他们的故事是关于技术成就的,新工程领域的灵活性和独创性,在冲突的必要性和诱因的推动下,托尼·罗伊尔写道
机械手

Keith Lucas是立即杀死10月5日,当他的Be2双翼飞机在索尔兹伯里平原与一位同事的双翼飞机相撞时,1916年。作为皇家飞行队的一名队长,卢卡斯本应知道,由于他为支持英国的战争努力所做的工作,他的死是一个非常真实的风险。

但卢卡斯不是职业飞行员,他是生理学家,在这方面相当不错,被选为著名科学组织的成员后,英国皇家学会1913年。是什么把他从剑桥实验室的相对安全性吸引到了空气中,最终,到了他的不合时宜的结局??

我试图全面了解卢卡斯驾驶舱的动机和情况,这是对一组非凡的航空先驱进行研究的一部分。100多年前,一群数学家和科学家被吸引到皇家飞机厂在Farnborough,汉普郡。

在那里,他们把贸易放在英国推动固定翼前进的核心位置,在它的起源期间的动力航空。但他们很快意识到,如果他们要完成任务,他们需要学会如何自己飞行。

基思·卢卡斯过早的结束了。玛丽本杰明

他们的故事是关于技术成就的,新工程领域的灵活性和独创性,在冲突的必要性和诱因的驱动下迅速发展。这也是一个充满勇气的故事,承诺,坚持和悲剧。

2017年,用数学预测飞机结构的成败,主要涉及坐在舒适的办公室里,在电脑上敲击键盘。但是100年前,事情很不一样。卢卡斯和他的同事们忍受着冰冻的驾驶舱,参与了俄罗斯轮盘赌的空中版本,以便大大扩大我们的理解。他们中的许多人付出了最终的代价。

追踪卢卡斯


在经历了六个月的冒险创新者之后,我发现关于卢卡斯的信息特别难以捉摸。我知道他被命令在法恩堡从事指南针设计工作,但他确切参与战争的细节还不清楚。在我用尽了所有常规的调查方法之后,意外发生了。

卢卡斯的罗盘。Tony Royle作者提供

我碰巧在看英国广播公司的天气预报,这时我意识到一个潜在的线索正直勾勾地盯着我的脸。主持人是莎拉·基思·卢卡斯。从我的研究中,我已经知道卢卡斯家族在那场悲剧发生后改姓为“基思·卢卡斯”,以此来表示敬意。有没有联系??

当莎拉回复我试探性的电子邮件询问,并透露她是卢卡斯的曾孙之一时,我很激动。她姨妈也说,Mary Benjamin她是家里的档案管理员,收藏了一些她愿意和我分享的可能有趣的资料。另外,莎拉的父亲,克里斯,有一两个卢卡斯的指南针。小路突然又热起来了。

我到了玛丽美丽的家,发现了一堆卢卡斯的珍宝,放在那里供我细读,从书和文章到个人照片和信件。克里斯甚至安排了卢卡斯的圆规让我俯身而下。经过几个小时的阅读,做笔记,和愉快的谈话,我学到了很多关于卢卡斯的知识。但他在法恩堡的大部分工作仍然是个谜,只有一个文件箱没有打开。

关于肌肉和神经的详细学术思考


玛丽认为它只包含与生理学有关的材料,所以我可能对它不感兴趣,但我们还是决定尽快查一下。果然,它充满了卢卡斯关于肌肉和神经的详细学术思考。在最底层,然而,铺一层厚厚的,没有标记的棕色信封。我很快打开了它,期待着更多的相同,但是,令我高兴的是,这是航空母舰:大量的蓝图和相关的实验展览记录了卢卡斯在法恩堡的全部工作。

基思卢卡斯

这一经验是一个独特的例子,说明一个意想不到的档案资源是如何突然出现的,并有助于推动研究向前发展。在我告别之前,我在一个特定的项目上花了一段时间沉思,卢卡斯的飞行日志,被玛丽爱戴着,并详述了她祖父在索尔兹伯里平原短暂的冒险经历。我自己也有很多类似的书,每一个条目都代表着我作为飞行员的生活中的一个短篇故事。这让我很感激自己是多么幸运。卢卡斯的记录很简短,所以和我的相比非常简单。

我仍然在吸收这些奇妙的资料,但很明显,卢卡斯在设计和测试一个可靠的航空罗盘方面发挥了重要作用。他也是更精确炸弹瞄准设备发展的关键人物。

如果飞机由于空中的一些干扰而上下颠簸,第一代原始的轰炸瞄准器就相当不可靠。为了帮助开发更精确的目标定位装置,有必要找到一种方法来记录这种音高振荡的性质和持续时间。卢卡斯的定制发明,“摄影测速仪”,是一种完全满足这一要求的分析设备,而且肯定会W希思·罗宾逊骄傲的。

无名英雄


然而卢卡斯在另一个男人后面跟着,在皇家飞机制造厂的数学家中,最值得称道“无名英雄”的人,,爱德华·泰什马克·巴斯克.不同于那个时代那些家喻户晓的先驱航空工业家,例如杰弗里·德·哈维兰还有弗雷德里克·汉德利·佩奇,很少有人听说过巴斯克。但如果不是为了他,皇家飞行军团的飞行员可能被迫在失去内在稳定性的机器上参战。

从国王学院毕业后,剑桥1912年,巴斯克被精心挑选加入皇家飞机工厂,以解决当代对飞机飞行性能理解中的一个令人尴尬的漏洞。设计师们不明白为什么飞机在受到干扰后,有时只会回到原来的飞行路线。

最根本的问题是,是什么决定了飞机经历的振荡的性质,例如,它被一股强风吹倒了。

如何设计飞机,使这些振荡总是自然衰减,没有飞行员的调整来稳定它们?由于当时的固定翼飞机主要被视为侦察工具,提供一个稳定的观测平台被认为是必要的。

爱德华堡

当时,人们对固体物体在空间中的旋转和通过液体(如水或空气)的运动原理比较了解。与飞机相关的缺失是对机翼形状的升力如何改变运动的全面理解。特别地,设计人员需要了解飞机横摇(绕纵轴旋转)和飞机横摆(绕纵轴旋转)之间的相互关系如何影响扰动后的稳定性。

理论1911年乔治·布莱恩北威尔士班戈大学数学教授。他能够将保持飞机稳定所需的设计特点和条件封装在一对方程式中。188bet亚洲体育

作用于飞机表面的初始力


问题是,这些方程在不知道某些参数的情况下是无法解决的,这些参数取决于作用于飞机表面的初始力如何改变飞机在三个轴上的运动。

不幸的是,这些数据只能通过对模型进行的基本风洞试验获得,或者在全尺寸飞机上进行更危险但更可靠且具有代表性的飞行试验。

这就是巴斯克独特的天赋组合变得无价之宝的地方。他不仅是一名训练有素的飞行员,而且能够完全理解布莱恩漫长而严谨的数学的含义和论点。

巴斯克设计了一系列定制的仪器,并进行了多次飞行试验,以获取定义布莱恩方程式中未知量所需的数值。这些所谓的阻力导数量化了飞机的滚动方式,对空中的干扰做出的倾斜和打哈欠是最后的结果,完成数学拼图所需的重要部件。因此,巴斯克解开了稳定的奥秘,1913年的一项努力使人们生产出第一架可以说是固有稳定的飞机,这个Re1.

巴斯克的飞机残骸

悲哀地,巴斯克不会看到他为战争所做的巨大贡献。在11月5日的试飞中,1914年,发动机的杂散火花点燃了一池漏进驾驶舱的燃料。这导致爆炸和火球吞没并完全摧毁了飞机。

他去世的消息传遍了整个航空界。但它也威胁要在真正开始之前停止皇家飞机工厂数学家的工作。不愿意冒着他们有才华和急需的研究人员的生命危险,该工厂的高级官员停止了允许他们飞行并进行自己的空中实验的任何进一步的想法。

回到空中


如果不是持续的战争,这本可以是故事的结局。随着冲突的继续,更强大的需求,更快,机动性和通用性更强的飞机迅速增长。旨在保护法恩堡学者的禁令,这意味着实验任务被授权给陆军试飞员,开始有严重的操作后果。关键信息被遗漏或忽视,导致令人沮丧的进度延误。

到1915年春天,一位研究人员已经受够了。为了避开禁飞令,,杰弗里·泰勒巧妙地安排被撤职,使他能加入皇家飞行部队。他很快就学会了飞行,只有这样,他才能立即重新申请并重新获得他在法恩堡的旧职位。

杰弗里·泰勒。G I Taylor档案馆,三一学院,剑桥

这位昔日的气象学家和剑桥三一学院的毕业生,也许最能被描述为早期空气动力学研究的脑力劳动者。他精确地研究了飞行中空气流过机翼上下表面时压力是如何变化的。

但他也把描述动作的数学形式化了降落伞(学会了自己使用一个)。他将继续在应用科学和数学领域打造一个非常有影响力的职业,最终成为英国借调到美国参与曼哈顿项目开发第一颗原子弹的一员。

泰勒的计谋之后,学术界反对扎根的叛乱势头愈演愈烈。这场运动的非官方店长是物理学家弗雷德里克·林德曼,最终他和另外三个人——基思·卢卡斯达成协议,,乔治·汤姆森威廉法伦–参加飞行学校。

他以后会继续出演丘吉尔的高级科学顾问第二次世界大战期间,最终成为了这个领域的同行。但是,林德曼在飞行训练后的当务之急是解决围绕着一个问题的不确定性,这个问题导致了几十人死亡,造成了许多机身的损失,旋转的那个。

进入旋转通常是由于低速操作不当


飞机进入旋转,通常是由于低速操作不当,而安全复苏所需的行动却鲜为人知。

还没有人确定与飞机在旋转过程中穿过空气的路径相关的螺旋线的数学描述,或其飞行和控制表面的确切状态。

在进行必要的飞行试验时,林德曼鼓足了勇气,结合英国数学家赫尔曼·格雷厄特的深刻见解,需要进行完整的理论分析。

法恩堡皇家飞机厂

这项工作推断出的实际的自旋恢复行动随后将挽救无数飞行员的生命,包括我自己的飞行员,他们不幸被卷入了一场自旋。

林德曼愿意让自己暴露在这样一个危及生命的演习中,这一点令人惊讶的是,他完全没有驾驶经验。他的数学计算表明,阻止旋转的方法是首先使用方向舵停止旋转,然后反直觉地将机头向下推,而不是将其向上拉。

关键是,任何失速的机翼部分都必须恢复正常飞行。一次垂直俯冲而不是旋转,利用正常的控制输入,飞机可以脱离困境——假设地面没有首先干预,当然。

在最初的试飞中,林德曼一定是在极端勇敢和完全精神错乱之间走了一条很好的路。显然,他在法恩伯勒之后的漫长职业生涯表明他非常成功。

威廉·法伦和大卫·平森特。Pinsent家族档案

进一步的突破和悲剧


并非所有的法恩堡剧组都像林德曼那样幸运。大卫休姆·平森特也许他与哲学家的关系更为著名路德维希·维特根斯坦比他的学术能力强。

但他是剑桥大学1913年毕业的顶尖数学家之一,他的航空工作不容忽视。他想当飞行员的愿望从未实现,但他花了很多时间在空中作为观察者进行实验,尤其是飞机尾部装载。

由于他身材苗条,他是这个角色的受欢迎人选,这使得大量的技术设备被藏在他旁边的驾驶舱里。他一生都在写日记,从中了解学校的性质,大学和职业环境及关系。

在例行空气试验中发生结构故障


我还持有并阅读了令人心碎的信,信中他向他担心的母亲保证了他在空中的功绩的安全。他将于5月8日死去,1918,当他的DH4飞机在一次例行飞行试验中发生结构故障时。

同年八月,的名称休·阿奇博尔德·伦威克在不断增加的学术人员伤亡名单中加入。在战争初期,伦威克在前线作战时,一颗子弹射穿了他的胸膛,幸免于难。

从右上角顺时针方向:Hugh Renwick,阿斯顿,罗纳德·麦金农·伍德,大卫·平森特,Herman Glauert乔治·汤普森,如果是林德曼,哈罗德·格林斯特德,威廉法伦

彭布罗克学院剑桥毕业生的数学和工程学天赋被认为太有价值,以至于在他康复后重返现役,冒着失去的风险。

讽刺的是,他的生命将以一种类似于Pinsent的方式结束,当他的一个机翼在2点失效时,在一次类似的空气测试中有000英尺。

我可以提到很多其他的学者,他们都在某种程度上促进了英国航空业的发展。这的确是一个令人兴奋的领域,还有一个充满危险,尤其是那些冒险上天的人。

作为一个谦逊的现代飞行员和数学家,我对这些令人惊叹的固定翼航空先驱的贡献和牺牲感到无比尊敬。

虽然他们大多来自平民家庭,金宝博娱乐城皇家空军的座右铭同样适用于他们的战斗对手:小呆波–通过逆境走向星星。

作者:托尼罗伊尔,数学史博士生,开放大学。这篇文章最初发表在对话.读原文在这里.

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基思·卢卡斯于10月5日在索尔兹伯里平原与一位同事的BE2双翼飞机相撞,当场死亡。1916年。作为皇家飞行队的一名队长,卢卡斯应该知道,由于他所做的工作,他的死亡是一个非常危险的…