pelo aro, permitindo um material rodante leve.

A idade do vapor
Desenho diretamente do trabalho de Cayley, o design de 1842 de Henson para uma carruagem a vapor aérea abriu novos caminhos. Henson propôs um monoplano de asa alta de 150 pés (46 m) de extensão, com uma máquina a vapor acionando duas hélices de configuração de empurrador. Embora apenas um projeto (modelos em escala foram construídos em 1843 ou 1848 e voaram 10 ou 130 pés), foi o primeiro na história de uma aeronave de asa fixa movida a hélice. Henson e seu colaborador, John Stringfellow, sonharam com a primeira empresa de transporte aéreo.

Em 1856, o francês Jean-Marie Le Bris fez o primeiro voo mais alto do que o seu ponto de partida, tendo o seu planador “L’Albatros artificiel” puxado por um cavalo numa praia. Ele teria atingido uma altura de 100 metros, ao longo de uma distância de 200 metros.

Os avanços britânicos galvanizaram pesquisadores franceses. Em 1857, Félix du Temple construiu vários modelos grandes junto com seu irmão Luis. Um deles foi capaz de voar, primeiro usando um mecanismo de mecanismo de relógio como um motor e, em seguida, usando um motor a vapor em miniatura. Os dois irmãos conseguiram fazer os modelos decolar sozinhos, voar a pouca distância e pousar com segurança

Francis Herbert Wenham apresentou o primeiro artigo à recém-formada Sociedade Aeronáutica (mais tarde a Royal Aeronautical Society), On Aerial Locomotion. Ele levou o trabalho de Cayley para as asas curvadas, fazendo descobertas importantes sobre a seção de aerofólio da asa e a distribuição do elevador. Para testar suas idéias, a partir de 1858 ele construiu vários planadores, tanto tripulados quanto não-tripulados, e com até cinco asas empilhadas. Ele concluiu corretamente que longas e finas asas seriam melhores do que as asas de morcego sugeridas por muitos, porque elas teriam mais vantagem para sua área. Hoje essa relação é conhecida como proporção de uma asa.

A última parte do século XIX tornou-se um período de intenso estudo, caracterizado pelos “cientistas cavalheiros” que representaram a maioria dos esforços de pesquisa até o século XX. Entre eles estava o cientista-filósofo e inventor britânico Matthew Piers Watt Boulton, que escreveu um importante trabalho em 1864, On Aërial Locomotion, que também descrevia o controle lateral de vôo. Ele foi o primeiro a patentear um sistema de controle de ailerons em 1868.

Em 1864, Le Comte Ferdinand Charles Honoré Phillipe d’Esterno publicou um estudo sobre o vôo dos pássaros (Du Vol des Oiseaux, e no ano seguinte Louis Pierre Mouillard publicou um influente livro O Império do Ar (l’Empire de l’Air). ).

Em 1866, foi fundada a Sociedade Aeronáutica da Grã-Bretanha e dois anos depois foi realizada a primeira exposição aeronáutica do mundo no Crystal Palace, em Londres, onde a Stringfellow recebeu um prêmio de £ 100 pelo motor a vapor com a melhor relação potência-peso. .

Em 1871, Wenham e Browning fizeram o primeiro túnel de vento. Os membros da Sociedade usaram o túnel e descobriram que as asas curvadas geravam consideravelmente mais sustentação do que o esperado pelo raciocínio newtoniano de Cayley, com proporções de elevação-arrasto de cerca de 5: 1 a 15 graus. Isso demonstrou claramente a possibilidade de construir máquinas voadoras práticas, mais pesadas que o ar: o que restou foram os problemas de controlar e alimentar a nave.

Alphonse Pénaud, um francês que vive entre 1850 e 1880, fez contribuições significativas para a aeronáutica. Ele avançou a teoria dos contornos de asas e aerodinâmica e construiu modelos de sucesso de aviões, helicópteros e ornitópteros. Em 1871, ele voou o primeiro aerodinamicamente estável avião de asa fixa, um monoplano modelo que ele chamou de “Planóforo”, uma distância de 40 metros (130 pés). O modelo de Pénaud incorporou várias descobertas de Cayley, incluindo o uso de uma cauda, ​​diédrico de asa para estabilidade inerente e poder de borracha. O planóforo também possuía estabilidade longitudinal, sendo recortado de tal forma que a cauda era colocada em um ângulo de incidência menor que as asas, uma contribuição original e importante para a teoria da aeronáutica.

Na década de 1870, os motores a vapor leves foram desenvolvidos o suficiente para seu uso experimental em aeronaves.

Félix du Temple finalmente conseguiu um salto curto com uma nave tripulada em tamanho real em 1874. Seu “Monoplane” era uma grande aeronave feita de alumínio, com uma envergadura de 42 pés 8 polegadas (13 m) e um peso de apenas 176 libras ( 80 kg) sem o piloto. Várias tentativas foram feitas com a aeronave, e ela conseguiu decolar sozinha após o lançamento de uma rampa, planou por um curto período e retornou com segurança ao solo, tornando-se o primeiro salto bem sucedido da história, um ano antes O voo de Moy.

O Aerial Steamer, fabricado por Thomas Moy, às vezes chamado de Moy-Shill Aerial Steamer, era uma aeronave de asa dupla não tripulada acionada por um motor a vapor de 3 hp (2,25 kW) que usava álcool metilado como combustível. Ele tinha 14 pés (4,27 m) de comprimento e pesava cerca de 216 lb, (98 kg) dos quais o motor representava 36 kg (80 lb) e rodava sobre três rodas. Foi testado em junho de 1875 em uma faixa circular de cascalho de 90 m de diâmetro. Ele não atingiu uma velocidade acima de 19 km / h, mas uma velocidade de cerca de 56 km / h seria necessária para decolar. No entanto, é creditado como sendo o primeiro avião a vapor que deixou o solo sob seu próprio poder pelo historiador Charles Gibbs-Smith.

O projeto posterior de Pénaud para um avião anfíbio, embora nunca construído, incorporou outras características modernas. Um monoplano sem cauda com uma única aleta vertical e dois parafusos de acionamento de ar do trator, ele também apresentava superfícies de elevador e leme traseiras articuladas, material rodante retrátil e um cockpit instrumentado totalmente fechado.

Igualmente autoritário como teórico era o compatriota de Pénaud, Victor Tatin. Em 1879, ele voou um modelo que, como o projeto de Pénaud, era um monoplano com propulsores de trator duplo, mas também tinha uma cauda horizontal separada. Ele foi alimentado por ar comprimido, com o tanque de ar formando a fuselagem.

Na Rússia, Alexander Mozhaiski construiu um monoplano movido a vapor impulsionado por um grande trator e dois propulsores menores. Em 1884, foi lançado de uma rampa e permaneceu no ar por 98 pés (30 m).

Naquele mesmo ano, na França, Alexandre Goupil publicou sua obra La Locomotion Aérienne (Locomoção Aérea), embora a máquina voadora que ele posteriormente construiu não voasse.

Sir Hiram Maxim era um americano que se mudou para a Inglaterra e adotou a nacionalidade inglesa. Ele preferiu ignorar seus contemporâneos e construiu seu próprio equipamento de braço giratório e túnel de vento. Em 1889, ele construiu um hangar e uma oficina nos terrenos da Mansão de Baldwyn, em Bexley, Kent, e fez muitas experiências. Ele desenvolveu um projeto biplano que ele patenteou em 1891 e completou como uma plataforma de testes três anos depois. Era uma máquina enorme, com uma envergadura de pelo menos 105 pés (32 m), um comprimento de 145 pés (44 m), superfícies horizontais dianteiras e traseiras e uma tripulação de três. As hélices duplas eram movidas por dois motores a vapor compostos leves, cada um com 180 cavalos de potência (130 kW). O peso total foi de 7.000 libras (3.200 kg). Modificações posteriores adicionariam mais superfícies de asa, como mostrado na ilustração. Sua finalidade era para pesquisa e não era nem aerodinamicamente estável nem controlável, por isso correu em uma pista de 1.800 pés (550 m) com um segundo conjunto de trilhos de contenção para evitar que ele se levantasse, um tanto à maneira de uma montanha-russa. Em 1894, a máquina desenvolveu um elevador suficiente para decolar, quebrando um dos trilhos de contenção e sendo danificado no processo. Maxim então abandonou o trabalho, mas voltaria à aeronáutica no século 20 para testar uma série de projetos menores alimentados por motores de combustão interna.

Um dos últimos pioneiros movidos a vapor, como Maxim ignorando seus contemporâneos que se mudaram (veja a próxima seção), foi Clément Ader. Sua Éole de 1890 era um monoplano de tratores com asas de morcego que conseguiu um salto breve e descontrolado, tornando-se assim a primeira máquina mais pesada que o ar a decolar sob seu próprio poder. No entanto, seu similar mas maior Avion III de 1897, notável apenas por ter motores a vapor gêmeos, não conseguiu voar: Ader mais tarde reivindicaria sucesso e não foi desmascarado até 1910, quando o exército francês publicou seu relatório sobre sua tentativa.

Aprendendo a deslizar
O planador construído com a ajuda de Massia e voado brevemente por Biot em 1879 foi baseado no trabalho de Mouillard e ainda estava em forma de pássaro. Ela é preservada no Musée de l’Air, na França, e é reivindicada como a mais antiga máquina voadora de transporte de homens ainda existente.

Na última década do século XIX, várias figuras-chave refinaram e definiram o avião moderno. O inglês Horatio Phillips fez contribuições importantes para a aerodinâmica. O alemão Otto Lilienthal e o americano Octave Chanute trabalharam independentemente no voo planado. Lillienthal publicou um livro sobre o vôo das aves e prosseguiu, de 1891 a 1896, para construir uma série de planadores, de várias configurações de monoplanos, biplanos e triplanos, para testar suas teorias. Ele fez milhares de vôos e no momento de sua morte estava trabalhando em planadores motorizados.

Phillips conduziu extensas pesquisas de túnel de vento em seções de aerofólio, usando vapor como fluido de trabalho. Ele provou os princípios de sustentação aerodinâmica previstos por Cayley e Wenham e, a partir de 1884, obteve várias patentes sobre aerofólios. Suas descobertas sustentam todo o design moderno do aerofólio. Phillips mais tarde desenvolveria teorias sobre o design de multiplanos, que ele mostrou serem infundados.

A partir da década de 1880, foram feitos avanços na construção que levaram aos primeiros planadores realmente práticos. Quatro pessoas em particular estavam ativas: John J. Montgomery, Otto Lilienthal, Percy Pilcher e Octave Chanute. Um dos primeiros planadores modernos foi construído por John J. Montgomery em 1883; Montgomery mais tarde afirmou ter feito um único vôo bem sucedido com ele em 1884 perto de San Diego e as atividades de Montgomery foram documentadas por Chanute em seu livro Progress in Flying Machines. Montgomery discutiu seu vôo durante a Conferência Aeronáutica de 1893 em Chicago e Chanute publicou os comentários de Montgomery em dezembro de 1893 no American Engineer & Railroad Journal. Pequenos saltos com o segundo e terceiro planadores de Montgomery em 1885 e 1886 também foram descritos por Montgomery. Entre 1886 e 1896, Montgomery se concentrou em entender a física da aerodinâmica em vez de experimentar máquinas voadoras. Outra asa-delta foi construída por Wilhelm Kress já em 1877, perto de Viena.

Otto Lilienthal era conhecido como o “Rei Planador” ou “Homem Voador” da Alemanha. Duplicou o trabalho de Wenham e expandiu-o bastante em 1884, publicando sua pesquisa em 1889 como Birdflight como Base da Aviação (Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst). Ele também produziu uma série de planadores de um tipo agora conhecido como asa-delta, incluindo as formas asa-de-morcego, monoplano e biplano, como o aparelho planador Derwitzer e Normal soaring. Começando em 1891, ele se tornou a primeira pessoa a fazer deslizes sem controle controlado rotineiramente, e o primeiro a ser fotografado pilotando uma máquina mais pesada que o ar, estimulando o interesse em todo o mundo. Ele documentou rigorosamente seu trabalho, incluindo fotografias, e por esse motivo é um dos mais conhecidos dos primeiros pioneiros. Ele também promoveu a ideia de “pular antes de voar”, sugerindo que os pesquisadores deveriam começar com planadores e subir, em vez de simplesmente projetar uma máquina sobre papel e esperar que funcionasse. Lilienthal fez mais de 2.000 deslizes até sua morte em 1896 devido a ferimentos sofridos em um acidente de planador. Lilienthal também trabalhava em pequenos motores adequados para alimentar seus projetos no momento de sua morte.

Pegando onde Lilienthal parou, Octave Chanute assumiu o projeto de uma aeronave após uma aposentadoria antecipada e financiou o desenvolvimento de vários planadores. No verão de 1896, sua equipe voou várias vezes em Miller Beach, Indiana, decidindo que o melhor era um projeto de biplano. Como Lilienthal, ele documentou seu trabalho e também o fotografou, e estava ocupado se correspondendo com pesquisadores afins ao redor do mundo. Chanute estava particularmente interessado em resolver o problema da instabilidade aerodinâmica da aeronave em vôo, que as aves compensam por correções instantâneas, mas que os humanos teriam que resolver tanto com superfícies de estabilização e controle quanto movendo o centro de gravidade da aeronave. Lilienthal fez. O problema mais desconcertante foi a instabilidade longitudinal (divergência), porque à medida que o ângulo de ataque de uma asa aumenta, o centro de pressão se move para frente e faz com que o ângulo aumente ainda mais. Sem correção imediata, a nave vai se levantar e parar. Muito mais difícil de entender foi a relação entre o controle lateral e o controle direcional.

Na Grã-Bretanha, Percy Pilcher, que havia trabalhado para a Maxim e construído e pilotado com sucesso vários planadores durante a década de 1890, construiu um protótipo de aeronave em 1899 que, segundo pesquisas recentes, teria sido capaz de voar. No entanto, como Lilienthal ele morreu em um acidente de planador antes de poder testá-lo.

Publicações, particularmente Octave Chanute’s Progress em Flying Machines of 1894 e James Means, The Problem of Manflight (1894) e Aeronautical Annuals (1895–1897) ajudaram a trazer pesquisas e eventos atuais para um público mais amplo.

A invenção da pipa durante este período pelo australiano Lawrence Hargrave levou ao desenvolvimento do biplano prático. Em 1894, Hargrave ligou quatro de seus papagaios juntos, adicionou um assento de sling e voou 16 pés (4,9 m). Demonstrando a um público cético que era possível construir uma máquina voadora segura e estável, Hargrave abriu a porta para outros inventores e pioneiros. Hargrave dedicou a maior parte de sua vida à construção de uma máquina que voaria. Ele acreditava apaixonadamente em comunicação aberta dentro da comunidade científica e não patenteava suas invenções. Em vez disso, ele publicou escrupulosamente os resultados de seus experimentos para que um intercâmbio mútuo de idéias pudesse ocorrer com outros inventores trabalhando no mesmo campo, a fim de acelerar o progresso conjunto. Octave Chanute se convenceu de que vários aviões de asa eram mais eficazes que um monoplano e introduziu a estrutura de asa apoiada que, com sua combinação de rigidez e leveza, viria a dominar o design de aeronaves por décadas para venha. O inventor do kite de caixa Lawrence Hargrave também experimentou na década de 1880 com modelos de monoplano e em 1889 construiu um motor rotativo acionado por ar comprimido.

Até os saltos de balão começaram a ter sucesso. Em 1905, Daniel Maloney foi carregado por balão em um planador de asa tandem projetado por John Montgomery a uma altitude de 4.000 pés (1.200 m) antes de ser lançado, deslizando para baixo e aterrissando em um local predeterminado como parte de uma grande manifestação pública de antenas aéreas. voo em Santa Clara, Califórnia. No entanto, após vários vôos bem sucedidos, durante uma ascensão em julho de 1905, uma corda do balão atingiu o planador, e o planador sofreu uma falha estrutural após o lançamento, resultando na morte de Maloney.

Voo motorizado e controlado
Voo controlado e controlado foi finalmente alcançado por volta da virada do século.

Whitehead
Gustave Weißkopf foi um alemão que emigrou para os EUA, onde logo mudou seu nome para Whitehead. De 1897 a 1915, ele projetou e construiu máquinas e motores voadores. Em 14 de agosto de 1901, Whitehead afirmou ter realizado um vôo controlado e motorizado em seu monoplano número 21 em Fairfield, Connecticut. Um relato do vôo apareceu no Bridgeport Sunday Herald e foi repetido em jornais de todo o mundo. Whitehead reivindicou mais dois vôos em 17 de janeiro de 1902, usando seu monoplano Número 22. Ele descreveu-o como tendo um motor de 40 cavalos de potência (30 kW) com propulsores de trator duplo e controlado pela velocidade diferencial da hélice e pelo leme. Ele alegou ter voado um círculo de 10 km (6.2 mi).

Por muitos anos, as alegações de Whitehead foram ignoradas ou rejeitadas pelos historiadores da aviação tradicional. Em março de 2013, o Jane’s All Aircraft publicou um editorial que aceitava o voo de Whitehead como o primeiro voo tripulado, motorizado e controlado de uma nave mais pesada que o ar. A Smithsonian Institution está entre aqueles que não aceitam que Whitehead tenha voado como relatado.

Langley
Depois de uma distinta carreira em astronomia e pouco antes de se tornar secretário da Smithsonian Institution, Samuel Pierpont Langley iniciou uma séria investigação em aerodinâmica no que hoje é a Universidade de Pittsburgh. Em 1891, ele publicou Experiments in Aerodynamics detalhando sua pesquisa e, em seguida, voltou-se para a construção de seus projetos. Ele esperava alcançar a estabilidade aerodinâmica automática, por isso deu pouca consideração ao controle em voo. Em 6 de maio de 1896, o aeródromo n. 5 de Langley fez o primeiro voo sustentado de uma aeronave de tamanho substancial, não pilotada, movida a motor e mais pesada que o ar. Ele foi lançado de uma catapulta acionada por uma mola montada em cima de uma casa flutuante no rio Potomac, perto de Quantico, na Virgínia. Dois vôos foram feitos naquela tarde, um de 1.005 metros e um segundo de 700 metros, a uma velocidade de aproximadamente 40 km / h. Em ambas as ocasiões, o Aeródromo Nº 5 aterrissou na água como planejado, porque, para economizar peso, não estava equipado com trem de pouso. Em 28 de novembro de 1896, outro vôo bem-sucedido foi realizado com o Aeródromo nº 6. Este vôo, de 1.460 metros (4.790 pés), foi testemunhado e fotografado por Alexander Graham Bell. O aeródromo n º 6 foi realmente aeródromo n º 4 muito modificado. Tão pouco permaneceu da aeronave original que recebeu uma nova designação.

Com os sucessos do Aeródromo N ° 5 e N ° 6, Langley começou a procurar financiamento para construir uma versão completa de seus projetos. Estimulado pela Guerra Hispano-Americana, o governo dos EUA concedeu-lhe US $ 50.000 para desenvolver uma máquina voadora para reconhecimento aéreo. Langley planejou construir uma versão em escala conhecida como Aeródromo A, e começou com o Aeródromo em escala menor, que voou duas vezes em 18 de junho de 1901, e depois novamente com um motor mais novo e mais potente em 1903.

Com o design básico aparentemente testado com sucesso, ele se voltou para o problema de um motor adequado. Ele contratou Stephen Balzer para construir um, mas ficou desapontado quando entregou apenas 8 cavalos de potência (6,0 kW) em vez dos 12 cavalos de potência (8,9 kW) que ele esperava. O assistente de Langley, Charles M. Manly, então reformulou o projeto em um radial de cinco cilindros refrigerado a água que forneceu 52 cavalos de potência (39 kW) a 950 rpm, um feito que levou anos para ser duplicado. Agora com poder e design, Langley juntou as duas coisas com grandes esperanças.

Para seu espanto, a aeronave resultante mostrou-se muito frágil. A simples ampliação dos pequenos modelos originais resultou em um design que era fraco demais para se manter unido. Dois lançamentos no final de 1903 terminaram com o Aeródromo colidindo imediatamente com a água. O piloto, Manly, foi resgatado a cada vez. Além disso, o sistema de controle da aeronave era inadequado para permitir respostas rápidas do piloto, e não tinha nenhum método de controle lateral, e a estabilidade aérea do Aeródromo era marginal.

As tentativas de Langley para obter financiamento adicional falharam e seus esforços terminaram. Nove dias após seu segundo lançamento abortivo em 8 de dezembro, os irmãos Wright voaram com sucesso seu Flyer. Glenn Curtiss fez 93 modificações no Aeródromo e voou nesta aeronave muito diferente em 1914. Sem reconhecer as modificações, o Smithsonian Institution afirmou que o Aeródromo de Langley foi a primeira máquina “capaz de voar”.