In 1853 waren bezoekers van Brompton-by-Sawdon bij Scarborough in Yorkshire getuige van een buitengewoon schouwspel. Een oudere heer, Sir George Cayley, was bezig met de laatste aanpassingen aan zijn vliegmachine, een zweefvliegtuig, ter voorbereiding op het lanceren van een volwassen man in de lucht.

Volgens het verslag van Cayley's kleindochter was de enigszins onwillige piloot-passagier een koetsier, John Appleby. Hij nam plaats in een bootachtig rijtuigje dat onder de vleugels was bevestigd; het zweefvliegtuig werd naar behoren gelanceerd, getrokken door een galopperend paard, en in een vlucht die slechts enkele seconden moet hebben geduurd, maar voor de doodsbange koetsier ongetwijfeld aanvoelde als uren, vloog de machine 900 voet over hetHet was de eerste geregistreerde vlucht van een vliegtuig met vaste vleugels dat een volwassene vervoerde.

Na zijn korte en succesvolle vlucht stortte het zweefvliegtuig neer. De koetsier overleefde het. Zijn woorden bij de landing zijn niet opgetekend, maar binnen de kortste keren begroette hij zijn werkgever met een welgemeend verzoek: "Alstublieft, Sir George, ik wil mijn ontslag indienen. Ik ben aangenomen om te rijden, niet om te vliegen!" Sir George Cayley's zweefvliegtuig was veel onvoorspelbaarder gebleken dan een four-in-hand.

De vliegreis van de koetsier over Brompton Dale was het hoogtepunt van Sir George Cayley's levenslange toewijding aan het begrijpen van de beginselen van het vliegen. Als Cayley niet bijna 80 jaar oud was, zou hij waarschijnlijk zelf de plaats van de koetsier hebben ingenomen.

Cayley, geboren in 1773, was de 6e houder van het baronetschap Cayley. Hij woonde in Brompton Hall en was een lokale grootgrondbezitter, omdat hij na de dood van zijn vader verschillende landgoederen had geërfd. Hij was geïnteresseerd in een fenomenaal scala aan onderwerpen, meestal gerelateerd aan techniek. Cayley was een vindingrijke uitvinder en een getalenteerde ingenieur, en is het meest bekend om zijn onderzoek naar de principes en de werking van de techniek.mechanica van het vliegen en de praktische projecten die hij later ontwikkelde op basis van zijn vroege theoretische werk.

Cayley's bijdrage aan de geschiedenis van de bemande vlucht is zo belangrijk dat hij door velen wordt erkend als "de vader van de luchtvaart". Al in 1799 had hij het basisprobleem van zwaarder vliegen dan lucht begrepen, namelijk dat lift het gewicht in evenwicht moet houden en dat stuwkracht de luchtweerstand moet overwinnen, die tot een minimum moet worden beperkt. Zijn samenvatting werd gepresenteerd in zijn verhandeling over vliegen, Over navigatie vanuit de lucht gepubliceerd in de eerste jaren van de 19e eeuw: " het hele probleem beperkt zich binnen deze grenzen, namelijk om een oppervlak een bepaald gewicht te laten dragen door de toepassing van kracht op de lucht ."

Cayley had de vier krachten geïdentificeerd en gedefinieerd die tijdens de vlucht op een vliegtuig inwerken: lift, gewicht, stuwkracht en weerstand. Recent onderzoek uit 2007 suggereert dat schetsen uit zijn schooljongenstijd erop zouden kunnen wijzen dat hij al in 1792 op de hoogte was van de principes van een liftgenererend vliegtuig.

Zijn conclusies waren gebaseerd op observaties en berekeningen van de krachten die nodig waren om die echte vliegmachines, vogels, in de lucht te houden. Op basis van deze onderzoeken kon hij een ontwerp maken voor een vliegtuig met alle elementen die herkenbaar zijn in moderne vliegtuigen, waaronder vaste vleugels en lift-, aandrijvings- en besturingssystemen.

Cayley's munt uit 1799

Om zijn ideeën vast te leggen, graveerde Cayley in 1799 een afbeelding van zijn vliegtuigontwerp op een kleine schijf van zilver. De schijf, die zich nu in The Science Museum in Londen bevindt, toont een herkenbaar vliegtuig met vaste vleugels, een onderstel als een boot, kleppen voor de voortstuwing en een kruisvormige staart. Op deze zijde graveerde Cayley ook zijn initialen. Op de andere zijde legde hij een diagram vast van devier krachten die op het vliegtuig werken terwijl het in een rechte lijn vliegt.

Cayley werkte aan modellen van zijn ideeën en slaagde erin om er een met de hand te lanceren en ermee te vliegen in 1804. Dit werd door een luchtvaarthistoricus, C. H. Gibbs-Smith, erkend als de eerste "echte vliegtuigvlucht" in de geschiedenis. Het vleugeloppervlak was ongeveer 5 vierkante voet en kitevormig. Aan de achterkant had het zweefvliegtuig een verstelbare staart met stabilisatoren en een verticale vin.

Naast zijn interesse in vliegtuigen met vaste vleugels was Cayley, net als een aantal andere uitvinders uit zijn tijd, geïnteresseerd in de principes van de ornithopter, gebaseerd op het idee van flapperen om een vlucht te creëren. In Frankrijk hadden Launoy en Beinvenu een model met twee tegengestelde rotaties gemaakt met behulp van kalkoenveren. Kennelijk onafhankelijk daarvan ontwikkelde Cayley in de jaren 1790 een model met een rotorhelikopter, hij noemde hetzijn "Aerial Carriage".

Model van Sir George Caley's "Aerial Carriage", 1843. Gelicenseerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-Gelijk delen 3.0 licentie.

Vanaf 1810 publiceerde Cayley zijn driedelige serie Over navigatie vanuit de lucht. Het was ook op dit punt dat Cayley's visionaire kant zich begon te laten zien. Hij wist toen al dat mankracht alleen nooit voldoende zou zijn om met succes een vliegtuig te besturen. Hoezeer de "maak een grote set vleugels en flap ze als de hel" vliegschool, zoals uitgebeeld door Jacob Degen (die vals speelde met een waterstofballon) ook geloofde (of deed alsof hij geloofde) dat flapperen het antwoord was, Cayley wistHij richtte zijn aandacht op de kwestie van het vermogen van vliegtuigen met vaste vleugels die zwaarder waren dan lucht.

Hier was hij zijn tijd echt te ver vooruit. Lichter-dan-lucht machines zoals ballonnen vlogen natuurlijk al met succes. Zwaarder-dan-lucht machines hadden kracht nodig en de enige kracht die op dat moment beschikbaar was, was die van de opkomende stoomtechnologie. Hij overwoog wel om een stoommachine van Boulton en Watt te gebruiken om een vliegtuig aan te drijven.

Belangrijker is dat Cayley met een opmerkelijke vooruitziende blik de principes van de interne verbrandingsmotor voorzag en zelfs beschreef. Hij deed pogingen om heteluchtmotoren uit te vinden, waarbij hij verschillende krachtbronnen gebruikte, waaronder buskruit. Als hij een lichtgewicht motor tot zijn beschikking had gehad, zou Cayley bijna ongetwijfeld het eerste bemande en aangedreven vliegtuig hebben gemaakt.

Zijn onderzoekende en praktische geest bracht hem ertoe om naast zijn luchtvaartonderzoek ook lichtgewicht spaakwielen, een soort rupstrekker, automatische seinen voor spoorwegovergangen en vele andere zaken die we vandaag de dag als vanzelfsprekend beschouwen, te bedenken of te ontwikkelen. Hij was ook geïnteresseerd in architectuur, drainage en grondverbetering, optica en elektriciteit.

Cayley dacht ook na over ballonvaren en kwam met gestroomlijnde ontwerpen die in wezen prototypes waren van luchtschepen die werden aangedreven door stoom. Hij had ook het idee om aparte gaszakken te gebruiken op luchtschepen als een veiligheidsvoorziening om gasverlies door schade te beperken. Zijn ideeën waren dus vele jaren eerder dan luchtschepen.

De beroemde vlucht van zijn werknemer in 1853 werd voorafgegaan door een vlucht in 1849 met een tienjarig jongetje aan boord. Zijn zweefvliegtuigontwerpen waren gebaseerd op het model dat hij zoveel jaar eerder, in 1799, had gemaakt.

Er is enige discussie over wie er daadwerkelijk betrokken was bij de vluchten - sommige verslagen zeggen dat het zijn kleinzoon was die deelnam aan de vlucht van 1853, niet zijn koetsier, wat een beetje een losbandige manier lijkt om je te gedragen met je familieleden, zelfs in het belang van de wetenschap. Cayley had ongetwijfeld de ware wetenschappelijke geest, want hij was een van de oprichters van zowel de Yorkshire Philosophical Society als van de Yorkshire Philosophical Society.Scarborough Philosophical Society en hielp ook bij de oprichting en promotie van de British Association for the Advancement of Science in 1831.

Cayley vond het zelfs een "nationale schande" dat er geen luchtvaartvereniging was en probeerde er verschillende keren een op te richten. Hij wilde voor Groot-Brittannië " de glorie van de eerste te zijn om de droge navigatie van de universele oceaan van de aardse atmosfeer vast te stellen "Bij het beschrijven van zijn eigen machines kon Cayley zowel lyrisch als wetenschappelijk zijn. Hij schreef over het ontwerp van zijn zweefvliegtuig: " Het was prachtig om te zien hoe deze nobele witte vogel majestueus van de top van een heuvel naar een willekeurig punt op de vlakte eronder zeilde met perfecte stabiliteit en veiligheid... ."

Cayley leefde in een groot tijdperk voor ingenieurs, zowel in Groot-Brittannië als daarbuiten. Hij had misschien meer financiële middelen dan de Stephensons van Noordoost-Engeland, James Watt, de vuurtoren Stevensons van Schotland of vele andere beroemde namen uit die tijd. Wat echter duidelijk naar voren komt in het werk van alle gedenkwaardige pioniers uit deze periode is hun egalitaire wetenschappelijke geest en hunIndividuen zoals Cayley begrepen dat dit experimenten waren waar iedereen toegang tot moest hebben en zorgden ervoor dat zijn onderzoek publiek beschikbaar was.

Zijn bijdrage werd ook erkend, zoals Wilbur Wright in 1909 opmerkte: " Ongeveer 100 jaar geleden bracht een Engelsman, Sir George Cayley, de wetenschap van het vliegen naar een punt dat het nog nooit eerder had bereikt en dat het de afgelopen eeuw nauwelijks meer heeft bereikt. ."

Als hij niet in het parlement zat als Whig-lid voor Brompton van 1832 tot 1835, enkele van de meest turbulente jaren in de Britse politieke geschiedenis, bracht Cayley het grootste deel van zijn tijd door in Brompton, betrokken bij zijn verschillende experimenten en onderzoeksinteresses. Hij stierf daar op 15 december 1857. Na zijn dood maakte zijn collega de hertog van Argyll uiteindelijk Cayley's droom mogelijk van een vereniging gewijd aanluchtvaartonderzoek te verwezenlijken, met de oprichting van de Aeronautical Society of Great Britain.

Miriam Bibby BA MPhil FSA Scot is historicus, egyptoloog en archeoloog met een speciale interesse in de geschiedenis van paarden. Miriam heeft gewerkt als museumconservator, universitair docent, redacteur en consultant voor erfgoedbeheer. Momenteel is ze bezig met de afronding van haar PhD aan de Universiteit van Glasgow.