האנשים שלא הצליחו לעוף- על התעופה לפני האחים רייט

כתב: רן לוי

בפרק זה נספר את סיפורם של חלוצי התעופה הראשונים, אלו שסיכנו את חייהם כדי להגשים את החלום העתיק של התעופה- אך פועלם נשכח, ברובו, בעקבות הצלחתם של האחים רייט. על המהנדס הגרמני שכמעט והקדים את אורוויל ו-ווילבור, על סמואל לנגלי והמנוע המוצלח שלו ועל הנזיר מימי הביניים שאולי ידע בדיוק על מה הוא מדבר…


פרק זה מבוסס על פודקאסט. האזינו לפודקאסט כאן:

הורד את הקובץ (mp3)

הרשמה לפודקאסט: רשימת תפוצה במיילiTunes | אפליקציית 'עושים היסטוריה' לאנדרואיד | RSS Link | פייסבוק | טוויטר


הנזיר עמד על ראש המגדל. הוא הביט מטה. כמה צופים סקרנים הביטו בו מהקרקע, מחכים. לא היו הרבה מופעי בידור בשנת 1010, שיא ימי הביניים. העובדה שעל גג הכנסיה המקומית עמד הנזיר – שמו היה אלימר – אשר לרגליו ולידיו היו מוצמדות כנפיים גדולות מעץ הייתה בלתי שגרתית כל כך, עד שהאירוע הזה עתיד להישאר חקוק בזיכרון הקולקטיבי של העיירה האנגלית מלמסבורי במשך אלף השנים הבאות. ההיסטוריון שתיעד את העניין לא השאיר לנו תיאור של מה עבר בראשו של אלימר כשעמד על קצה המגדל. קרוב לוודאי שכל גופו רעד מפחד, מתח והתרגשות. הוא קפץ.

הכנסייה שעומדת היום בעיירה מלמסבורי אינה אותה הכנסייה שעמדה שם לפני אלף שנים, אבל היא נבנתה באותו המקום ממש. הבניין ניצב מעל מדרון משופע שרוחות חזקות מכות בו ללא הרף: הן נושבות במדרון ואז מטפסות מעלה לאורך קירות הכנסייה. אנחנו יודעים שאגדות מיתולוגיות, כמו הסיפור המפורסם על דדלוס ואיקרוס שדאו בשמיים באמצעות כנפיים עשויות שעווה, היו מוכרות ונפוצות מאוד באותה התקופה. אלימר כנראה הכיר היטב את המיתולוגיה, סיפור גבורתם הטרגית של דדלוס ואיקרוס הסעיר את תשוקתו העזה… לעוף.

הרוחות החזקות הללו תפסו את אלימר ואחזו בכנפיים המאולתרות שהצמיד לעצמו. לנגד עיניהם הנדהמות של הצופים, החל הנזיר לדאות קדימה בשעה שנפל מטה. אלימר הפך, לכמה שניות בודדות, לציפור…הוא עף. הוא באמת עף! אך לא לזמן רב. משב רוח חזק היכה באחת מכנפיו ושיווי המשקל העדין שאפשר לאלימר לדאות, הופר. הכנפיים כבר לא היו מאוזנות… ו…

לאלימר היה מזל גדול. הוא התגלגל במורד המדרון המשופע, שבר את שתי רגליו – אבל נשאר בחיים. אנו יודעים היום על ניסיון התעופה האמיץ הזה בזכות היסטוריון חשוב שחי כמה עשרות שנים אחריו והתגורר באותו המנזר. כל העדויות מצביעות על כך שסיפורו של אלימר אכן התרחש במציאות. ניתוחים אווירודינמים של משטר הרוחות סביב הכנסייה והשפעתן האפשרית על הכנפיים המאולתרות מראות שאלימר אכן היה אמור לנחות במרחק של כמאתיים מטרים מהמגדל – בדיוק באותו במקום שבו נטען כי נחת בפועל. תיאור ההיסטוריון הוא מדויק וטכני מאוד, ללא שום עיטורים אגדתיים או הגזמות ספרותיות שהיו מקובלות באותה התקופה.

האם הנזיר אלימר היה האדם הראשון אי פעם שהצליח לדאות? זו שאלה שקשה מאוד לענות עליה, מכמה סיבות. ראשית, אנשים רבים ניסו לעוף – גם לפני אלימר, וגם אחריו. מרבית הניסיונות הללו לא תועדו כלל או שנותרו מהם רק שמועות ואגדות. לחלק נכבד מהטייסים החובבים לא היה מזל כמו לאלימר, והם לא שרדו את הנפילה. בנוסף, קשה להגדיר מהי דאיה מוצלחת. מהו הקריטריון שמגדיר ניסיון מוצלח: כמה מרחק עברת? כמה מהר דאית? האם דאיה למרחק גדול שבסופו הטייס התרסק ונהרג היא 'מוצלחת' יותר מדאיה קצרה שהסתיימה רק בשברים ובפציעות קלות? אני חושב שאין זה משנה. בפרק זה אספר על ההיסטוריה של התעופה מנקודת מבט אחרת, כזו שאינה מקבלת תשומת לב רבה בדרך כלל: נקודת מבטם של האנשים שלא הצליחו לעוף. בסופו של דבר, הם היו הרוב.

ג'ורג' קיילי

חלוצי הטיסה הראשונים היו טיפוסים מרתקים. היום יש הבחנה ברורה בין המהנדסים והחוקרים שמתכננים את המטוסים – אנשי אקדמיה ותעשייה שעובדים מול מחשב – לטייסי הניסוי שבוחנים את התוצאות בפועל. באותם ימים של פרה-היסטוריה תעופתית, חלוצי הטיסה היו גם אנשי מדע והנדסה וגם טייסי הניסוי של עצמם. ברבים מהם אפשר היה למצוא את השילוב הנדיר הזה: שכל חריף ומחשבה מקורית, לצד אומץ לב וכישורים גופניים מעולים.

ההשראה לניסיונות התעופה הראשונים הייתה, כפי שניתן לשער, התבוננות בציפורים. אנשים חכמים רבים בילו שעות ארוכות בניסיון לפענח כיצד ציפורים מצליחות לעוף. הם ביקשו לחקות את הציפורים, אבל… מה בדיוק צריך לחקות?  מהי התכונה הקריטית ב'ציפוריות'? ברור שכנפיים הם חלק מהעניין, אבל מה בעניין נוצות? האם חייבים נוצות כדי לעוף? ומה בעניין זנב? איך בדיוק צריך להזיז את הכנפיים, וכמה גדולות הן צריכות להיות כדי לשאת משקל אדם בוגר? ואם כבר, מה לגבי עטלפים וחרקים – גם הם עפים, אבל בדרך שונה לגמרי!

אלו שאלות שהיה קשה מאוד לענות עליהן ובימי קדם לא היה מספיק ידע תיאורטי כדי לנתח אותן בצורה אנליטית. הרוב המוחלט של החוקרים פשוט עשו את המקסימום שהיו יכולים: הם הצמידו לעצמם כנפיים. הם ניסו כנפיים גדולות וכנפיים קטנות. עם נוצות, בלי נוצות. תנועות איטיות ורחבות או נפנופים קצרים ומהירים. הממציאים ניסו כל וריאציה שהיו יכולים לחשוב עליה – ונכשלו. אף אחד לא הצליח לעוף. בסופו של דבר היה ברור לכולם שזו כנראה אינה הדרך. בני האדם כבדים מדי וחלשים מדי מכדי לנסות ולחקות את הציפורים. צריך למצוא שיטה אחרת. ההתקדמות המשמעותית ביותר בתחום האווירודינמיקה התרחשה תודות למאמציו  של אדם אחד ולמחקריו, אדם מוכשר ויוצא מן הכלל.

אתם אולי חושבים על ליאונרדו דה-ו'ינצי… אבל לא, הוא אינו האיש. דה-וינצ'י ערך כמה וכמה מחקרים מעמיקים בעניין הפיזיולוגיה של ציפורים, תכנן כמה מאות כלי טיס שונים והיו לו כמה הברקות מרשימות כמו הליקופטר ראשוני – אבל חלק גדול מכתביו לא נחשפו לציבור עד המאה ה-19, ולכן לא הייתה לו השפעה ממשית על החוקרים שבאו אחריו.

החוקר שנחשב היום ל'אבי התעופה המודרנית' הוא מהנדס אנגלי שחי במאה ה-18 בשם ג'ורג קיילי (Cayley). קיילי היה אריסטוקרט שירש שטחים חקלאיים נרחבים ביורקשיר ולכן היה יכול להרשות לעצמו להקדיש זמן רב לשיפור התשתית החקלאית שבאזורו, לקידום המדע באנגליה, לפעילות פוליטית – וגם לאהבה הגדולה של חייו, חקר התעופה. קיילי תקף את בעיית התעופה בדרך ייחודית. עד תקופתו של קיילי, ממציא שחיפש דרך לעוף היה בונה את כלי הטיס שלו פחות או יותר לפי האינטואיציה, גורר אותו לשדה סמוך ומנסה לעוף. אחרי ההתרסקות הבלתי נמנעת הממציא היה אוסף את השברים – שלו ושל המטוס – חוזר לסדנה ומנסה לתכנן מטוס חדש, וחוזר חלילה. אבל בניית מטוס הייתה עניין יקר וממושך ולכן גם ההתקדמות הייתה אטית.

קיילי לא בנה מטוסים. הוא יצר מודלים קטנים, דאונים בקנה מידה של טיסן, ובעזרתם ביצע  ניסויים שונים בכדי לחשוף את הכוחות שפועלים עליהם. כיוון שפעל בסביבה מבוקרת והיה יכול לחזור על ניסוייו שוב ושוב עם דאון שונה בכל פעם, זכה קיילי בתובנות מעמיקות – תובנות שאפשר בהחלט לכנותן  'מהפכניות'. בדומה לממציאים רבים בתקופתו, ניסה קיילי ניסה לתכנן כלי טיס בעלי כנף מתנפנפת, כמו זו של ציפור. סוג כזה של כלי טיס מכונה 'אורני-תופטר', והוא היה ההמשך הישיר לניסיונות המוקדמים של חיבור כנפיים מלאכותיות לידיים, כמו זה של הנזיר אלימר. תקוות מתכנני האורני-תופטרים הייתה שאולי אם הכנפיים יהיו גדולות וחזקות יותר, ואת השרירים החלשים יחליפו מנועי קיטור חזקים – הם יצליחו להתרומם. אבל גם קיילי, כמו כל ממציאי האורני-תופטרים לפניו, כשל. כנפי הציפורים, מסתבר, הן מערכות מורכבות שקשה מאוד לחקותן. כנף ממוצעת מבצעת שלושה תפקידים שונים באותו הזמן: היא מספקת לציפור את כוח העילוי שמושך אותה למעלה, את הדחף שמוביל אותה קדימה ואת יכולת התמרון שמאפשרת לה לשמור על שיווי משקל באוויר.

קיילי הבין שאין שום סיכוי שמתקן מכני, ועל אחת כמה וכמה בטכנולוגיה שהייתה קיימת בשנת 1790, יהיה מסוגל לבצע את שלושת הפעולות הללו גם יחד. התרומה הגדולה ביותר של קיילי למדע התעופה, ולמעשה ההארה שיצקה את הבסיס למדע המודרני של האווירודינמיקה – הייתה ניתוק של שלושת המרכיבים אלו מאלו. קיילי תפס שהפיתרון לבעייה טמון במציאת שלושה מנגנונים שונים שיפתרו כל אחד בעיה בודדת: מנגנון שיאפשר עילוי, מנגנון שיאפשר דחף ומנגנון שיאפשר שליטה על המטוס. הפרדת הבעיה האימתנית של הטיסה למספר בעיות קטנות יותר איפשרה לקיילי להתקדם במהירות במחקריו. כבר ב-1799, כשהיה רק בן 26, הגה את הצורה הבסיסית של המטוס המודרני: זוג כנפיים ישרות, גוף מוארך וצר וזנב בצורת צלב. קיילי אף הגדיר במדויק את ארבעת הכוחות שפועלים על כנף המטוס: העילוי, הגרר, הדחף שמספק לו מקור אנרגיה חיצוני וכוח המשיכה של כדור הארץ.

מחקריו של קיילי גם לימדו אותו שכנף בעלת פרופיל אווירודינמי – היינו, חלקה העליון קמור וחלקה התחתון ישר – עדיפה על פני כנף בעלת חתך ישר וכן מייצרת עילוי רב יותר. השאלה המתבקשת היא, כמובן, מהו אותו 'עילוי' וכיצד נוצר.

עילוי

ובכן, העילוי הוא תוצאת כמה תופעות נפרדות הפועלות יחדיו על כנף המטוס.

הראשונה היא הכוח שמפעילים אטומי האוויר כשהם נדחסים ופוגעים בחלקה התחתון של הכנף. תופעה זו מתרחשת כשמנסים לרוץ מהר עם מטריה פתוחה: המשטח גורף עמו את האטומים, ואלו מתנגדים ומפעילים עליו כוח שווה בעצמתו והפוך בכיוונו, כפי שקובעים חוקי ניוטון. אם המשטח נמצא בשיפוע קל ביחס לקרקע, הכוח שיפעילו האטומים יהיה גם כן כלפי מעלה – והכנף תתרומם.

התופעה השנייה קשורה למה שמכונה 'חוק ברנולי'. חוק ברנולי קובע שכשגז (או נוזל) נע במהירות גבוהה לאורך משטח – נוצר אזור של לחץ נמוך, תת-לחץ, על פני המשטח. כשהכנף נעה במהירות, זרם האוויר שפוגע בקצה הקדמי שלה מתפצל לשני זרמים נפרדים: זרם אחד עוקף את הכנף מלמטה, והשני מקיף אותה מלמעלה.

הדינמיקה המורכבת של הזרימה מביאה לכך שהאוויר על פני המשטח העליון של הכנף נע מהר יותר מהזרם התחתון. מכאן שלחץ האוויר על פני המשטח העליון יהיה נמוך יותר מהלחץ על המשטח התחתון. הפרש הלחצים מביא לכך שהכנף ממש 'נשאבת' כלפי מעלה, כאילו נמשכת אל שואב אבק דימיוני. שני ההסברים הללו פשטניים מאוד ואף אחד מהם אינו מספק תמונה מלאה של המציאות. האינטראקציה בין הכנף ובין הגז שזורם סביבה מסובכת מאוד ומושפעת מגורמים רבים כגון החיכוך בין הכנף לאוויר, צפיפות האוויר, שטח הכנף, זווית הקימור ועוד.

לג'ורג' קיילי הייתה השפעה אדירה על התפתחות התעופה. המאמרים שפרסם אודות תוצאות ניסוייו הפכו לקריאת חובה לכל מי שחלם לטוס והיו הבסיס לכל העבודה התאורטית שנעשתה מאז. קיילי גם השפיע על תחום נוסף הקשור בתעופה, הצניחה – אם כי לרוע מזלו שמו נקשר לתחום זה דווקא בהקשר שלילי ועקב כך נפגע המוניטין שלו במקצת. בשנת 1802 צפה קיילי בצניחה הראשונה שנעשתה באנגליה. הקופץ היה הצרפתי אנדרי גרנרי, והוא צנח מגובה של כ-900 מטרים בעזרת מצנח בצורת חצי-כדור. המצנח עשה את העבודה והביא את גרנרי בשלום אל הקרקע, אבל הוא התנדנד בפראות כל הדרך מטה. קיילי ניתח את התופעה לעומקה, ובאחד ממאמריו הציע לתכנן את המצנח כך שיהיה בצורת כיפה חרוטית, במקום בצורת חצי-כדור.

אחד מקוראי המאמר היה צייר בשם רוברט קוקינג. קוקינג היה מדען-חובב שנכח אף הוא בצניחה המפורסמת של אנדרי גרנרי. ב-1837החליט לשחזר את הצניחה ההרואית ואף להתעלות עליה באמצעות התכנון המשופר שהציע קיילי. הוא בנה את המצנח שלו במו ידיו ושכנע בעל כדור פורח לסייע לו. בעל הכדור ראה בצניחה של קוקינג תעלול פרסומי מבריק והסכים לעזור לו – על אף שקוקינג היה בן 61, וללא שום ניסיון קודם בצניחה. השניים החליטו לקיים את הצניחה כחלק מיריד גדול ורב משתתפים.

כשהגיע היום הגדול טיפס קוקינג לתוך סל קטן שהיה מחובר למצנח, והכדור הפורח המריא אל השמיים בשעה שהוא מושך תחתיו את המצנח ואת הצנחן. כשהגיעו לגובה של כ-1500 מטרים סימן הטייס לקוקינג שעליו לבצע את הצניחה באותו הרגע- או לא לבצע אותה כלל: בקרוב תרד החשיכה וכל אלפי המבקרים ביריד שמביטים בהם מלמטה לא יוכלו לראות דבר. קוקינג נתן את הסימן  המתאים, והטייס ניתק את המצנח מהכדור.

כבר בשניות הראשונות היה ברור שהעניינים אינם מתקדמים בכיוון הנכון. המצנח נפרש כהלכה, אבל מהירות הנפילה הייתה עדיין מהירה בהרבה מהצפוי. כעבור כמה מאות מטרים הלך המצב והחמיר: המצנח התהפך פנימה-החוצה, כמו מטריה ברוח חזקה. מהירות נפילתו של קוקינג הייתה גבוהה מדי, אבל הואטה במידה מסוימת על ידי מה שנותר מהמצנח שלו. יכול להיות שהיה לו סיכוי לצאת בחיים מהנחיתה הקשה – אלמלא נפרמו לפתע החבלים שקשרו את הסל שבו ישב אל המצנח. לנגד עיניהם של הצופים המזועזעים התפרקה החבילה כולה והסל התרסק בעצמה לתוך שדה סמוך. קוקינג נהרג במקום: האדם הראשון בהיסטוריה שמת בתאונת צניחה. התאונה הטרגית הטילה צל לא נעים על מחקריו של ג'ורג קיילי – שעל בסיס תכנונו בנה קוקינג, כזכור, את המצנח שלו.

חקירת התאונה העלתה שהמצנח שבנה קוקינג היה כבד באופן יוצא דופן: כ-113 קילוגרמים, בערך פי עשרה משקל מצנח מודרני. קיילי לא פירט במאמרו מה היה צריך להיות משקל המצנח: אולי הניח שיהיה ברור לכלום שהמצנח חייב להיות קל משקל. קוקינג חסר הניסיון לא הביא בחשבון את משקל המצנח, ובנוסף – איכות החבלים והקשירה הייתה חובבנית לחלוטין, כפי שהעידה ההתפרקות המוחלטת לקראת סוף הצניחה. ככל הנראה, הזניח קוקינג לחלוטין את נושא הבטיחות במצנחו – ושילם על טעותו מחיר מלא.

אוטו לילנטאל

בראשית שנות התשעים של המאה ה-19 כבר הייתה תחושה באוויר שטיסה אמתית  ממש מעבר לפינה. ההתפתחויות הטכנולוגיות רדפו זו את זו ולכולם היה ברור שזהו עניין של זמן עד שמישהו יצליח לטוס. השאלה היחידה הייתה – מי זה יהיה… כמה עשרות, אולי אפילו מאות, ממציאים בכל רחבי העולם היו בעיצומו של מירוץ, ובדומה לכל מירוץ – גם בו יכול להיות רק מנצח אחד. היו שני מועמדים מרכזיים לזכייה בתואר הנחשק 'הראשון לטוס'. ולא, אלו לא היו האחים רייט. המועמדים המרכזיים היו המהנדס הגרמני אוטו לילנטאל, והפרופסור האמריקני סמואל לנגלי. וילבור ואורוויל … היו "רק" בוני אופניים.

לילנטאל ולנגלי ייצגו גישה שונה לפתרון בעיית התעופה. לילנטאל התמקד בדאייה, בשיפור מבנה הכנף ובתכונותיה האווירודינמיות. סמואל לנגלי התרכז במציאת דרך לדחוף את המטוס קדימה. בדומה לג'ורג קיילי, גם אוטו לילנטאל השקיע מאמצים רבים בהבנה מעמיקה של העקרונות האווירודינמיים של המודלים שלו בטרם בנה אותם בפועל. בניגוד לקיילי, עם זאת, לילנטאל גם יצא לשטח, והרבה. במשך חמש שנים בלבד, מ-1891 ועד מותו בטרם עת בשנת 1896, לילנטאל טס כאלפיים טיסות בדאונים שבנה. הוא אף הקים גבעה מלאכותית לא הרחק מברלין, כדי שיוכל לקפוץ ממנה עם דאוניו פעם אחר פעם.

הדגמים הראשונים דאו כמה עשרות מטרים, אבל הדגמים המתקדמים יותר אפשרו לגלוש למרחקים של כמה מאות מטרים ללא מנוע. לילנטאל צבר למעלה משש שעות טיסה, יותר מכל אדם אחר בהיסטוריה. הייתה לו השפעה אדירה על כל חלוצי התעופה בני זמנו וכן על הציבור הרחב: תמונות של לילנטאל מרחף בדאוניו בקלילות מרשימה הקסימו את קוראי העיתונים. יש סיכוי סביר בהחלט שאם דברים היו מסתדרים אחרת, אוטו לילנטאל היה מצליח להקדים את האחים רייט. אבל לגורל היו תכניות אחרות.

לילנטאל היה מודע לחשיבות בטיחות הטיסה. הניסויים שערך היו מבוקרים וזהירים והוא אף הוסיף מעין קשת בחרטום הדאון שמטרתה הייתה לספוג את עוצמת המכה במקרה של התרסקות ולהגן עליו. הקשת הזו הצילה את חייו לפחות פעם אחת, אך לרוע המזל, בתשעה באוגוסט הוא המריא לאוויר בדאון שלא היה מצויד בקשת ההגנה הזו. משב רוח פתאומי ובלתי צפוי היכה בדאון ועיקם את את אחת הכנפיים. לילנטאל התרסק בעצמה אל הקרקע ושבר את עמוד השדרה. הוא נפטר למחרת בבית החולים. מילותיו האחרונות היו: 'יש להקריב קורבנות קטנים למען התעופה'.

סמואל לנגלי

הטוען השני לכתר היה פרופסור סמואל לנגלי.

מרבית החוקרים באותה התקופה הבינו שכל עוד מקור הדחף היחיד של המטוס יהיה כוח השרירים האנושי, טיסה אמתית וארוכת טווח בלתי אפשרית. המנועים היחידים שהיו זמינים בתקופתו של קיילי היו מנועי קיטור,  כבדים ומסורבלים מדי עבור כלי טיס. המצאת מנוע הבעירה הפנימית ב-1876 שינתה את המצב מקצה לקצה. מנועי בעירה פנימית המבוססים על בנזין קלים בהרבה ממנועי הקיטור: הם אינם זקוקים לדודים מסיביים בכדי להתמודד עם הלחצים הגבוהים של אדי הקיטור, ואינם צריכים לסחוב  כמויות גדולות של מים בנוסף לחומר ההסקה.

פרופסור סמואל לנגלי היה האיש הנכון בזמן הנכון וניצל את ההתפתחות הטכנולוגית הזו. לנגלי היה אחד המדענים החשובים והמשפיעים של תקופתו. על אף  שלא הייתה לו השכלה רשמית מעבר ללימודי התיכון, הוא היה חריף מספיק בכדי להפוך לפיזיקאי ואסטרונום בכיר, וב-1887 הפך למנהל מוזאון הסמיתסוניאן בוושינגטון. כדאי לציין שמשרת מנהל הסמיתסוניאן נחשבה, באותה התקופה, למשרה בעלת חשיבות לאומית, ומנהלי המוזאון היו כמעט שרי חינוך בממשלה. לעובדה זו תהיה חשיבות בהמשך הסיפור.

בראשית שנות התשעים של המאה ה-19 הפנה לנגלי את מרצו וכשרונותיו לתחום שנחשב אז למבטיח ביותר במדע – התעופה. כמעט מייד זכה להצלחה מרשימה: בין השנים 1894 ו-1896 הוא בנה דגמים מוקטנים של מטוסים שהצליחו לטוס למרחק של יותר מקילומטר. הצלחותיו של לנגלי והמוניטין שלו הרשימו מאוד את הצבא האמריקני. משרד ההגנה העניק לו 50,000 דולר – סכום נכבד מאוד באותם הימים – בכדי לממן את המשך המחקר.

לנגלי ידע, מניסיונו, שכדי לבנות מטוס שיוכל לתמוך במשקלו של אדם בודד נדרש מנוע חזק במיוחד. הוא פנה אל יצרן מנועים מקומי וביקש ממנו מנוע שיפיק שנים עשר כוחות סוס אבל ישקול פחות מחמישים קילוגרמים. היצרן עשה כמיטב יכולתו, אבל לא הצליח לעמוד בדרישות. למזלו של לנגלי, בדיוק באותו הזמן הצטרף אל הצוות שלו מהנדס מכונות מבריק, בוגר אוניברסיטה טרי, בשם צ'רלס מנלי. מנלי הצליח לעשות את מה שנראה אז כבלתי ייאמן: הוא פיתח מנוע שהפיק מאה כוחות סוס, ושקל פחות ממאה קילוגרמים! זה היה זינוק טכנולוגי פנטסטי, והמנוע של מנלי הפך להיות המנוע הדומיננטי במטוסים במשך עשרות שנים לאחר מכן.

בשנת 1903 סיים לנגלי סדרת ניסויים מוצלחים שערך בדגמים מוקטנים. בדרך כלל, לנגלי הקפדן והזהיר היה מבצע ניסויים מתקדמים גם על מטוסים לא מאויישים בגודל מלא – אבל הפעם החליט לנטוש את הזהירות ואת ההקפדה. אולי היה זה הלחץ ממשרד ההגנה לספק את הסחורה, או אולי הידיעה שממציאים אחרים עובדים במקביל אליו ועלולים להשיג אותו – תהיה הסיבה אשר תהיה, לנגלי דילג על כמה שלבים ובנה מטוס בגודל מלא שהיה פחות או יותר העתק מוגדל של הדגמים המקוריים.

בשבעה באוקטובר 1903, הכל היה מוכן לניסוי הגדול. אמצעי השיגור שבו השתמש לנגלי היה קטפולטה רבת עצמה שהעיפה את המטוס קדימה והעניקה לו מהירות ראשונית. את הקטפולטה והמטוס הציב לנגלי על רפסודה גדולה במרכז נהר הפוטומק, מיקום שנבחר בזכות הרוחות החלשות שנשבו בו. הטייס היה לא אחר מאשר צ'רלס מנלי, מתכנן המנוע. מנלי נכנס אל המטוס ונופף לשלום ללנגלי ולשאר הצופים. הקטפולטה נמשכה אחורה והקפיץ שהיה מחובר אליה נמתח ונמתח… עד שהגיע לסוף מהלכו. לנגלי משך בידית. הקטפולטה התרוממה במהירות והמטוס זינק קדימה.

הקטפולטות הראשונות שבהן השתמש לנגלי היו מיועדות לדגמים מוקטנים, בסדר גודל של רבע מגודלו של מטוס אמתי. כדי לתמוך במשקלו של מטוס בגודל מלא, לנגלי היה מוכרח להגדיל גם את הקטפולטה – אבל מעולם לא בדק אותהבניסוי מבוקר. כשזינק המטוס מכן השיגור אחת הכנפיים פגעה בקטפולטה, נשברה, והמטוס התרסק לתוך הנהר, כמו ערימת אבנים, כפי שהגדיר זאת לנגלי בעצמו. צ'רלס מנלי חולץ בשלום מתוך כלי הטיס השוקע.

כשלון הניסוי היה מכה כואבת ללנגלי, אבל הוא חזר אל האגם חודשיים מאוחר יותר ועם מטוס משופץ. שוב טיפס מנלי לתא הטייס, שוב נמשכה הקטפולטה לאחור, שוב נמתחו הקפיצים, שוב משך לנגלי בידית ההפעלה… והפעם, לא רק הכנף אלא המטוס כולו התפרק באוויר. מנלי נמשה מהמים בקושי, רגע לפני שכמעט טבע למוות. סביר להניח שהסיבה להתפרקות היא ששלד המטוס לא עמד בתאוצה המהירה שהפעילה עליו הקטפולטה. הדגמים המוקטנים תפקדו בהצלחה, אבל לנגלי טעה בכך שהניח כי המבנה העקרוני יתאים גם למטוס גדול וכבד בהרבה.

משרת מנהל מוזיאון הסמיתסוניאן הייתה, כאמור, משרה בעלת חשיבות ממשלתית וציבורית לא מעטה. האופוזיציה בקונגרס ניצלה את הכישלון המהדהד של לנגלי כדי להכות בממשלה ולהאשים אותה בבזבוז כספי ציבור על פרוייקטים חסרי סיכוי. סמואל לנגלי נפגע מאוד מהביקורת עליו והחליט לנטוש את מאמצי התעופה, לתמיד. בדו"ח משרד ההגנה בעניין תוצאות ניסוייו של לנגלי נכתב שהשגת המטרה של טיסה מאויישת רחוקה ממימוש עוד שנים רבות. שבוע וחצי לאחר מכן הצליחו האחים רייט לטוס.

האחים רייט

איך הצליחו האחים רייט היכן שרבים מקודמיהם כשלו? הם לא היו משכילים יותר מסמואל לנגלי. הם לא היו מוכשרים יותר מאוטו לילנטאל. הם לא היו חזקים, יפים או חכמים יותר ממאות הממציאים שניסו אף הם לטוס, פחות או יותר באותו הזמן.  איך הם עשו את זה? ההיסטוריונים שבחנו את עבודתם הגיעו כולם לאותן המסקנות כמעט.

ראשית, האחים רייט למדו רבות מניסיונם של אחרים. הם קראו את כל הספרים והמאמרים שיכלו למצוא והשתדלו להימנע משגיאות מטופשות ומיותרות.

שנית, הם התקדמו בצורה מושכלת ומובנית. הם בחנו מודלים רבים במנהרת רוח, בנו דאונים רבים בגדלים שונים וניסו אותם בפועל שוב ושוב. כשהגיעו לטיסה המאוישת הראשונה שלהם, הם ידעו כבר למה לצפות.

שלישית, היה להם מדחף טוב. זו נקודה שבדרך כלל אינה נזכרת בהקשר האחים רייט, אבל הייתה לה השפעה אדירה על הצלחתם. ממציאים רבים השתמשו במדחפים בדגמים שלהם, אבל כולם הניחו שהמדחף צריך להיות זהה, פחות יותר, למדחף אניה או לחילופין לשבשבת של טחנת רוח. אווריל ווילבור הבינו שמדחף מטוס, ממש כמו הכנף, צריך לייצר כוח עילוי – ולכן להבי המדחף צריכות להיות כנפיים קטנות שיסתובבו בניצב לקרקע. הם תכננו את צורת הלהבים כך שייצרו כמות גדולה  של עילוי, ממש כפי שתככנו את כנפי המטוס שלהם. המנוע של האחים רייט היה מנוע חלש מאוד, חלש בהרבה מהמנוע של צ'רלס מנלי – אבל המדחף שלהם היה יעיל בשבעים אחוזים יותר מהמדחף שבחר סמואל לנגלי. אם לא היו משפרים בצורה כה דרמטית את המדחף שלהם, סביר להניח שה-Flyer לא היה מצליח להתרומם מעל פני הקרקע.

הגורם הרביעי שסייע להצלחת האחים רייט, הוא מערכת השליטה שהמציאו. כזכור, ג'ורג קיילי הגדיר את שלושת הדרישות ההכרחיות לטיסה מוצלחת: עילוי, דחף ושליטה. אוטו לילנטאל ודומיו התמקדו בעילוי: ההיגוי בדאונים הסתכם בתנועות הטייס. סמואל לנגלי התמקד בדחף. גם המטוסים שלו לא היו מצויידים במערכת היגוי כלשהיא. למעשה, צ'רלס מנלי היה פחות טייס ניסוי ויותר 'מטען אנושי': לא הייתה לו שום שליטה על המטוס הממונע, וכלי הטיס עצמו היה כבד כל כך, עד שלא הייתה לו אפילו אפשרות להסיט אותו באמצעות תנועות גוף כפי שעשה לילנטאל. אחד המומחים ציין כי אם היה מנלי מצליח באופן כלשהו להמריא לאוויר לאחר הזינוק מהקטפולקה – הוא היה בצרות צרורות. המנוע החזק שלו היה דוחף את המטוס קדימה במהירות גבוהה, עד שהדלק היה נגמר. אם נתיב הטיסה היה סוטה מהנהר – למשל, בעקבות רוח צד חלשה שהייתה מופיעה לפתע – המטוס היה אמור לנחות על הקרקע. הבעייה הייתה שלמטוס כלל לא היו גלגלים! מנלי היה מסיים את טיסת הניסוי בהתרסקות עצמתית ואולי אפילו נהרג.

רוב הממציאים בתקופת האחים רייט פעלו תחת ההנחה הסמויה שבעיית השליטה על המטוס היא בעייה קשה מדי לפיתרון. הם הסתכלו על הציפורים ועל התנועות המהירות והמדוייקות שהן מבצעות באוויר כדי לשלוט על טיסתן ואמרו לעצמם: 'אין סיכוי. אי אפשר לעשות את זה.' לכן חלק מהחוקרים התעלמו מהבעייה לחלוטין. לילנטאל, ואחרים –  לנגלי למשל – תיכננו את המטוסים שלהם כך שיטוסו רק קדימה, ללא שום יכולת לפנות לצדדים או לתקן סטיות. אפשר להשוות את השליטה על מטוס לנסיעה באופניים. שיווי המשקל באופניים עדין מאוד והרוכב צריך לבצע אינספור תיקונים זעירים ושינויי שיווי משקל בכדי שלא ליפול. למי שמעולם לא רכב על אופניים, המשימה הזו נראית כמעט בלתי אפשרית – ממש כמו שנראתה השליטה על כלי טייס לאותם חלוצים ראשונים. אבל האחים רייט היו, כפי שודאי כבר שמעתם, בוני אופניים. הם היו רגילים לעשות את הבלתי אפשרי עשרים פעם ביום, פחות או יותר. הם הניחו שכל מה שצריך כדי לשלוט במטוס הוא אימון – ולידיעתן של כל הבנות שמעדיפות פרחי טיס על פני צוערי קורס חובלים – הם גם צדקו. אוורויל ווילבור ציידו את מטוסם במאזנות פשוטות שאפשרו להם לתמרן בקלות בכל שלושת צירי התנועה, גם בתנאים של רוח חזקה וכיו"ב.

בהקשר האחים רייט וסמואל לנגלי, מעניין לציין שהמאבק ביניהם על כתר 'הטייס הראשון' לא נסתיים בטיסתם המוצלחת האחים רייט, ואפילו לא עם מותו של לנגלי שלוש שנים מאוחר יותר.

במוזיאון הסמיתסוניאן שמרו על נאמנות למנהלם לשעבר וניסו לשכתב את ההיסטוריה לטובת הבוס. על שלטי ההסבר במוזיאון נכתב שמטוסו של לנגלי, כשזכור התפרק מייד עם המראתו, היה כלי הטיס הראשון שהיה 'מסוגל לטוס'. זה לא אותו הדבר כמו 'כלי הטיס הראשון שבאמת טס', אבל אלו כבר אותיות קטנות… באופן כללי, האחים רייט היו רכושניים מאוד כלפי הצלחתם. הם רשמו פטנט על המטוס שלהם, ובמשך שנים ארוכות תבעו בבתי משפט כל מי שניסה לבנות מטוס על פי עקרונותיהם. זו הייתה צרה צרורה עבור שאר בוני המטוסים, כיוון שברור לחלוטין שדרכם הייתה כנראה הדרך המעשית והיחידה לבנות מטוס. אחד הנתבעים אמר שלדעתו גם אם מישהו יקפוץ באוויר וינפנף בידיו, האחים רייט יתבעו אותו על הפרת פטנט. בתי המשפט באירופה לא התרשמו במיוחד מתביעות האחים רייט, אבל בארצות הברית עקשנותם הביאה לכך שבמשך שנים רבות התעשייה האווירית האמריקנית הייתה מנוונת לחלוטין והמטוסים היו נחותים מהמטוסים האירופאים.

כצפוי, האחים רייט לא היו מוכנים לשתוק כלפי ניסיון כה בוטה מצד הסמיתסוניאן לקחת מהם את זכות הראשונים. הם הגישו תביעה, ואפילו 'היגלו' את המטוס המקורי שלהם מארצות הברית והציבו אותו במוזאון המדע בלונדון, כדי 'להעניש' את הסמיתסוניאן.

ב-1914 לקח התעשיין וחלוץ התעופה גלן קרטיס את המטוס המקורי של סמואל לנגלי והטיס אותו בהצלחה למרחק של כמה מאות מטרים. הוא עשה זאת ממניעים אישיים לחלוטין: האחים רייט תבעו גם אותו, והוא רצה להוכיח לבית המשפט שהפטנט שלהם אינו תקף כיוון שלנגלי עשה זאת קודם. הסמיתסוניאן ניצל את הצלחת קרטיס בכדי להמשיך ולטעון שסמואל לנגלי הצליח לבנות מטוס שהיה מסוגל לטוס – כאילו שלנגלי היה יכול היה לטוס לפני האחים רייט אבל "פשוט לא התחשק לו". הסמיתסוניאן 'שכח' לציין, עם זאת, שקרטיס נאלץ לבצע כמה וכמה שינויים משמעותיים במטוס המקורי בכדי לגרום לו להתרומם מעל הקרקע.

בסופו של דבר, האמת ההיסטורית גברה על משחקי האגו. בשנת 1948 התנצל מוזיאון הסמיתסוניאן בפני יורשיהם של האחים רייט והודה באופן רשמי שהם אלו שחנכו את עידן התעופה. מטוסם של האחים רייט הוחזר מבריטניה לארצות הברית והיום הוא אחד המוצגים החשובים והפופולריים ביותר של הסמיתסוניאן. ראוי לציין בהקשר הזה שיש ממציאים נוספים שנטען עליהם כי הקדימו את האחים רייט.

האורניתופטר

לפני סיום, כמה מילים על האורני-תופטר – אותו כלי טיס בעל כנפיים מתנפנפות כמו ציפור שממציאים רבים ניסו לממש במאה ה-19.

האורני-תופטר הפסיד בגדול למטוסי הכנף הקבועה והרעיון כולו נזנח ונשכח לגמרי. פה ושם עוד היו כמה משוגעים לדבר שניסו לבנות מטוס שכזה, וחלקם אף הצליח בכך – אבל כל עולם התעופה סביבם כלל לא היה מוכן לשמוע על הרעיון שנראה אבסורדי לחלוטין.

אבל חכו רגע, אל תשליכו עדיין את האורני-תופטרים לפח הזבל של ההיסטוריה. לאורניתופטרים יש, על הנייר, כמה יתרונות משמעותיים מאוד על פני מטוסים בעלי כנף קבועה. באופן תאורטי, הם יעילים יותר בניצול האנרגיה שלהם ממטוסים רגילים וזהו שיקול חשוב מאוד בימינו כשמחירי הנפט הולכים ומאמירים. זאת ועוד, המטוסים הללו יוכלו לתמרן טוב יותר ממטוסי סילון – ממש כשם שציפורים מסוגלות לתמרן טוב יותר ממטוסים. ועוד לא דיברנו על השקט שנרוויח אם ניפתר מהמנוע הרועש.

יש מי שכבר הפנימו את יתרונות האורני-תופטרים ופועלים בכיוון זה. באוניברסיטאות רבות ברחבי העולם עומלים המדענים והמהנדסים על פיתוח כלי טיס זעירים, 'מיקרו-אורני-תופטרים', שגודלם אינו יותר מזה של חרק או ציפור קטנה. רבים מהמחקרים הללו ממומנים על ידי הצבאות השונים, ולא במקרה: לחרק מעופף שכזה עשויות להיות יכולות ריגול פנטסטיות. הוא יוכל להסתנן לתוך בית, לתמרן בזריזות לפינה חשוכה ולצלם את הנעשה בחדר. במידת הצורך, הוא יוכל אולי גם להתחזות לחרק תמים…

הרעיון הזה אולי נשמע כמו משהו שלקוח מהמדע הבידיוני, אבל יש כאן נקודה שאני מוצא כמשעשעת במיוחד. מימוש של אורני-תופטר בגודל מלא – על כל היתרונות הגדולים שגלומים בו – דורש התקדמויות ניכרות באווירודינמיקה, במדע החומרים, בבקרה ובעוד נושאים ותחומים רבים. כמה אירוני זה יהיה אם יום אחד יסתבר לנו שהעתיד של התעופה טמון למעשה ברעיון הכי עתיק שלה. מי יודע, אולי ההיסטוריונים של העתיד יאמרו 'האחים רייט, הם היו בסדר גמור. אבל הנזיר אלימר…הוא באמת ידע על מה הוא מדבר."

קרא עוד בנושאים דומים:

אודות:

ספריו של רן:

Comments

comments

6 Responses

  1. אברהם וינר הגיב:

    הרצאה מאד מעניינת.

    יש לי כמה הערות.

    1. הסיבה העיקרית שהאחים רייט נחשבים כראשונים שהטיסו מטוס ממונעת היתה שזה היה מטוס שהיתה להם שליטה ב 3 צירים ת על תנועתו. למטוס של לנגלי בשלב של הניסויים הכושלים לא היתה כל שליטה על הכיוונים כך שאפילו היה טסת הרי כפי שאמרת לא יכלו לשלוט בו ולכן לא יכול היה להחשב כמטוס אמיתי. הסיבה ל"רעש" הגדול סביב ה"מטוס" של לנגלי היתה כמובן בגלל שהוא היה דמות ציבורית מוכרת והאחים רייט לא היו מוכרים. קוריוז מעניין בנושא זה. אחד האחים נהרג עוד ב1909 או 1910 . האח השני מכר את החברה והיא נשארה עם אותו שם. בגלגול נוסף שקרה אח"כ היא התאחדה עם חברתו של אותו גלן קרטיס שנלחם בהם על זכות הראשונים. החברה נראה ,"קרטיס-רייט". אחד המטוסים המפורסמים שפיתחה היה מטוס תובלה דו מנועי-"קרטיס קומנדו" C-46 (דומה קמת לדקוטה ובערך באותו גודל). ששירת בחיל האויר האמריקאי במלחמת העולם השניה וגם בחיל האויר הישראלי במלחמת העצמאות . שירתו 11 מטוסים כאלה ואח"כ עברו גם לאל-על.

    2. כל מדינה שמכבדת את עצמה טוענת שאצלה התקיימה הטיסה הראשונה. כמובן שהרוסים טענו זאת. אצל הצרפתים היה מפתח בשם אדר (ADER) שהטיס מטוס ממונע במנוע קיטור ב 1890 למרחק קצר אך ללא ממערכת ניהוג. ממציא המקלע חירם מקסים פיתח באנגליה מטוס ענק שגם כן טס בעזרת שני מנועי קיטור לקראת סוף המאה ה19. הוא טס והתרסק לאחר טיסה בגובה 1 מ' ושוב ללא מערכת ניהוג. בארה"ב יש טענה שממציא יוצא גרמניה שנקרא וייטהד טס כבר ב 1901 . אין הוכחות חותכות לכך. השיא זה הברזילאים שטוענים שברזילאי בשם סנטו-דומונט טס בצרפת ב1905 לטענתם האחים רייט היו זקוקים לקטפולט כדי לטוס (טענה לא נכונה) ואילו הוא המריא בכוחות עצמו. על שמו נקרא נמל התעופה בריו.

    • רן לוי הגיב:

      תודה על התוספות מאירות העיניים, אברהם! לא ידעתי שהחברה של קרטיס התאחדה עם זו של האחיים רייט – אכן מרתק 🙂
      רן

  2. זיו הגיב:

    כתבה מרתקת (כרגיל)

    במקרה הכנתי גם סדרה על הנושא בערוץ הצנוע שלי:

    https://www.youtube.com/watch?v=EL8nQ3Finh0&list=PLJZg7EcxF6mTRq6u3ik69YA193ax0oCYk

    זה מתמקד יותר בהסבר של איך עקרון ברנולי קשור לעילוי , בהחלט לא טריוויאלי – לא מצאתי הסבר יותר טוב ביוטיוב באנגלית ובוודאי שלא בעברית אז הרמתי את הכפפה…

  3. דביר הגיב:

    מסתבר שהסיבה שלא מצאתי שום התייחסות ברשת לדו"ח הנ"ל היא כי אז עוד קראו למשרד ההגנה האמריקאי משרד המלחמה. נראה שכל מה ששרד (ברשת) מהדו"ח הוא השורה התחתונה שמצוטטת באופן נרחב בכמה וכמה אתרים
    "We are still far from the ultimate goal, and it would seem as if years of constant work and study by experts, together with the expenditure of thousands of dollars, would still be necessary before we can hope to produce an apparatus of practical utility on these lines"

    • רן לוי הגיב:

      הי, דביר,
      אכן, אתה צודק: למיטב זכרוני, זה גם כל מה שהצלחתי לאתר מהמסמך ההוא בתחקיר שלי.
      רן

  4. דביר הגיב:

    שלום עושים היסטוריה,
    בקשר לפרק 87 האם זה אפשרי לקבל את המקור (לינק/ שם ספר/ פרסום) לדו"ח משרד ההגנה שיצא על נסיונות הטיסה של לנגלי בסמיתסוניאן ב-1903 וטען שהטיסה אינה אפשרית בשנים הקרובות (מוזכר בשורה שלפני תת הכותרת "איך"). לא הצלחתי למצוא התייחסות אליו באמצעות גוגל.

    תודה,
    דביר

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *