Inga fötter på jorden!

Historien om bröderna Wright är lika fascinerande som inspirerande. Wilbur och Orville var inga ingenjörer eller vetenskapsmän. De drev en cykelverkstad som blev framgångsrik i Dayton, Ohio, under den stora cykelboomen i slutet av 1800-talet. Teknikintresserade som de var kom de att hänföras av tanken på att bygga en flygmaskin.

Experimenten med flygplanen var ett fritidsprojekt. På somrarna genomfördes provflygningarna på vidderna utanför Kitty Hawk i North Carolina, medan experiment och konstruktion av de olika flygplanen gjordes hemma i verkstaden.

Genom ett systematiskt arbete där de löste ett problem i taget blev de först med att bygga en fungerande flygmaskin som var tyngre än luften. Många av de idéer och principer de utvecklade är än idag grundläggande inom flygtekniken.

Per Martinson

 

Treaxelmanövrering

När andra flygpionjärer fokuserade på att med hjälp av så mycket motorkraft som möjligt få upp ett flygplan i luften insåg bröderna Wright att det viktigaste var att lära sig styra det. De arbetade fram den manövreringsprincip som används än idag med tre axlar: tipp, roll och gir.

Ofta måste man använda flera axlar för att utföra en manövrering i luften.

De tre flygaxlarna

 

Tippaxeln

Tippaxeln utgör lutningen i färdriktningen och påverkar flygplanets lyftkraft. Det är alltså den axeln som man använder när man vill stiga och sjunka med planet.

Rollaxeln

utgör lutningen tvärs mot färdriktningen. Eftersom vingarnas lyftkraft är på ovansidan kommer flygplanet röra sig i den riktning vingarna lutar. Därför används rollaxeln till att “svänga” med planet.

Giraxeln

är rotationen i sidled. Den påverkas alltså av rollaxeln. Sidorodret hjälper till att kontrollera denna rotation.

 

Lilienthal och Chanute

Andra flygpionjärer

Redan på 1700-talet hade människor lyckats flyga med hjälp av ballonger och luftskepp. Eftersom dessa fungerade genom att de var lättare än luft behövde de vara väldigt stora för att kunna lyfta människor. De var också svåra att styra. Därför var det många som ville bli först med att bygga en maskin som av egen kraft kunde lyfta från marken.

Bröderna Wrights intresse för flygning väcktes när tidningarna började skriva om andra flygpionjärers experiment.

 

 

Otto Lilienthal

Föddes 1848 i Tyskland och var den första som lyckades flyga med ett föremål som var tyngre än luften. Hans glidflygplan var inspirerade av fåglar och med ett av dem lyckades han flyga 250 meter. Wrightbröderna använde sig av Lilienthals data i sina första experiment.

 

Octave Chanute

Var en ingenjör som kom att bli intresserad av flygning efter sin karriär. Han ansåg sig vara för gammal för att flyga själv, men sammanställde mängder av data från experiment som andra hade gjort. Han kom att bli något av en mentor för bröderna Wright, och var bland annat den som stod bakom biplanskonstruktionen, de dubbla vingarna, som alla deras flygplan byggde på.

 

 

Wrights vindtunnel

Vindtunneln

Efter hand insåg Wrightbröderna att Lilienthals data hade brister. För att själva kunna beräkna lyftkraften tillverkade de en egen vindtunnel där de provade olika modeller.

Experimenten var förhållandevis systematiska och de lyckades på detta sätt samla in en mängd värdefull data som de använde vid konstruktionen av sina flygplan.

 

Bröderna Wrights flygplan

Glider 1900

Till en början experimenterade bröderna med drakar. Deras första glidflygare flögs först som en drake, men den kunde lyfta en människa som agerade pilot. Wilbur var den första att göra det, och de genomförde sedan ett antal friflygningar. På så sätt kunde de utforska tekniken med vingvridning (se nedan).

 

Glider 1901

Deras andra glidflygare byggdes året efter och hade större vingar men byggde på samma princip. Den led till en början av några konstruktionsfel. Men även efter att dessa hade åtgärdats genererade den inte så mycket lyftkraft som förväntat. Det var då bröderna insåg att den etablerade datan var felaktig och de började göra experiment i sin egen vindtunnel.

 

Flyer 1903

Under 1902 provflög bröderna den första glidflygaren med sidoroder. Konstruktionen användes i deras Flyer, som alltså genomförde den första motoriserade flygningen i historien 1903. Eftersom bröderna Wright också var historiens första piloter hade de till en början svårt att kontrollera flygplanet. De första flygningarna varade bara tiotalet meter, men så småningom lärde de sig flyga det så pass bra att de kom ett par hundra meter. Men det var först genom framsteg 1904 och 1905 som de lyckades åstadkomma mer stabila flygningar.

Vingvridning

Bröderna hade insett att det bästa sättet att styra ett flygplan var genom att luta det i rollaxeln, men de visste inte hur de skulle utföra det.

Det sägs att Wilbur en dag kom på lösningen när han vred på en kartong till en cykelslang. Genom att vrida på vingarna påverkas lyftkraften och man uppnår en roll. Fåglar använder samma lösning när de flyger. Konstruktionen användes i alla bröderna Wrights flygplan, men blev snart daterad. Idag använder man skevroder eftersom det är effektivare och mer robust.

Wing warp

 

Vingprofil

Varför lyfter flygplan?

Alla flygmaskiner som är tyngre än luften utnyttjar vingprofiler för att lyfta. Tekniken var känd långt innan bröderna Wright började flyga.

Väldigt förenklat bygger den på Newtons tredje lag om att varje kraft har en motkraft. Flygplansvingarna är utformade så att de trycker ned luft när de rör sig framåt. Som motkraft bildas ett lyft som får flygplanet att flyga. Samma princip används i propellrar och helikopterrotorer.

 

Vad hände sedan?

Det var inte alla som trodde på nyheten att bröderna Wright hade lyckats flyga. Speciellt i Europa var det många som ansåg att de var bluffmakare. Efter hand fick de ändå ett erkännande, men deras hjältestatus fläckades av att de började driva patentstrider mot andra flygpionjärer.

Wilbur dog 1912 i tyfoidfeber medan Orville fortsatte kämpa för deras ensamrätt. I samband med första världskrigets utbrott blev det dock omöjligt att upprätthålla ett monopol på flygmaskiner och flygbranschen kom att utvecklas explosionsartat. Resterna av brödernas företag lever än idag i form av Curtiss-Wright Corporation, som tillverkar flygplanskomponenter.

Patent