初期の飛行機械

1786年のモンゴルフィエ兄弟の気球の描写

初期の飛行機には、 1910 年までに現代の飛行機が開発される前に研究または構築されたあらゆる形態の航空機が含まれます。現代の飛行の歴史は、最初の有人飛行機の成功の 1 世紀以上前に始まり、最も初期の航空機は数千年前に始まります。

原始的な始まり

紀元前5世紀のエトルリアのイカロスを描いた土偶

伝説

古代神話の中には、飛行装置を使用する人間の伝説がある。最も古いものの一つは、ギリシャのダイダロス伝説である。オウィディウスのバージョンでは、ダイダロスは鳥の翼を模倣するために、糸と蝋で羽を結びつける。[ 1 ] [ a ]他の古代伝説には、インドのヴィマーナの空飛ぶ宮殿または戦車、聖書のエゼキエルの戦車、盲目のドルイド僧マグ・ルイスとシモン・マグスが建造したアイルランドのロス・ラーマハ、魔法の絨毯に関する様々な物語、空飛ぶ翼を魔法で作り出した神話上のブリテン王ブラドゥドなどがある。ケイ・カーヴスの空飛ぶ玉座は、ペルシャの神話上のシャー、ケイ・カーヴスが建造した伝説的な鷲の推進する乗り物で、彼をはるばる中国まで飛ばすために使われた。

初期の試み

マルムズベリーのエイルマーのステンドグラスの描写

アウルス・ゲッリウスによれば、古代ギリシャの哲学者、数学者、天文学者、政治家、戦略家であったアルキタス（紀元前428年-347年）は、世界初の人工自走飛行装置を設計・製作したと伝えられている。この装置は鳥の形をしており、おそらく蒸気の噴流で推進され、紀元前400年頃には実際に約200メートル飛行したと言われている。[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]ゲッリウスによれば、発明者が「鳩」（ギリシャ語：Περιστέρα「ペリステラ」）と名付けたこの飛行装置は、ワイヤーまたはピボットに吊り下げられて「飛行」し、「隠されたオーラまたは精霊」によって駆動されていた。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

やがて、鳥のような翼を持つ飛行装置を作り、塔、丘、崖から飛び降りて飛ぶ試みがなされました。この初期の時代は、揚力、安定性、制御といった物理的な問題が理解されておらず、ほとんどの試みは重傷や死亡に終わりました。西暦1世紀、中国の王莽皇帝は専門の偵察兵を雇い、鳥の羽根で縛り付けました。彼は約100メートル滑空したと伝えられています。[ 9 ]西暦559年には、袁皇頭が強制的に塔から飛び降り、無事に着地したと言われています。[ 10 ]

アンダルシアの科学者アッバース・イブン・フィルナス（810-887年）はスペインのコルドバで滑空飛行をしたと伝えられている。彼はハゲワシの羽で体を覆い、両腕に2つの翼をつけていた。[ 11 ] [ 12 ]この飛行の試みは17世紀のアルジェリアの歴史家アフメド・モハメッド・アル・マッカリによって報告され、彼はこれを9世紀のコルドバのムハンマド1世の宮廷詩人の一人による詩と結び付けた。アル・マッカリによると、フィルナスはかなりの距離を飛行した後、尾がなかった（鳥は着地するのに尾を使う）ために負傷して着地したという。[ 13 ]歴史家のリン・タウンゼント・ホワイト・ジュニアは、イブン・フィルナスが史上初の飛行に成功したと結論付けた。[ b ]

12世紀、ウィリアム・オブ・マームズベリーは、11世紀のベネディクト会修道士であるエイルマー・オブ・マームズベリーが手足に翼を付けて短距離を飛んだが、着地時に両足を骨折し、尾をつけることも怠ったと述べています。[ 11 ] [ 13 ]

初期の凧

ジョン・ベイトの1635年の著書『自然と芸術の神秘』に掲載されている凧の木版画。凧の題名は「火の竜の作り方」。

凧は中国で発明され、紀元前5世紀頃、墨子（墨迪）と魯班（公叔班）によって発明されたと考えられています。[ 14 ]これらの葉凧は、割った竹の骨組みに絹を張って作られました。最も初期の中国凧は平らで（弓形ではなく）、しばしば長方形でした。後に、尾のない凧には安定性を高めるもやい綱が組み込まれました。凧のデザインは、実在するものと神話上のものの両方を含む、飛翔する昆虫、鳥、その他の獣を模倣したものが多くありました。中には、飛行中に音を出すために紐や笛が取り付けられたものもありました。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

549年には、紙で作られた凧が救助活動のメッセージとして使われました。[ 18 ]古代および中世中国の文献には、凧が距離の測定、風のテスト、人の持ち上げ、合図、軍事作戦の通信などにも使用されていたことが記載されています。[ 18 ]

インドに伝わった後、凧は戦闘凧へと進化しました。伝統的に、これらは小さく不安定な単糸の平凧で、凧糸の張力だけで凧を制御し、他の凧を切るために研磨糸が使われます。

凧はポリネシア全土に広がり、遠くはニュージーランドにまで至りました。布と木で作られた擬人化された凧は、神々への祈りを捧げる宗教儀式で使われました。[ 19 ] 1634年までに凧は西洋にも伝わり、ベイトの著書『自然と芸術の神秘』には尾を持つダイヤモンド型の凧のイラストが登場しています。[ 20 ]

人を運ぶ凧

古代中国では、人凧は民事・軍事両面で広く用いられ、時には罰として執行されたと考えられています。[ 21 ]人凧に関する逸話は、7世紀頃に中国から凧が伝来して以来、日本にも伝わっています。かつては人凧を禁じる法律があったと言われています。[ 21 ]

1282年、ヨーロッパの探検家マルコ・ポーロは当時流行していた中国の技術について記述し、それに伴う危険と残酷さについて言及しました。船の航行を予言するために、人は長方形の格子模様の凧を縛り付け、その後の飛行パターンから見通しを占っていました。[ 21 ]

ローター翼

装飾された日本の竹とんぼ

回転翼を用いた垂直飛行は、古代中国の玩具である竹とんぼの形で、紀元4世紀から存在していた。[ 22 ]竹とんぼは、回転翼に取り付けられた棒を転がすことで回転する。回転によって揚力が生じ、放すと玩具は飛び立つ。[ 23 ]哲学者葛洪の著書『保朴子』（317年頃に著された）には、航空機における回転翼の伝聞的な使用について記述されている。「ナツメの木の芯材で空飛ぶ車（feiche 飛車）を作り、牛革（ストラップ）を羽根に結び付けて機械を動かした者もいる。」[ 24 ]

同様の「ムリネ・ア・ノワ」（ナットのローター）や4枚の刃が付いた紐引き玩具は14世紀のヨーロッパで登場した。[ 25 ] [ 26 ]

熱気球

スカイランタン

中国では古来より、熱気が上昇する原理を理解しており、その原理をスカイランタンと呼ばれる小型熱気球に応用してきました。スカイランタンは、紙風船の下または内側に小さなランプを設置したものです。スカイランタンは伝統的に娯楽や祭りの際に打ち上げられます。ジョセフ・ニーダムによると、このようなランタンは紀元前3世紀から中国で知られていました。軍事利用は諸葛亮将軍に遡り、敵軍を威嚇するために使用したと言われています。[ 27 ]

中国でも18世紀より数百年前に気球を使って「航空航行の問題を解決した」という証拠がある。[ 28 ]

ルネサンス

やがて、一部の研究者が科学航空機設計の基本を発見し、定義し始めた。動力付き設計は、依然として人力で駆動するか、金属製のバネを使用するかのいずれかであった。1250年に出版された著書『芸術と自然の秘密』（De mirabili potestate artis et naturae ）の中で、イギリス人ロジャー・ベーコンは、特定されていないエーテルで満たされた気球と人力羽根飛行機の将来設計を予言し、[ 29 ]後者を発明した人物を知っていると主張した[ 30 ] 。

レオナルド・ダ・ヴィンチ

レオナルド・ダ・ヴィンチの羽ばたき飛行機の翼
レオナルドの「空中スクリュー」の設計。

レオナルド・ダ・ヴィンチは長年にわたり鳥の飛行を研究し、合理的に分析し、多くの空気力学の原理を予見しました。彼は「物体は空気に対して、空気が物体に及ぼす抵抗と同じだけの抵抗を及ぼす」[ 31 ]ことを理解し、アイザック・ニュートンの運動の第三法則（1687年発表）を予見していました。15世紀後半以降、レオナルドは羽ばたき機、固定翼グライダー、回転翼機、パラシュートなど、飛行機械や機構に関する多くの設計図を執筆し、スケッチしました。彼の初期の設計図は、回転翼機や羽ばたき機（ベーコンの提案に安定尾翼を追加することで改良）といった人力駆動型でした[ 26 ] 。彼は最終的にこれらの非実用性に気づき、制御された滑空飛行に転向し、バネで駆動する設計図もいくつかスケッチしました[ 32 ] 。

1488年、レオナルドはハンググライダーの設計図を描きました。翼の内側の部分は固定され、先端に操縦翼面が設けられています（鳥の滑空飛行のように）。彼の図面は現存しており、原理的には飛行可能とされていますが、彼自身はそのような機体で飛行することはありませんでした。[33] 「飛行について」と題されたエッセイの中で、彼は糊付けした麻布、革の継ぎ目、生糸の紐で作った「鳥」と呼ばれる飛行機械について説明しています。アトランティコ手稿には、「1496年1月2日の明日の朝、私は紐を作り、飛行を試みる」と記しています。[ 34 ]レオナルドの他の設計図の中には、ヘリコプターに似た4人乗りのスクリューなど、重大な欠陥があるものもあります。彼は1490年頃に羽ばたき飛行機の設計図を描き、それについて書いた。レオナルドの作品は1797年まで知られず、その後300年間の発展には何の影響も与えなかった。[ 35 ]

その他の試み

1496年、ニュルンベルクでセッチオという男が飛行を試みて両腕を骨折した。[ 36 ] 1507年、ジョン・ダミアンは鶏の羽で覆われた翼を装着し、スコットランドのスターリング城の壁から飛び降りて大腿部を骨折した。彼は後に、ワシの羽を使用しなかったことが原因だと主張した。

ジェット飛行の試みに関する最古の記録はオスマン帝国に遡ります。1633年、飛行士ラガリ・ハサン・チェレビが円錐形のロケットを用いて初めてジェット飛行を試みたと伝えられています。[ 37 ]

1676年に発表されたフランシス・ウィラビーの提言は、人間の脚の強さは腕よりも鳥の翼に匹敵するというもので、時折影響を与えた。1793年5月15日、スペインの発明家ディエゴ・マリン・アギレラは、コルーニャ・デル・コンデ城の最高地点からグライダーで飛び降り、高度約5～6メートルに達し、約360メートル滑空した。1811年には、アルブレヒト・ベルブリンガーが羽ばたき飛行機を製作し、ウルムのドナウ川に飛び込んだ。[ 38 ]

空気より軽い

風船

フランチェスコ・ラナ・デ・テルツィの飛行艇コンセプト 1670 年頃

現代の軽気球飛行の時代は、17世紀初頭、ガリレオ・ガリレイが空気に重さがあることを証明した実験から始まった。1650年頃、シラノ・ド・ベルジュラックは幻想小説を執筆し、空気より軽いとされる物質（露）を使って上昇し、一定量のその物質を放出して下降するという原理を説明した。[ 28 ]フランチェスコ・ラーナ・デ・テルツィは海面での気圧を測定し、1670年に中空の金属球から空気をすべて抜き取った、科学的に信頼できる最初の揚力媒体を提案した。この金属球は押しのけられた空気よりも軽く、飛行船を揚力できるはずだった。彼が提案した高度制御の方法は現在でも使われている。すなわち、バラストを船外に投下して高度を上げたり、揚力容器の空気抜きをしたりする方法である。[ 39 ]実際にはデ・テルツィの球体は空気圧で潰れてしまうため、さらなる開発はより実用的な揚力ガスの開発を待たなければならなかった。

ヨーロッパで最初に記録された気球飛行は、ブラジル生まれのポルトガル人司祭、バルトロメウ・デ・グスマンが製作した模型によるものである。1709年8月8日、リスボンで、彼は紙で小さな熱気球を作り、その下に火を灯し、ジョアン5世とポルトガル宮廷の前で約4メートル（13フィート）の高さまで飛ばした。[ 39 ]

18世紀半ば、モンゴルフィエ兄弟はフランスでパラシュートと気球の実験を始めました。彼らの気球は紙で作られており、蒸気を浮力ガスとして用いた初期の実験は、紙が凝縮して蒸気の作用が強かったため、すぐに消えてしまいました。彼らは煙を一種の蒸気と勘違いし、熱した煙のような空気を気球に充填し始めました。これを彼らは「電気煙」と呼びました。原理を完全に理解していなかったにもかかわらず、彼らは何度か打ち上げに成功し、1782年12月には20m³（710フィート³）の気球を高度300m（980フィート）まで飛ばしました。間もなく、フランス科学アカデミーは彼らをパリに招き、デモンストレーションを行いました。

一方、水素の発見を受け、ジョセフ・ブラックは1780年頃に水素を浮上ガスとして利用することを提案しましたが、実用化には気密気球の素材が必要でした。モンゴルフィエ兄弟の招待を受けたフランス科学アカデミー会員のジャック・シャルルは、同様の水素気球の実演を提案し、受け入れられました。シャルルと二人の職人、ロバート兄弟はゴム引き絹で気密性のある素材を開発し、開発に着手しました。

モンゴルフィエ兄弟による最初の公開熱気球のデモンストレーション、1783年6月4日

1783年は気球飛行にとって画期的な年でした。6月4日から12月1日の間に、フランスの気球5機がそれぞれ航空史上初の重要な成果を達成しました。

モンゴルフィエの設計にはいくつかの欠点があったが、乾燥した天候が必要であることと、火の粉で紙風船に引火しやすいことなどであった。有人設計では、最初の無人設計のように紙が火に近づく吊り下げ式の籠ではなく、気球の底部にギャラリーが設けられていた。ド・ロジエとダルランデスは自由飛行中に、発生した火を消すために水の入ったバケツとスポンジを持参した。一方、シャルルの有人設計は基本的に近代的であった。[ 40 ]これらの功績により、熱気球はモンゴルフィエ型、ガス気球はシャルリエール型として知られるようになった。

シャルルとロベール兄弟が次に開発した気球は、ジャン・バティスト・ミュニエの提案した細長い飛行船型気球「シャルリエール」で、外側の気球にガスを封入する内側の気球筒（バルロネット）を備えていたのが特徴だった。1784年9月19日、人力推進装置が役に立たなかったにもかかわらず、 パリとブーヴリー間の100キロメートル（62マイル）を超える初飛行を成功させた。

翌年1月、ジャン＝ピエール・ブランシャールとジョン・ジェフリーズはシャルリエール気球でドーバーからフェルモールの森までイギリス海峡を横断した。しかし、逆方向からの同様の試みは悲劇に終わった。耐久性と操縦性を両立させるため、ド・ロジエは熱気球と水素ガス袋の両方を備えた気球を開発した。この設計はすぐに彼の名にちなんでロジエール気球と名付けられた。彼のアイデアは、水素気球部分で一定の揚力を得、熱気球部分を加熱・冷却することで垂直方向に航行し、高度に関わらず最も好ましい風を捉えるというものだった。気球の外側は金皮でできていた。飛行開始直後、ド・ロジエが水素を放出しているところを目撃されたが、火花が点火し、気球は炎上し、乗員乗客が死亡した。火花の発生源は不明だが、静電気か熱気球部分の火鉢が原因と考えられている。[ 41 ]

18世紀後半、ヨーロッパでは気球が急速に「大流行」し、高度と大気の関係についての詳細な理解が初めてもたらされました。1900年代初頭には、気球はイギリスで人気のスポーツとなっていました。これらの個人所有の気球は、通常、浮上ガスとして石炭ガスを使用していました。石炭ガスの浮上力は水素の約半分であるため、気球は大型化する必要がありました。しかし、石炭ガスははるかに入手しやすく、地元のガス工場では気球競技用に特別な軽量配合の気球を提供することもありました。[ 42 ]

係留気球は、アメリカ南北戦争中に北軍気球隊によって使用されました。1863年、ポトマック軍の軍事観測員として活動していた若きフェルディナント・フォン・ツェッペリンが、北軍で運用されていた気球に搭乗し、初めて飛行しました。[ 43 ]同世紀後半、イギリス軍はボーア戦争で観測気球を使用しました。[ 44 ]

飛行船

1852年にジファールが製作した飛行船
1884年のラ・フランスは、世界初の完全操縦可能な飛行船であった。

今日では飛行船と呼ばれる、操縦可能な気球（ディリジブル）の開発研究は、19世紀を通じて断続的に続けられました。歴史上最初の持続的な動力飛行と制御飛行は、1852年9月24日にアンリ・ジファールがジファール飛行船でパリからフランスのトラップまで約17マイル（27km）を飛行した時とされています。[ 45 ]ジファール飛行船は水素を充填し、3馬力（2.2kW）の蒸気エンジンで3枚羽根のプロペラを 駆動する非剛体飛行船でした。

1863年、ソロモン・アンドリュースはニュージャージー州パースアンボイで、自ら設計した無動力操縦式飛行船「エアレオン」を飛行させました。彼は1866年に後継機をニューヨーク市周辺からニューヨーク州オイスターベイまで飛行させました。彼の重力滑空技術は、飛行船が上昇と下降を繰り返す際に揚力を変化させることで推進力を得るもので、動力装置を必要としません。

1884年8月9日には、シャルル・ルナールとアーサー・コンスタンティン・クレブスがフランス陸軍の電気飛行船「ラ・フランス」で、初めて完全に制御可能な自由飛行に成功し、さらなる進歩を遂げた。全長170フィート（52メートル）、容積66,000立方フィート（1,900立方メートル）のこの飛行船は、8.5馬力（6.3kW）の電動モーターの力で、23分で8キロメートル（5マイル）を飛行し、出発地点に戻った。これは閉回路上での初の飛行であった。[ 46 ]

これらの航空機は実用的ではありませんでした。一般的に脆く短命だっただけでなく、非剛性、せいぜい半剛性でした。そのため、商用貨物を運ぶのに十分な大きさにすることは困難でした。

ラングレーはサントス・デュモン4号の飛行を見守る

フェルディナント・フォン・ツェッペリン伯爵は、剛性の外枠があれば飛行船をはるかに大型化できることに気づきました。彼はツェッペリン社を設立し、その剛性飛行船「ルフトシフ・ツェッペリン1号」（LZ 1）は1900年7月2日、スイス国境のボーデン湖から初飛行しました。飛行時間は18分でした。1900年10月と10月24日の2回目の飛行では、フランスの飛行船「ラ・フランス」の速度記録6メートル/秒（時速13マイル）を3メートル/秒（時速7マイル）上回りました。

ブラジルのアルベルト・サントス＝デュモンは、飛行船の設計、建造、そして飛行によって有名になりました。彼は、定常かつ制御飛行が可能な、世界初の実用飛行船を建造・飛行させました。彼の飛行船6号機は、1901年10月19日にサンクルーから離陸し、エッフェル塔を周回して出発地点に戻るという飛行で、ドイチュ・ド・ラ・ムルト賞を受賞しました。 [ 47 ]この時点で、飛行船は最初の実用的な航空旅行手段として確立されていました。

空気より重い

パラシュート

レオナルド・ダ・ヴィンチのピラミッド型パラシュートの設計は、何世紀にもわたって未発表のままでした。最初に公表された設計は、クロアチアのファウスト・ヴェランツィオが1595年に著作『新しい機械』に掲載した「ホモ・ヴォランス（空飛ぶ男）」です。船の帆を模したこの設計は、正方形の枠に張られた正方形の素材をロープで固定するものでした。落下傘兵は、四隅からロープで吊り下げられました。[ 48 ]

ルイ＝セバスチャン・ルノルマンは、目撃者の前でパラ​​シュート降下を成し遂げた最初の人間とされています。1783年12月26日、彼はフランスのモンペリエ天文台の塔から、ジョセフ・モンゴルフィエを含む群衆の前で、堅い木製のフレームを持つ14フィート（4.3メートル）のパラシュートを使って飛び降りました。

1853年から1854年にかけて、ルイ・シャルル・レトゥールは、傘のようなパラシュートとその下に小さな三角形の翼、そして垂直尾翼を備えたパラシュートグライダーを開発しました。レトゥールは1854年に墜落事故を起こし、亡くなりました。[ c ]

凧

凧は、近年の航空史において、人を運ぶ、あるいは持ち上げる能力において主に最も注目されていますが、気象学などの他の分野でも重要な役割を果たしてきました。

フランス人のガストン・ビオは、 1868年に人を乗せる凧を開発した。その後、1880年にビオはフランス航空協会に、吹き流しに似ているが平らな面に取り付けられた、端が開いた円錐をベースにした凧を披露した。人を乗せる凧は、1894年にベーデン・パウエル卿の弟であるベーデン・ベーデン・パウエル大尉によってさらに一歩発展し、六角形の凧を1本の線につなげた。1893年には、オーストラリア人のローレンス・ハーグレイヴが箱凧を発明し、オーストラリアと米国の両方で人を乗せる実験が行われたことで、大きな進歩があった。[ 44 ] 1905年12月27日、ニール・マクディアミッドは、アレクサンダー・グラハム・ベルが設計したフロストキングという名の大きな箱凧で、カナダのノバスコシア州バデックを空高く飛ばされた。

当時、気球は気象観測と軍事観測の両方に利用されていました。気球は弱風時にのみ使用でき、凧は強風時にのみ使用できます。イギリスで活動していたアメリカ人のサミュエル・フランクリン・コーディは、この2種類の航空機が幅広い気象条件で運用可能であることに気づきました。彼はハーグレイブの基本設計を発展させ、揚力面を追加することで、1本のロープに複数の凧を繋ぐ強力な人力揚力システムを開発しました。コーディはこのシステムのデモンストレーションを数多く行い、後に4つの「ウォーカイト」システムをイギリス海軍に売却しました。彼の凧は気象観測機器の空中輸送にも使用され、彼は王立気象学会のフェローに選出されました。1905年、イギリス陸軍気球部隊のモートン工兵は、コーディの監督の下、オールダーショットで凧によって2,600フィート（790メートル）上昇しました。 1906年、コーディはオールダーショットの陸軍気球学校で凧揚げの主任教官に任命されました。間もなくファーンバラに新設された陸軍気球工場にも加わり、イギリス陸軍向けに軍用凧の開発を続けました。彼は自身の研究時代に、凧のように紐で打ち上げられ、その後解放されて自由に滑空する有人式の「グライダー凧」を開発しました。1907年、コーディは改造された無人式の「パワー凧」に航空機エンジンを搭載しました。これは後の飛行機の原型となり、気球小屋内でポールに吊るされたワイヤーに沿って、チャールズ皇太子夫妻の前で飛行させました。1908年、イギリス陸軍は彼の軍用凧を気球部隊に正式に採用しました。[ 44 ]

17世紀と18世紀

人力だけでは持続的な飛行には不十分であるというダ・ヴィンチの認識は、17世紀にジョヴァンニ・アルフォンソ・ボレッリとロバート・フックによってそれぞれ独立して再発見されました。フックは何らかのエンジンが必要であることを認識し、1655年にゼンマイ動力の羽ばたき飛行機の模型を製作しました。これは明らかに飛行可能でした。

真の飛行機械の設計・建造の試みが始まりました。典型的には、ゴンドラとそれを支えるキャノピー、そして推進力としてバネ式または人力式のフラッパーで構成されていました。初期の試みとしては、ハウチュとブラッティーニ（1648年）が挙げられます。他には、グスマンの「パサローラ」（1709年以降）、スウェーデンボルグ（1716年）、デフォルジュ（1772年）、バウアー（1764年）、メーアヴァイン（1781年）、そして後に気球でより大きな成功を収めるブランチャード（1781年）などが挙げられます。回転翼ヘリコプターも同様に登場し、特にロモノーソフ（1754年）とポークトンが有名です。いくつかの模型グライダーは飛行に成功しましたが、その成功の主張には異論もあります。いずれにせよ、実物大の航空機は成功しませんでした。[ 49 ]

ブラッティーニの『飛竜』（文字通り「空飛ぶ竜」）。

イタリアの発明家ティト・リヴィオ・ブラッティーニは、ポーランド王ヴワディスワフ4世にワルシャワの宮廷に招かれ、1647年に4枚の固定グライダー翼を持つ模型飛行機を製作した。[ 50 ] 「精巧な『ドラゴン』に取り付けられた4対の翼」と評されたこの飛行機は、1648年に猫を持ち上げることに成功したと言われているが、ブラッティーニ自身は成功しなかった。[ 51 ]彼は着陸によって「軽傷しか負わない」と約束した。[ 52 ]彼の「ドラゴン・ヴォラント」は、「19世紀以前に製作された最も精巧で洗練された飛行機」と考えられている。[ 53 ]

バルトロメウ・デ・グスマンの「パサローラ」は、鳥のような形をした中空のグライダーで、同様のコンセプトだが二枚の翼を備えていた。1709年、彼はポルトガル国王ジョアン5世に請願書を提出し、自身が発明した「飛行船」への支援を懇願した。この飛行船には彼が最大の自信を示した。1709年6月24日に予定されていたこの機械の公開試験は実施されなかった。しかし、当時の記録によると、グスマンはこの機械を用いて、著名な人物から受け継いだ、より野心的でない実験をいくつか行っていたようだ。1709年8月8日、リスボンのカーサ・ダ・インディアの広間で行われた宮廷公開展示で、グスマンがこの原理に取り組んでいたことは確かである。このとき、彼は燃焼によって球を屋根まで打ち上げた。彼はまた、ポルトガル宮廷で小型飛行船の模型を披露したが、実物大の模型を完成させることはなかった。

理解と動力源の両方がまだ不足していました。これは、エマヌエル・スウェーデンボルグが『空を飛ぶ機械のスケッチ』（1716年）の中で認識していました。彼の飛行機械は、丈夫な帆布で覆われた軽量のフレームと、水平軸上を動く2本の大きなオール、つまり翼で構成されていました。オールは、上昇時には抵抗を受けず、下降時には揚力を生み出すように配置されていました。スウェーデンボルグはこの機械が飛ばないことは知っていましたが、出発点として提案し、問題は解決すると確信していました。彼はこう記しています。「このような機械について話すのは簡単ですが、実際に動かすのは容易ではありません。なぜなら、人体よりも大きな力と軽い重量を必要とするからです。力学の科学は、強力な渦巻きばねという手段を提案するかもしれません。これらの利点と要件が考慮されれば、将来、誰かが私たちのスケッチをより良く活用し、私たちが提案することしかできないことを実現するための追加機能を提供する方法を知るかもしれません。」 1910年に王立航空協会の編集者は、スウェーデンボルグの設計は「…エアロプランス（空気より重い）タイプの飛行機械の最初の合理的な提案…」であると書いた[ 54 ]。

一方、回転翼航空機が完全に忘れ去られたわけではなかった。1754年7月、ミハイル・ロモノーソフはロシア科学アカデミーで、バネで駆動する小型の同軸ツインローターシステムを実演した。ローターは上下に配列され、逆方向に回転する。この原理は現代のツインローターの設計にも用いられている。アレクシ＝ジャン＝ピエール・ポークトンは1768年の著書『アルキメードの視覚理論』で、 1つのスクリューを揚力用、もう1つを推進力用として使用することを提案した。これは現在ジャイロダインと呼ばれている。1784年、ローノアとビアンヴニュは、弓のこに似た単純なバネで駆動する同軸二重反転ローターを搭載した飛行模型を実演したが、これは現在では世界初の動力ヘリコプターと認められている。

人力飛行の試みはその後も続けられた。ポークトンの回転翼機は人力であったが、レオナルド・ダ・ヴィンチが最初に研究した別の方法はフラップバルブの使用であった。フラップバルブは翼の穴の上の単純な蝶番式のフラップである。一方向に開くと空気が通り、反対方向に閉じて圧力差が大きくなる。初期の例は1764年にバウアーによって設計された。[ 55 ]その後1808年、ヤコブ・デゲンはフラップバルブを備えた羽根つき飛行機を製作した。この飛行機では、操縦士は剛性フレームの上に立ち、可動式の水平バーで翼を操作した。[ 56 ] 1809年の飛行の試みは失敗したため、彼は次に小さな水素気球を追加し、この組み合わせで短いホップをいくつか実現した。当時人気のあったイラストでは彼の飛行機には気球が描かれておらず、実際に何が飛んだのか混乱を招いた。 1811年、アルブレヒト・ベルブリンガーはデゲンの設計を基に羽ばたき飛行機を製作しましたが、気球を省略し、代わりにドナウ川に墜落しました。この大失敗には良い面もありました。同じく図面に魅了されたジョージ・ケイリーは、「世間一般の評価では滑稽とさえ言えるこのテーマに、少しでも尊厳を与えるため」に、これまでの研究成果を出版することにしたのです。こうして近代航空の時代が到来したのです。[ 57 ]

19世紀

19世紀を通して、人力と羽ばたき飛行の無力さを示す手段として、タワージャンプの人気は、同じく致命的なバルーンジャンプに取って代わられました。一方、空気より重い飛行に関する科学的研究が本格的に始まりました。

ジョージ・ケイリー卿と最初の近代航空機

ジョージ・ケイリー卿は1846年に初めて「飛行機の父」と呼ばれました[ 58 ]。前世紀末の数年間、彼は飛行物理学に関する最初の厳密な研究に着手し、後に最初の近代的な重航空機を設計しました。彼の数多くの業績の中でも、航空学への最も重要な貢献は以下のとおりです。

  • 私たちの考えを明確にし、空気より重い飛行の原理を定めます。
  • 鳥の飛行原理を科学的に理解する。
  • 抗力と流線型化、圧力中心の移動、翼面の湾曲による揚力の増加を示す科学的な空気力学実験を実施します。
  • 固定翼、胴体、尾翼で構成される現代の航空機の構成を定義します。
  • 有人滑空飛行のデモンストレーション。
  • 飛行継続におけるパワーウェイトレシオの原則を説明します。

ケイリーは10歳から鳥の飛行物理学を学び始め、学校のノートには飛行理論に関する彼のアイデアを展開していくスケッチが残されていました。これらのスケッチは、ケイリーが1792年か1793年には既に揚力を生み出す斜面の原理をモデル化していたことを示していると主張されています[ 59 ]。

1796年、ケイリーは、ローノワとビアンヴニュが同様の設計で作ったヘリコプターを知らずに、一般的に中国式コマとして知られる形の模型ヘリコプターを製作した。彼はこのヘリコプターを単純な垂直飛行に最適な設計と考え、後年の1854年に改良型を製作した。彼はクーパー氏を「玩具の不格好な構造」を初めて改良した人物と称し、クーパー氏の模​​型は20～30フィート上昇したと報告している。ケイリーは1機製作し、コールソン氏もその複製を製作した。ケイリーはそれを「空中のスクリュープロペラの非常に美しい見本」と評し、90フィート以上の高度を飛行可能であったとしている。[ 60 ]

ケイリーの次の革新は二つあった。一つは、前世紀にベンジャミン・ロビンズが空気抵抗を調査するために発明し、その後すぐにジョン・スミートンが回転する風車の羽根にかかる力を測定するために使用した旋回アーム試験装置[ 61 ]を航空機研究に導入したことだ。また、完成した設計の模型を飛ばすのではなく、アームに空気力学模型を取り付けて飛行させた。彼は当初、アームに固定され、気流に対して斜めに傾けられた単純な平面を使用していた。

1799年、彼は揚力、推進力、操縦の各システムが独立して備わった固定翼飛行機という現代の飛行機の概念を提唱した。 [ 62 ] [ 63 ]その年の日付が刻まれた小さな銀の円盤の片面には飛行機に作用する力が、もう片面には反り返った主翼、水平尾翼と垂直尾翼からなる独立した尾翼、安定性を確保するために重心の下に吊り下げられた操縦士用の胴体など、現代的な特徴を取り入れた飛行機の設計スケッチが刻まれている。この設計はまだ完全に現代的なものではなく、操縦士が操作する2つのパドルまたはオールがフラップバルブとして機能しているように見える。[ 64 ] [ 65 ]

彼は研究を続け、1804年に最初の近代的な重飛行機となる模型グライダーを製作した。これは従来の航空機のレイアウトを踏襲し、前方に傾斜した翼と、後方に水平尾翼と垂直尾翼を備えた調整可能な尾翼を備えていた。翼はおもちゃの紙凧のようなもので、平らで反りがなく、可動式の重りによって模型の重心を調整できた。[ 66 ]斜面を滑空する様子は「とても美しい」もので、尾翼の微調整にも敏感だった。[ 67 ]

1852年の「制御可能なパラシュート」の設計

1809年末までに、彼は世界初のフルサイズグライダーを製作し、無人係留凧として飛行させた。同年、同時代の人々の滑稽な行動（上記参照）に刺激され、画期的な三部構成の論文「航空航行について」（1809-1810年）の出版を開始した。[ 68 ]この論文の中で、彼は「問題全体は、空気抵抗に力を加えることによって、ある面に所定の重量を支えさせることという、以下の制限内に限定される」という問題に関する最初の科学的見解を記した。彼は航空機に影響を与える4つのベクトル力、すなわち推力、揚力、抗力、そして重量を特定し、自身の設計において安定性と操縦性を重視した。人力だけでは不十分であると主張し、適切な動力源がまだ存在しない中で、その可能性について議論し、さらにはガスと空気の混合気を用いた内燃機関の作動原理まで説明した。 [ 69 ]しかし、彼は実際に機能するエンジンを作ることはできず、飛行実験は滑空飛行に限定されました。また、彼はキャンバー翼、上反角翼、対角支柱、そして抗力低減の重要性を特定し、記述し、羽ばたき飛行機やパラシュートの理解と設計に貢献しました。

1848年、彼は三葉機型のグライダーを製作できるほどの進歩を遂げ、子供を乗せられるほどの大きさと安全性を備えていた。地元の少年が選ばれたが、その名前は不明である。[ 70 ] [ 71 ]

彼は1852年に気球から打ち上げる実物大の有人グライダー、いわゆる「操縦可能なパラシュート」の設計図を発表し、その後丘の頂上から打ち上げられるバージョンを製作し、1853年にはブロンプトン・デールを初めて横断する成人飛行士を運んだ。この飛行士の正体は不明である。ケイリーの御者[ 72 ] 、フットマンまたは執事、御者[ 70 ]または他の従業員だった可能性のあるジョン・アップルビー、あるいはケイリーの孫のジョージ・ジョン・ケイリー[ 59 ]など、様々な説が唱えられている。分かっているのは、彼が独立した翼、胴体、尾翼を持ち、固有の安定性とパイロットによる操縦装置を備えたグライダーで飛行した最初の人物であるということであり、これは初の完全に近代的で機能的な重航空機であった。

小さな発明としては、ゴム動力モーターがあり、これは研究用模型に信頼性の高い動力源を提供しました。1808年までに彼は車輪を再発明し、すべての圧縮荷重をリムが担うテンションスポークホイールを考案し、軽量な下部構造を可能にしました。[ 73 ]

蒸気の時代

1843年の航空蒸気車の彫刻

ケイリーの研究を直接参考にしたウィリアム・サミュエル・ヘンソンの1842年の蒸気航空車両の設計は新境地を開いた。ヘンソンは、蒸気エンジンで2つの推進式プロペラを駆動する、翼幅150フィート（46メートル）の高翼単葉機を提案した。これはまだ設計段階であったが（縮尺模型は1843年[ 74 ]または1848年[ 75 ]に製作され、高度は3メートルまたは40メートル（10フィートまたは130フィート）飛行した）、プロペラ駆動の固定翼航空機としては史上初のものであった。[ 74 ] [ 75 ] [ 76 ]ヘンソンと協力者のジョン・ストリングフェローは、最初の航空輸送会社を設立することさえ夢見ていた。[ 77 ] [ 78 ] [ 79 ]

1856年、フランス人ジャン＝マリー・ル・ブリは、海岸で馬に牽引されたグライダー「人工アルバトロス」で、出発地点よりも高い高度への初飛行を成し遂げました。高度100メートル、飛行距離200メートルを達成したと伝えられています。

イギリスの進歩はフランスの研究者を刺激した。[ 74 ] 1857年から、フェリックス・デュ・タンプルと彼の兄弟ルイスは、ゼンマイ仕掛けの機構を動力源とし、後に小型蒸気機関を使用した模型をいくつか製作した。[ 80 ] [ 81 ] 1857年か1858年には、680グラム（1.5ポンド）の模型が短時間飛行し、着陸することができた。[ 74 ] [ 81 ]

フランシス・ハーバート・ウェンハムは、新設された航空学会（後の王立航空学会）に最初の論文「空中移動について」を提出した。彼はケイリーのキャンバー翼に関する研究をさらに発展させ、翼の翼断面と揚力分布の両方について重要な発見をした。彼は自身の考えを検証するため、1858年から有人・無人のグライダーを複数機製作し、最大5枚の翼を積層した。彼は、多くの人が提案するコウモリのような翼よりも、長く薄い翼の方が面積に対して前縁が広くなるため、より優れているという正しい結論を導き出した。今日、この関係は翼の アスペクト比として知られている。

19世紀後半は、20世紀まで研究活動の大部分を担った「紳士科学者」たちによって特徴づけられる、熱心な研究の時代となりました。その中には、イギリスの科学者であり哲学者であり発明家であったマシュー・ピアーズ・ワット・ボルトンがいます。彼は1864年に重要な論文『航空移動について』を執筆し、そこで横方向の飛行制御についても論じました。彼は1868年にエルロン制御システムの特許を初めて取得しました。[ 82 ] [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ]

1864年、フェルディナン・シャルル・オノレ・フィリップ・デステルノ伯爵が研究書『鳥の飛行について』（Du Vol des Oiseaux）を出版し、翌年にはルイ・ピエール・ムイヤールが影響力のある著書『空の帝国』（l'Empire de l'Air）を出版した。

1866年に大英航空協会が設立され、2年後には世界初の航空博覧会がロンドンの水晶宮で開催され、ストリングフェローは最高の出力重量比を持つ蒸気機関に対して100ポンドの賞金を授与された。[ 86 ] [ 87 ]

ジャン＝マリー・ル・ブリと彼の飛行機械、アルバトロス II (1868)

1871年、ウェナムとブラウニングは最初の風洞を建設した。[ 89 ]協会の会員たちはこの風洞を使用し、キャンバー翼がケイリーのニュートン力学の理論で予想されるよりもはるかに大きな揚力を生み出し、 15度で揚抗比が約5:1になることを知った。これは、実用的な空気より重い飛行機を建造できる可能性を明確に示し、残された問題は機体の制御と動力供給であった。

アルフォンス・ペノー作プラノフォア模型飛行機（1871年）

1850年から1880年まで生きたフランス人、アルフォンス・ペノーは、航空学に多大な貢献をしました。彼は翼の輪郭と空気力学の理論を発展させ、飛行機、ヘリコプター、そして羽ばたき飛行機の模型を製作しました。1871年には、初めて空気力学的に安定した固定翼飛行機、彼が「プラノフォア」と名付けた単葉機の模型で40メートル（130フィート）飛行しました。ペノーの模型には、尾翼の使用、固有安定性のための上反角翼、そしてゴム動力など、ケイリーのいくつかの発見が取り入れられていました。プラノフォアはまた、尾翼の迎え角が主翼よりも小さくなるように調整することで縦方向の安定性も備えており、これは航空学理論への独創的で重要な貢献でした。[ 90 ]

1870 年代までに、軽量の蒸気エンジンは航空機での実験に使用できるほどに開発されました。

フェリックス・デュ・タンプルの 1874単葉機

フェリックス・デュ・タンプルは1874年、ついに実機有人機による短距離飛行に成功した。彼の「モノプレーン」はアルミニウム製の大型機で、翼幅は42フィート8インチ（13メートル）、操縦士なしで重量はわずか176ポンド（80キログラム）だった。この機体は数回の試験飛行を経て、タラップから離陸後、自力で離陸し、短時間滑空した後、無事に地上に帰還した。これはモイの飛行の1年前に、史上初の動力飛行に成功したものであった。[ 80 ] [ 91 ]

トーマス・モイが製作したエアリアル・スチーマーは、モイ＝シル・エアリアル・スチーマーとも呼ばれ、燃料として変性アルコールを使用する3馬力（2.2kW）の蒸気エンジンで駆動する無人のタンデム翼飛行機であった。全長14フィート（4.3m）、重量約216ポンド（98kg）、そのうちエンジンが80ポンド（36kg）を占め、3つの車輪で走行した。1875年6月に、直径約300フィート（91m）の円形の転圧された砂利道でテストされた。時速12マイル（19km/h）を超える速度には達しなかったが、離陸するには時速約35マイル（56km/h）の速度が必要だった。[ 92 ]しかし、歴史家チャールズ・ギブス＝スミスは、これを自力で地面を離れた最初の蒸気動力飛行機であるとしている。[ 93 ] [ 94 ]

ペノーが後に計画した水陸両用飛行機は、結局実現しなかったものの、他の近代的な特徴も取り入れていた。無尾翼単葉機で、垂直尾翼は1枚、牽引式スクリューは2つ、ヒンジ式の昇降舵と舵面、引き込み式の着陸装置、そして計器付きの密閉式コックピットを備えていた。

ヴィクトール・タタンの飛行機（1879年）

ペノーの同郷人、ヴィクトール・タタンも理論家として同様に権威を持っていた。1879年、彼はペノーの計画と同様に双頭のトラクタープロペラを備えた単葉機でありながら、独立した水平尾翼を備えた模型を飛行させた。この機体は圧縮空気を動力源とし、空気タンクが胴体を形成していた。

ロシアでは、アレクサンダー・モジャイスキーが、大型の牽引機1台と小型の推進プロペラ2台で駆動する蒸気動力の単葉機を製作しました。1884年、この機はタラップから発進し、30メートル（98フィート）の高度で飛行しました。

同年、フランスでアレクサンドル・グーピルが著書『La Locomotion Aérienne（空中移動）』を出版したが、後に彼が製作した飛行機械は飛行に失敗した。

マキシムの飛行機械

ハイラム・マキシム卿は、イギリスに移住してイギリス国籍を取得したアメリカ人です。彼は同時代の人々をほとんど無視し、独自の旋回アーム式飛行装置と風洞を建設しました。1889年、彼はケント州ベクスリーのボールドウィン荘園の敷地内に格納庫と作業場を建設し、多くの実験を行いました。彼は複葉機の設計を開発し、1891年に特許を取得し、3年後には試験装置として完成させました。それは翼幅105フィート (32 m)、全長145フィート (44 m)、前後に水平面があり、乗員は3名という巨大な機械でした。双発のプロペラは、それぞれ180馬力 (130 kW) の軽量複合蒸気エンジン2基で駆動されていました。総重量は7,000ポンド (3,200 kg)研究目的であったため、空気力学的に安定しておらず、制御も不可能であったため、ジェットコースターのように、1,800フィート（550メートル）の軌道上を走行し、浮き上がりを防ぐための2組目の拘束レールが設置されていた。[ 95 ] 1894年、この機体は離陸に必要な揚力を得ようとしたが、拘束レールの1本が破損し、その過程で損傷を受けた。マキシムはその後、この機体の開発を断念したが、20世紀には航空学に戻り、内燃機関を動力とする小型機をいくつか試験した。[ 96 ]

クレマン・アデル・アビオンIII (1897年の写真)

蒸気動力のパイオニアとして最後の一人に、マクシムが同時代の先駆者たちを無視したように（次節参照）、クレマン・アデルがいた。1890年に彼が開発したエオールはコウモリの翼を持つ牽引式単葉機で、短時間の制御不能なホップを達成し、自力で離陸した最初の重機となった。しかし、1897年に開発したエオールに似ているが大型のアビオンIIIは、双発の蒸気エンジンを搭載していることだけが目立ったが、飛行には失敗した。[ 97 ]短時間の飛行後、機体は突風に巻き込まれ、軌道から外れて停止した。この後、フランス軍は資金提供を撤回したが、結果は秘密にしていた。1910年11月、委員会はアデルの飛行試みに関する公式報告書を発表し、失敗に終わったと述べている。[ 98 ]

滑空を学ぶ

修復され航空博物館に展示されているビオ・マシアのグライダー。

マシアの協力を得て製作され、1879年にビオによって短期間飛行したグライダーは、ムイヤールの研究を基にしており、形状は依然として鳥に似ていました。フランスの航空博物館に保存されており、現存する最古の有人飛行機械と言われています。

19世紀最後の10年ほどの間に、多くの重要人物が現代の航空機の改良と定義づけに取り組みました。イギリス人のホレイショ・フィリップスは空気力学に重要な貢献をしました。ドイツのオットー・リリエンタールとアメリカのオクターヴ・シャヌートはそれぞれ独立して滑空飛行の研究を行いました。リリエンタールは鳥の飛行に関する著書を出版し、1891年から1896年にかけて、単葉、複葉、三葉など様々な構成のグライダーを次々と製作し、自身の理論を検証しました。彼は数千回の飛行を行い、亡くなるまでモーター駆動のグライダーの開発に取り組んでいました。

フィリップスは、蒸気を作動流体として用い、翼断面に関する広範な風洞実験を行いました。ケイリーとウェンハムが予見した揚力の原理を証明し、1884年以降、翼に関する複数の特許を取得しました。彼の研究成果は、現代のあらゆる翼設計の基礎となっています。フィリップスは後に多葉機の設計理論を展開しましたが、それが根拠のないものであることを実証しました。

1880年代から、グライダーの製造技術が進歩し、初めて本当に実用的なグライダーが誕生した。特に活躍したのはジョン・J・モンゴメリー、オットー・リリエンタール、パーシー・ピルチャー、オクターブ・シャヌートの4人である。最初の近代的グライダーの一つは、1883年にジョン・J・モンゴメリーによって製作された。モンゴメリーは後に、1884年にサンディエゴ近郊でそのグライダーで1回の飛行に成功したと主張している[ 99 ]。また、モンゴメリーの活動はシャヌートの著書「Progress in Flying Machines」にまとめられている。モンゴメリーは、1893年にシカゴで開催された航空会議で自身の飛行について論じ、シャヌートは1893年12月にモンゴメリーのコメントをAmerican Engineer & Railroad Journalに掲載した。1885年と1886年にモンゴメリーが開発した2番目と3番目のグライダーによる短距離飛行もモンゴメリーによって記述されている。[ 100 ] 1886年から1896年の間、モンゴメリは飛行機の実験よりも空気力学の物理学の理解に重点を置きました。別のハンググライダーは、1877年にはヴィルヘルム・クレスによってウィーン近郊で既に製作されていました。

オットー・リリエンタール。

オットー・リリエンタールは、ドイツの「グライダー王」または「空飛ぶ男」として知られていました。彼は1884年にウェンハムの研究を模倣し、さらに大幅に発展させ、1889年に『航空学の基礎としての鳥の飛行』（Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst）として出版しました。彼はまた、コウモリ翼型、単葉型、複葉型を含む、現在ハンググライダーとして知られるタイプのグライダーを数多く製作しました。これには、ダーヴィッツァー・グライダーやノーマル・ソアリング・アパラタスなどが挙げられます。1891年以降、彼は初めて制御された無拘束滑空を日常的に実現し、空気より重い機体の飛行が初めて写真に撮られた人物となり、世界中の関心を刺激しました。彼は写真を含む自身の研究を綿密に記録しており、そのため初期の先駆者の中でも最もよく知られている人物の一人です。彼はまた、「飛ぶ前に飛び込む」という考え方を提唱し、研究者は単に紙の上で動力機械を設計してそれがうまくいくことを期待するのではなく、グライダーから始めて徐々にレベルアップしていくべきだと提唱しました。リリエンタールは、グライダーの墜落事故で負傷し、1896年に亡くなるまで、2,000回以上のグライダーを製作しました。リリエンタールは亡くなるまで、自身の設計に動力を供給するのに適した小型エンジンの開発にも取り組んでいました。

オクターブ・シャヌートは、リリエンタールが中断したところを引き継ぎ、早期退職後に航空機の設計に着手し、数機のグライダーの開発に資金を提供した。1896 年の夏、彼のチームは、インディアナ州ミラー ビーチで、いくつかの設計を何度も飛行させ、最終的に複葉機の設計が最適であるとの結論に至った。リリエンタールと同様に、彼も研究成果を文書化し、写真撮影も行い、世界中の同じ考えを持つ研究者との連絡に精を出していた。シャヌートが特に関心を寄せていたのは、飛行中の航空機の空力的不安定性の問題を解決することであった。鳥は瞬時の修正によってこの問題を相殺するが、人間は安定翼や操縦翼面を用いるか、リリエンタールのように航空機の重心を移動させることによって、この問題に対処する必要がある。最も厄介な問題は縦方向の不安定性 (発散) であった。翼の迎え角が増加すると、圧力中心が前方に移動し、角度がさらに増加するためである。直ちに修正しなければ、航空機は機首を上げ、失速する。理解するのがさらに困難だったのは、横方向の制御と方向の制御の関係です。

イギリスでは、マキシム社で働き、1890年代半ばから後半にかけて数機のグライダーを製作・飛行に成功していたパーシー・ピルチャーが、1899年に動力付き飛行機の試作機を製作しました。最近の研究では、この飛行機は飛行可能であったことが示されています。しかし、リリエンタールと同様に、彼も試験飛行を行う前にグライダー事故で亡くなりました。

出版物、特にオクターブ・シャヌートの『Progress in Flying Machines』 (1894年)、ジェームズ・ミーンズの『The Problem of Manflight』 (1894年)および『Aeronautical Annuals』 (1895～1897年)は、当時の研究や出来事をより幅広い読者に伝えるのに役立ちました。

この時期にオーストラリア人のローレンス・ハーグレイヴが箱凧を発明したことが、実用的な複葉機の開発につながった。1894年、ハーグレイヴは凧を4つつなげて吊り椅子をつけ、16フィート（4.9メートル）飛行した。安全で安定した飛行機械を製作できると懐疑的な大衆に実証することで、ハーグレイヴは他の発明家や先駆者たちに道を開いた。ハーグレイヴは、飛ぶ機械を製作することに人生の大半を費やした。彼は科学界におけるオープンなコミュニケーションを熱心に信じ、自分の発明の特許を取ろうとはしなかった。その代わり、同じ分野で研究している他の発明家とアイディアを相互に交換して共同の進歩を促進できるよう、自分の実験結果を綿密に公表した。[ 101 ] 1889年までに、彼は圧縮空気で駆動するロータリーエンジンを製作した。

オクターブ・シャヌートは、複翼機が単葉機よりも効果的であると確信し、「ストラットワイヤー」支柱翼構造を導入しました。この構造は剛性と軽量性を兼ね備えており、複葉機の形でその後数十年にわたって航空機設計の主流となりました。

気球ジャンプさえも成功し始めた。1905年、ダニエル・マロニーは、ジョン・モンゴメリーが設計したタンデム翼グライダーで気球に乗せられ、高度4,000フィート（1,200メートル）まで上昇した後、放出され、滑空して所定の場所に着陸した。これはカリフォルニア州サンタクララで行われた大規模な公開飛行デモンストレーションの一環であった。しかし、数回の飛行成功の後、1905年7月の上昇中に、気球のロープがグライダーに接触し、放出後にグライダーの構造破損が発生し、マロニーは死亡した。

パワーを追加する

ホワイトヘッド

後方から見た21号単葉機。ホワイトヘッドは娘のローズを膝に乗せて機体の横に座っている。写真に写っている他の人物の身元は不明。

グスターヴ・ヴァイスコップは米国に移住したドイツ人で、そこですぐに名前をホワイトヘッドに改めた。1897年から1915年まで彼は飛行機とエンジンの設計と製造をした。1901年8月14日、ホワイトヘッドはコネチカット州フェアフィールドで彼のNo.21単葉機で制御された動力飛行を行ったと主張した。主張された飛行の説明はブリッジポート・サンデー・ヘラルドに掲載され、多くの米国の新聞と少数の海外の新聞で再掲載された。[ 102 ]ホワイトヘッドは1902年1月17日にも彼のNo.22単葉機を使ってさらに2回の飛行をしたと主張した。彼によると、40馬力(30kW)のモーターと双発のトラクタープロペラがあり、差動プロペラ速度と方向舵で制御されていた。彼は10キロメートル(6.2マイル)の円飛行をしたと主張した。

ホワイトヘッドの主張は、航空史家によって概ね否定されている。スミソニアン協会と王立航空協会は、ホワイトヘッドが報告通りに飛行したとは認めていない。[ 103 ] [ 104 ] 2013年3月、ジェーンズ・オール・ザ・ワールドズ・エアクラフトはポール・ジャクソンによる社説を掲載し、ホワイトヘッドの飛行を有人・動力・管制による初の重航空機として認めた。[ 105 ]ジェーンズの企業オーナーはその後、社説から距離を置き、「この記事はジャクソン氏の意見を反映したものであり、 IHSジェーンズの意見を反映したものではない」と述べた。 [ 106 ]

ラングレー

1903年10月7日、ポトマック川のラングレー有人飛行場の最初の失敗

サミュエル・ピアポント・ラングレーは、天文学で輝かしい経歴を積み、スミソニアン協会の長官に就任する直前、現在のピッツバーグ大学で本格的な空気力学の研究を開始した。1891年、彼は研究の詳細を記した「空気力学の実験」を出版し、その後、設計の製作に着手した。彼は自動的な空気力学的安定性の実現を望んだため、飛行中の操縦についてはほとんど考慮しなかった。[ 107 ] 1896年5月6日、ラングレーの第5飛行場は、無人、エンジン駆動の大型航空機として初の持続飛行に成功した。この航空機は、バージニア州クアンティコ近郊のポトマック川に浮かぶハウスボートの上に設置されたバネ式カタパルトから発射された。その日の午後、高度1,005メートル（3,297フィート）、そして2度目の飛行は高度700メートル（2,300フィート）で、時速約25マイル（40 km/h）の飛行でした。どちらの飛行でも、第5飛行場は予定通り着水しましたが、これは重量を軽くするため着陸装置が装備されていなかったためです。1896年11月28日、第6飛行場による別の飛行が成功しました。高度1,460メートル（4,790フィート）のこの飛行は、アレクサンダー・グラハム・ベルによって目撃され、写真に撮られています。第6飛行場は、実際には第4飛行場を大幅に改造したもので、オリジナルの航空機はほとんど残っていなかったため、新しい名称が与えられました。

第5飛行場と第6飛行場の成功を受けて、ラングレーは自らの設計の実物大有人機を建造するための資金集めを始めました。米西戦争の激化を受け、アメリカ政府は彼に空中偵察用の有人機開発費として5万ドルを支給しました。ラングレーは、エアロドロームAとして知られるスケールアップ版の建造を計画し、まず小型のクォータースケール・エアロドロームAを建造しました。このエアロドロームAは1901年6月18日に2回飛行し、その後1903年には新型でより強力なエンジンを搭載して再飛行しました。

基本設計のテストが成功したと思われたラングレーは、次に適切なエンジンの開発に取り組みました。スティーブン・バルツァーにエンジンの製造を依頼しましたが、期待していた12馬力（8.9kW）ではなく、わずか8馬力（6.0kW）しか出ず、失望を味わいました。その後、ラングレーの助手チャールズ・M・マンリーが設計を改良し、950rpmで52馬力（39kW）を発揮する水冷星型5気筒エンジンを開発しました。この偉業を再現するには何年もかかりました。こうして動力と設計の両方を手に入れたラングレーは、大きな期待を胸にこの2つを組み合わせました。

残念ながら、完成した機体は非常に脆いことが判明した。元の小型模型を単純に拡大しただけで、構造上、強度が不足する設計となってしまったのだ。1903年後半に行われた2度の打ち上げは、いずれもエアロドローム号が即座に海面に墜落して終わった。パイロットのマンリーはいずれの場合も救助された。また、機体の操縦システムはパイロットの素早い反応を妨げ、横方向の操縦手段もなかったため、エアロドローム号の空中安定性は極めて低いものだった。[ 107 ]

ラングレーの更なる資金獲得の試みは失敗に終わり、彼の努力は終わった。12月8日の2度目の打ち上げ失敗から9日後、ライト兄弟はフライヤー号の飛行に成功した。グレン・カーティスはフライヤー号に93点の改良を加え、1914年にこの全く異なる航空機を飛行させた。[ 107 ]スミソニアン協会は、これらの改良点を認めずに、ラングレーのフライヤー号が「飛行可能な」最初の航空機であると主張した。[ 108 ] スミソニアン協会は最終的に1928年にこの主張を撤回した。

リチャード・ピアース

リチャード・ウィリアム・ピアース（1877年12月3日 - 1953年7月29日）は、ニュージーランドの農民であり発明家であった人物で、航空に関する先駆的な実験を行いました。後年インタビューを受けた目撃者たちは、1903年3月31日にピアースが動力付きの重機で飛行し、着陸するのを目撃したと述べています。

ライト兄弟

ライトグライダー、翼の反りと方向舵を使った協調旋回、1902年。

ライト兄弟は、航空の先駆者たちが直面した操縦性と出力の問題の両方を解決しました。彼らは、主翼の反りによるロール制御と、操舵可能な後舵を用いたロールとヨー制御の同時組み合わせを発明しました。主翼の反りによるロール制御は、航空史の初期においては短期間しか使用されませんでしたが、ロールとヨーの制御を組み合わせた革新は、飛行制御における根本的な進歩でした。ピッチ制御には、ライト兄弟は前方昇降舵（カナード）を使用しましたが、これも後に時代遅れとなりました。

ライト兄弟は、翼型の厳密な風洞試験と実物大グライダーの飛行試験を行いました。彼らは、実際に動力飛行機であるライトフライヤー号を建造しただけでなく、航空工学の科学を大きく進歩させました。

彼らは動力付きグライダーの飛行に挑戦する前に、無動力航空機の操縦性に重点を置きました。1900年から1902年にかけて、彼らは3機のグライダーを製作し、飛行させました。最初の2機は、ライト兄弟が19世紀の先人たちの実験や文献に基づいて予想していたよりも、はるかに効率が悪かったです。1900年のグライダーは予想の半分ほどしか揚力が出ず、1901年のグライダーはさらに性能が悪く、間に合わせの改造で実用化されました。

答えを求めて、ライト兄弟は独自の風洞を建設し、自分たちが作った200種類の模型サイズの翼の設計の揚力と抗力を計算するための高度な測定装置を備え付けました。[ 109 ]その結果、ライト兄弟は揚力と抗力の計算における以前の誤りを修正し、この知識を使って1902年のシリーズの3番目のグライダーを製作しました。それはピッチ、ロール、ヨーの3軸すべてで機械的に制御可能な初の有人、空気より重い飛行機となりました。その先駆的な設計には、以前のグライダーよりも高いアスペクト比の翼も含まれていました。兄弟は1902年のグライダーで何百回も飛行に成功し、それは以前の2つのバージョンよりもはるかに優れた性能を発揮しました。

エンジン駆動のフライヤーに十分な出力を得るため、ライト兄弟は低出力の内燃機関を設計・製作しました。風洞実験のデータを活用し、それまでのどのプロペラよりも効率の高い木製プロペラを設計・製作し、低いエンジン出力でも十分な性能を発揮できるようにしました。フライヤーの設計は、ライト兄弟が生命や身体に過度の危険を冒すことなく安全に飛行する方法を学び、墜落事故から生き延びられるようにしたいという願望にも影響を受けていました。エンジン出力が限られていたため、飛行速度は低下し、向かい風の中で離陸する必要がありました。

ライトフライヤー号: 動力と制御を備えた航空機による最初の持続飛行。

スミソニアン協会と国際航空連盟（FAI）によると、 [ 110 ] [ 111 ]ライト兄弟は1903年12月17日、ノースカロライナ州キティホークの南4マイル（6.4キロ）のキルデビルヒルズで、空気より重い有人機による初の持続的で制御された動力飛行を行った。 [ 112 ]オービル・ライトによる初飛行では、12秒間で120フィート（37メートル）を飛行し、有名な写真に記録されている。同日の4回目の飛行では、ウィルバー・ライトが59秒間で852フィート（260メートル）を飛行した。フレッド・E・C・カリック教授とヘンリー・R・レックス教授（1985年）による現代の分析では、1903年のライトフライヤー号は非常に不安定で、1902年のグライダーで訓練を受けたライト兄弟以外にはほとんど操縦不可能だったことが実証されています。[ 113 ]

ライト兄弟は飛行機の開発を続け、 1904年から1905年にかけてオハイオ州デイトン近郊のハフマン・プレーリーで飛行を行った。1905年の墜落事故の後、彼らはフライヤーIIIを再建し、重要な設計変更を行った。昇降舵と方向舵のサイズをほぼ倍にし、翼からの距離を約2倍に広げた。昇降舵の間に2枚の固定式垂直翼（「​​ブリンカー」と呼ばれる）を追加し、翼にわずかな上反り角を与えた。方向舵は翼の反り制御から切り離され、将​​来のすべての航空機と同様に、独立した操縦ハンドルに取り付けられた。フライヤーIIIは、車輪を持たず、発射装置を使用していたものの、完全な制御下で安定飛行し、パイロットを安全に出発地点に帰還させ、損傷なく着陸した最初の実用航空機となった。1905年10月5日、ウィルバーは39分23秒で24マイル（39km）を飛行した。[ 114 ]

結局、ライト兄弟は前部翼を完全に放棄し、 1910 年のモデル Bでは、その時点では一般的となっていた方式で尾翼を備えました。

1907年4月号の『サイエンティフィック・アメリカン』誌によると、[ 115 ]ライト兄弟は当時、空気より重い航空機の航行に関する最先端の知識を有していたようだ。しかし、同誌は、1907年4月号以前にはアメリカ合衆国で公開飛行が行われたことはなかったとも主張していた。そこで彼らは、空気より重い航空機の開発を促進するため、『サイエンティフィック・アメリカン航空トロフィー』を考案した。

最初の実用航空機

動力による制御飛行が実現した後も、一般向けに実用的な飛行機械を開発するには、まだ進歩が必要でした。第一次世界大戦に至るまでのこの時期は、航空の開拓時代と呼ばれることもあります。[ 116 ] [ 117 ]

信頼できる電力

初期の動力飛行の歴史は、まさしく初期のエンジン製造の歴史である。ライト兄弟は独自のエンジンを設計した。彼らが使用した飛行エンジンは、5つの主軸受と燃料噴射装置を備えた12馬力（8.9kW）の水冷直列4気筒エンジン1基だけであった。ホワイトヘッドの飛行機は彼が設計した2基のエンジンで駆動されていた。1基は離陸速度に達するために前輪を駆動する10馬力（7.5kW）の地上エンジン、もう1基はプロペラを駆動する20馬力（15kW）のアセチレンエンジンであった。ホワイトヘッドは熟練した機械工であり、他の飛行士にエンジンを製造・販売することで自分の飛行機の資金を調達したと伝えられている。[ 118 ]初期のエンジンのほとんどは実用化にはパワーも信頼性も足りず、改良型エンジンの開発は機体自体の改良と並行して進められた。

ヨーロッパでは、レオン・ルヴァヴァッサーが1902年に初めて特許を取得したV8エンジン形式の先駆的存在であるアントワネット8Vが、1906年の導入後数年間にわたり航空界を席巻し、当時の多くの著名な航空機に搭載されました。燃料直噴、蒸発水冷、その他の先進的な機能を備え、約50馬力（37kW）を出力しました。

1908年に登場したイギリスのグリーンC.4は、ライト兄弟の直列4気筒水冷式エンジンを踏襲しながらも、52馬力（39kW）の出力を誇りました。AVロー社製の航空機を含む、多くの先駆的な航空機に搭載され、成功を収めました。

水平対向設計も生産された。水冷4気筒エンジンを搭載したデ・ハビランド・アイリスは45馬力（34kW）を出力したが、ほとんど使用されなかった。一方、ニューポールの2気筒エンジンを搭載したこの機は、1910年に28馬力（21kW）の出力を達成し、成功を収めた。

1909 年には、星型エンジンの形が重要になった。1909年のアンザニ 3 気筒半星型またはファン エンジン (これも真の 120 度シリンダー角星型で製造された) は、わずか 25 馬力 (19 kW) しか出力しなかったが、アントワネットよりはるかに軽量だったため、ルイ ブレリオの海峡横断飛行に選ばれた。さらに革新的だったのは、セガン兄弟によるグノーム ロータリー星型エンジン シリーズで、 1906 年のグノーム オメガ50 馬力 (37 kW) 空冷 7 気筒ロータリー エンジンが主役であった。ロータリー エンジンでは、クランク シャフトが機体に固定され、エンジン ケースとシリンダー全体がプロペラとともに回転する。この形式はローレンス ハーグレイブによって 1887 年というかなり昔に発表されていたが、グノームに施された改良により堅牢で比較的信頼性が高く軽量な設計が生まれ、航空界に大革命をもたらし、その後 10 年間にわたり継続的な開発が行われた。燃料はクランクケースから直接各シリンダーに供給されるため、排気バルブのみが必要でした。より大型で強力な9気筒、80馬力のル・ローヌ9Cロータリーエンジンは1913年に導入され、軍用として広く採用されました。

直列型とV型エンジンは依然として人気を博し、ドイツのメルセデス社は水冷式6気筒エンジンをシリーズ化しました。1913年には、75キロワット（101馬力）の直噴エンジンシリーズを発表し、大成功を収めました。

揚力と効率

複葉機の軽量さと強度は、両翼を非常に近接して配置することによる非効率性によって相殺されました。複葉機と単葉機の設計は互いに競い合い、1914年の戦争勃発まで両方とも生産されていました。

注目すべき開発の一つは、失敗作ではあったものの、史上初の片持ち式単葉機の誕生である。1911年に開発されたアントワネット・モノブロックは、完全に密閉されたコックピットとフェアリング付きの降着装置を備えていたが、V8エンジンの50馬力（37kW）の出力では、せいぜい数フィートしか飛行できなかった。より成功したのは、デペルデュサン製の支柱付き単葉機で、1913年の第1回シュナイダートロフィーレースでモーリス・プレヴォーが操縦し、10km（6.2マイル）のコースを28周し、平均時速73.63km（45.75mph）で優勝した。

三葉機も実験され、特にイギリスの先駆者AVローが1909年から1910年にかけて製造したシリーズが有名です。さらに四葉機も4枚の翼を持つようになり、稀に登場しました。多数の非常に薄い翼を持つ多葉機も実験され、ホレイショ・フィリップスによって最も成功を収めました。彼の最終試作機は、このアイデアの非効率性と性能の低さを証明しました。

翼の設計においては、他にも革新的なアプローチが試みられていました。スコットランド生まれの発明家、アレクサンダー・グラハム・ベルは、セル状の八面体翼を考案しましたが、多面翼と同様に、期待外れに非効率であることが判明しました。他に、エドワーズ・ロンボイダル翼、リー・リチャーズ・アニュラー翼、そして様々な数の翼を連続して配置するタンデム翼なども、あまり成果を上げませんでした。

これらの初期の実験形式の多くは、原理的には非常に実用的であり、その後再び登場しました。

安定性と制御

初期の研究は、主に飛行可能な安定性の確保に重点が置かれていましたが、完全な操縦性を実現することはできませんでした。一方、ライト兄弟はフライヤーを完全に操縦可能にするために安定性を犠牲にしました。実用的な航空機には安定性と操縦性の両方が求められます。安定性はいくつかの設計によって達成されていましたが、その原理は完全には理解されておらず、進歩は不安定でした。横方向の操縦は、エルロンが徐々に翼の反りに取って代わりましたが、ブレリオXIのように、設計者は一時的に翼の反りに回帰することもありました。同様に、全速力で飛行する尾翼は、ヒンジ付きの操縦翼面を備えた固定式スタビライザーに取って代わられました。初期のライトフライヤーのカナードプッシャー構成は、トラクタープロペラ機の設計に取って代わられました。

フランスでは進歩は比較的速かった。

サントス・デュモン14-bisの最終構成 (エルロン追加後)。

1906年10月23日と11月12日、ブラジルのアルベルト・サントス＝デュモンは、フランスで14-bisで公開飛行を行った。[ 119 ]顕著な上反角を持つカナード推進複葉機で、ハーグレイヴ式のボックスセル翼と、前部に可動式の「ボックスカイト」アセンブリを備え、昇降舵と方向舵の両方の役割を果たした。彼の飛行は、フランス航空クラブによって検証された最初の動力付き重気筒機による飛行であり、25メートル（82フィート）を超える初の公式観測飛行としてドイツ＝アーチディーコン賞を受賞した。後に、220メートル（720フィート）を21.5秒で飛行し、国際航空連盟によって公認された最初の世界記録を樹立した。[ 120 ] [ 121 ]横方向の制御ができなかったので、これらの飛行の後、11月下旬に翼の間に原始的なエルロンとして補助面を追加し、さらに数回の飛行を行った。[ 122 ]

翌年、ルイ・ブレリオは、水平尾翼をエレベーターとエルロンの複合として使い、完全な3軸制御が可能なトラクター単葉機、ブレリオVIIを飛行させた。その直後の後継機であるブレリオVIIIは、 1908年4月に現代の航空機飛行制御システムの認識可能な要素を統合した最初の機体となった。[ 123 ]オレイショ・フィリップスとトライアン・ヴイアが失敗したところで、ブレリオの機体は初の実用的なトラクター単葉機となり、フランス航空のトレンドの始まりを示した。1909年までに、彼はこの構成を開発し、ブレリオXIはイギリス海峡を横断できるまでに至った。その他にも、尾翼をエレベーターとしてのみ使用し、横方向の制御に翼の反り返りを使用するなどの改良が加えられた。1907年に登場した別の設計は、ヴォワザン複葉機である。この機体には横方向の制御設備がなく、方向舵の制御のみで浅い旋回しかできなかったが、その年アンリ・ファルマンによって飛行の成功率が上がり、1908年1月13日には自力での離着陸を含む公式観測による1キロメートルの閉回路飛行を達成した初の飛行士として、 賞金5万フランのド・ラ・ムルト＝アーチデアコン航空大賞を受賞した。

フランスの先駆者レオン・ルヴァヴァッサーの設計は、彼が設立したアントワネット社の名でよく知られています。1908年に発表されたアントワネットIVは、現在では一般的な構成の単葉機で、尾翼と垂直尾翼はそれぞれ可動式の操縦翼を備え、翼にはエルロンが取り付けられていました。エルロンの有効性は低く、後期型では翼の反り返り制御に置き換えられました。

1908年末、ヴォワザン兄弟はアンリ・ファルマンが発注した航空機をJTCムーア・ブラバゾンに売却した。怒ったファルマンは、ボワザンの設計にエルロンを追加した独自の航空機を製造した。尾翼とエルロンにさらなる改良を加えたファルマンIIIは、 1909年から1911年の間に販売された最も人気のある航空機となり、広く模倣された。イギリスでは、アメリカ人亡命者のサミュエル・コーディが1908年にライトフライヤーにレイアウトが似ており、水平尾翼と大きな前部エレベーターを組み込んだ航空機を飛行させた。1910年には、翼間エルロンを装備した改良モデルがミシュランカップ競争で優勝し、一方ジェフリー・デ・ハビランドの2番目のファルマンスタイルの航空機は上翼にエルロンがあり、ロイヤル・エアクラフト・ファクトリーFE1となった。ファーマンIIIのコピーであるブリストル・ボックスカイトは大量生産された。アメリカ合衆国では、グレン・カーティスがAEAジューン・バグを初飛行させ、続いてゴールデン・フライヤーを飛行させ、1910年には海軍初の甲板離着陸を成し遂げた。一方、ライト兄弟自身も安定性と操縦性の両立という課題に取り組んでおり、前翼の実験を重ねた後、尾翼に第二の小型翼を追加し、最終的に前翼を完全に取り外した。彼らは1910年に2人乗りのモデルBを発表し、1911年にバージェス・モデルFとしてライセンス生産された。

他にも多くの過激な配置が試されたが、見込みがあるものはほとんどなかった。イギリスでは、JW ダンが、後退翼と円錐状の上面を持つ一連の無尾翼推進機設計を開発した。彼のD.5複葉機は 1910 年に飛行し、完全に安定していることが証明された。ダンはあえて完全な 3 軸制御を避け、代わりに操作が容易で、実際にはるかに安全だと考えたシステムを考案した。ダンのシステムは広く採用されることはなかった。彼の無尾翼設計は、フランスのニューポール社とアメリカでバージェス・ダン社としてライセンス生産されたD.8で頂点に達したが、ダンが士官を務めていたイギリス陸軍では、安定性が高すぎて戦闘中に十分に機動できないという理由で実用的な軍用機としては却下された。

水上飛行機

アンリ・ファーブルのハイドラヴィオン。

1901年、オーストリアで、ヴィルヘルム・クレスは、アルミニウム製の2つのポンツーンと3つの翼を並列に備えた水上飛行機 「ドラッヘンフライガー」で、出力不足の離陸に失敗しました。

1910年フランスで、アンリ・ファーブルが彼のイドラビオンで世界初の水上飛行を行った。[ 124 ]これは単葉機で、前翼は複葉、3つの短いフロートを三輪式に配置した飛行機だった。

1912年、世界初の水上機母艦であるフランス海軍のフードルが、初の水上機である[ 125 ]ヴォワザン・カナールを搭載しました。

初期の水上飛行機の問題点は、速度が上昇するにつれて水と機体の間に吸引力が生じ、機体が沈み込み、離陸が妨げられることでした。イギリスの設計者ジョン・シリル・ポートは、機体底部に段差を設けて吸引力を遮断する技術を発明し、1914年のカーチス・モデルHに採用されました。

軍事利用

1909年当時、飛行機は依然として脆弱で、実用性に乏しかった。エンジン出力が限られていたため、有効積載量は極めて限られていた。機体の基本的な構造と材料技術は、主に硬材や鋼管で構成され、鋼線で補強され、可燃性の補強材とシーラントを塗布した麻布で覆われていた。 [ 126 ]軽量化の必要性から、ほとんどの航空機は構造的に脆弱であり、特に戦闘で必要とされる急降下からの脱出などの激しい機動を行う際には、飛行中にしばしば分解した。

それでもなお、進化を続けるこれらの飛行機械は、単なる玩具ではなく、兵器としての可能性を秘めていると認識されていました。1909年、イタリア軍参謀のジュリオ・ドゥーエは次のように述べています。

空は、陸海の戦場に劣らず重要な新たな戦場となりつつある。…空を制圧するためには、敵の空中攻撃、作戦拠点、あるいは生産拠点を攻撃し、敵のあらゆる飛行手段を奪う必要がある。我々はこの考えに慣れ、備えを怠ってはならない。

— ジュリオ・ドゥーエ（イタリア軍参謀）、1909年[ 126 ]

1911年、イギリス軍人として初めて飛行し、1910年の陸軍演習中に固定翼航空機で空中偵察任務を遂行したイギリス軍人でもあるバートラム・ディクソン大尉は、英国帝国防衛技術小委員会への提出書類の中で、航空機の軍事利用とそれに続く空中戦の発展と激化を予測した。[ 126 ] [ 127 ]

飛行機から爆弾が初めて投下されたのは、アメリカ陸軍中尉ポール・W・ベックがカリフォルニア州ロサンゼルス上空で爆弾を模擬した土嚢を投下したときであった。[ 128 ]

飛行機が初めて戦争に使用されたのは、 1911年から1912年にかけての伊土戦争である。最初の実戦使用は1911年10月23日、カルロ・ピアッツァ大尉がブレリオXIでベンガジ近郊を飛行した時であった。その後まもなく11月1日、ジュリオ・ガヴォッティ少尉がトルコ軍の2つの基地に4発の爆弾を投下し、最初の空襲が行われた。最初の写真偵察飛行は1912年3月に行われ、これもピアッツァ大尉が操縦した。[ 129 ]

この時期に開発された機種の中には、第一次世界大戦中、あるいは終戦まで軍務に就いたものもあった。これには、1910年のエトリッヒ・タウベ、 1911年のフォッカー・スピン、英国王立航空機工場製BE.2、ソッピース・タブロイド/シュナイダー、そしてパイロット訓練に使用された様々な旧式機種が含まれる。シコルスキー・イリヤ・ムーロメツ（シコルスキーS-22とも呼ばれる）は、史上初の量産型であり、当時最大の4発機であった。試作機は1913年、開戦直前に初飛行した。この機種はその後、爆撃機と輸送機の両方で使用された。

ヘリコプター

1907 年のポール コルヌのヘリコプター。
エンリコ・フォルラニーニ作の実験ヘリコプター（1877年）、ミラノのレオナルド・ダ・ヴィンチ科学博物館に展示

動力付きローター揚力に関する初期の研究は、固定翼航空機の開発とは独立して、後の研究者によって継続されました。

19世紀のフランスでは、ヘリコプターの設計協力を行う協会が設立され、数多くのヘリコプターが作られた。1863年、ギュスターヴ・ド・ポントン・ダムクールは、当時確立されていた二重反転ローターを用いたモデルを製作した。当初は蒸気動力で動作したが故障したが、ゼンマイ仕掛けのバージョンが飛行した。その他の設計は多種多様な形で、ポメスとドゥ・ラ・ポーズ（1871年）、ペノー、アッヘンバッハ（1874年）、ディウエイド（1887年）、メリコフ（1877年）、フォルラニーニ（1877年）、カステル（1878年）、ダンドリュー（1878年 - 1879年）らによるものがあった。これらのうち、フォルラニーニの蒸気動力二重反転モデルは20秒間飛行し、高度13メートル（43フィート）に到達した[ 130 ] [ 131 ]。また、ダンドリューのゴム動力モデルも飛行した。[ 130 ] [ 131 ]

ハイラム・マキシムの父は、二重反転ローターを搭載したヘリコプターを構想しましたが、それを実現するのに十分な出力のエンジンを見つけることができませんでした。ハイラム自身も1872年にヘリコプターの設計図を描き、その後固定翼飛行に着手しました。

1907年、フランスのブレゲ・リシェ・ジャイロプレーン1号機が「係留」試験飛行に成功し、地上から浮上した最初の有人ヘリコプターとなりました。約60センチメートル（24インチ）上昇し、1分間ホバリングしました。しかし、飛行は非常に不安定であることが判明しました。

2か月後、フランスのリゼニューで、ポール・コルニュが自身のコルニュ・ヘリコプターで有人回転翼機による初の自由飛行を行ない、高度30センチメートル（12インチ）まで上昇し、20秒間空中に留まった。

参照

注記

  1. ^ H・G・ウェルズは『歴史概説』の中で「イカロスが最初のグライダーであった可能性は十分にある」と述べている。 [ 2 ]
  2. ^「しかし、アル＝マッカリは、ムハンマド1世（886年没）治世下のコルドバの宮廷詩人、ムアミーン・ビン・サイードによる同時代の詩を引用している。この詩は、この飛行について言及しているようで、ムアミーンがビン・フィルナスを嫌っていたため、証拠としての価値が高い。彼はビン・フィルナスの比喩の一つを批判し、人工的な雷鳴を認めなかったからである。…証拠は乏しいが、ビン・フィルナスが初めて飛行に成功した人物であり、この栄誉はエイルメルよりも優先されるべきだと結論付けなければならない。」 [ 11 ]
  3. ^グライダーはまだ気球に取り付けられており、誤って木々に引きずられ、レトゥールは数日後に死亡した。

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参考文献

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