År 1853 fick besökare i Brompton-by-Sawdon nära Scarborough i Yorkshire se en extraordinär syn. En äldre gentleman, Sir George Cayley, gjorde de sista justeringarna av sin flygmaskin, en glidflygare, för att förbereda sig för att skicka upp en vuxen man i luften.

Enligt Cayleys barnbarns berättelse var den något motvillige pilotpassageraren en kusk, John Appleby. Han tog plats i en liten båtliknande vagn som slungades under vingarna; glidflygplanet startades vederbörligen, draget av en galopperande häst, och i en flykt som bara måste ha tagit sekunder, men som säkert kändes som timmar för den skräckslagne kusken, flög maskinen 900 fot överDet var den första registrerade flygningen med ett flygplan med fasta vingar som transporterade en vuxen person.

Efter en kort och framgångsrik flygning kraschade segelflygplanet. Kusken överlevde. Hans ord vid landningen har inte nedtecknats. Men inom en mycket kort tid hälsade han sin arbetsgivare med en innerlig begäran: "Snälla Sir George, jag vill säga upp mig. Jag anställdes för att köra, inte flyga!" Sir George Cayleys segelflygplan hade visat sig vara mycket mer oförutsägbart än en four-in-hand.

Kuskens luftburna färd över Brompton Dale var kulmen på Sir George Cayleys livslånga hängivenhet för att förstå flygets principer. Faktum är att om det inte hade varit för att Cayley var nästan 80 år skulle han förmodligen själv ha tagit kuskens plats.

Cayley föddes 1773 och var den sjätte innehavaren av Cayley baronetcy. Han bodde på Brompton Hall och var en lokal markägare av betydelse, efter att ha ärvt flera egendomar efter sin fars död. Han var intresserad av en fenomenal rad ämnen, främst relaterade till teknik. Cayley var en fantasifull uppfinnare såväl som en begåvad ingenjör och är mest känd för sin forskning om principerna ochflygmekanik, liksom de praktiska projekt som han senare utvecklade från sitt tidiga teoretiska arbete.

Cayleys bidrag till den bemannade flygningens historia är så viktigt att han av många betraktas som "flygteknikens fader". Redan 1799 hade han förstått det grundläggande problemet med att flyga tyngre än luft, att lyftkraften måste balansera vikten och att dragkraften måste övervinna luftmotståndet, som måste minimeras. Hans sammanfattning presenterades i hans avhandling om flygning, Om navigering i luften , som publicerades under de första åren av 1800-talet: " hela problemet är begränsat inom dessa gränser, dvs. att få en yta att bära en given vikt genom att applicera kraft på luften ."

Cayley hade identifierat och definierat de fyra krafter som verkar på ett flygplan under flygning: lyftkraft, vikt, dragkraft och luftmotstånd. Ny forskning från 2007 visar att skisser från hans skoltid kan tyda på att han redan 1792 var medveten om principerna för ett lyftkraftsgenererande flygplan.

Hans slutsatser baserades på observationer och beräkningar av de krafter som krävs för att hålla de verkliga flygmaskinerna, fåglarna, uppe. Utifrån dessa undersökningar kunde han utforma ett flygplan som hade alla de element som är igenkännbara i moderna flygplan, inklusive fasta vingar, lyftkraft, framdrivning och styrsystem.

Cayleys mynt från 1799

För att dokumentera sina idéer graverade Cayley 1799 en bild av sin flygplanskonstruktion på en liten silverskiva. Skivan, som nu finns i The Science Museum i London, visar ett igenkännbart flygplan med fasta vingar, en underhängande vagn som en båt, klaffar för framdrivning och en korsformad stjärt. På denna sida graverade Cayley också sina initialer. På andra sidan registrerade han ett diagram över flygplanetsfyra krafter som verkar på flygplanet när det flyger i en direkt linje.

Cayley arbetade med modeller av sina idéer och lyckades handstarta en av dem och flyga den 1804. Detta erkändes av en flyghistoriker, C. H. Gibbs-Smith, som den första "riktiga flygningen" i historien. Vingytan var cirka 5 kvadratfot och drakformad. Baktill hade glidflygplanet en justerbar stjärt med stabilisatorer och en vertikal fena.

Parallellt med sitt intresse för flygplan med fasta vingar var Cayley också, liksom flera andra uppfinnare på sin tid, intresserad av principerna för ornitoptrar, baserade på idén att flaxa för att skapa flygning. I Frankrike hade Launoy och Beinvenu skapat en modell med dubbla motrotationer med kalkonfjädrar. Till synes oberoende utvecklade Cayley en rotorhelikoptermodell på 1790-talet och kallade densin "luftburna vagn".

Modell av Sir George Caleys "Aerial Carriage", 1843. Licensierad under licensen Creative Commons Erkännande-Dela Lika 3.0 utan vidareutnyttjande.

Från 1810 och framåt publicerade Cayley sin tredelade serie Om navigering i luften. Det var också vid denna tidpunkt som Cayleys visionära sida började visa sig. Han visste redan då att enbart arbetskraft aldrig skulle vara tillräckligt för att lyckas flyga ett flygplan. Hur mycket "gör en stor uppsättning vingar och flaxa med dem som fan" flygskolan, som skildras av Jacob Degen (som fuskade med en väteballong) trodde (eller låtsades tro) att flaxande var lösningen, visste CayleyHan vände sin uppmärksamhet mot frågan om effekt för flygplan med fasta vingar som är tyngre än luften.

Här var han verkligen för långt före sin tid. Lättare maskiner än luft, som ballonger, flög naturligtvis framgångsrikt. Tyngre maskiner än luft krävde kraft, och den enda kraft som fanns tillgänglig vid den tidpunkten var den som producerades av den nya ångtekniken. Han övervägde faktiskt att använda en ångmaskin från Boulton och Watt för att driva ett flygplan.

Än viktigare är att Cayley med anmärkningsvärd förutseende förutsåg och till och med beskrev principerna för förbränningsmotorn. Han gjorde försök att uppfinna varmluftsmotorer med olika kraftkällor, inklusive krut. Om det hade funnits en lätt motor tillgänglig för honom skulle Cayley nästan otvivelaktigt ha skapat det första bemannade och motordrivna flygplanet.

Samtidigt med sina flygtekniska undersökningar ledde hans frågvisa och praktiska sinne honom till att ta fram eller utveckla lättviktshjul med spända ekrar, en typ av larvtraktor, automatiska signaler för järnvägsövergångar och många andra saker som vi idag tar för givna. Han var också intresserad av arkitektur, markavvattning och markförbättring, optik och elektricitet.

Cayley funderade också på ballongflygning och tog fram strömlinjeformade konstruktioner som i huvudsak var prototyper av luftskepp som drevs av ånga. Han hade också idén att använda separata gaspåsar på luftskeppen som en säkerhetsfunktion för att minska gasförlusten vid skador. Hans idéer föregick alltså luftskeppen med många år.

Den berömda flygningen med hans medarbetare 1853 föregicks av en flygning 1849 med en tioårig pojke ombord. Hans glidflygplan var baserade på den modell som han hade skapat så många år tidigare, 1799.

Det finns en del diskussioner om vem som egentligen deltog i flygningarna - enligt vissa uppgifter var det hans sonson som deltog i 1853 års flygning, inte hans kusk, vilket verkar vara ett lite slösaktigt sätt att bete sig mot sina släktingar, även när det gäller vetenskap. Cayley hade utan tvekan en sann vetenskaplig anda, eftersom han var en av grundarna av både Yorkshire Philosophical Society ochScarborough Philosophical Society och hjälpte också till att grunda och främja British Association for the Advancement of Science 1831.

Cayley tyckte faktiskt att det var en "nationell skam" att det inte fanns något aeronautiskt sällskap och försökte flera gånger att starta ett. Han ville göra anspråk på Storbritanniens " äran av att vara den första att etablera den torra navigeringen av den jordiska atmosfärens universella ocean ". När Cayley beskrev sina egna maskiner kunde han vara både lyrisk och vetenskaplig. Han skrev om sin glidflygplanskonstruktion: " Det var vackert att se denna ädla vita fågel segla majestätiskt från toppen av en kulle till varje given punkt på slätten nedanför den med perfekt stabilitet och säkerhet ."

Cayley levde i en stor tid för ingenjörer, både i Storbritannien och utomlands. Han må ha haft större ekonomiska resurser än Stephensons i nordöstra England, James Watt, Stevensons i Skottland och många andra av den tidens kända namn. Men det som tydligt framträder i arbetet hos alla de minnesvärda pionjärerna från denna period är deras egalitära vetenskapliga anda samt derasIndivider som Cayley förstod att detta var experiment som alla borde ha tillgång till och såg till att hans forskning blev tillgänglig för allmänheten.

Hans bidrag erkändes också. Som Wilbur Wright kommenterade 1909: " För ungefär 100 år sedan tog engelsmannen Sir George Cayley flygvetenskapen till en punkt som den aldrig hade nått tidigare och som den knappast har nått igen under det senaste århundradet ."

När Cayley inte satt i parlamentet som Whig-ledamot för Brompton från 1832 till 1835, några av de mest turbulenta åren i brittisk politisk historia, tillbringade han den mesta av sin tid på Brompton, involverad i sina olika experiment och forskningsintressen. Han dog där den 15 december 1857. Efter hans död möjliggjorde hans kollega hertigen av Argyll slutligen Cayleys dröm om ett sällskap tillägnatflygteknisk forskning att bli verklighet, genom grundandet av Aeronautical Society of Great Britain.

Miriam Bibby BA MPhil FSA Scot är historiker, egyptolog och arkeolog med ett särskilt intresse för hästars historia. Miriam har arbetat som museikurator, universitetslärare, redaktör och konsult inom kulturarvsförvaltning. Hon håller för närvarande på att avsluta sin doktorsavhandling vid University of Glasgow.