Človeška domišljija nima meja. Tudi nebo nima meja in tja, pod nebo, je vleklo ljudi, odkar so  opazovali ptice in jim zavidali kraljevanje nebu. Najprej smo poleteli z baloni, nato z jadralnimi letali in zračnimi ladjami. Stoletja so minevala in končno je prišel dan, ko smo poleteli tudi z motornimi letali. A pot do tja je bila vse prej kot lahka.

V bližini Kitty Hawka v Sever ni Karolini se je ura bližala poldnevu. Vremenske razmere na griču Kill Devil so bile 17. decembra 1903 pravšnje za letenje. Orville Wright je s svojim Flyerjem, z motorno gnanim letalom, startal s tračnice in se odlepil od tal. V 12 sekundah je preletel 37 m in varno pristal. Kasneje istega dne je njegov brat Wilbur v četrtem poskusu poletel 260 m daleč in v zraku ostal 59 sekund. Ptice so dobile družbo, človeštvo pa si je podredilo še tretjo dimenzijo. Bratoma Wright naj bi kot prvima uspelo nadzorovano poleteti.

Naj bi … Dvom o tem, kdo je bil prvi, namreč obstaja že vse od leta 1903, saj se je več pionirjev letalstva potegovalo za ta prestižni naziv, med njimi Samuel Pierpont Langley in Gustav Whitehead. Marca letos je svetovno priznana založba Jane's izdala publikacijo Jane's All the World's Aircraft, v kateri primat o prvem nadzorovanem letenju z motorno gnanim letalom, ki ga je opravil človek, podeljuje Whiteheadu. Sin nemškega priseljenca v ZDA naj bi 14. avgusta leta 1901 v Fairfieldu, ameriški zvezni državi Connecticut, opravil prvi let z upravljivim enokrilnim letalom Number 21. O tem dogodku so poročali v Bridgeport Sunday Heraldu šele trideset let kasneje. Ustanova Smithsonian, ki hrani največ dokumentov in fotografij iz letalskih pionirskih časov, se s spremembo zgodovine ne strinja. Sicer pa namen tega članka ni, da bi polemizirali o primatu, temveč prikazali, kako zelo težko je bilo doseči prvi polet z motornim letalom.

Kako lahko letimo

Veda, ki proučuje pojave pri gibanju predmetov skozi zrak, se imenuje aerodinamika. S teorijo aerodinamike se je že v začetku 19. stoletja začel ukvarjati Sir George Cayley . Uvedel je pojma aerodinamičnih sil vzgona in upora ter leta 1849 izdelal prvo jadralno letalo.

Danes vemo, da so vzgonska sila, sila teže, potisna sila in sila upora sile, ki o(ne)mogočajo letenje, stabilnost in zmožnost krmarjenja letala pa letenju dajeta smisel in omogočata nadzorovano letenje. Vzgon nastane zaradi razlike tlakov pod krilom in nad njim; tlaka sta različna zaradi različno dolge poti, ki jo mora prek profila prepotovati zrak. Na spodnji površini krila tako nastane višji tlak kot na zgornji, in rezultat tega je vzgon. Velikost sile vzgona pa je odvisna od oblike profila krila in vpadnega kota krila. Vzgonu nasprotuje sila teže, ki letenje otežuje.

čŒetudi je Otto Lilienthal , pionir letenja in »kralj jadranja«, opravil več kot 2000 jadralnih letov, je tako kot mnogi pred in za njim postal tudi njihova žrtev. A le tako se je letalstvo lahko razvijalo naprej in letala so začela dobivati obliko, kakršno poznamo še danes. Sprva je bila njihova uporabnost omejena le na kratkotrajne lete, pogojene z ugodnim vetrom in vzpetinami, s katerih so vzletali, potem pa je to težavo rešil motor. Kar nekaj let je minilo, preden so motorji z notranjim zgorevanjem postali dovolj majhni in lahki ob dovolj veliki moči, da so postali uporabni tudi za letalstvo. S to težavo sta se spopadala tudi brata Wright, ki sta motor izdelala kar sama. Da bi bil motor čim lažji, sta uporabila aluminij, ji je v letalstvu postal eden najpomembnejših konstrukcijskih materialov. Poleg motorja, ki je zagotavljal moč, pa so morali nanj pričvrstiti tudi propeler, ki zagotavlja potisno silo. Optimalen izkoristek obeh skupaj je zagotavljal dovolj potisne sile, da je letalo lahko vzletelo in letelo. Med letom je nanj seveda vplival potisni sili nasprotujoči zračni upor, ki je odvisen od hitrosti gibanja, oblike telesa in njegove čelne površine.

Stabilnost in krmljivost

Otto Lilienthal je ugotovil, da je sila vzgona odvisna od ukrivljenosti profila krila ter da je letalo najbolj praktično krmariti z odklanjanjem manjših površin na sprednjem ali zadnjem delu letala. Danes imajo tako nekatera letala na sprednjem delu trupa vgrajene kanarde (višinski stabilizator, ki lahko služi tudi kot dodatna vzgonska površina), klasična konstrukcija letal pa ima rep z višinskim in smernim stabilizatorjem ter višinskim in smernim krmilom, ki sta ključna za zagotavljanje krmarljivosti letal okrog njihove prečne in navpične osi. Letala imajo na krilih vgrajena krilca, ki pomagajo pri krmarjenju okrog vzdolžne osi letala. Prva letala so krmarili s premikanjem položaja pilota glede na masno središče letala, kar pa ni bilo praktično. Poleg masnega središča je namreč zelo pomembno tudi aerodinamično središče, točka, na kateri deluje rezultanta sile vzgona, stabilnost letala pa je odvisna od njunega medsebojnega položaja. Vsa letala morajo biti zato pred vzletom masno uravnotežena – masno središče mora biti v predpisanem območju, sicer lahko neravnovesje povzroči nesrečo.

Vsak odklon krmila, krilc ali sunek vetra povzroča momente, ki letalo vrtijo okrog prej omenjenih osi. Kako velik vpliv imajo te motnje na smer letenja letala, pa je odvisno od njegove stabilnosti. Poznamo statično in dinamično stabilnost. Statično stabilna letala se po motnji, ki je letalo spravila iz ravnotežja, brez pomoči pilota vrnejo v ravnotežje. Dinamična stabilnost pa nam pove, kako hitro se po motnji letalo umiri oziroma vrne v svoj položaj. Bolj ko je letalo stabilno, težje je krmarljivo. Šolska letala so zato praviloma stabilna, akrobatska pa manj stabilna oziroma lahko krmarljiva.

Slika: vrtinec za krilom brez zavihka na krilu in z zavihkom na krilu

Nadzor nad vsemi zgoraj omenjenimi dejavniki zagotavlja varno letenje, ki je prav zaradi tretje dimenzije tako zelo zahtevno in težko izvedljivo.

Nova letala

Kako zelo zahtevna je gradnja novih letal še danes, pove podatek, da so za razvoj potniškega letala A380 , ki je skoraj dvakrat daljši od dolžine prvega leta bratov Wright, potrebovali 82 mesecev od prvotno napovedanih 63. Boeing je za razvoj dreamlinerja potreboval 90 mesecev od napovedanih 50. Kitajci, ki želijo prodreti na trg potniških letal, bodo za razvoj ozkotrupnega letala potrebovali kar deset let, njegov prodajni uspeh pa je močno vprašljiv. Razvoj 110-sedežnega letala CS100, ki je opravil krstni let sredi septembra, pa je Bombardier stal 2,85 milijarde evrov.

Prvi slovenski letalec Edvard Rusjan je s svojim dvokrilnim letalom Eda I vzletel le 6 let poletih bratov Wright.