Джордж Кейли считается одним из пионеров в области авиации, внесшим большой вклад в развитие воздухоплавания. Его научные исследования и практические разработки в этой области стал основой для многочисленных достижений в этой сфере. Кейли первым осознал важность аэродинамических принципов и их влияние на полет, что открыло новые горизонты для освоения воздушного пространства.
Четыре силы
Кэйли в основном запомнился своими исследованиями и экспериментами с летательными аппаратами, включая рабочий пилотируемый планер, который он спроектировал и построил. Инженер написал трактат в трех частях под названием «О воздушной навигации» (1809–1810). В 2007 году в школьных тетрадях Кейли, хранящихся в архиве библиотеки Королевского общества воздухоплавания, были найдены эскизы, подтверждающие, что уже в школе Кейли разрабатывал свои идеи о теориях полета. Эти изображения показывают, что Кейли определил принцип действия подъемной наклонной плоскости уже в 1792 году. Чтобы измерить сопротивление объектов при разных скоростях и углах атаки, позже он построил «аппарат с вращающимся рычагом», развив собственные предыдущие работы по баллистике и сопротивлению воздуха.
Эти научные эксперименты позволили ему разработать эффективный аэродинамический профиль и определить четыре векторные силы, влияющие на самолет: тяга, подъемная сила, сопротивление воздуха и сила тяжести. Он открыл важность угла атаки для боковой стабильности в полете и сознательно установил центр тяжести многих своих моделей гораздо ниже крыльев по этой причине; эти принципы повлияли на развитие дельтапланов. Благодаря его исследованиям многих других теоретических аспектов полета сегодня Кейли признают первым авиационным инженером.
Акцент на снижении массы летательного аппарата привел Кейли к изобретению нового метода конструирования легких колес, который сегодня широко используется. Для своих шасси изобретатель перераспределил силы спиц от сжатия к натяжению, фактически изобретя колесо заново. Со временем такое колесо стало использоваться на велосипедах, автомобилях, самолетах и многих других транспортных средствах.
Планеры над Бромптоном
Планер, успешно запущенный Кейли в 1804 году, имел современную компоновку с дельтовидным крылом спереди и регулируемым хвостовым оперением сзади, включая горизонтальные стабилизаторы и вертикальный киль. Перемещаемый груз позволял регулировать центр тяжести планера. В 1843 году Кейли впервые выдвинул идею конвертоплана. Не позднее 1849 года он спроектировал и построил биплан, в котором летал десятилетний мальчик, имя которого история не сохранила. Позднее с помощью внука Джорджа Джона Кейли и инженера-любителя Томаса Вика, Кейли разработал планер большего масштаба, который совершил небольшой полет над Бромптоном в 1853 году. Первым взрослым пилотом считается либо кучер, либо лакей, либо дворецкий Кейли, однако точно неизвестно, кто им был. В то же время в изданной в 2007 году биографии Кейли «Человек, который открыл полет: Джордж Кейли и первый самолет», написанной Ричардом Ди, утверждает, что первым пилотом был внук изобретателя Джордж Джон.
Реплика машины 1853 года была запущена на том же самом месте в Бромптоне Дереком Пигготтом в 1973 году для съемки телепередачи и в середине 1980-х для фильма On the Wing. В настоящее время эта реплика планера находится в Музее авиации Йоркшира.
Вторая реплика планера Кейли была построена в 2003 году командой из BAE Systems в честь 150-летия первого полета. Созданная с использованием современных материалов и технологий, машина была испытана Аланом МакУиртером на аэродроме RAF Pocklington, прежде чем на ней полетел Ричард Брэнсон 5 июля 2003 года в Бромптоне. Virgin Atlantic профинансировал строительство этой реплики планера. В 2005 году она была перевезена и собрана заново в Салина, штат Канзас, в рамках наземного шоу по случаю окончания полета Virgin Atlantic GlobalFlyer, на котором Стив Фоссет совершил беспосадочный одиночный кругосветный полет. Впоследствии эта реплика вернулась в Великобританию, и на ней совершили еще несколько полетов.
Многогранная личность
Вклад Джорджа Кейли в теорию авиации и практические разработки по достоинству оценили его современники и последующие поколения. Его работы повлияли на таких ученых, как Отто Лилиенталь, который осуществил первые управляемые полеты на планерах, а также на братьев Райт, которые создали первый успешно управляемый самолет. Кейли как основоположник современной аэродинамики упомянут во многих научных исследованиях и учебниках.
Личность Джорджа Кейли была многогранной. Захваченный технологическим оптимизмом того времени, он участвовал во множестве инженерных проектов. Среди его разработок — самовыравнивающиеся спасательные шлюпки, колеса с натяжными спицами, «универсальная железная дорога» (так Кейли назвал свой гусеничный трактор), автоматические сигналы для железнодорожных переездов, ремни безопасности, малогабаритные вертолеты, а также прототип двигателя внутреннего сгорания на порохе. Кейли предположил, что более практичный двигатель можно создать с использованием горючих паров, а не пороха, тем самым предвосхитив устройство современного двигатель внутреннего сгорания.
Наследие Кейли живо и в наши дни. Его работы изучают и применяют при создании новых летательных аппаратов и технологий. Его имя по праву носит множество аэродинамических лабораторий и учреждений, символизируя вклад изобретателя в развитие авиации.
Джордж Кейли занимает особое место в истории воздухоплавания благодаря основополагающим открытиям и научным принципам, которые он сформулировал. Его работы не только радикально изменили понимание полета, но и легли в основу будущих достижений в авиации.