George Cayley: Ο άνθρωπος που κατασκεύασε το πρώτο μοντέλο αεροπλάνου που μπόρεσε να πετάξει

Η ιστορία πιστώνει στον Όρβιλ και τον Γουίλμπουρ Ράιτ την πτήση των πρώτων αεροσκαφών του κόσμου... αλλά ο βαρόνος του Γιορκσάιρ Σερ Τζορτζ Κέιλι ήταν αυτός που για πρώτη φορά, προώθησε και δημοσίευσε τις αρχές της σύγχρονης αεροδυναμικής.

Ο Τζορτζ Κέιλι(George Cayley), ο οποίος, περισσότερο από έναν αιώνα πριν από την πτήση των Wright Brothers, παρουσίασε την έννοια του σύγχρονου αεροπλάνου ως μηχάνημα σταθερής πτέρυγας σε αντίθεση με τα κωμικά φτερωτά μηχανήματα που είχαν φανταστεί πολλοί από τους προκατόχους του. Ο Τζορτζ Κέιλι ήταν επίσης αυτός που πρότεινε ξεχωριστά συστήματα ανύψωσης, πρόωσης και ελέγχου, και ο πρώτος που αναγνώρισε τις δυνάμεις τεσσάρων διανυσμάτων που επηρεάζουν ένα αεροσκάφος: ώθηση, ανύψωση, έλξη και βάρος. Ανακάλυψε επίσης τη σημασία των κεκλιμένων φτερών, το χαρακτηριστικό καμπύλο σχήμα που είναι θεμελιώδες για την πτήση.

Κατασκεύασε το πρώτο μοντέλο αεροπλάνου που μπόρεσε να πετάξει ενώ επίσης αναπαρέστησε τα στοιχεία της κάθετης πτήσης. Σχεδίασε το πρώτο ανεμόπτερο το οποίο μπορούσε με αξιοπιστία να μεταφέρει στον αέρα έναν άνθρωπο. Προέβλεψε ορθά πως η σταθερή πτήση δεν θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί μέχρι την εξέλιξη μιας ελαφροβαρούς μηχανής η οποία θα παρείχε επαρκή πρόωση και άνωση. Οι αδελφοί Ράιτ αναγνώρισαν την σημασία των ανακαλύψεων του στην εξέλιξη της αεροπορίας.

Ο Κέιλι εκπροσωπούσε το κόμμα των Φιλελευθέρων ως βουλευτής του Σκαρμπόροου στο Κοινοβούλιο της Μεγάλης Βρετανίας από το 1832 έως το 1835, και το 1838 συνέβαλε στην ίδρυση του πρώτου Πολυτεχνικού Ιδρύματος του Ηνωμένου Βασιλείου, του Βασιλικού Πολυτεχνικού Ιδρύματος (πλέον Πανεπιστήμιο του Ουεστμίνστερ), του οποίου υπήρξε πρόεδρος για πολλά χρόνια. Αποτέλεσε ιδρυτικό μέλος της Βρετανικής Εταιρείας για την Πρόοδο της Επιστήμης και ήταν μακρινός ξάδελφος του μαθηματικού Άρθουρ Κέιλι.

Κυρίως μνημονεύεται για τις πρωτοποριακές σπουδές και πειράματα που πραγματοποίησε με ιπτάμενες μηχανές, συμπεριλαμβανομένου του λειτουργικού, πηδαλιουχούμενου ανεμόπτερου που σχεδίασε και κατασκεύασε.

Έγραψε μια μνημειώδη πραγματεία τριών μερών με τίτλο "On Aerial Navigation" («Περί Αεροπλοΐας», 1809–1810), η οποία δημοσιεύθηκε στο Journal of Natural Philosophy, Chemistry and the Arts του Νίκολσον. Η ανακάλυψη των σχεδίων στα σημειωματάρια του Κέιλι το 2007 (τα οποία βρίσκονται στην Βιβλιοθήκη της Βασιλικής Αεροναυτικής Εταιρείας) αποκάλυψε πως ακόμη και στο σχολείο ο Κέιλι ανέπτυσσε τις ιδέες του σχετικά με τις θεωρίες της πτήσης.

Έχει υποστηριχθεί πως αυτές οι εικόνες υποδηλώνουν πως ο Κέιλι ταυτοποίησε την αρχή των επιφανειών δημιουργίας άνωσης από το 1792. Για να μετρήσει την αντίσταση που ασκείται σε αντικείμενα με διαφορετικές ταχύτητες και γωνίες προσβολής, κατασκεύασε αργότερα μια «συσκευή περιστρεφόμενου βραχίονα», η οποία ήταν εξέλιξη μιας προγενέστερης εργασίας του στην βλητική και την αντίσταση του αέρα. Ακόμη πειραματίστηκε με περιστρεφόμενα τμήματα πτερύγων στα κλιμακοστάσια του Μπρόμπτον Χολ.

Δείτε επίσης: Δαίδαλος: Ο μεγαλύτερος εφευρέτης στην αρχαία Ελλάδα

Ως αποτέλεσμα των ερευνών του σε πολλές θεωρητικές όψεις της πτήσης, πολλοί τον αναγνωρίζουν πλέον ως τον πρώτο αεροναυτικό μηχανικό. Η έμφαση του στην ελαφρότητα τον οδήγησε στην εφεύρεση μιας νέας μεθόδου κατασκευής ελαφροβαρών τροχών οι οποίοι χρησιμοποιούνται κατά κόρον σήμερα. Για τους τροχούς προσγείωσης, μετατόπισε τις δυνάμεις των ακτινών από την συμπίεση στον εφελκυσμό μέσω ισχυρών ακτινών, έχοντας στην ουσία «επανεφεύρει τον τροχό». Το σύρμα αντικατέστησε την εποχή αυτή τον σπάγγο σε πρακτικές εφαρμογές και σε σύντομο διάστημα οι τροχοί με ακτίνες άρχισαν να χρησιμοποιούνται σε ποδήλατα, οχήματα, αεροπλάνα και άλλα οχήματα.

Το ανεμόπτερο του Κέιλι στο Mechanics Magazine, 1852

Το μοντέλο ανεμοπτέρου που πέταξε με επιτυχία ο Κέιλι το 1804 είχε την διάταξη ενός σύγχρονου αεροσκάφους, με πτέρυγες σχήματος αετού προς τα μπροστά και προσαρμοζόμενο ουραίο πτέρωμα που αποτελούνταν από οριζόντιους σταθεροποιητές και κάθετο πτερύγιο. Ένα κινούμενο βαρίδιο έδινε την δυνατότητα για τροποποίηση του κέντρου βάρους του μοντέλου.

Περίπου το 1843 ήταν ο πρώτος που πρότεινε την έννοια του μετατρεποπλάνου, μια ιδέα την οποία δημοσίευσε σε επιστημονική εργασία την ίδια χρονιά. Λίγο καιρό πριν το 1849 σχεδίασε και κατασκεύασε ένα διπλάνο το οποίο πέταξε ένα αγνώστων στοιχείων 10χρονο αγόρι. Αργότερα, με την συνεχή βοήθεια του εγγονού του Τζορτζ Τζον Κέιλι και του μηχανικού του Τόμας Βικ, ανέπτυξε ένα ανεμόπτερο μεγαλύτερης κλίμακας (το οποίο πιθανώς διέθετε «πτερύγια») το οποίο πέταξε πάνω από το Μπρόμπτον Ντέιλ μπροστά από το Γουαϊντέιλ Χολ το 1853.

Ο πρώτος ενήλικος αεροπόρος φέρεται να ήταν είτε ο αμαξηλάτης, είτε ο υπηρέτης ή ο μπάτλερ του Κέιλι: μια πηγή (Γκιμπς-Σμιθ) ανέφερε πως ήταν ο Τζον Άπλμπι, ένας εργάτης του Κέιλι. Ωστόσο δεν υπάρχει επιβεβαιωμένη απόδειξη που να ταυτοποιεί πλήρως τον κυβερνήτη. Η καταχώρηση στον 9ο τόμο της 8ης Encyclopædia Britannica του 1855 αποτελεί την πλέον σύγχρονη επίσημη αναφορά στο συμβάν. Βιογραφία του Κέιλι που γράφηκε το 2007 (Richard Dee, The Man Who Discovered Flight: George Cayley and the First Airplane) ισχυρίζεται πως ο πρώτος κυβερνήτης ήταν ο εγγονός του Κέιλι, Τζορτζ Τζον Κέιλι (1826–1878).

Αντίγραφο της μηχανής του 1853 πέταξε από την πρωτότυπη τοποθεσία στο Μπρόμπτον Ντέιλ από τον Ντέρεκ Πίγκοτ το 1973 για τηλεοπτική εκπομπή και στα μέσα της δεκαετίας του 1980 για την ταινία On the Wing της IMAX. Το ανεμόπτερο εκτίθεται πλέον στο Μουσείο Αεροπορίας του Γιορκσάιρ. Ένα ακόμη αντίγραφο, υπό τον έλεγχο του Άλαν Μακγουίρτερ, πέταξε στο Σελάινα του Κάνσας λίγο πριν την προσγείωση του Στιβ Φόσετ με το Virgin Atlantic GlobalFlyer τον Μάρτιο του 2003, και αργότερα το καλοκαίρι του 2003 από τον Ρίτσαρντ Μπράνσον στο Μπρόμπτον