| Орвилл Райт | |
| Orville Wright | |
 |
|
| Род деятельности: |
лётчик, изобретатель, авиаконструктор |
|---|---|
| Дата рождения: | |
| Место рождения: | |
| Дата смерти: | |
| Место смерти: | |
| Отец: |
Милтон Райт |
| Мать: |
Сьюзен Кэтрин Коернер |
| Уилбер Райт | |
| Wilbur Wright | |
 |
|
| Род деятельности: |
лётчик, изобретатель, авиаконструктор |
|---|---|
| Дата рождения: | |
| Место рождения: | |
| Дата смерти: | |
| Место смерти: | |
| Отец: |
Милтон Райт |
| Мать: |
Сьюзен Кэтрин Коернер |
Братья Уилбер и Орвилл Райт (англ. Wilbur Wright (1867—1912) и англ. Orville Wright (1871—1948)) — два американца, за которыми признаётся приоритет[1][2][3] изобретения и постройки первого в мире самолёта, способного к полёту, а также совершение первого управляемого полёта человека на аппарате тяжелее воздуха с двигателем 17 декабря 1903 года. Два года спустя братья смогли развить проект в первый практически эксплуатируемый самолёт. Несмотря на то, что братья Райт не были первыми, кто построил и совершил полёт на экспериментальном самолёте, они были первыми, кто могли управлять таким полётом в воздухе, что сделало возможным дальнейшее развитие самолётостроения.
Крупнейшим фундаментальным достижением братьев Райт было открытие ими трёх осей вращения самолёта, что позволило пилотам эффективно управлять самолётом и поддерживать его равновесие во время полёта.[4] Этот метод стал основным, и таковым остаётся до настоящего времени для всех типов самолётов.[5][6] С начала своих исследований теории полёта братья Райт сосредоточились на изучении вопросов управления летящим аппаратом, вместо того, чтобы находить возможность устанавливать более мощные двигатели, как это делали другие экспериментаторы. Их эксперименты с аэродинамической трубой дали больше данных, чем все другие эксперименты пионеров авиации, дав возможность им проектировать и строить более эффективные крылья и пропеллеры.[7][8] Полученный ими патент США номер 821393 выдан на изобретение системы аэродинамического контроля, осуществляемого с помощью поверхностей самолёта.[9]
Необходимые технические знания братья Райт приобрели, работая многие годы в своём магазине, где продавали печатные прессы, велосипеды, двигатели, и другие механизмы.[10]
Приоритет братьев Райт как изобретателей самолёта оспаривается различными людьми и организациями.
Содержание |
Братья Райт были двумя из семи детей, родившихся у Милтона Райта (1828—1917) и Сьюзен Кэтрин Коернер (1831—1889). Уилбер Райт родился недалеко от Миллвилла, Индиана в 1867; Орвилл в Дейтоне, Огайо в 1871. Братья никогда не женились. Других родных братьев Райт звали Рейхлин (1861—1920), Лорин (1862—1939), Катрина (1874—1929), и близнецы Отис и Ида (1870, умерли в младенчестве). В начальной школе Орвилл совершил проступок, за который был из неё исключён.[11] В 1878 их отец, который был епископом евангелической церкви (en:Church of the United Brethren in Christ ) и много путешествовал, купил игрушку-"вертолёт" своим младшим детям. Устройство игрушки было основано на изобретении француза, пионера авиации Альфонса Пено. Сделанный из бумаги, бамбука и пробки с круглой резинкой, которая вращала мотор, он был всего около фута (30 см) длиной. Уилбер и Орвилл играли с ним, пока он не сломался, а затем построили свой собственный. В поздние годы они говорили, что их игры с этой игрушкой зажгли искру интереса к полётам.[12][13]
Оба брата посещали среднюю школу, но не получили дипломы об окончании. Неожиданный переезд семьи в 1884 из Ричмонда в Дейтон (где семья жила в 1870-е), помешал Уилберу получить диплом по окончании четырёх классов средней школы.
Зимой 1885-86 Уилбер случайно получил травму лица во время игры в хоккей с друзьями, что привело к потере его передних зубов[14]. До этого момента он был энергичным и спортивным юношей, и хотя его травма не казались особенно серьезной, он стал замкнутым, кроме того, не стал поступать в Йельский университет, как это планировалось ранее. Если бы он поступил в университет, его карьера, возможно, была совершенно иной, однако судьба сложилась так, что он стал работать вместе с Орвиллом. Вместо университета он провёл следующие несколько лет по большей части дома, заботясь о своей матери, которая к этому времени была неизлечимо больна туберкулезом и читая книги в библиотеке отца[15]. Он помогал своему отцу во время внутреннего конфликта в его церкви [16][17], но при этом ему не были присущи собственные амбиции.[18] [19]
Орвилл оставил среднюю школу после окончания первого года обучения в 1889, чтобы начать издательский бизнес, разработав и построив свой собственный печатный пресс с помощью Уилбера. Депрессия Уилбера, вызванная несчастным случаем, прошла, и он стал работать в этом бизнесе вместе с братом, выполняя работу редактора, в то время как Орвилл был издателем еженедельной газеты «Новости Вестсайда», последовавшей за ежедневной «Вечерние События». Воспользовавшись велосипедным бумом, братья открыли мастерскую по ремонту и магазин велосипедов в 1892 (он носил название Wright Cycle Exchange, позднее — Wright Cycle Company), а затем и начали производство велосипедов под собственной торговой маркой в 1896. Братья использовали средства, заработанные на своём предприятии для финансирования своих авиационных опытов. В начале или в середине 1890-х братьям попали в руки газетные или журнальные статьи, и, вероятно, фотографии планёров Отто Лилиенталя. В 1896 году произошло три важных события в мировой авиации. В мае Секретарь Смитсоновского института Самуэль Пирпонт Лэнгли совершил успешный запуск беспилотного самолёта с паровым двигателем. Летом инженер из Чикаго и известный авиатор Октав Шанют нанял несколько молодых людей, которые испытывали различные типы планёров над песчаными дюнами по берегу озера Мичиган. В августе Отто Лилиенталь погиб при крушении своего планёра.[20] Эти события произвели большое впечатление на братьев. В мае 1899 Уилбер написал письмо в Смитсоновский институт, в котором запрашивал информацию и публикации о авиации и получил несколько брошюр и список рекомендуемой литературы.[21][22] Увлечённые работами сэра Джорджа Кэйли, Октава Шанюта, Отто Лилиенталя, Леонардо да Винчи и Самуэля Лэнгли они начали свои первые эксперименты уже в этом же году.
Братья Райт всегда являлись для общества единым образом, совместно обладая правами на свои изобретения. Тем не менее, биографы обращают внимание, что Уилбер в 1899—1900 был инициатором авиационных проектов, писал о «своей» машине и «своих» планах до того, как Орвилл стал принимать серьёзное участие в проектах брата; только после появляются слова «мы» и «наш». Автор Джеймс Тобин утверждает, что «невозможно представить Орвилла более ярким, чем он был, представляющим собой ту движущую силу, которая начала их работу и поддерживала её от дальней комнаты магазина в Огайо до встреч с олигархами, президентами и королями. Уилл сделал это. Он был лидером, от начала до конца.»[23]
Несмотря на трагическую судьбу Отто Лилиенталя, братья Райт приняли его стратегию: эксперименты с планирующим полётом, в которых испытывались системы управления полётом, до осуществления первого полёта с двигателем. Гибель британского авиатора Перси Пилчера при крушении планёра в 1899 только укрепило их мнение, что надёжный метод практического управления — ключ к успешному и безопасному полёту. В начале своих экспериментов они определили управление как нерешённую третью часть «проблемы полёта». Они полагали, что накоплены уже достаточные знания и опыт для решения других двух проблем — подъёмной силы и двигателей.[24] Братья Райт таким образом резко отличались от более опытных современных им авиаторов, особенно Адера, Максима и Лэнгли, которые строили мощные двигатели, прикрепляли их к корпусам летательных аппаратов, оборудованными неaпробированными средствами управления, и пытались подняться в воздух без предварительных лётных испытаний. При согласии с идеей Отто Лилиенталя относительно стратегии исследований, братья Райт обнаружили, что его метод баланса и управления путём перемещения веса тела пилота был катастрофически ненадёжен.[25] Они были настроены найти лучшее решение.
Основываясь на наблюдениях, Уилбер заключил, что птицы изменяют угол окончаний своих крыльев, чтобы заставить своё тело повернуть вправо или влево.[26][27] Братья решили, что это также будет хорошим способом для летающего аппарата для поворотов — создать «крен» или «наклон» в сторону поворота, точно так же как это делают птицы — и точно так же, как велосипедисты: с таким опытом братья были хорошо знакомы. Кроме того, очень важно, как они рассчитывали, что этот метод позволит восстановить равновесие, если боковой ветер наклонит летательный аппарат в одну сторону (боковой баланс). Они долго ломали голову, как достигнуть того же самого эффекта с искусственными крыльями и в конечном счете изобрели метод — перекос крыла.[28]
Другие пионеры авиации считали, что полёт не отличался с точки зрения управления от перемещения по поверхности земли, кроме того факта, что транспортное средство находилось над поверхностью земли. Они представляли, что управление полётом возможно штурвалом вроде корабельного, будто бы летательный аппарат всё время находился в воздухе на одной высоте, как поезд, автомобиль или судно на земной поверхности. Идея о медленном наклонении или вращении с одной стороны в другую рассматривалась как нежелательная или не рассматривалась вообще.[29] Некоторые из этих других экспериментаторов, включая Лэнгли и Шанюта, искали неуловимый идеал «неотъемлемой стабильности», полагая, что пилот летательного аппарата не будет способен реагировать достаточно быстро на порывы ветра, чтобы фактически применять механическое управление полётом. Братья Райт же хотели, чтобы пилот имел абсолютный контроль над своим аппаратом.[30] По этой причине в их ранних проектах нет никаких стремлений к стабильности самой конструкции (вроде крыла с положительным углом). Они осознанно разработали их в 1903, применив сначала крылья с отрицательным углом, которым свойственна нестабильность, но меньшая восприимчивость к опрокидыванию порывистыми боковыми ветрами.
В июле 1899 Уилбер испытывает перекос крыла, построив и подняв полутораметровый воздушный змей формы, близкой к биплану. В результате перекоса крыльев или их искривления одна сторона крыла получает большую подъёмную силу и поднимается, начиная поворот в направлении более низкого конца. Перекос осуществлялся четырьмя тросами, прикреплёнными к воздушному змею. Тросы прикреплялись к двум палочкам, которые держал человек, запускающий змея, и который вытягивал их в противоположных направлениях, чтобы крылья поворачивались, а змей соответственно поворачивал вправо или влево.
В 1900 братья приехали в долину Китти Хоук, Северная Каролина, чтобы начать свои эксперименты с управляемыми планёрами. Они выбрали место по совету Октава Шанюта (в ответ на письмо Уилбера), который предложил песчаное побережье, где есть регулярные ветры и мягкая поверхность для посадки. Они выбрали Китти Хоук после тщательного исследования метеорологических данных Национальной службы погоды, письма в метеорологическую службу[31]. Это место, хотя и отдалённое, было ближе к Дэйтону, чем другие предложенные Шанютом места, в числе которых были Калифорния и Флорида. Отдалённость места также дала им возможность избежать интереса репортёров, которые в 1896 описали эксперименты Шанюта на озере Мичиган как нечто вроде циркового представления. Необходимо было путешествовать поездом из Дэйтона в Цинциннати; пересесть на ночной поезд в Олд поинт Комфорт, Вирджиния (около Ньюпорт-Ньюс); далее на пароме в Норфолк; поездом в Элизабет Сити, Северная Каролина; и морским путём в Китти Хоук Внешних Банках в Северной Каролине.
В основе проекта первого полноразмерного планёра братьев Райт лежали работы их предшественников: планёр-биплан Шанюта-Херринга, который совершал успешные полёты в 1896 году около Чикаго; данные о подъёмной силе, опубликованные Лилиенталем. Стойки между крыльями их планёра были окружены тросами в их собственной модификации «Пратт Трусс» Шанюта, похожий на мост проект, которое был использован в планёре 1896 года. Братья Райт установили горизонтальный элеватор перед крыльями, а не позади их, эта особенность была сделана для того, чтобы избежать падения и крушения, аналогичных тому, что погубило Лилиенталя.[32] (Позднее, когда Сантос-Дюмон совершал полёты на своём 14-бис в Париже в 1906, французы прозвали такое расположение горизонтального стабилизатора «утка» из-за схожести с уткой в полёте.) Согласно некоторым биографам Райт, Уилбер, вероятно, совершал все полёты до 1902, возможно, это связано с его харизмой и стремлением защитить младшего брата от риска.[33][34]
| Размах крыла | Площадь крыла | Хорда | Изгиб крыла | Аэродинамическое качество | Длина | Вес | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1900 | 17 фт 6 д (5,25 м) | 165 фт² (15 м²) | 5 фт (1,5 м) | 1/20 | 3.5 | 11 фт 6 д (3,45 м) | 52 фунтов (23,6 кг) |
| 1901 | 22 фт (6,6 м) | 290 фт² (27 м²) | 7 фт (2,1 м) | 1/12,*1/19 | 3 | 14 фт (4,2 м) | 98 фунтов (44,4 кг) |
| 1902 | 32 фт 1 д (9,6 м) | 305 фт² (28 м²) | 5 фт (1,5 м) | 1/20-1/24 | 6.5 | 17 фт (5,1 м) | 112 фунтов (50,7 кг) |
* (Такое крыло создало проблемы с носовым креном; братья Райт изменили изгиб на месте.)
Братья совершали полёты на планёре только в течение нескольких дней в начале осени 1900 в Китти Хоук. На первых испытаниях, вероятно 3 октября, пилотом был Уилбер, в это время как планёр летел как бумажный змей невысоко над поверхностью земли, постоянно удерживаемый тросами.[36] Большая часть испытаний планёра была без пилота, использовались мешки с песком, цепи и даже местный мальчик в качестве балласта. Испытывалось управление с помощью перекоса крыла с управлением с земли. Уилбер (но не Орвилл) совершил около дюжины свободных полётов, все они были совершены в один день. Для этих испытаний братья переехали на 6 километров на юг к Килл Дэвил Хиллс, группе песчаных дюн высотой до 30 м (в этом месте они разбивали лагерь в последующие три года). Хотя подъёмная сила планёра оказалась меньше, чем ожидалось (что было причиной того, что большая часть испытаний была беспилотной), братья были удовлетворены, так как элеватор работал хорошо, и не произошло ни одного падения. Тем не менее, небольшое количество полётов не могло дать возможность по-настоящему испытать перекос крыла.
Пилот должен был лежать на нижнем крыле, что позволяло уменьшать аэродинамическое сопротивление. Они совершили все свои полёты в таком положении в последующие пять лет.
Надеясь увеличить подъёмную силу, они построили планёр 1901 года с намного большей площадью крыла и совершили 50 — 100 полётов в июле и августе на расстояния от 6 до 118 м.[37] Планёр несколько раз терял скорость, но эффект парашюта от элеватора позволил Уилберу совершать безопасные приземления, вместо падения. Эти инциденты заставили братьев Райт обратиться к схеме «утка», которую они использовали вплоть до 1910. Планёр, тем не менее, оставил две большие нерешённые проблемы. Во-первых, он смог обеспечить только приблизительно одну треть расчётной подъёмной силы, а во-вторых не всегда мог должным образом отреагировать на перекос крыла, поворачивая в противоположном направлении — это было вызвано аномальным перемещением центра давления крыла сильно изогнутого профиля на малых углах атаки.
Слабая подъёмная сила, действующая на планёры, привела Райт к тому, чтобы подвергнуть сомнению точность данных Лилиенталя, а также «коэффициент Смитона» для давления воздуха, который использовался в течение более чем 100 лет и было частью принятого уравнения для подъёмной силы.
L = Подъёмная сила в фунтах |
Формула для расчёта, которой пользовались братья Райт (а ранее Лилиенталь) позволяла рассчитывать подъёмную силу для крыльев разной формы. На основании данных, полученных при запусках воздушных змеев и планёров, Уилбер определил (и это подтвердили последующие испытания), что число Смитона составляет около 0.0033, а не 0.0054, как было общепринято и что приводило к ошибке в расчётах.
Вернувшись домой, братья установили на велосипед миниатюрное крыло Лилиенталя и противодействующую пластину на третье, горизонтальное свободновращающееся колесо велосипеда перед рулём[38]. Результаты, основанные на времени поворота третьего колеса, подтверждали их подозрения относительно расчёта подъёмной силы, однако были недостаточно надёжны и требовали усовершенствования прибора. Братья Райт также сделали вывод о том, что эмпирические исследования с крыльями различной формы на полноразмерных планёрах слишком дороги и отнимали много времени. Отложив свой велосипед с третьим колесом, они создали аэродинамическую трубу и стали проводить систематические испытания на миниатюрных крыльях с октября по декабрь 1901 года. Изобретённые ими «весы» для удерживания крыльев в туннеле, были сделаны из велосипедных спиц и металлолома и выглядели весьма неэстетично, однако были настолько же важны для окончательного успеха, как и и их планёры.[39] Устройство братьев Райт для измерения подъёмной силы позволило сделать расчёт коэффициентов для каждого типа крыла.[40] Также они могли наблюдать работу крыльев через стекло в верхней части аэродинамической трубы.
Лилиенталь совершал испытания «вращающейся руки» только на крыльях нескольких форм, и Райт ошибочно предполагали, что его расчёты были корректны и к их крыльям, которые имели другую форму. Братья Райт совершили огромный шаг вперёд и произвели основные испытания в аэродинамической трубе на 200 крыльях различных форм и профилей, которые сопровождались глубоким тестированием 38 из них. Испытания, согласно их биографу Говарду, «были самыми важными и успешными авиационными экспериментами, когда-либо проводимыми в столь короткое время с таким небольшим количеством материалов и с таким скромным бюджетом».[41] Ключевым открытием была эффективность более длинных и более узких крыльев: они имели лучшее аэродинамическое качество. Такие формы обеспечивали намного лучшее аэродинамическое качество, чем более широкие крылья, которые братья применяли до того.
Получив новые знания и рассчитав более точное значения числа Смитона, Райт разработали свой планёр 1902 года. Получив данные испытаний в аэродинамической трубе, они сделали профиль более плоским, уменьшив изгиб крыла. Крылья планёра 1901 года имели значительно больший изгиб, это весьма неудачная особенность аппарата Райт была скопирована непосредственно с чертежей Лилиенталя. Получив новые результаты испытаний в аэродинамической трубе, Райт отказались от использования данных Лилиенталя, используя теперь только собственные расчёты в своих проектах.
Как и ранее, первые полёты планёр братьев Райт 1902 года совершал как непилотируемый воздушный змей. Работа с аэродинамической трубой оказалась весьма полезной: подъёмная сила планёра соответствовала расчётной. Новый планёр также имел новую особенность: жёсткий вертикальный руль, который должен был устранить ряд возникавших ранее проблем.
К 1902 году братья поняли, что перекос крыла приводил к различному лобовому сопротивлению окончаний крыльев. Большая подъёмная сила на одном конце крыла также приводила к увеличению лобового сопротивления, что не давало аппарату повернуть в сторону опущенного конца крыла. Так вёл себя бесхвостый планёр 1901 года. Усовершенствованная форма крыла позволила совершать более далёкие перелёты, а задний руль предотвращал нежелательное отклонение от курса, причём настолько эффективно, что это создавало новую проблему. Иногда, когда пилот пытался выровнять аппарат после поворота, планёр не отвечал на корректирующий перекос крыла и продолжал поворот. Планёр скользил в сторону более низкого окончания крыла, что приводило к снижению с вращением вокруг вертикальной оси. Райт назвали это явление «хорошее рытьё»; современные авиаторы называют его «резкий разворот на землю».
Орвилл не мог не видеть, что жёстко зафиксированный руль создаёт сопротивление эффекту корректирующего перекоса крыла при попытке выровнять планёр после поворота. Он записал в своём дневнике ночью 2 октября: «я изучал новый вертикальный руль». Братья тогда приняли решение сделать задний руль подвижным, чтобы решить эту проблему.[42] Они прикрепили на петлях руль и соединили его с механизмом перекоса крыла, в результате чего одним движением пилот одновременно управлял и отклонением руля, и перекосом крыла. Испытания показали, что подвижный руль должен отклоняться в обратном направлении от того крыла, которое имеет большее лобовое сопротивление (и подъёмную силу) при перекосе крыла. Противодействующая сила, создаваемая повёрнутым крылом, позволила корректирующему перекосу крыла надёжно восстанавливать положение после поворота или волнения ветра. Кроме того, когда планёр разворачивался с креном, давление руля преодолевало эффект разницы в лобовых сопротивлениях, и нос аппарата выравнивался в направлении поворота, устраняя неблагоприятное отклонение от курса.
Таким образом братья Райт открыли истинное предназначение подвижного вертикального руля. Его роль состояла не в изменении направления полёта, а скорее в выравнивании аппарата во время поворотов с креном и в выравнивании в случае крена и порывов ветра. Фактически поворот — изменение направления — совершался с помощью контроля горизонтального вращения перекосом крыла. Принципы остались теми же самыми, когда перекос крыла заменили элероны.
С помощью нового метода управления Райт впервые достигли истинного контроля своим аппаратом, это произошло 8 октября 1902 и стало важнейшим изобретением в истории авиации. В сентябре и октябре они совершили от 700 до 1 000 полётов, самый длительный из которых продолжался 26 секунд, а его дальность составила 190 м. Сотни хорошо управляемых полётов после установки убедили братьев начать строить летающий аппарат тяжелее воздуха с двигателем.
Таким образом, братья Райт смогли контролировать планёр по трём осям: перекосом крыла — крен (продольная ось), носовым элеватором — тангаж (поперечная ось) и хвостовым рулём — рыскание (вертикальная ось). 23 марта 1903 братья Райт подали заявку на свой знаменитый патент для «летающей машины», основанную на полётах их успешного планёра 1902 года. Некоторые историки авиации полагают, что создание системы управления полётом по трём осям на планёре 1902 года было так же, а возможно еще более существенно, чем установка двигателей на Флайер 1903 года. Петер Якаб из смитсоновского института полагает, что усовершенствование планёра 1902 года по сути является изобретением самолёта.[43][44]
В 1903 году братья Райт построили оснащённый двигателем Флайер-1, материалом которому послужил обычный для аппаратов Райт конструкционный материал — ель, крепкое и лёгкое дерево. Они также разработали и изготовили деревянные пропеллеры, а также бензиновый двигатель, изготовленный в их магазине велосипедов. Они полагали, что модель пропеллера будет простым вопросом и планировали использовать расчёты для корабельных винтов. Однако их библиотечные исследования не привели к нахождению каких-либо базовых формул для морских или воздушных винтов, и они оказались без отправной точки в этом вопросе. Они обсуждали и долго спорили по этому поводу, пока не пришли к выводу, что пропеллер — по сути то же крыло, только вращающееся в вертикальной плоскости.[45] На этом основании они для проектирования пропеллеров воспользовались данными большего количества испытаний в аэродинамической трубе. В окончательном варианте диаметр пропеллера составил 2,6 м, лопасти были сделаны из трёх склеенных кусков ели. Братья Райт выбрали двойной «толкающий» пропеллер (противовращающийся, чтобы гасить вращающий момент), который должен действовать на больший объём воздуха, чем одинарный относительно медленный пропеллер, и не будет влиять на поток воздуха по передней кромке крыльев.
Уилбер сделал в марте 1903 запись в своей записной книжке о том, что пропеллер опытного образца имел КПД 66 %. Современные испытания в аэродинамической трубе пропеллеров образца 1903 года показали, что они имели КПД более 75 % в условиях первых полётов, а фактически имели максимальный КПД 82 %. Это очень большое достижение, учитывая, что современные деревянные пропеллеры имеют максимальный КПД 85 %.[46]
Братья Райт написали нескольким изготовителям двигателей, но ни один из них не не смог удовлетворить их требования к весу авиационного двигателя. Они обратились к механику их магазина, Чарли Тэйлору, который построил двигатель через шесть недель при постоянных консультациях с братьями. Чтобы вес двигателя был достаточно низким, его основные части были сделаны из алюминия, что было редкостью в то время. Двигатель Райт-Тэйлора был примитивным вариантом современных инжекторных систем, он не имел ни карбюратора, ни топливного насоса. Бензин стекал под своим весом в картер через резиновую трубку из топливного бака, установленного на распорке крыла.
Цепь цепной передачи напоминала аналогичную велосипедную, однако она была произведена предприятием, производящим сверхпрочные цепи для автомобильных двигателей.[47] Стоимость постройки «Флайера-1» составила менее тысячи долларов, это значительно меньше, чем 50 000 долларов, полученных Самуэлем Лэнгли на строительство его Аэродрома. «Флайер-1» имел размах крыла 12 м, весил 283 кг, и был оснащён двигателем мощностью 9 kW и весом 77 кг.
После недель задержек в Китти Хоук, вызванных поломкой пропеллера во время испытаний двигателя, Уилбер выиграл в орлянку право первым взлететь и совершил попытку взлёта 14 декабря 1903 года, однако самолёт упал сразу после взлёта, «Флайер-1» при этом незначительно пострадал. В письме к семье Уилбер писал, что испытание принесло «только частичный успех», констатируя, что «мощности вполне достаточно, и если бы не пустяковая ошибка и не недостаток опыта с этой машиной и этим методом старта, машина несомненно полетела бы красиво».[48] После ремонта братья Райт наконец поднялись в воздух 17 декабря 1903, совершив два полёта, каждый от уровня земли при встречном ветре скоростью 43 км/час. Первый полёт совершил Орвилл, он пролетел 36.5 метров за 12 секунд, этот полёт был зарегистрирован на известной фотографии. Следующие два полёта были длиной около 52 и 60 метров, совершённые Уилбером и Орвиллом соответственно. Их высота была около 3 метров над уровнем земли.[49] Запись Орвилла Райта о последнем полёте в этот день:
Сразу же после полудня Уилл отправился в четвёртый, и последний, полет. Машина делала скачки вверх и вниз, как прежде, но к моменту, когда она пролетела 300 или 400 футов, Уилл почувствовал, что она управляется намного лучше и движется замечательно ровно. Это происходило до тех пор, пока аппарат не достиг небольшого пригорка, находившегося на расстоянии около 800 футов от места старта. В это время вновь началась килевая качка, и машина внезапно устремилась к земле. Расстояние над землей в 852 фута было пройдено за 59 секунд. Рама переднего руля была сильно повреждена, но главная рама не пострадала совсем. Мы оценили, что машина может быть приведена в удовлетворительное состояние для полётов снова через день или два.
Оригинальный текст (англ.)Wilbur started the fourth and last flight at just about 12 o'clock. The first few hundred feet were up and down, as before, but by the time three hundred feet had been covered, the machine was under much better control. The course for the next four or five hundred feet had but little undulation. However, when out about eight hundred feet the machine began pitching again, and, in one of its darts downward, struck the ground. The distance over the ground was measured to be 852 ft; the time of the flight was 59 seconds. The frame supporting the front rudder was badly broken, but the main part of the machine was not injured at all. We estimated that the machine could be put in condition for flight again in about a day or two. [50]
Свидетелями полётов были пять человек: Адам Этэридж, Джон Дэниелс и Уилл Дуг из береговой команды спасателей; бизнесмен области У. С. Бринкли; и Джонни Мур, деревенский мальчик, что позволяет считать эти полёты первыми публичными полётами. Оператор телеграфа, передававший телеграмму их отцу, стал источником утечки информации против желания братьев, и весьма неточные сообщения появились в нескольких газетах на следующий день.[51]
После того, как мужчины отбуксировали Флайер обратно после его четвёртого рейса, мощный порыв ветра переворачивал его несколько раз, несмотря на попытки предотвратить это. Сильно повреждённый, самолёт больше не поднимался в воздух. Братья отправили его домой, и годы спустя Орвилл восстановил его, передавая его для показа в США, а затем и Британскому музею (см. спор со Смитсоновским институтом ниже), пока наконец он не был установлен в Смитсоновском институте в Вашингтоне, округ Колумбия в 1948.
В 1904 братья Райт построили Флайер-II и устроили аэродром в Прерии Хаффмана, пастбище коров в 13 км к северо-востоку от Дейтона, которое президент банка Торренс Хаффман предоставил им без арендной платы[52]. Они пригласили на первую попытку полёта 23 мая репортёров с условием, что они не будут фотографировать. Неисправности двигателя и слабые ветры не дали возможности поднять самолёт в воздух, они смогли совершить только очень короткий перелёт несколькими днями позже в присутствии гораздо меньшего числа репортёров. Некоторые учёные считают, что Райт специально саботировали эти полёты, чтобы у журналистов пропал к ним интерес.[53] Неизвестно, верно ли это утверждение, однако после их неудачных показательных полётов местные газеты игнорировали их около полутора лет.
Братья Райт были довольны тем, что освободились от внимания репортёров. Отсутствие журналистов также уменьшало шансы их конкурентов для изучения их методов. После полётов с двигателем в Китти Хоук Райт приняли решение начинать сворачивать велосипедный бизнес, чтобы они могли посвятить себя созданию и продвижению на рынке пригодного к эксплуатации самолёта.[54] Такое решение несло в себе финансовый риск, так как Райт не были богаты и не имели государственного финансирования (в отличие от других пионеров авиации, таких как Адэр, Максим, Лэнгли и Сантос-Дюмон). Целью их работы не было получение богатства; она должна была принести им средства к существованию. Таким образом их эксперименты продолжали оставаться в секрете, как и советовал им их поверенный Гарри Тулмен, они не показывали никому деталей своей машины.
В Прерии Хаффмана при более слабых ветрах и более низкой плотности воздуха, чем в Китти Хоук (из-за большей высоты над уровнем моря и более высоких температур штата Огайо) осуществление взлёта было намного сложнее, и братья Райт должны были использовать для взлёта намного более длинный стартовый рельс, в отличие от 18-метрового рельса в Китти Хоук. Весной и летом они совершили много жёстких посадок, по сути небольших катастроф, которые приводили к повреждениям Флайера, и сопровождались ушибами и травмами пилотов. 13 августа, совершая взлёт без посторонней помощи, Уилбер наконец превысил их лучшую дальность полёта в Китти Хоук, пролетев 400 м. Тогда они решили использовать катапульту, чтобы делать взлёты более простыми и впервые опробовали её 7 сентября. 20 сентября 1904 Уилбер пролетел первый полный круг в истории на аппарате тяжелее воздуха, пролетев 1244 м приблизительно за полторы минуты. Их два лучших полёта состоялись 9 ноября (пилотировал Уилбер) и 1 декабря (пилотировал Орвилл), каждое более пяти минут и длиной около 5 км, почти 4 круга каждый полёт. К концу года братья налетали около 50 минут в 105 полётах по 85-акровому пастбищу, которое до сегодняшнего дня фактически не изменилось и сегодня является частью Дейтонского национального исторического парка авиационного наследия, который находится рядом с авиабазой Райт-Паттерсон.
Несмотря на значительный прогресс в 1904 году, Флайер всё ещё часто терял управление.[55] Братья Райт разобрали часто разбивавшийся и ремонтированный самолёт, но сохранили двигатель, и в 1905 построили новый «Флайер-III», в котором были сделаны важные усовершенствования. Братья устанавливали отдельное управление для хвостового руля вместо того, чтобы связать руль с «колыбелью» перекоса крыла, как это было ранее. Управление всеми тремя осями — креном, рысканием и тангажом — производилось независимо друг от друга. Однако обновлённый Флайер дал те же результаты, что и первые два. Его первый полёт 23 июня и несколько последующих продолжались не более 10 секунд.[56] После того, как Орвилл перенёс травму кости и возможную авиакатастрофу 14 июля, они переделали Флайер, увеличив и установив дальше от крыльев передний элеватор и хвостовой руль.
Эти усовершенствования значительно улучшили стабильность и управление, подготовив базу для серии из шести «длинных полётов» продолжительностью от 17 до 38 минут и дальностью от 20 до 39 км по 1,4-км маршруту вокруг Прерии Хаффмана с 26 сентября по 5 октября. Уилбер совершил последний и самый длинный полёт, дальностью 39,4 км за 38 минут и 3 секунды, заканчивающийся безопасной посадкой после того, как закончилось топливо. У этого полёта было множество свидетелей, в том числе несколько их друзей, их отец Милтон, а также окрестные фермеры.[57] Журналисты появились на следующий день (впервые после мая предыдущего года), но братья отказались летать. Длинные полёты убедили братьев Райт, что они достигли своей цели создания летающей машины, годной к практической эксплуатации, которую братья могли бы предложить к продаже.
Немногие фотографии полётов 1904—1905 были сделаны самими братьями Райт. (Несколько фотографий было повреждено в Большое Дэйтонское наводнение 1913 года, но большая часть сохранилась.) В 1904 пчеловод из штата Огайо Амос Рут, энтузиаст новых технологий, увидел несколько относительно коротких полётов. Статьи, которые он написал для своего журнала пчеловодства, были единственными изданными сообщениями свидетеля полётов в Прерии Хаффмана, если не считать неудачный ранний полёт, который наблюдали местные корреспонденты[58]. Рут предложил свою статью журналу Scientific American, но редактор отказался её печатать. В итоге информация о полётах братьев Райт не получила широкую известность вне штата Огайо, и часто воспринималась со скептицизмом. Парижское издание Herald Tribune озаглавило статью 1906 года о братьях Райт «FLYERS OR LIARS?» (англ. «ЛЕТЧИКИ ИЛИ ЛГУНЫ?»; в английском названии игра слов).
В последующие годы газеты Дейтона должны были бы чествовать жителей города братьев Райт как национальных героев, однако местные журналисты упустили эти важнейшие события в истории города, хотя они происходили буквально в нескольких милях от них. Годы спустя Джеймс М. Кокс, издававший в то время Dayton Daily News (позднее губернатор Огайо и кандидат в президенты от Демократической партии в 1920 году), описывал отношение журналистов и читателей в те дни: «Откровенно говоря, никто из них не верил в это.»[59] Несколько газет напечатали статьи о долгих полётах, но ни авторы статей, ни фотографы газет сами не присутствовали при полётах. Слабое внимание прессы было главной причиной скептического отношения в Вашингтоне, Европе а также в журналах, подобных Scientific American, редакторы которых сомневались относительно «предполагаемых экспериментов» и спрашивали, почему американские газеты не обращали внимания на столь важные события.[60]
Братья Райт, безусловно, принимали меры для того, чтобы внимание к их полётом было минимальным. Опасаясь, что конкуренты воспользуются их идеями, и все еще не
