Lilienthal Otto

Lilienthal

[lị:liənta:l]

Otto , ur. 23 V 1848, Anklam, zm. 9 VIII 1896, Berlin,

niemiecki pionier lotnictwa, badacz, konstruktor i pilot.

Urodził się 23 V 1848 w Anklam. Otto Lilienthal, powszechnie uznawany za jednego z „ojców lotnictwa”, był pierwszym spośród działających w XIX w. pionierów, dla którego obserwacja żaglowego lotu niektórych ptaków, wykonywanego z nieruchomymi skrzydłami, stała się punktem wyjścia nie tylko do uwieńczonych sukcesem eksperymentów praktycznych, ale także do zajęcia się głębszą analizą samego zagadnienia lotu.

Ottona i jego młodszego brata Gustawa bardzo interesowały ptaki nawiedzające masowo okoliczne wrzosowiska, bociany, sokoły i mewy. Byli zafascynowani lekkością ich lotu oraz techniką startu, która, jak zauważyli, była związana z kierunkiem wiatru — ptaki swój lot zawsze zaczynały pod wiatr. Bracia postanowili spróbować latać pod wiatr. Zbudowali skrzydła z bukowych deszczułek i próbowali z nimi zbiegać z pobliskiego pagórka. Wynik owych prób był oczywiście żaden, ale chłopcy dostrzegli przy nich ważną rzecz — skrzydła podczas ruchu stawiają opór!

Warunki, w jakich dorastali Otto i Gustaw Lilienthalowie, były bardzo skromne. Ojciec, drobny kupiec, zmarł 1861 nie pozostawiając praktycznie żadnego majątku. Matka, dotychczas zajmująca się tylko domem, po śmierci męża zarabiała na życie szyciem i lekcjami śpiewu, zdołała jednak synom zapewnić wykształcenie. Obaj ukończyli studia techniczne w pruskiej Akademii Przemysłowej w Berlinie-Charlottenburgu i zaczęli pracę w przemyśle (Otto w fabryce maszyn w Hoppe pod Berlinem), ale nadal pasjonowała ich możliwość lotu na wzór ptaków. Zbudowali urządzenie z wahliwymi skrzydłami, na którym, po odciążeniu masą 40 kg przewieszoną przez bloczek, udało się uzyskać efekt oderwania od ziemi.

Pierwsze doświadczenia

Zachęceni tym sukcesem bracia rozpoczęli systematyczne studia i doświadczenia, których celem było porównanie oporu i siły nośnej wytwarzanej na różnych kształtach modelowych powierzchni umieszczanych na „kieracie”. Próby te pozwoliły na odkrycie, że stosunek siły nośnej do oporu stawał się tym lepszy, im bardziej sklepiony był kształt badanej powierzchni. Później spostrzegli, że korzystne jest, gdy przód powierzchni jest pogrubiony.

Lilienthalom powodziło się coraz lepiej, Otto założył własną fabrykę maszyn (Otto Lilienthal-Maschinen-u. Dampfkessel-Fabrik), Gustaw rozpoczął praktykę jako architekt. W wolnych chwilach bracia przeprowadzali eksperymenty na modelach. W 1889 Otto Lilienthal opublikował w Berlinie swoją klasyczną pracę Der Vogelflug als Grundlage der Fliegerkunst (Lot ptaków jako podstawa sztuki latania), która przyniosła mu międzynarodowy rozgłos. Książka zamykała się proroczymi słowami:

„musimy uznać za rzecz możliwą, że nasze studia badawcze i coraz bogatsze doświadczenie zbliżają nas do owej wielkiej chwili, gdy pierwszy latający człowiek oderwie się za pomocą skrzydeł — choćby tylko na krótkie sekundy — od ziemi i czynem tym zapoczątkuje nową epokę kultury (...) ”.

Lilienthalowie nie zadowolili się jednak pracami teoretycznymi i doświadczeniami modelowymi. By osiągnąć wymarzony cel — sterowany lot człowieka, Otto postanowił teorię sprawdzić w praktyce. Przystąpił więc z bratem do budowy wielkiego płata nośnego, mającego rozpiętość 11 metrów, z wykrojonym w środku otworem dla pilota. Pierwszej próby lotu dokonał na nim Gustaw, ale bez powodzenia, płat został podmuchem rozbity w drzazgi. Gustawa tak to zniechęciło, że z dalszych lotniczych eksperymentów się wycofał. Otto postanowił kontynuować je sam. W ogrodzie swojej willi w Lichterfelde zbudował wieżę najpierw jedno-, a potem dwumetrową z ośmiometrową bieżnią, z której wykonywał skoki o długości do 7 metrów. Latem 1891 przeniósł eksperymenty na pagórki otaczające Drewitz koło Magdeburga.

Marzenia się spełniają

Teraz to nie były już skoki, ale autentyczne loty ślizgowe o długości od 15 do 30 metrów. Lilienthal nabierał coraz większej wprawy w panowaniu nad urządzeniem, które systematycznie ulepszał. Pewnego razu z 10-metrowego usypiska w Südende udało mu się przelecieć 80 metrów. Wiosną 1894, kosztem 7000 marek, polecił usypanie koło Lichterfelde sztucznej góry o wysokości ok. 20 m, mającej z wszystkich stron pochylenie stoku 15°, z której następnie wykonywał liczne loty. Wierzchołek sztucznej góry krył w swym wnętrzu warsztat montażowy, pełniący jednocześnie funkcję hangaru montowanych „ślizgo-skrzydłowców” (oryginalna, stosowana przez konstruktora nazwa brzmiała Gleit-Schwingenflieger). Loty trwały przeciętnie 13–15 sekund.

Dla większości eksperymentów Lilienthal budował jednopłaty, ale próbował też i układu dwupłata. Powierzchnia nośna większości szybowców („ślizgo-skrzydłowców”) wynosiła od 14 do 15 m², rozpiętość ok. 7 m, masa — średnio 20 kg. Pilot zajmował miejsce w otworze pośrodku, utrzymując konstrukcję pod pachami. Sterowanie realizował wychyleniami ciała.

Dokonania

W ciągu pięciu lat swoich lotniczych eksperymentów Otto Lilienthal, pierwszy człowiek, który zdołał oderwać się od ziemi i szybować w powietrzu jak ptak, wykonał ok. 2000 lotów ślizgowych, w najdłuższym z nich pokonał odległość 350 m. Ogólny czas lotów ślizgowych Lilienthala wyniósł blisko 5 godzin. Słusznie uznane zostały one za pierwszy krok do opanowania sztuki latania „prawdziwego” (trwałego) (za początek nowoczesnego lotnictwa uznaje się wykonanie przez braci Wright 1903 pierwszego lotu trwałego, tzn. takiego, który mógł być kontynuowany bez utraty wysokości i o długotrwałości decydowanej przez pilota).

Pragnąc zapewnić swoim szybowcom jak najlepszą doskonałość, czyli stosunek siły nośnej do oporu, oprócz eksperymentów w terenie, Lilienthal prowadził pionierskie doświadczenia laboratoryjne. Zbudował dość proste stoiska, na których dokonywał pomiarów sił działających na „próbki skrzydeł” o różnych profilach, w kierunku wiejącego wiatru i w kierunku do niego prostopadłym. Zmierzone wielkości sił przeliczał na bezwymiarowe współczynniki. Wyników swych prac Lilienthal nie ukrywał, przeciwnie, publikował je i chętnie udostępniał zainteresowanym, a do oglądania swoich lotów zapraszał wszystkich chętnych.

Katastrofa

9 VIII 1896 nastąpiła katastrofa. W trzecim tego dnia locie, po starcie ze szczytu pagórka pod Rhinow koło Berlina, z niewyjaśnionych przyczyn (gwałtowny podmuch, przeciągnięcie?) szybowiec runął nagle, z wysokości 10–15 metrów, na ziemię. Z połamanych szczątków mechanik Paul Beylich wyniósł nieprzytomnego 48-letniego Ottona Lilienthala ze złamanym kręgosłupem. Następnego dnia Otto Lilenthal zmarł w berlińskim szpitalu Bergmannsche Klinik.

Kontynuatorzy dzieła Lilienthala

Prace Lilienthala były kontynuowane w innych krajach Europy i w Ameryce. Na ziemiach polskich budowę „Lotni” i niezbyt udane próby lotów (raczej skoków) z jej pomocą podjął w Janowie Podlaskim artysta-malarz i pionier lotnictwa, Czesław Tański. W Anglii jednym z tych, którzy próbował realizacji lotów ślizgowych, był młody inżynier z Glasgow, Percy S. Pilcher. Zbudował on szybowiec The Bat ‘Nietoperz’ (bardzo przypominający konstrukcję niemiecką), na którym wykonywał loty ślizgowe ze wzgórza w okolicy Clyde koło Cardoss.

Niestety, 30 IX 1899 także Pilcher miał ciężki wypadek w czasie pokazowego lotu w Stanford Park koło Rugby. W szybowcu, pod wpływem nagłego pionowego podmuchu, złamała się nagle konstrukcja ogona i maszyna runęła na ziemię. Dwa dni później 33-letni angielski pionier szybownictwa zmarł, nie odzyskawszy przytomności.

Pilcher nie był jedynym uczniem Lilienthala i kontynuatorem jego dzieła. W Szwajcarii próby lotów ślizgowych podjął na zbudowanej przez siebie maszynie Carl Steiger, w Argentynie — Pablo Juarez. Obaj wcześniej korespondowali z Lilienthalem. We Francji pionierami lotów szybowcowych stali się pod wpływem Lilienthala Ferdinand Ferber i Charles hrabia Lambert. W Austrii szybowce według „szkoły Lilienthala” budowali Igo Etrich i Friedrich Wels.

W Ameryce, krótko przed tragiczną śmiercią Lilienthala, do budowy szybowców przystąpił inżynier kolejowy Octave Chanute, który o doświadczeniach Niemca dowiedział się od poznanego przypadkowo A.M. Herringa, ucznia Lilienthala. Po pobycie u niemieckiego pioniera przywiózł on do USA otrzymany od niego prezent — jedną z jednopłatowych maszyn. Wkrótce Chanute i Herring stworzyli zgrany zespół, w którym Chanute został „mózgiem”, a Herring realizatorem pomysłów i pilotem doświadczalnym. W 1894 Chanute opublikował książkę Progress in Flying Machines, w której dużo uwagi poświęcił m.in. doświadczeniom Lilienthala. Swój pierwszy szybowiec, wzorowany na koncepcji Lilienthala, Chanute zbudował 1896. Latał na nim Herring z pagórków otaczających brzegi jeziora Michigan. Chanute, który loty te bacznie obserwował, doszedł do wniosku, że podstawową sprawą w dalszych eksperymentach musi być znalezienie sposobu sterowania równowagą urządzenia w locie, bo bez tego wszystkie loty będą skrajnie niebezpieczne.

Dotychczasowym sposobem uzyskiwania podłużnej równowagi, stosowanym również przez Lilienthala, było przemieszczanie środka ciężkości aparatu ruchami korpusu pilota względem skrzydła. Chanute zaczął szukać innego sposobu osiągnięcia tego samego celu i opracował teorię zmiany kąta natarcia skrzydła za pomocą pomocniczej powierzchni nośnej umieszczonej za skrzydłem. Po wielu próbach konstruktor opracował dwupłatowy układ, który miał się stać podstawą wielu późniejszych rozwiązań, m.in. u braci Wright.

Eksperymenty szybowcowe XIX w., a przede wszystkim prace i doświadczenia Ottona Lilienthala i kontynuatorów jego dzieła, stały się kluczem do największego technicznego osiągnięcia przełomu XIX i XX w. — budowy samolotu.

Szybowiec O. Lilienthala, pionierski szybowiec niemiecki (1891)

Lilienthal Otto, szybowiec

Ślizgo-skrzydłowiec O. Lilienthala