Aeroplanul Vlaicu

 

CAP. I. Problema zborului artificial — Condițiuni de posibilitate

1

„Sic itur ad astra”

        A imita vulturul, care se pierde în albastrul cerului, a fost din cele mai vechi timpuri, o vie dorință a omului legat prin legea gravitatiunii generale de pământul pe care s-a născut.

        Problema zborului artificial cu aparate mai grele decât aerul, abia rezolvată, merge cu pași uriași pe calea progresului. Iar noi, umili soldați ai acestei idei nu dorim altă răsplată, decât conștiința de a fi ajutat la desăvârșirea ei.

        Cunoașterea legilor aerului e complimentul indispensabil al tuturor celor ce voiesc a construi un aparat de zburat; și rezultatele, ce din parte-mi am obținut de la început cu aeroplanul meu, se datoresc în întregime experiențelor și încercărilor anterioare, precum și studiilor aerodinamice ce am făcut cu câțiva ani în urmă.

        Dintre toate soluțiile ce se pot întrevedea spre a realiza ridicarea și plutirea în aer, cea mai elegantă, cea mai simplă și cea mai mecanică, e aeroplanul. Practica justifică îndestul această afirmațiune.

        Aeroplanul, redus la cea mai simplă expresiune, e un plan care progresează în aer cu un unghi de incidență și o viteză suficientă, spre a fura rezistenței acestui fluid, forța necesară susținerii. Aerul în mișcare, e o forță incalculabilă: el învârtește morile de vânt, împinge pe mări corăbiile încărcate cu sute de tone, desrădăcinează păduri, ridică munți de nisip și de apă...

        Un fluid eminamente mobil e animat în continu[u] de mișcări, care pot varia de la liniștitul zefir, până la uraganul cel mai puternic. În toate aceste cazuri, intervin forțe noi, care, aplicându-se asupra planului, vor da compozante ce tind a modifica echilibrul lui.

        Al doilea, cele trei centre: de greutate, de presiune și de tracțiune, nu se pot și nici nu trebuie a fi confundate, într-un singur punct. Nu trebuiesc confundate, deoarece atunci echilibrul sistemului ar fi „indiferent” și orice mișcare de dezechilibru odată începută, ar tinde să se continue la infinit. Necesitatea separării centrelor, au recunoscut-o toți constructorii; dar ea ne face să plătim scump avantajiile ce dă. Așa, de pildă, dacă una din forțe, „tracțiunea”, ar crește, echilibrul sistemului s-ar distruge; ceea ce ne obligă a prevedea o viteză de regim absolut invariabilă.

        Defect grav, de care sufăr toate aparatele construite până acum, deoarece, dacă aparatul e capabil a ne da în plin zbor 100 km pe oră, — ceea ce nu e deloc exagerat, — apoi el e silit a porni de la pământ și a ateriza cu aceeași viteză, ceea ce e enorm, fiind știut că cele mai multe accidente s-au produs tocmai în aceste două momente critice, din cauza prea marei viteze.

        Totuși, viteza e o condiție sine qua non de stabilitate. Numai ea ne dă putința de a învinge vântul și de a zbura pe orice timp; iar soluțiunea de a avea o viteză variabilă, prin mărirea și micșorarea suprafețelor de plutire, e, pentru moment, irealizabilă.

        În aparatul nostru însă, această problemă e rezolvată în modul cel mai simplu și mai elegant. Aeroplanul Vlaicu se ridică și aterizează cu viteză de 60 km pe oră, iar în plin zbor trece cu ușurință de 100, după cum a dovedit-o.

        Dar să nu anticipăm, rezervându-ne a reveni asupra acestei soluții odată cu descrierea aparatului.

2

        Spre a menține planul în echilibru, conservând unghiul de înclinare necesar U, în aerul agitat, avem, în teorie, două mijloace: 1) a deplasa centrul de greutate și 2) a deplasa centrul de presiune.

        Natura a înzestrat zburătoarele create de ea și în special pe păsări, cu aceste două posibilități. Astfel pasărea, spre a-și păstra echilibrul, mută capul la dreapta sau la stânga, în sus sau în jos, mișcând în același timp coada și extremitățile aripilor.

        Sunt păsări, însă, care n-au coadă. Acestea, în schimb, au un gât așa de lung încât mișcările capului au o influență foarte puternică asupra echilibrului general.

        La păsările care zboară foarte repede, cum e lăstunul, eretele și altele, gâtul e foarte scurt, dar au în schimb o coadă lungă. Astfel natura a recunoscut, că pentru vitezele mari, e mai eficace a modifica centrul de presiune, decât centrul de greutate.

        Același lucru e și la pasărea artificială, aeroplanul, la care dificultățile de construcție și de manevră ar face imposibilă deplasarea continuă a motorului și a pilotului, cele două mase mai importante. În schimb, adăugarea unor planuri mobile, auxiliare, numite obișnuit cârme și al căror rost e modificarea centrului de presiune, e foarte lesnicioasă și eficace.

        Aceste cârme sunt cu atât mai puternice, cu cât sunt mai îndepărtate de centrul de greutate al aparatului, deci cu cât brațul de pârghie e mai lung. Mânuirea lor ar reclama o atenție de toate momentele și ar fi foarte obositoare pentru pilot, dacă nu ar fi complinite prin niște planuri fixe, așezate la o distanță determinată și înapoia centrului de greutate. Rostul acestor planuri, e același ca al penelor din coada săgeții, care o fac să-și păstreze o traiectorie rectilinie, împiedicând prin frânarea lor pe aer, orice girațiune dăunătoare echilibrului, împrejurul centrului de greutate.

3

        Din cele arătate până aci, am văzut că un aeroplan, afară de planul, — sau planurile, — care poartă, mai are nevoie, spre a-și păstra stabilitatea în aer, să întrunească unele condiții și să fie prevăzut cu planuri auxiliare și cu cârme, al căror rol e, pe lângă stabilizare, și acela de-a da posibilitatea să îndreptăm aparatul în sus sau în jos, la dreapta sau la stânga, după direcția ce voim să urmăm. Vom descrie acum aparatul ce am construit, făcând o paralelă între acesta și alte aeroplane, spre a învedera inovațiunile introduse în concepția, calculul și constructia lui.

CAP. II. Descrierea aeroplanului Vlaicu

1

        Dintre toate aeroplanele construite până acum, aeroplanul nostru e cel mai simplu, cel mai ușor, cel mai lesne de condus.

        E cel mai simplu, deoarece corpul aparatului, care la alte aeroplane e compus din trei, patru, sau mai multe stinghii longitudinale, menținute de o serie de traverse, fixate prin piese metalice și încrucișate cu sârme de oțel, acest corp e format, la aparatul nostru, dintr-un singur tub de aluminiu, lung de 10 metri, care poartă cârmele, helicele, planurile auxiliare, — cruciforme, — care formează coada.

        Acest tub e calculat să reziste numai la compresiune, toate celelalte forțe lucrând asupra sârmelor de oțel, ce-l armează, formând împreună cu toate celelalte părți ale aparatului, un tot indeformabil.

        Aluminiul, cel mai usor dintre metale, rezistă foarte bine la compresiune, mai ales sub formă de tub. La tracțiune rezistența lui poate atinge maximum 20 de kilograme pe milimetru pătrat de secțiune. Am profitat, deci, de această calltate, care împreunată cu ușurință, fac din el un prețios material de construcție, când nu i se cere mai mult decât poate da.

        La ambele capete ale acestui tub, două manșoane de oțel ghiventuite, prevăzute cu un dispozitiv special, permit încordarea tuturor sârmelor aparatului în același timp, și cu un grad de tensiune riguros egal.

        Cârma de urcare și coborâre, așezată la capătul anterior al tubului principal, decare e fixată printr-o articulație mobilă, e formată dintr-o simplă ramă de frasin curbat și îmbrăcată, ca și celelalte planuri, în pânză cauciucată extrarezistentă.

        Aeroplanul Vlaicu este singurul dintre monoplane, care are cârma de înălțare în față. Și i-am hotărât acest loc, fiindcă mai întâi aparatul dispune în cazul de față de un punct de reazim înainte, care îl împiedică să capoteze; al doilea e știut, că efectul cârmelor așezate înapoia planurilor purtătoare, e degresiv, pe când al celor așezate înaintea planurilor purtătoare, e progresiv. Am socotit, deci, că e bine să dispui de o forță latentă, pe care să o poți întrebuința până la extrem, în momente critice, decât să fi redus la neputința de a lupta, prin degresivitatea efectului.

        Funcționarea cârmei de înălțime se înțelege de la sine: când voim ca aparatul să se ridice, dăm acestei cârme o ușoară înclinare spre zenit. Aerul lovește cu putere dedesubtul ei, brațul de pârghie pe care-l formează depărtarea dintre ea și planurile purtătoare, înzecește această forță, mărește unghiul cu care planurile înaintează în aer și când compozanța verticală devine superioară gravitațiunii, aeroplanul părăsește pământul, alunecând pe păturile fluide.

        Spre a de[s]ci[n]de, facem manevra inversă.

        În timpul zborului, cârma de înălțime rămâne perfect orizontală și nu e acționată de pilot, decât când voiește a-și schimba, în plus sau în minus, altitudinea. Unghiul de înclinare a planurilor purtătoare, e determinat de poziția în care se află așezat centrul de greutate în raport cu centrul de presiune și acesta, în mod invariabil, prin însăși construcția aparatului.

2

        Înapoia cârmei de înălțime și chiar pe axul ei de învârtire, se află articulată cârma în direcție laterală.

        Această cârmă se compune din două planuri verticale, de formă semicirculară, menținute paralel de două bare articulate, cu care formează un paralelogram, deformabil într-un sens sau într-altul, după voința pilotului.

        Când aceste planuri sunt deviate din pozițiunea lor paralelă cu axul mersului, într-o parte sau în alta, aerul, lovindu-le, creează o compozantă orizontală, proporțională cu unghiul de deviație, și aparatul descrie un ocol în direcție contrară și de o rază proporțională cu deviația.

        Efectul cârmei de direcție e mărit prin rezistența laterală ce opune aerului planul vertical din coada aparatului și unghiul diedru format de planurile purtătoare.

        Grație acestui sistem special de cârmuire, aeroplanul Vlaicu descrie acele curbe de rază foarte mică, ce au surprins pe cunoscători.

        Tot pe corpul tubular de aluminiu, la o distanță de 4 metri de cârma de înălțime, se află fixate în mod rigid, cu ajutorul unor mufe de oțel, planurile purtătoare.

        De o formă parabolică și formate din o simplă bară de brad, curbată la etuvă, aceste planuri, îmbrăcate în pânză impermeabilă, sunt cele mai simple și mai ușoare aripi, care s-au construit până acum.

        De rama de brad sunt legate două serii de sârme orizontale, încordate după voință, cu ajutorul manșoanelor ghiventuite, de care am vorbit și către care converg toate. Răsucirea acestor manșoane, dă o tensiune așa de mare pânzei, încât orice nervură sau traversă e inutilă.

        Sistemul acesta, pe lângă că dă cea mai mare ușurintă aripei, îi mai dă și minimum de rezistență la înaintare, — profilul ei fiind redus numai la grosimea bazei. În același timp, aripa e foarte ieftină și ușor de construit.

        Aripa nu are nici o curbură traversală, curbură care e dată prin construcția nervurilor la alte aeroplane și a cărei săgeată e așezată cam la prima treime a coardei. Când pânza e bine întinsă, la aparatul nostru se formează o curbură riguros concordată cu centrul de presiune. Acea curbură nu poate fi decât o curbură optimă, deoarece se află acolo, unde în realitate se află curentul.

        Printr-o construcție rigidă, nu se poate niciodată ajunge la astfel de rezultat, știut fiind, că centrul de presiune se apropie de marginea anterioară a aripei, cu cât unghiul acesteia e mai mic, și se depărtează către mijloc, cu cât unghiul se mărește.

        Cele două aripi formează între ele un ușor unghiu diedru, deschis înspre zenit, spre a înlesni ocolurile și plutirea. Ele sunt menținute în această pozițiune, prin patru serii de sârme verticale, care se leagă cu un capăt la egale distanțe pe marginea aripilor, iar cu celălalt cele două catargi perpendiculare pe corpul tubular, formând, prin tensiunea lor, un tot rigid și susținând aripile cu maximum de soliditate.

        Planurile purtătoare nu au nici un fel de mobilitate sau deformare helicoidală (gauchissement) cum e la alte aparate, pentru menținerea echilibrului transversal. Orice sistem pentru păstrarea acelui echilibru, e inutil la aparatul nostru, fiindcă centrul de greutate, foarte coborât, tinde mereu a-l readuce la orizontală, oricare ar fi perturbările curenților aerieni.

        Cu toate că constructorii de până acum, sunt în contra coborârii centrului de greutate, căutând a demonstra, că aceasta ar fi o cauză de dezechilibru, totuși practica le-a infirmat teoriile; și câteva aeroplane, construite cu centrul de greutate jos, — între care și al nostru, — au dovedit cea mai perfectă stabilitate.

        S-au propus pentru menținerea stabilității automatice, diferite aparate, inventate în cea mai mare parte de către persoane, care n-au practicat aviația, decât pe hârtie. Aceste stabilizatoare, care au de bază principiul pendulului sau deplasarea unei greutăți sau lichid (mercur), au rolul de a manevra automatic sârmele de comandă ale cârmelor, în locul pilotului. Dar pe lângă greutate și complicație mecanică, comanda se va face totdeauna prea târziu; cei care n-au pilotat niciodată, nu știu că lovitura de cârmă trebuie să fie francă, dar foarte scurtă, cu riscul de a reveni, dacă n-a fost suficientă, sau a lucra în sens contrar, dacă a fost prea brutală.

        Și chiar dacă stabilizatorul ar reuși să opună aerului în momentul potrivit 1/2 metru de pânză, cuplul n-ar fi mai mare, la 100 km pe oră, decât 90 kilograme. Se poate oare compara acesta, cu cuplul de restabilire format de aparatul nostru prin greutatea motorului, pilotului, nacelei etc., care împreună cântăresc mai mult ca 150 kg așezate la vârful unui braț de pârghie de 1 m și 20 cm, sub centrul de presiune?

        De ce am căutat pe căi complicate, stabilitatea automatică, când cea mai simplă lege a mecanicii ne-o dă, prin coborârea centrului de greutate?

3

        La capătul posterior al tubului ce formează corpul, sunt așezate în cruce două planuri triunghiulare, care au aceeași menire, ca penele din coada săgeții: adică a o sili să urmeze o traiectorie rectilinie, anulând oscilațiunile.

        Tot pe tubul de aluminiu, înaintea și înapoia aripilor sunt montate, pe lagăre cu bile, cele două elice de propulsiune. Ele se învârtesc în sens contrar, anulându-și reciproc cuplul de torsiune. Acest dispozitiv, care aparține exclusiv numai aeroplanului Vlaicu, ușurează mult echilibrul și mai ales ocolurile.

        Elicele se mișcă cu un număr redus de învârtituri, fiind comandate cu lanțuri, utilizează deci forța motorului în cele mai bune condiții și sunt mai puțin expuse a se rupe, din cauza forței centrifuge.

        Sistemul de a dispune axul lor de învârtire, în chiar axul planurilor de plutire, e cea mai bună soluție a problemei vitezelor variabile, a căror aplicare e o nevoie imperioasă în aviație.

        În adevăr, dacă axul elicelor se află în chiar axul planurilor, centrul de tracțiune e confundat cu centrul de presiune și nu poate să se mai nască un cuplu de răsturnare, dacă una din cele două forțe se mărește în raport cu cealaltă.

        Inversiunea sensului de rotațiune, se face prin ajutorul unei axe longitudinale, așezată paralel și foarte aproape, sub tubul principal de aluminiu. Această axă, condusă cu un lanț de motor, poartă la partea anterioară o rotiță dințată, care angrenează o altă rotiță mai mare în diametru, fixată solidar pe buceaua elicei din fată. Elicea anterioară se învârtește, deci, în sens invers axului descris, iar cea posterioară, care e comandată de acel ax cu un lanț, se învârtește, evident în același sens cu el.

4

        Sub planul purtător se află suspendată de tubul de aluminiu, nacela, în care stă pilotul. Aceasta e de forma unei bărci și apără foarte bine pe pilot, prezentând în partea din față, un fel de semi-torpedo din tablă de aluminiu și un ecran semicircular din aceeași tablă, spre a împiedica proiecțiunile de ulei și gaze ale motorului.

        Nacela e fixată rigid între cele două coloane de aluminiu, care sunt traversate de tubul de aluminiu, trec deasupra planurilor, susținând prin seriile de sârme ce se fixează de capătul lor, planurile de plutire.

        Coloana anterioară se bifurcă la nivelul planului, spre a se împreuna din nou la partea ei inferioară, rezemându-se pe o patină recurbată, care trece sub nacelă până la coloana posterioară.

        Sub mijlocul rombului, o traversă din tablă de oțel, perforată și profilată, susține lagărul anterior al fusului motor, al cărui lagăr posterior e fixat de o altă traversă solidară nacelei. Motorul este astfel așezat la înălțimea scaunului pilotului, tot spre a coborî centrul de greutate; el acționează axul secundar, descris mai sus, cu ajutorul unui lanț.

        Prin poziția în care se află, motorul e ferit de orice lovitură și nu riscă niciodată să strivească pe pilot, într-un caz de accident, cum s-a întâmplat de atâtea ori cu aparatele al căror motor era așezat sus sau înapoia pilotului. Rezervorul cu benzină e destul de departe, fiind deasupra planurilor, astfel ca orice pericol de incendiu să fie înlăturat.

5

        Șasiul de aterisaj, sau căruciorul pe care aparatul rulează spre a-și lua zborul sau spre a lua contactul cu pământul, e compus la spate din o rotiță analoagă roatelor de bicicletă, dar mai rezistentă, fixată înapoi și sub nivelul părții dinapoi a nacelei, cu ajutorul unei furci, care comprimă niște spirale de oțel spre a face contactul elastic.

        La partea anterioară, sunt două roți de același fel, însă mai mari, îmbrăcate ca și cea dinapoi, cu cauciucuri pneumatice și ale căror axe se fixează pe două cârje înclinate.

        Capătul de sus al cârjelor alunecă în două jgheaburi pe partea superioară laterală a bifurcării coloanei din față, ele sunt însă mereu solicitate în jos de două serii de inele de cauciuc, care prin elasticitatea lor, dau contactului cu solul o ușurință incomparabilă.

        Pentru a înlătura putința îndepărtării roatelor, două traverse articulate le fixează de patina mediană, chiar în planul cârjelor, iar alte două traverse orizontale, convergând până sub locul pilotului, le împiedică a se da înapoi în momentul lovirii.

        Acest sistem, absolut original, fac[e] ca contactul cu solul să fie foarte dulce și lipsit de orice pericol. Toate piesele lucrează astfel, ca rezistența la orice lovitură se face absolut pe normala ei și e absorbită de arcurile de cauciuc descrise mai sus; ceea ce ar mai rămânea, într-un caz extrem, ar fi suportat de patina mediană, al cărei rost e mai mult un fel de siguranță pentru cei ce încep să învețe mânuirea aparatului.

6

        O parte foarte interesantă a aeroplanului nostru e dispozitivul de cârmuire.

        Un volant, prin a cărui torsiune se obține ridicarea sau coborârea cârmei de înălțare, cu ajutorul unui cablu și prin a cărui deplasare laterală, se acționează cârma de direcție, — acesta e tot sistemul. Volanul nu se mișcă în sens vertical, formând astfel un punct de sprijin mâinilor pilotului. Cei care au condus aparate a căror cârmă e mobilă în toate direcțiile, cum sunt mai toate, știu cât de penibilă e conducerea lor și vor ști să prețuiască dispozitivul nostru.

        Axul volantului poartă la mijlocul său o planșe, de care sunt legate cablurile cârmei de direcție. Cablurile trec prin niște scripete fixe pe marginea anterioară a planurilor, la o distanță oarecare de centru, apoi se încrucișează pe alte două scripete înapoia cârmei de înălțime, spre a se fixa fiecare în partea opusă, în punctul unde se articulează cârmele de direcție cu traversa ce le mențin egal depărtate.

        La capătul axului e o tobă, care înfășură sau desfășură cablul de comandă al cârmei de înălțime. Cablul trece peste două scripete, chiar prin interiorul tubului de aluminiu, fiind astfel ferit de orice atingere ce i-ar putea pricinui ruperea.

CAP. III. Superioritatea aeroplanului Vlaicu

        Din cele arătate în capitolele anterioare, reiese în mod vădit superioritatea aparatului Vlaicu, față de celelalte sisteme construite până în timpul de față. În acest ultim capitol nu vom face decât să sintetizăm într-un mănunchi omogen, toate calitățile semănate în timpul descrierii, spre a le învedera mai lămurit:

        1. Echilibrul perfect și lipsa de orice pericol de răsturnare, datorite centrului de greutate foarte coborât. Tot grație acestui mod de construcție, oricât de brutal și cu nepricepere s-ar întrebuința cârmele, pendulul format de centrul de greutate va readuce aparatul la normal, împiedicându-l de a se angaja pe un arc de parabolă, care duce la catastrofă, după cum se întâmplă cu toate celelalte aparate. De aici, o altă concluzie:

        2. Pilotajul, cu aeroplanul nostru, e foarte ușor de învățat și lipsit de orice pericol.

        3. Întrebuințarea a două elice, învârtindu-se în sens contrar pe același ax, anulează cuplul de torsiune produs de o singură elice, cuplu care s-a dovedit a fi atât de periculos prin dezechilibrarea transversală a aparatului, în caz de oprire intempestivă a motorului în plin zbor.

        4. Ușurința extremă a aparatului, realizată nu prin sacrificarea solidității, ci prin suprimarea corpului și înlocuirea lui cu un simplu tub; suprimarea nervurilor aripilor, a pânzei duble etc., reducerea căruciorului de pornire la un strict necesar, bine studiat și bine adaptat oricărei împrejurări. Datorită acestor mijloace, aparatul cântărește abia 200 kg, pe când orice alte aparate cântăresc între 350 și 500 kg.

        5. Rezolvarea problemei vitezelor variabile, prin confundarea centrelor de presiune cu cel de tracțiune în același punct și în același plan. Aeroplanul nostru se ridică și se coboară cu viteză de 60 km pe oră, putând întrece 100 km pe oră, în plin zbor.

        6. Direcția redusă la două simple mișcări ce se pot face simultan și nu se pot confunda niciodată. Sistemul de conducere permite a menține cârma, cu o singură mână, putând cu mâna cealaltă desfășura o hartă, lua o fotografie sau arunca o bombă.

        7. Din punct de vedere militar, aeroplanul nostru e cel mai propriu oricărui serviciu, deoarece: a) pilotul poate vedea în toate direcțiunile, fiind dedesubtul planurilor; b) poate plana cu viteză foarte mică, spre a observa bine terenul și, după ce a făcut recunoașterea, se poate transporta cu cea mai mare iuțeală, spre a comunica, celor în drept, rezultatul; c) grație ușurinței sale, se poate ridica în câteva minute peste 1000 metri, evitând focul inamicului, sau atacul altor aeroplane dușmane (aeroplanul nostru se poate ridica pe un unghi mai mare de 30 grade, ceea ce nici un aparat nu poate face); d) e foarte ușor demontabil și transportabil, legat de un automobil sau furgon.

        Toate aceste calități fac din aeroplanul nostru cel mai bun instrument de recunoaștere ce ar putea poseda o armată.