Το 1853, οι επισκέπτες του Brompton-by-Sawdon κοντά στο Scarborough του Yorkshire θα γίνονταν μάρτυρες ενός εκπληκτικού θεάματος. Ένας ηλικιωμένος κύριος, ο Sir George Cayley, έκανε τις τελευταίες ρυθμίσεις στην ιπτάμενη μηχανή του, ένα ανεμόπτερο, για να προετοιμάσει την εκτόξευση ενός ενήλικου άνδρα στον αέρα.

Σύμφωνα με τη διήγηση της εγγονής του Κέιλι, ο κάπως απρόθυμος πιλότος-επιβάτης ήταν ένας αμαξάς, ο Τζον Άπλμπι. Πήρε τη θέση του σε μια μικρή άμαξα που έμοιαζε με βάρκα και ήταν κρεμασμένη κάτω από τα φτερά- το ανεμόπτερο εκτοξεύτηκε δεόντως, τραβηγμένο από ένα καλπάζον άλογο, και σε μια πτήση που πρέπει να κράτησε μόνο δευτερόλεπτα, αλλά αναμφίβολα έμοιαζε με ώρες για τον τρομοκρατημένο αμαξά, η μηχανή πέταξε 900 πόδια πάνω από το βουνό.Ήταν η πρώτη καταγεγραμμένη πτήση αεροσκάφους σταθερής πτέρυγας που μετέφερε ενήλικα.

Μετά τη σύντομη και επιτυχημένη πτήση του, το ανεμόπτερο συνετρίβη. Ο αμαξάς επέζησε. Τα λόγια του κατά την προσγείωση δεν έχουν καταγραφεί. Ωστόσο, σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα χαιρετούσε τον εργοδότη του με μια θερμή παράκληση: "Σας παρακαλώ, κύριε Τζορτζ, επιθυμώ να παραιτηθώ. Με προσέλαβαν για να οδηγώ, όχι για να πετάω!" Το ανεμόπτερο του σερ Τζορτζ Κέιλι είχε αποδειχθεί πολύ πιο απρόβλεπτο από ένα τετράποδο.

Το εναέριο ταξίδι του αμαξά πάνω από το Brompton Dale ήταν το αποκορύφωμα της αφοσίωσης του Sir George Cayley σε όλη του τη ζωή στην κατανόηση των αρχών της πτήσης. Στην πραγματικότητα, αν δεν υπήρχε το γεγονός ότι ο Cayley ήταν σχεδόν 80 ετών, πιθανότατα θα έπαιρνε ο ίδιος τη θέση του αμαξά.

Γεννημένος το 1773, ο Cayley ήταν ο 6ος κάτοχος του βαρονετισμού Cayley. Ζούσε στο Brompton Hall και ήταν ένας τοπικός γαιοκτήμονας με σημαντική περιουσία, αφού κληρονόμησε πολλά κτήματα μετά το θάνατο του πατέρα του. Ενδιαφερόταν για ένα εκπληκτικό φάσμα θεμάτων, κυρίως σχετικών με τη μηχανική. Ευφάνταστος εφευρέτης καθώς και ταλαντούχος μηχανικός, ο Cayley είναι περισσότερο γνωστός για την έρευνά του στις αρχές και τιςμηχανική της πτήσης, καθώς και τα πρακτικά σχέδια που ανέπτυξε αργότερα από το πρώιμο θεωρητικό του έργο.

Η συμβολή του Cayley στην ιστορία της επανδρωμένης πτήσης είναι τόσο σημαντική που αναγνωρίζεται από πολλούς ως "ο πατέρας της αεροναυπηγικής". Ήδη από το 1799, είχε αντιληφθεί το βασικό ζήτημα της πτήσης βαρύτερα από τον αέρα, ότι η άνωση πρέπει να εξισορροπεί το βάρος και η ώθηση πρέπει να ξεπερνά την αντίσταση, η οποία πρέπει να ελαχιστοποιείται. Η σύνοψή του παρουσιάστηκε στην πραγματεία του για την πτήση, Σχετικά με την εναέρια ναυσιπλοΐα , που δημοσιεύτηκε στα πρώτα χρόνια του 19ου αιώνα: " το όλο πρόβλημα περιορίζεται μέσα σε αυτά τα όρια, δηλαδή να κάνει μια επιφάνεια να στηρίξει ένα δεδομένο βάρος με την εφαρμογή δύναμης στον αέρα. ."

Ο Κέιλι είχε εντοπίσει και ορίσει τις τέσσερις δυνάμεις που δρουν σε ένα αεροπλάνο κατά την πτήση: την άνωση, το βάρος, την ώθηση και την αντίσταση. Πρόσφατη έρευνα, από το 2007, δείχνει ότι σκίτσα από τα μαθητικά του χρόνια μπορεί να δείχνουν ότι γνώριζε ήδη τις αρχές ενός αεροπλάνου που δημιουργεί άνωση από το 1792.

Τα συμπεράσματά του βασίστηκαν σε παρατηρήσεις και υπολογισμούς των δυνάμεων που απαιτούνταν για να κρατηθούν ψηλά οι πραγματικές ιπτάμενες μηχανές, τα πουλιά. Από τις έρευνες αυτές, κατάφερε να σχεδιάσει ένα αεροπλάνο που είχε όλα τα στοιχεία που είναι αναγνωρίσιμα στα σύγχρονα αεροπλάνα, όπως σταθερές πτέρυγες, συστήματα ανύψωσης, προώθησης και ελέγχου.

Νόμισμα του Cayley του 1799

Προκειμένου να καταγράψει τις ιδέες του, το 1799 ο Κέιλι χάραξε μια εικόνα του σχεδίου του αεροσκάφους του σε έναν μικρό ασημένιο δίσκο. Ο δίσκος, που βρίσκεται σήμερα στο Μουσείο Επιστημών του Λονδίνου, δείχνει ένα αναγνωρίσιμο αεροσκάφος με σταθερές πτέρυγες, ένα υποβρύχιο αμάξι σαν βάρκα, πτερύγια για την πρόωση και μια ουρά σε σχήμα σταυρού. Σε αυτή την πλευρά, ο Κέιλι χάραξε επίσης τα αρχικά του. Στην άλλη πλευρά, κατέγραψε ένα διάγραμμα τουτέσσερις δυνάμεις που ασκούνται στο αεροσκάφος κατά την πτήση σε ευθεία γραμμή.

Ο Cayley δούλεψε πάνω σε μοντέλα των ιδεών του, εκτόξευσε με επιτυχία ένα από αυτά με το χέρι και το πέταξε το 1804. Αυτό αναγνωρίστηκε από έναν ιστορικό της αεροναυπηγικής, τον C. H. Gibbs-Smith, ως η πρώτη "πραγματική πτήση αεροπλάνου" στην ιστορία. Η επιφάνεια της πτέρυγας ήταν περίπου 5 τετραγωνικά πόδια και είχε σχήμα χαρταετού. Στο πίσω μέρος το ανεμόπτερο διέθετε ρυθμιζόμενη ουρά με σταθεροποιητές και κάθετο πτερύγιο.

Παράλληλα με το ενδιαφέρον του για τα αεροσκάφη σταθερής πτέρυγας, ο Cayley ενδιαφερόταν επίσης, όπως και αρκετοί άλλοι εφευρέτες της εποχής του, για τις αρχές του ορνιθόπτερου, που βασιζόταν στην ιδέα του χτυπήματος για τη δημιουργία πτήσης. Στη Γαλλία, οι Launoy και Beinvenu είχαν δημιουργήσει ένα δίδυμο μοντέλο με αντίθετη περιστροφή χρησιμοποιώντας φτερά γαλοπούλας. Προφανώς ανεξάρτητα, ο Cayley ανέπτυξε ένα μοντέλο ελικοπτέρου με ρότορα στη δεκαετία του 1790, ονομάζοντάς τοτο "Aerial Carriage" του.

Μοντέλο της "Εναέριας άμαξας" του Sir George Caley, 1843. Άδεια χρήσης με την άδεια Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license.

Από το 1810 και μετά, ο Κέιλι δημοσίευε την τριμερή σειρά του Σχετικά με την εναέρια ναυσιπλοΐα. Ήταν επίσης σε αυτό το σημείο που άρχισε να φαίνεται η οραματική πλευρά του Cayley. Ήξερε από τότε ότι το ανθρώπινο δυναμικό από μόνο του δεν θα ήταν ποτέ αρκετό για να πετάξει με επιτυχία ένα αεροσκάφος. Όσο κι αν η σχολή της πτήσης "φτιάξε ένα μεγάλο σετ φτερών και χτύπα τα σαν κόλαση", όπως παρουσιάστηκε από τον Jacob Degen (που εξαπάτησε με ένα μπαλόνι υδρογόνου) πίστευε (ή προσποιούνταν ότι πίστευε), ότι το χτύπημα ήταν η απάντηση, ο Cayley ήξερε ότιστρέφει την προσοχή του στο θέμα της ισχύος για αεροσκάφη σταθερής πτέρυγας που ήταν βαρύτερα από τον αέρα.

Εδώ, ήταν πραγματικά πολύ μπροστά από την εποχή του. Οι ελαφρύτερες από τον αέρα μηχανές, όπως τα αερόστατα, πετούσαν φυσικά με επιτυχία. Οι βαρύτερες από τον αέρα μηχανές απαιτούσαν ισχύ, και η μόνη διαθέσιμη ισχύς εκείνη τη στιγμή ήταν αυτή που παρήγαγε η αναδυόμενη τεχνολογία του ατμού. Σκέφτηκε πράγματι να χρησιμοποιήσει μια ατμομηχανή των Boulton και Watt για την κίνηση ενός αεροσκάφους.

Πιο σημαντικά, με αξιοσημείωτη προνοητικότητα, ο Cayley προέβλεψε και περιέγραψε ακόμη και τις αρχές του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Έκανε προσπάθειες να εφεύρει κινητήρες θερμού αέρα, χρησιμοποιώντας διάφορες πηγές ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης της πυρίτιδας. Αν υπήρχε στη διάθεσή του ένας ελαφρύς κινητήρας, ο Cayley θα είχε σχεδόν αναμφίβολα δημιουργήσει το πρώτο επανδρωμένο και μηχανοκίνητο αεροσκάφος.

Παράλληλα με τις αεροναυτικές του έρευνες, το ερευνητικό και πρακτικό του μυαλό τον οδήγησε στην επινόηση ή την ανάπτυξη ελαφρών τροχών με τεντωμένες ακτίνες, ενός τύπου ερπυστριοφόρου ελκυστήρα, αυτόματων σηματοδοτών για σιδηροδρομικές διαβάσεις και πολλών άλλων αντικειμένων που σήμερα θεωρούμε δεδομένα. Ενδιαφέρθηκε επίσης για την αρχιτεκτονική, την αποστράγγιση και τη βελτίωση της γης, την οπτική και τον ηλεκτρισμό.

Ο Cayley εξέτασε επίσης την πτήση με αερόστατο, καταλήγοντας σε βελτιωμένα σχέδια που ήταν ουσιαστικά πρωτότυπα αερόπλοια που κινούνταν με ατμό. Είχε επίσης την ιδέα της χρήσης ξεχωριστών σάκων αερίου στα αερόπλοια ως χαρακτηριστικό ασφαλείας για τη μείωση της απώλειας αερίου λόγω ζημιών. Έτσι, οι ιδέες του προηγήθηκαν των αερόπλοιων κατά πολλά χρόνια.

Είχε προηγηθεί η περίφημη πτήση του υπαλλήλου του το 1853, το 1849, με επιβαίνοντα ένα δεκάχρονο αγόρι. Τα σχέδια του ανεμοπλάνου του βασίστηκαν στο μοντέλο που είχε δημιουργήσει τόσα χρόνια πριν, το 1799.

Υπάρχει κάποια συζήτηση σχετικά με το ποιος πραγματικά συμμετείχε στις πτήσεις - ορισμένες αναφορές λένε ότι ήταν ο εγγονός του που συμμετείχε στην πτήση του 1853, όχι ο αμαξάς του, κάτι που φαίνεται λίγο σπάταλος τρόπος να συμπεριφέρεται κανείς με τους συγγενείς του, ακόμη και για τον σκοπό της επιστήμης. Ο Κέιλι είχε αναμφίβολα το πραγματικό επιστημονικό πνεύμα, καθώς ήταν ιδρυτικό μέλος τόσο της Φιλοσοφικής Εταιρείας του Γιορκσάιρ όσο και τηςΦιλοσοφική Εταιρεία του Σκάρμπορο και βοήθησε επίσης στην ίδρυση και προώθηση της Βρετανικής Ένωσης για την Προώθηση της Επιστήμης το 1831.

Στην πραγματικότητα, ο Cayley θεωρούσε ότι ήταν "εθνική ντροπή" το γεγονός ότι δεν υπήρχε αεροναυτική εταιρεία και προσπάθησε να ιδρύσει μία αρκετές φορές. Ήθελε να διεκδικήσει για τη Βρετανία " τη δόξα του να είναι ο πρώτος που καθιέρωσε την ξηρά ναυσιπλοΐα στον παγκόσμιο ωκεανό της γήινης ατμόσφαιρας ". Περιγράφοντας τις δικές του μηχανές, ο Cayley μπορούσε να είναι λυρικός αλλά και επιστημονικός. Έγραψε για τον σχεδιασμό του ανεμοπλάνου του: " Ήταν πανέμορφο να βλέπεις αυτό το ευγενές λευκό πουλί να πλέει μεγαλόπρεπα από την κορυφή ενός λόφου σε οποιοδήποτε σημείο της πεδιάδας κάτω από αυτόν με απόλυτη σταθερότητα και ασφάλεια. ."

Ο Cayley έζησε σε μια μεγάλη εποχή για τους μηχανικούς, τόσο στη Βρετανία όσο και στο εξωτερικό. Μπορεί να είχε περισσότερους οικονομικούς πόρους από τους Stephensons της βορειοανατολικής Αγγλίας, τον James Watt, τους φαροφύλακες Stevensons της Σκωτίας ή πολλά άλλα διάσημα ονόματα της εποχής. Ωστόσο, αυτό που διαφαίνεται ξεκάθαρα στο έργο όλων των αξιομνημόνευτων πρωτοπόρων αυτής της περιόδου είναι το ισότιμο επιστημονικό τους πνεύμα καθώς και τοΆτομα όπως ο Cayley κατάλαβαν ότι πρόκειται για πειράματα στα οποία όλοι θα έπρεπε να έχουν πρόσβαση και φρόντισαν να καταστήσουν την έρευνά του δημόσια διαθέσιμη.

Η συμβολή του αναγνωρίστηκε επίσης. Όπως σχολίασε ο Wilbur Wright το 1909: " Πριν από περίπου 100 χρόνια, ένας Άγγλος, ο Sir George Cayley, οδήγησε την επιστήμη της πτήσης σε ένα σημείο στο οποίο δεν είχε φτάσει ποτέ πριν και στο οποίο δύσκολα έφτασε ξανά κατά τη διάρκεια του περασμένου αιώνα. ."

Όταν δεν έπαιρνε τη θέση του στο κοινοβούλιο ως βουλευτής των Ουίγων για το Μπρόμπτον από το 1832 έως το 1835, μερικά από τα πιο ταραγμένα χρόνια της βρετανικής πολιτικής ιστορίας, ο Κέιλι περνούσε τον περισσότερο χρόνο του στο Μπρόμπτον, ασχολούμενος με τα διάφορα πειράματα και τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα. Πέθανε εκεί στις 15 Δεκεμβρίου 1857. Μετά το θάνατό του, ο συνάδελφός του, ο Δούκας του Άργκιλ, επέτρεψε τελικά το όνειρο του Κέιλι για μια κοινωνία αφιερωμένη στηνη αεροναυτική έρευνα να γίνει πραγματικότητα, με την ίδρυση της Αεροναυτικής Εταιρείας της Μεγάλης Βρετανίας.

Η Miriam Bibby BA MPhil FSA Scot είναι ιστορικός, αιγυπτιολόγος και αρχαιολόγος με ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την ιστορία των ιπποειδών. Η Miriam έχει εργαστεί ως επιμελήτρια μουσείων, πανεπιστημιακός ακαδημαϊκός, εκδότης και σύμβουλος διαχείρισης πολιτιστικής κληρονομιάς. Αυτή τη στιγμή ολοκληρώνει το διδακτορικό της στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης.