Vào năm 1853, du khách đến thăm Brompton-by-Sawdon gần Scarborough ở Yorkshire đã chứng kiến ​​một cảnh tượng phi thường. Một quý ông lớn tuổi, Ngài George Cayley, đang thực hiện những điều chỉnh cuối cùng cho cỗ máy bay của mình, một chiếc tàu lượn, để chuẩn bị phóng một người đàn ông trưởng thành lên không trung.

Theo lời kể của cháu gái Cayley, người phi công hơi miễn cưỡng -hành khách là người đánh xe, John Appleby. Anh ta thế chỗ của mình trong một cỗ xe giống như chiếc thuyền nhỏ treo dưới cánh; chiếc tàu lượn đã được phóng đi hợp lệ, được kéo bởi một con ngựa đang phi nước đại, và trong một chuyến bay chắc chỉ mất vài giây, nhưng chắc chắn là hàng giờ đối với người đánh xe kinh hoàng, cỗ máy đã bay qua thung lũng 900 feet. Đây là chuyến bay đầu tiên được ghi lại của một chiếc máy bay cánh cố định chở một người trưởng thành.

Sau chuyến bay ngắn và thành công, chiếc tàu lượn đã bị rơi. Người đánh xe sống sót. Những lời của anh ấy khi hạ cánh đã không được ghi lại. Tuy nhiên, trong một khoảng thời gian rất ngắn, anh ấy đã chào đón người chủ của mình bằng một yêu cầu chân thành: “Xin vui lòng, Ngài George, tôi muốn thông báo. Tôi được thuê để lái xe chứ không phải để bay!” Tàu lượn của Ngài George Cayley tỏ ra khó đoán hơn rất nhiều so với tàu lượn bốn tay.

Chuyến hành trình trên không của người đánh xe băng qua Brompton Dale là đỉnh cao trong suốt cuộc đời Ngài George Cayley cống hiến để hiểu các nguyên tắc của chuyến bay. Trên thực tế, nếu không phải vì Cayley đã gần 80 tuổi,anh ấy có lẽ đã tự mình đảm nhận vị trí của người đánh xe.

Sinh năm 1773, Cayley là người thứ 6 nắm giữ tước vị nam tước Cayley. Anh ta sống tại Brompton Hall và là một chủ đất địa phương, được thừa kế một số bất động sản sau cái chết của cha mình. Anh ấy quan tâm đến một loạt các chủ đề phi thường, chủ yếu liên quan đến kỹ thuật. Là một nhà phát minh giàu trí tưởng tượng đồng thời là một kỹ sư tài năng, Cayley nổi tiếng với nghiên cứu về các nguyên tắc và cơ chế bay, cũng như các dự án thực tế mà ông đã phát triển sau này từ công trình lý thuyết ban đầu của mình.

Đóng góp của Cayley vào lịch sử chuyến bay có người lái quan trọng đến mức ông được nhiều người công nhận là “Cha đẻ của ngành hàng không”. Ngay từ năm 1799, ông đã nắm được vấn đề cơ bản của chuyến bay nặng hơn không khí, đó là lực nâng phải cân bằng trọng lượng và lực đẩy phải thắng lực cản, lực cản này cần được giảm thiểu. Phần tóm tắt của anh ấy được trình bày trong chuyên luận về chuyến bay, Về điều hướng trên không , xuất bản vào những năm đầu của thế kỷ 19:  “ toàn bộ vấn đề được giới hạn trong những giới hạn này, nghĩa là, để tạo ra một điểm tựa bề mặt một trọng lượng nhất định bằng cách áp dụng lực cho không khí .”

Cayley đã xác định và định nghĩa bốn lực tác dụng lên một chiếc máy bay đang bay: lực nâng, trọng lượng, lực đẩy và lực cản. Nghiên cứu gần đây, từ năm 2007, gợi ý rằng các bản phác thảo từ thời còn đi học của anh ấy có thể cho thấy anh ấy đã biết vềnguyên tắc của một chiếc máy bay tạo ra lực nâng vào năm 1792.

Kết luận của ông dựa trên những quan sát và tính toán về các lực cần thiết để giữ cho những cỗ máy bay thực sự, những con chim, ở trên cao. Từ những cuộc điều tra này, anh ấy đã có thể đưa ra một thiết kế cho một chiếc máy bay có tất cả các yếu tố có thể nhận ra ở những chiếc máy bay hiện đại, bao gồm cánh cố định, hệ thống nâng, động cơ đẩy và điều khiển.

Đồng xu năm 1799 của Cayley

Để ghi lại ý tưởng của mình, vào năm 1799, Cayley đã khắc hình ảnh thiết kế máy bay của mình lên một đĩa bạc nhỏ. Chiếc đĩa, hiện đang ở Bảo tàng Khoa học ở London, cho thấy một chiếc máy bay dễ nhận biết với đôi cánh cố định, một cỗ xe có bánh xe bên dưới giống như một chiếc thuyền, cánh tà để đẩy và một chiếc đuôi hình chữ thập. Ở mặt này, Cayley cũng khắc tên viết tắt của mình. Mặt khác, ông ghi lại sơ đồ bốn lực tác dụng lên máy bay khi đang bay trên một đường thẳng.

Cayley đã làm việc trên các mô hình theo ý tưởng của mình, phóng thành công một trong số chúng và cho nó bay vào năm 1804 . Điều này đã được một nhà sử học hàng không, C. H. Gibbs-Smith, công nhận là "chuyến bay thực sự" đầu tiên trong lịch sử. Mặt cánh rộng chừng 5 thước vuông, hình cánh diều. Ở phía sau, chiếc tàu lượn có một cái đuôi có thể điều chỉnh được với các bộ ổn định và một vây dọc.

Song song với sở thích về máy bay cánh cố định, giống như một số nhà phát minh khác cùng thời, Cayley cũng quan tâm đến máy bay cánh cố định.các nguyên tắc của ornithopter, dựa trên ý tưởng vỗ để tạo ra chuyến bay. Ở Pháp, Launoy và Beinvenu đã tạo ra một mô hình quay ngược chiều kép bằng cách sử dụng lông gà tây. Có vẻ như một cách độc lập, Cayley đã phát triển một mẫu máy bay trực thăng cánh quạt vào những năm 1790, gọi nó là “Cỗ xe trên không”.

Mô hình “Cỗ xe trên không” của Sir George Caley, 1843. Được cấp phép theo Creative Commons Ghi công-Chia sẻ tương tự 3.0 Giấy phép chưa chuyển đổi.

Từ năm 1810 trở đi, Cayley đã xuất bản loạt bài ba phần của mình Về điều hướng trên không. Cũng tại thời điểm này, khía cạnh nhìn xa trông rộng của Cayley bắt đầu bộc lộ. Lúc đó anh ấy biết rằng chỉ nhân lực thôi sẽ không bao giờ đủ để lái máy bay thành công. Cho dù trường phái bay "tạo ra một đôi cánh lớn và đập chúng như địa ngục", như miêu tả của Jacob Degen (người đã lừa bằng một quả bóng hydro) tin (hoặc giả vờ tin), rằng vỗ là câu trả lời, thì Cayley lại biết khác . Anh ấy chuyển sự chú ý của mình sang vấn đề sức mạnh của máy bay cánh cố định nặng hơn máy bay.

Ở đây, anh ấy thực sự đã đi trước thời đại quá xa. Tất nhiên, những cỗ máy nhẹ hơn không khí như bóng bay đã bay thành công. Những cỗ máy nặng hơn không khí cần có năng lượng và năng lượng duy nhất có sẵn vào thời điểm đó là năng lượng được tạo ra bởi công nghệ hơi nước mới nổi. Anh ấy đã cân nhắc việc sử dụng động cơ hơi nước Boulton và Watt chocung cấp năng lượng cho máy bay.

Quan trọng hơn, với khả năng tiên đoán vượt trội, Cayley đã thấy trước và thậm chí mô tả các nguyên tắc của động cơ đốt trong. Ông đã cố gắng phát minh ra động cơ khí nóng, sử dụng nhiều nguồn năng lượng khác nhau bao gồm cả thuốc súng. Nếu có sẵn một động cơ hạng nhẹ, Cayley gần như chắc chắn đã tạo ra chiếc máy bay có người lái và chạy bằng năng lượng đầu tiên.

Đồng thời với các nghiên cứu về hàng không, đầu óc ham học hỏi và thực tế đã khiến ông nghĩ ra hoặc phát triển động cơ hạng nhẹ. bánh xe có nan hoa căng, một loại máy kéo bánh xích, tín hiệu tự động cho các điểm giao cắt với đường sắt và nhiều vật dụng khác mà ngày nay chúng ta coi là điều hiển nhiên. Ông cũng quan tâm đến kiến ​​trúc, hệ thống thoát nước và cải thiện đất đai, quang học và điện.

Cayley cũng cân nhắc đến việc bay bằng khinh khí cầu, đưa ra các thiết kế hợp lý về cơ bản là  nguyên mẫu khí cầu chạy bằng hơi nước. Ông cũng có ý tưởng sử dụng các túi khí riêng biệt trên khí cầu như một tính năng an toàn để giảm thất thoát khí do hư hỏng. Do đó, những ý tưởng của ông đã hình dung trước về khí cầu trong nhiều năm.

Chuyến bay nổi tiếng đưa nhân viên của ông bay lên cao vào năm 1853, trước đó là chuyến bay vào năm 1849 với một cậu bé 10 tuổi trên máy bay. Các thiết kế tàu lượn của anh ấy dựa trên mô hình mà anh ấy đã tạo ra rất nhiều năm trước đó, vào năm 1799.

Có một số cuộc thảo luận về việc ai thực sự tham gia vào các chuyến bay – một số tài khoản nói rằng đó là của anh ấycháu trai đã tham gia chuyến bay năm 1853, không phải người đánh xe ngựa của ông, điều này có vẻ là một cách cư xử hơi thô tục với người thân của một người, ngay cả với mục đích khoa học. Cayley chắc chắn là người có tinh thần khoa học thực sự, vì ông là thành viên sáng lập của cả Hội triết học Yorkshire và Hội triết học Scarborough, đồng thời cũng giúp thành lập và thúc đẩy Hiệp hội vì sự tiến bộ của khoa học Anh vào năm 1831.

Trong trên thực tế, Cayley cảm thấy việc không có hiệp hội hàng không là một “nỗi ô nhục quốc gia” và đã nhiều lần cố gắng thành lập một hiệp hội. Anh ấy muốn tuyên bố cho nước Anh “ vinh quang là người đầu tiên thiết lập sự điều hướng khô trong đại dương phổ quát của bầu khí quyển trên mặt đất “. Khi mô tả những cỗ máy của riêng mình, Cayley có thể trữ tình cũng như khoa học. Anh ấy đã viết về thiết kế tàu lượn của mình: “ Thật đẹp khi nhìn thấy loài chim trắng quý phái này oai phong từ đỉnh đồi đến bất kỳ điểm nào của đồng bằng bên dưới với sự ổn định và an toàn hoàn hảo .”

Cayley sống trong thời đại tuyệt vời của các kỹ sư, cả ở Anh và nước ngoài. Anh ta có thể có nhiều tiềm lực tài chính hơn Stephensons ở đông bắc nước Anh, James Watt, ngọn hải đăng Stevensons của Scotland hay nhiều tên tuổi nổi tiếng khác thời bấy giờ. Tuy nhiên, điều thể hiện rõ ràng trong công trình của tất cả những người tiên phong đáng nhớ của thời kỳ này là chủ nghĩa khoa học bình đẳng của họ.tinh thần cũng như tham vọng cạnh tranh thương mại của họ. Những cá nhân như Cayley hiểu rằng đây là những thử nghiệm mà mọi người nên có quyền truy cập và đảm bảo rằng nghiên cứu của anh ấy được công khai.

Đóng góp của anh ấy cũng được ghi nhận. Như Wilbur Wright đã nhận xét vào năm 1909:  “ Khoảng 100 năm trước, một người Anh, Ngài George Cayley, đã đưa khoa học về chuyến bay đến một điểm mà nó chưa từng đạt tới trước đây và cũng hiếm khi đạt được trong thế kỷ trước .”

Khi không đảm nhận ghế trong quốc hội với tư cách là thành viên đảng Whig của Brompton từ năm 1832 đến năm 1835, một trong những năm hỗn loạn nhất trong lịch sử chính trị Anh, Cayley đã dành phần lớn thời gian của mình tại Brompton, tham gia vào các hoạt động khác nhau của mình. thí nghiệm và sở thích nghiên cứu. Ông qua đời ở đó vào ngày 15 tháng 12 năm 1857. Sau khi ông qua đời, đồng nghiệp của ông là Công tước xứ Argyll cuối cùng đã biến ước mơ của Cayley về một xã hội dành riêng cho nghiên cứu hàng không thành hiện thực, với sự thành lập của Hiệp hội Hàng không Vương quốc Anh.

Miriam Bibby BA MPhil FSA Scot là một nhà sử học, nhà Ai Cập học và nhà khảo cổ học đặc biệt quan tâm đến lịch sử loài ngựa. Miriam đã làm việc với tư cách là người phụ trách bảo tàng, học giả đại học, biên tập viên và tư vấn quản lý di sản. Cô ấy hiện đang hoàn thành bằng tiến sĩ tại Đại học Glasgow.