Máy bay đầu tiên ra đời như thế nào?

Ước mơ được như chim bay lên bầu trời đã ấp ủ trong lòng nhân loại ở mọi dân tộc, tôn giáo kể từ khi con người biết ước mơ mà điển hình được văn học hình tượng hoá rõ nhất là câu chuyện của cha con Daedalus và Icarus với đôi cánh bằng lông chim gắn sáp trong thần thoại Hy Lạp, hoặc như hình tượng Tề thiên đại thánh của Trung Hoa “cân đẩu vân” đi vạn dặm trong chớp mắt…

Nhưng trong hàng nghìn năm đối với con người ước mơ đó chỉ dừng lại ở ước mơ xa: có một vài người có các thí nghiệm bay nhưng tất nhiên đều thất bại và không gây được tiếng vang nào, và con người đã an phận là không thể bay được như chim… Mãi cho đến thời kỳ Phục hưng: trong các ghi chép của Leonardo da Vinci ở thế kỷ 15 người ta tìm thấy các bản vẽ về thiết bị bay có nguyên tắc giống như máy bay trực thăng ngày nay với cơ cấu quay cánh quạt bằng dây chun xoắn lại và có cả bản vẽ người nhảy dù. Từ thời gian đó một số người táo bạo không chỉ ước mơ mà đã tin tưởng là có thể bay được: một loạt các nhà tiên phong hàng không đã có các thực nghiệm để bay vào không trung. Nhưng tất cả họ cho đến thế kỷ 19 đều thực hiện việc bay bằng cơ chế “vỗ cánh” mô phỏng động tác bay của chim và tất cả đều thực hiện việc bay bằng “sức mạnh cơ bắp” (dùng tay vẫy cánh hoặc dùng chân đạp cơ cấu truyền lực như khi đạp xe đạp), khi đó con người chưa có động cơ để thực hiện bay… Chỉ với sức mạnh cơ bắp con người lại gần như tin rằng không thể bay được.

clip_image001

Thế kỷ 19
Vào thế kỷ 19 với cách mạng khoa học kỹ thuật bùng nổ ở châu Âu và Mỹ con người đã có các nền tảng để bay vào không khí: đó là lý thuyết về thuỷ khí động học với các nhà khoa học đi đầu như Daniel Bernoulli, George Cayley, Nikolai Yegorovich Zhukovski (Николай Егорович Жуковский)…trong đó liên quan trực tiếp để bay được là các lý thuyết và tính toán về lực nâng khí động học hay còn gọi là lực nâng Zhukovski đã được Zhukovski trình bày rất rõ ràng khi sáng lập ngành khoa học thuỷ khí động học. Và sự phát minh ra động cơ nhiệt có thể sản sinh ra công suất lớn gấp hàng chục, hàng trăm, hàng nghìn… lần sức người mở ra triển vọng thắng trọng lực để bay thực sự vào không Khí
Từ đầu đến cuối thế kỷ 19 một loạt các nhà tiên phong hàng không đã tiến hành các thí nghiệm bay thành công với lực nâng khí động học bằng tàu lượn như Otto Liliental người Đức đã bay được bằng thiết bị với các cơ cấu bay và lái giống như diều Delta (Deltaplane) mà ngày nay là một ngành thể thao rất phát triển; Huân tước George Cayley người Anh đã dùng thiết bị có động cơ bay được nhưng vẫn không thể tự cất cánh mà vẫn phải dùng ngựa kéo. Một người Pháp là Jean-Marie Le Bris với máy bay L’Albatros artificial có động cơ với trợ lực sức ngựa kéo đã cất cánh và bay lên được độ cao 100 m và xa 200 m… Tất cả các nguyên nhân chính ngăn cản phát triển của hàng không trong thời kỳ này là chưa có một động cơ tốt vừa nhỏ nhẹ vừa phát huy được công suất lớn vì thời kỳ đó con người vẫn chỉ dùng động cơ hơi nước rất nặng nề, có chỉ số công suất riêng (mã lực/kg) thấp và chưa có nghiên cứu chuyên ngành về khí động học nên các nhà tiền phong của Hàng không chỉ làm theo kinh nghiệm mò mẫm, hiệu suất lực nâng không cao đòi hỏi diện tích cánh phải rất lớn, nặng nề và chưa có hình dạng thích hợp để bảo đảm vừa có lực nâng tốt vừa có độ vững chắc của kết cấu cánh.
Thế kỷ 20
Trước thế chiến thứ nhất
Đầu thế kỷ 20 với sự xuất hiện của ô tô với động cơ đốt trong chạy xăng mạnh, lại gọn nhẹ thì việc bay được đã trở thành hiện thực trước mắt.
Năm 1903 đánh dấu cho lịch sử Hàng không bằng chuyến bay của anh em nhà Wright người Mỹ, máy bay của họ có động cơ khả dĩ duy trì bay trong một khoảng cách vài trăm mét, tuy rằng chưa thể tự cất cánh mà vẫn phải bằng thiết bị phóng bằng vật nặng cho thả rơi và khi cất cánh, hạ cánh phải lựa theo chiều gió, nhưng thành công của họ cho thấy máy bay là hoàn toàn hiện thực và đã gây tiếng vang lớn trong dư luận, tạo động lực cho việc nghiên cứu phát triển ngành Hàng không.

Có thể bạn muốn xem:   Phát minh khoa học của Trung Quốc thời cổ

clip_image002

Ngày 13 tháng 9 năm 1906 Alberto Santos-Dumont tại Paris đã thực hiện chuyến bay trình diễn của máy bay 14 Bis, máy bay này đã tự cất cánh, tự bay và tự hạ cánh không cần thiết bị phóng, chiều gió hoặc các phương tiện phụ trợ từ bên ngoài, nhiều người coi đây thật sự là chuyến bay đầu tiên của máy bay theo đúng nghĩa. Sau đó các cá nhân tiên phong đua nhau sản xuất máy bay, tăng kích thước, tăng công suất, hoàn thiện kết cấu: thời kỳ này máy bay chưa có thân vỏ chỉ có khung xương bằng gỗ, cánh là khung gỗ căng vải, cánh quạt đẩy đặt sau cánh và người lái, thổi gió về phía sau.
Ngày 13 tháng 11 năm 1907 nhà sáng chế người Pháp Paul Cornu tự chế máy bay trực thăng bay lên được độ cao nửa mét và giữ được trong không khí 20 giây.
Trong khi máy bay thông thường từ đây phát triển rất nhanh mạnh thì máy bay trực thăng tiến bộ chậm chạp hơn rất nhiều vì sự phức tạp kỹ thuật của nó. Chỉ đến sau thế chiến II các khó khăn này mới được giải quyết và trực thăng mới có cơ hội phát triển mạnh.
Thế chiến thứ nhất
Liên tiếp trong các năm trước thế chiến thứ nhất việc chế tạo máy bay được đẩy mạnh bởi các con người nhiệt huyết và các công ty. Người ta tổ chức các giải thưởng rất lớn cho nhiều cuộc thi hàng năm bay xuyên biển La Manche giữa Paris và London, các cuộc thi này đã góp phần rất lớn cho việc hoàn thiện công nghệ máy bay. Việc ngiên cứu máy bay bây giờ đã không còn là việc của những người nhiệt huyết tiên phong nữa mà đã là cạnh tranh của các quốc gia và các hãng lớn.

clip_image003

Cũng như mọi ngành tiên phong khác máy bay được ứng dụng đầu tiên cho mục đích quân sự và ở thế chiến thứ nhất lần đầu tiên máy bay tham chiến như một lực lượng quân sự mới và sau này trở thành lực lượng không quân của các quốc gia. Và chiến tranh là động lực rất mạnh để hoàn thiện máy bay. Máy bay của thời kỳ này tất cả đã có thân vỏ hình dạng thích hợp để tăng hiệu suất khí động học, vỏ căng bằng vải hoặc ốp bằng gỗ, vẫn chưa có cabin kín cho phi công. Cũng như trước kia lực đẩy vẫn bằng cánh quạt, nhưng để hợp lý cấu trúc máy bay và tăng hiệu suất khí động học và cơ học, các cánh quạt đều là loại kéo tải thay vì đẩy tải như một số các mẫu cũ ở đầu thế kỷ. Do vận tốc còn thấp nên để tăng lực nâng cần diện tích cánh lớn, máy bay có 2 tầng cánh nâng (Biplane). Về vũ trang: súng máy lắp trên cánh hoặc trước mặt phi công hoặc nếu máy bay có hai chỗ ngồi thì người ngồi sau bắn súng máy, hết đạn thì phi công rút súng lục ra bắn nhau. Máy bay có thể không chiến bằng súng hoặc tấn công quân bộ bằng súng hoặc bằng cách thả lựu đạn, ngoài ra còn để tiến công khinh khí cầu của đối phương, tiến hành trinh sát và liên lạc đưa thư. Mẫu máy bay nổi tiếng nhất thời kỳ này là máy bay Sopwith Camel của Arnh với các thông số chính như sau: kích thước dài × sải cánh × cao: 5,7 × 8,5 × 2,5 m; Khối lượng rỗng/có tải: 430/672 kg; Vận tốc Max/thiết kế: 180/92 km/h; trần bay 6.400 m; động cơ: 9 xi lanh 150 mã lực.

www.Ymoi.vn