Ngày 17 tháng 12 năm 1903, trên bãi cát gần Kitty Hawk ở bang North Carolina, một cỗ máy hai tầng cánh ở trên không chỉ 12 giây. Quãng đường 36,5 mét nghe rất khiêm tốn. Nhưng chuyến bay đầu tiên của Orville Wright là bước ngoặt vì cỗ máy nặng hơn không khí ấy tự cất cánh bằng động cơ, duy trì bay và chịu sự điều khiển của phi công. Khác biệt quyết định nằm ở khả năng giữ thăng bằng trên không.

Hai thợ sửa xe đạp tiếp cận bầu trời bằng dữ liệu

Wilbur và Orville Wright điều hành một cửa hàng xe đạp tại Dayton, Ohio. Họ không phải giáo sư hàng không, nhưng có kinh nghiệm cơ khí và khả năng tự chế tạo công cụ. Cái chết của nhà tiên phong tàu lượn Otto Lilienthal năm 1896 thôi thúc họ nghiên cứu tài liệu từ Viện Smithsonian. Họ sớm nhận ra nhiều số liệu lực nâng được giới nghiên cứu tin dùng có sai lệch đáng kể.

Thay vì vội đóng một chiếc máy lớn, họ thử nghiệm bằng diều và tàu lượn. Vấn đề khiến họ trăn trở nhất là kiểm soát máy khi gió thay đổi. Wilbur nghĩ ra cách xoắn hai đầu cánh ngược nhau để một bên tăng lực nâng, bên kia giảm xuống. Cùng thang nâng và bánh lái, nó tạo thành hệ thống điều khiển ba trục.

Năm 1901, hai anh em chế tạo hầm gió nhỏ và thử khoảng 200 hình dạng cánh thu nhỏ. Dữ liệu tự đo giúp họ chọn biên dạng cánh đáng tin cậy hơn. Họ cũng thiết kế hélice như những cánh quay thu nhỏ và nhờ thợ máy Charlie Taylor làm động cơ xăng nhẹ có thân bằng nhôm. Wright Flyer năm 1903 có công suất khoảng 12 mã lực. Kitty Hawk được chọn vì gió đều, bãi cát mềm và ít người chú ý.

Vì sao chuyến bay năm 1903 bay và điều khiển được

Máy bay cần lực nâng thắng trọng lượng và lực đẩy thắng lực cản. Khi cánh chuyển động qua không khí, hình dạng cùng góc tấn của nó làm dòng khí đổi hướng xuống dưới. Chênh lệch áp suất quanh cánh và phản lực từ dòng khí tạo ra lực nâng. Hélice quay tạo lực đẩy về phía trước, giúp cánh đạt tốc độ cần thiết để nâng máy.

Wright Flyer không mạnh nhưng nhẹ và được tính toán cẩn thận. Hai hélice có biên dạng xoắn dọc chiều dài nên hiệu quả hơn hélice hình mái chèo thời đó. Chúng quay ngược chiều nhau để giảm mô men xoắn. Động cơ truyền lực qua xích, trong đó một xích được bắt chéo để đảo chiều quay của hélice.

Điểm khác biệt lớn nhất là điều khiển ba trục. Phi công dịch hông để xoắn cánh, điều chỉnh độ nghiêng ngang của máy. Tay gạt vận hành thang nâng phía trước để máy ngóc lên hoặc chúc xuống. Bánh lái phía sau giúp đổi hướng và phối hợp khi nghiêng. Đó là ba trục máy bay hiện đại vẫn phải kiểm soát.

Ngày 17 tháng 12, Orville là người bay trước: Wilbur tuy thắng trò tung đồng xu nhưng đã dùng lượt của mình vào lần thử bất thành ngày 14 tháng 12. Chuyến đầu kéo dài 12 giây và đi 36,5 mét. Hai anh em thay nhau thực hiện bốn chuyến bay trong ngày. Chuyến cuối của Wilbur kéo dài 59 giây, đi khoảng 259,7 mét. Gió mạnh làm hư máy sau khi hạ cánh, nhưng cột mốc đã được xác lập.

Từ bãi cát Kitty Hawk tới kỷ nguyên hàng không

Thành công năm 1903 chưa lập tức tạo ra ngành hàng không. Anh em Wright tiếp tục thử nghiệm gần Dayton và đến năm 1905 đã có Flyer III bay hơn 30 phút, quay vòng ổn định. Họ bảo vệ bằng sáng chế và trình diễn tại Hoa Kỳ cùng châu Âu từ năm 1908. Những chuyến bay này thuyết phục quân đội, nhà đầu tư và công chúng rằng máy bay thực tế đã xuất hiện.

Máy bay sau đó thay đổi vận tải, thư tín, cứu hộ, nông nghiệp và chiến tranh. Các hành trình từng mất nhiều tuần bằng tàu biển rút xuống còn vài giờ. Hàng không tạo ra ngành công nghiệp lớn về động cơ, vật liệu, khí tượng và kiểm soát không lưu.

Di sản sâu nhất của anh em Wright nằm ở phương pháp. Họ đặt câu hỏi đúng về điều khiển, kiểm tra lại dữ liệu cũ và thử từng bước bằng tàu lượn. Chuyến bay 12 giây là kết quả của nhiều năm đo đạc, thất bại và sửa sai.

Sự thật thú vị ít người biết

  • Wilbur từng thử bay ngày 14 tháng 12 năm 1903 nhưng máy bị chúc đầu và hư nhẹ.
  • Bức ảnh chuyến bay đầu tiên do nhân viên cứu hộ John T. Daniels chụp bằng máy ảnh được bố trí sẵn.
  • Charlie Taylor chế tạo động cơ nhẹ cho Wright Flyer trong khoảng sáu tuần.
  • Cha của hai anh em từng dặn họ không bay cùng nhau để tránh mất cả hai trong một tai nạn.
  • Một mảnh vải bọc cánh của Wright Flyer đã được phi hành đoàn Apollo 11 mang lên Mặt Trăng năm 1969.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Anh em Wright là những người đầu tiên rời khỏi mặt đất." Con người đã bay bằng khinh khí cầu từ thế kỷ 18, và nhiều người từng lượn không động cơ trước năm 1903. Thành tựu của anh em Wright cụ thể hơn: chuyến bay nặng hơn không khí, có động cơ, duy trì được và điều khiển theo ba trục. Định nghĩa chính xác này làm cột mốc của họ trở nên quan trọng.

Hiểu lầm: "Họ chỉ gặp may với một chiếc máy tự chế." May mắn không giải thích được hầm gió, khoảng 200 mẫu cánh thử nghiệm và nhiều mùa bay tàu lượn. Việc chọn Kitty Hawk cũng dựa trên dữ liệu gió và điều kiện hạ cánh. Thành công của họ là kết quả của một chương trình nghiên cứu có hệ thống do nhóm rất nhỏ thực hiện.

Hiểu lầm: "Tranh cãi với Santos-Dumont nghĩa là Wright không bay trước." Alberto Santos-Dumont thực hiện chuyến bay công khai nổi tiếng tại châu Âu năm 1906, sau các chuyến bay của Wright năm 1903 và 1905. Tranh luận thường đến từ tiêu chí chứng kiến và cách ghi nhận khác nhau. Bằng chứng về các chuyến bay có động cơ, duy trì và điều khiển được tại Kitty Hawk vẫn đứng vững.

Nguồn tham khảo