بیوگرافی برادران رایت؛ از دوچرخه سازی تا اختراع اولین هواپیما - مجله آراد

پرواز بر فراز آسمان ها و رهایی از بند جاذبه زمین، دیرینه ترین رویای بشر از عصر اسطوره های ایکاروس تا یادداشت های مهندسی رنسانس بود. دانشمندان و مهندسان بی شماری ثروت و حتی جان خود را در راه به پرواز درآوردن ماشین های سنگین تر از هوا فدا کردند، اما این دو برادر خودآموخته و صاحبان یک کارگاه کوچک دوچرخه سازی در اوهایو بودند که قفل این معمای چند هزار ساله را گگرددند. ویلبر رایت (Wilbur Wright) و اورویل رایت (Orville Wright) نه مدرک مهندسی از دانشگاه های معتبر داشتند و نه از بودجه های کلان دولتی برخوردار بودند؛ سلاح آن ها نبوغ بی پایان، روش علمی دقیق و رویکردی کاملاً نوآورانه به کنترل آیرودینامیک بود. به گزارش موزه ملی هوافضای اسمیتسونین (Smithsonian) و آرشیو کتابخانه کنگره آمریکا، دستاورد رایت ها سرآغاز عصر نوینی در تاریخ تمدن شد. در این مقاله جامع تحریریه هفت گنج، زندگی، شکست ها، اختراعات و پرواز تاریخی برادران رایت را بازخوانی خواهیم کرد.

جدول شناسنامه و گاه شمار زندگی برادران رایت

برای آشنایی سریع با خط زمانی و مقاطع کلیدی زندگی این دو پیشگام هوانوردی، جدول زیر اطلاعات موثق تاریخی آنان را دسته بندی می کند:

بیشتر بدانید: اسباب بازی پرنده ای که جرقه ای تاریخی زد

در سال 1878، پدر خانواده (میلتون رایت که اسقف کلیسا بود) یک اسباب بازی کوچک پرنده از جنس بامبو، چوب پنبه و کش لاستیکی ساخت مخترع فرانسوی آلفونس پنو به خانه آورد. چرخش این وسیله در اتاق نشیمن چنان تاثیری بر ویلبر 11 ساله و اورویل 7 ساله گذاشت که بعدها گفتند اشتیاق به پرواز از همان روز در روح آنان ریشه دواند.

از کارگاه چاپ و دوچرخه سازی تا وسواس علمی آیرودینامیک

در اواخر قرن نوزدهم، موج تب دوچرخه سواری سرتاسر جهان را فرا گرفت. برادران رایت در سال 1892 کارگاه و فروشگاه دوچرخه خود را در دیتون افتتاح کردند. آن ها نه تنها دوچرخه ها را تعمیر می کردند، بلکه برندهای اختصاصی خود (وان کلِو و سنت کلیر) را با ابزارهای دست ساز تولید نمودند. این تجربه مکانیکی ارزش فوق العاده ای داشت؛ آن ها یاد گرفتند چگونه اسکلت های سبک بسازند، مقاومت اصطکاکی زنجیر و چرخ دنده ها را بهینه سازی نمایند و مهم تر از همه، مفهوم تعادل در حین حرکت را لمس نمایند.

در سال 1896، اتو لیلینتال (مهندس پیشگام آلمانی گلایدر) در یکی از پروازهای آزمایشی خود سقوط کرد و کشته شد. مرگ لیلینتال نه تنها برادران رایت را ناامید نکرد، بلکه وسواس ذهنی آن ها را برای یافتن راهکار پرواز ایمن برانگیخت. آن ها کتاب های مکانیک پرواز و کارهای پیشینیان را بلعیدند و متوجه شدند دیگران همواره در پی موتورهای قوی تر هستند، در حالی که مشکل اصلی، کنترل هواپیما در سه بعد است.

نوآوری بنیادین رایت ها: سیستم کنترل سه محوره

پیش از برادران رایت، طراحان سعی می کردند هواپیما را مانند کشتی با جابه جایی وزن خلبان به چپ و راست ببرند؛ روشی که در بادهای ناگهانی به سقوط مرگبار می انجامید. ویلبر در تابستان 1899 با مشاهده دقیق پرواز شاهین ها و پرندگان شکاری به کشفی نبوغ آمیز دست یافت: پرندگان برای حفظ تعادل در باد، نوک بال های خود را پیچ و تاب می دهند.

برادران رایت بر مبنای این الهام طبیعی، سیستم کنترل 3 محوره پرواز را پایه ریزی کردند که امروزه نیز در تمام هواپیماهای جت مسافربری و جنگنده های پیشرفته استفاده می گردد:

1. چرخش عرضی بال ها (Roll): با پیچش مکانیکی لبه بال ها (Wing Warping) که بعدها جای خود را به شهپرها (Ailerons) داد، هواپیما به چپ یا راست متمایل می شد.
2. کنترل شیب طولی (Pitch): با نصب بالچه ای متحرک در جلو (Elevator)، دماغه هواپیما به بالا یا پایین هدایت می شد تا ارتفاع تنظیم گردد.
3. کنترل انحراف سمتی (Yaw): سکان متحرک عمودی در عقب هواپیما (Rudder) هماهنگ با پیچش بال ها عمل می کرد تا از چرخش ناخواسته و سقوط جلوگیری کند.

ترفند نبوغ آمیز رایت ها: ساخت نخستین تونل باد مدرن

هنگامی که آزمایش های اولیه گلایدر در سال های 1900 و 1901 نتایج نامطلوبی داد، رایت ها شجاعانه جدول های علمی لیلینتال را زیر سوال بردند. آن ها یک تونل باد 1.8 متری در کارگاه خود ساختند و بیش از 200 نوع شکل مختلف بال را در مقیاس کوچک آزمایش کردند تا دقیق ترین محاسبات ضریب لیفت (بالابرندگی) و درگ (پسا) تاریخ هوانوردی را ثبت نمایند.

چرا کیتی هاک؟ انتخاب میدان نبرد با بادهای اقیانوسی

برای پرواز با گلایدر، برادران رایت به مکانی با بادهای مداوم و پرقدرت، تپه های شنی نرم برای فرودهای اضطراری و محیطی خلوت و دور از خبرنگاران نیاز داشتند. آن ها با اداره هواشناسی تماس گرفتند و دهکده ماهیگیری دنج کیتی هاک در جزایر باریک کارولینای شمالی را برگزیدند. در تپه های شنی کیل دویل هیلز، آن ها بیش از 1000 پرواز آزمایشی بی موتور انجام دادند و بر هنر هدایت هوایی مسلط شدند.

شاهکار مهندسی: ساخت موتور و ملخ های اختصاصی

در سال 1903، پس از تکمیل بدنه، رایت ها متوجه شدند هیچ کارخانه خودروسازی در جهان نمی تواند موتوری سبک با قدرتی حدود 12 اسب بخار بسازد. آن ها با کمک مکانیک نابغه کارگاه خود، چارلی تیلور (Charlie Taylor)، یک بلوک موتور اختصاصی از جنس آلومینیوم سبک ریخته گری کردند که تنها 69 کیلوگرم وزن داشت و 12 اسب بخار نیرو تولید می کرد.

علاوه بر این، آن ها ملخ های هواپیما را بر خلاف باور رایج آن زمان که ملخ را شبیه پروانه کشتی می دانست، به عنوان یک بال چرخان آیرودینامیک فرمول بندی کردند. ملخ های چوبی تراشیده شده از طریق رایت ها به راندمان حیرت انگیز 66 درصد دست یافتند که تا آن روز در تاریخ مهندسی بی سابقه بود.

صبحگاه تاریخی 17 دسامبر 1903: 12 ثانیه جاودانه

در سرمای استخوان سوز و باد 40 کیلومتری صبح 17 دسامبر 1903، هواپیمای دوپروانه رایت فلایر 1 روی ریل چوبی 60 فوتی قرار گرفت. با پرتاب سکه، نوبت به اورویل رسید تا روی بال پایینی دراز بکشد. موتور روشن شد، مهار رها شد و پرنده چوبی به حرکت درآمد.

در ساعت 10:35 صبح، هواپیما از روی زمین بلند شد و به مدت 12 ثانیه در آسمان پرواز کرد و مسافت 36.5 متری (120 فوتی) را پیمود. در طول آن روز سرد، برادران سه پرواز دیگر انجام دادند که طولانی ترین آن ها از طریق ویلبر به مدت 59 ثانیه و در مسافتی برابر با 260 متر به ثبت رسید. بشر برای نخستین بار با نیروی موتور و کنترل کامل در آسمان پرواز کرده بود.

هشدار تاریخی: بایکوت اولیه رسانه ها و ناباوری عمومی

هنگامی که اورویل تلگرافی فوری به پدرش در دیتون فرستاد تا خبر پیروزیت پرواز را به رسانه ها اعلام کند، بیشتر روزنامه ها به علت سابقه دروغ های ژورنالیستی گذشته خبر را بایکوت کردند؛ حتی نیویورک تایمز تا سال ها معتقد بود پرواز انسان از نظر فیزیکی غیرممکن است!

فتح اروپا و پذیرش جهانی شاهکار رایت ها

پس از چند سال بی اعتنایی دولت آمریکا، ویلبر در سال 1908 به فرانسه سفر کرد تا پرواز را در برابر چشمان نخبگان اروپایی به نمایش بگذارد. تماشاگران فرانسوی که ابتدا گمان می کردند با دو لاف زن آمریکایی طرف هستند، با مشاهده پروازهای دایره ای، اوج گیری های نرم و فرودهای دقیق ویلبر در لومان (Le Mans)، مسحور نبوغ او شدند و روزنامه های پاریس نوشتند: برادران رایت انسان را به پرواز درآوردند؛ ما دیگر شکی نداریم.

جنگ های پتنتی و پایان تراژیک ویلبر

سال های پایانی زندگی برادران رایت درگیر دادگاه های فرسایشی دفاع از حق ثبت اختراع (Patent Wars) با پیشگامانی چون گلن کرتیس شد. این کشمکش های حقوقی مداوم و سفرهای طاقت فرسا توان جسمی ویلبر را تحلیل برد. او در سال 1912 در سن 45 سالگی به حصبه مبتلا شد و درگذشت. اورویل که مرگ برادر را بزرگ ترین فاجعه زندگی اش می دانست، کارخانه را فروخت و سال های بعد را صرف دفاع از شرافت تاریخی اختراع برادرش کرد.

هم پیوندی نبوغ رایت ها با عصر طلایی اختراعات

عصر زندگی برادران رایت دورانی طلایی از دگرگونی ساختارهای فناوری مدرن بود. همزمان با پرواز رایت ها در آسمان، نابغه بی نظیر روشنایی که سرگذشت او را در بیوگرافی توماس ادیسون خواندیم شب های جهان را روشن می کرد؛ مخترع پرآوازه صدا که زندگی اش در بیوگرافی الکساندر گراهام بل بررسی شد فواصل انسان ها را با تلفن پیوند می داد و دانشمند افسانه ای جریان متناوب در بیوگرافی نیکولا تسلا پایه های شبکه برق صنعتی را بنا می نهاد.

نکته مهم: نمادی از تکامل؛ پارچه کیتی هاک روی کره ماه!

هنگامی که فضاپیمای آپولو 11 در سال 1969 بر سطح ماه فرود آمد، نیل آرمسترانگ قطعه ای از چوب ملخ و تکه ای از پارچه بال هواپیمای رایت فلایر 1903 را همراه خود به ماه برد تا یادآوری کند پرواز بر ماه تنها 66 سال پس از 12 ثانیه تاریخی رایت ها ممکن شد.

نکات پایانی و جمع بندی کاربردی

بیوگرافی برادران رایت داستانی الهام بخش از پایداری، تفکر علمی مستقل و فروتنی تزلزل ناپذیر است. آن ها به ما آموختند که برای حل بزرگ ترین معماهای طبیعت، نیازی به ابزارهای پیچیده یا القاب دهان پرکن نیست؛ یک مشاهده دقیق، ساخت یک ابزار آزمایشگاهی ساده و اعتماد به منطق علمی می تواند نام انسان را در پهنه تاریخ و آسمان ها تا ابد جاودانه سازد.