History of aviation

Desde la antigüedad, existen relatos de hombres que se ataban alas de pájaro, capas rígidas u otros dispositivos e intentaban volar, generalmente saltando desde una torre. Las leyendas griegas de Dédalo e Ícaro son algunas de las más antiguas que se conocen. ^{[ 8 ]} Otras se originaron en la antigua Asia ^{[ 9 ]} y en la Edad Media europea. Durante este período inicial, los conceptos de sustentación, estabilidad y control no se comprendían bien, y la mayoría de los intentos resultaban en lesiones graves o la muerte.

El científico andalusí Abbas ibn Firnas (810-887 d. C.) intentó volar en Córdoba, España , cubriendo su cuerpo con plumas de buitre y adhiriéndose dos alas a los brazos. ^{[ 10 ] [ 11 ]} El historiador argelino del siglo XVII Ahmed Mohammed al-Maqqari , citando un poema del poeta de la corte de Muhammad I de Córdoba del siglo IX, Mu'min ibn Said, relata que Firnas voló cierta distancia antes de aterrizar con algunas heridas, atribuidas a la falta de cola (ya que las aves la usan para aterrizar). ^{[ 10 ] [ 12 ]} En el siglo XII, Guillermo de Malmesbury escribió que Eilmer de Malmesbury , un monje benedictino del siglo XI, se adhirió alas a las manos y los pies y voló una corta distancia, ^{[ 10 ]} pero se rompió ambas piernas al aterrizar, habiendo descuidado también haberse hecho una cola. ^{[ 12 ]}

Muchos otros realizaron saltos bien documentados en los siglos siguientes. Incluso en 1811, Albrecht Berblinger construyó un ornitóptero y saltó al Danubio en Ulm. ^{[ 13 ]}

La cometa pudo haber sido la primera forma de aeronave artificial más pesada que el aire. ^{[ 3 ]} Fue inventada en China posiblemente ya en el siglo V a. C. por Mozi (Mo Di) y Lu Ban (Gongshu Ban). ^{[ 14 ]} La evidencia que respalda este hallazgo se basa en los materiales comunes e ideales para la construcción de cometas que se encuentran en China. Estos son materiales como "tejido de seda para la vela, seda fina de alta resistencia para la cuerda de vuelo y bambú resistente para... la estructura" ^{[ 1 ]} La razón por la que estos materiales eran tan perfectos para construir cometas se debe en gran medida a la estructura de los materiales mismos. El bambú, al ser un material fuerte y hueco, se asemejaba mucho a los huesos huecos de las aves, lo que permite menos peso, facilitando el vuelo. Algunas cometas estaban equipadas con cuerdas y silbatos para producir sonidos musicales mientras volaban. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]} Fuentes chinas antiguas y medievales describen el uso de cometas para medir distancias, probar el viento, elevar personas, enviar señales, comunicarse y enviar mensajes. ^{[ 18 ]} Diseños posteriores a menudo representaban imágenes de insectos voladores, aves y otras bestias, tanto reales como míticas.

Las cometas se extendieron desde China por todo el mundo. Tras su introducción en el resto de Asia , la cometa evolucionó hasta convertirse en la cometa de combate , que tiene una cuerda abrasiva utilizada para cortar otras cometas. Los diseños de cometas de combate más notables se originaron en India y Japón ^{[ 1 ].}

El uso de un rotor para el vuelo vertical existe desde el año 400 a. C. en forma del helicóptero de bambú , un antiguo juguete chino. ^{[ 21 ] [ 22 ]} El similar "moulinet à noix" (rotor sobre una tuerca) apareció en Europa en el siglo XIV d. C. ^{[ 23 ]}

Desde la antigüedad, los chinos comprendieron que el aire caliente asciende y aplicaron este principio a un tipo de pequeño globo aerostático llamado linterna voladora . Una linterna voladora consiste en un globo de papel debajo o justo dentro del cual se coloca una pequeña lámpara. Las linternas voladoras se lanzan tradicionalmente con fines recreativos y durante festivales. Según Joseph Needham , estas linternas se han encontrado en China desde el siglo III a. C. Su uso militar se atribuye al general Zhuge Liang (180-234 d. C.), quien se dice que las utilizó para asustar a las tropas enemigas. ^{[ 24 ]}

Hay evidencia de que los chinos también "resolvieron el problema de la navegación aérea" utilizando globos, cientos de años antes del siglo XVIII. ^{[ 25 ]}

Finalmente, algunos investigadores comenzaron a descubrir y definir algunos de los fundamentos del diseño racional de aeronaves. El más notable de ellos fue Leonardo da Vinci , aunque su obra permaneció desconocida hasta 1797, por lo que no influyó en los desarrollos de los siguientes trescientos años. Si bien sus diseños son racionales, no son científicos. ^{[ 26 ]} Subestimó particularmente la cantidad de potencia necesaria para propulsar un objeto volador, ^{[ 27 ]} basando sus diseños en el aleteo de las alas de un pájaro en lugar de en una hélice impulsada por un motor. ^{[ 28 ]}

Leonardo estudió el vuelo de las aves y los murciélagos, ^{[ 27 ]} afirmando la superioridad de estos últimos debido a sus alas sin perforaciones. ^{[ 29 ]} Analizó estos fenómenos y anticipó muchos principios de la aerodinámica. Comprendió que «un objeto ofrece tanta resistencia al aire como el aire ofrece al objeto». ^{[ 30 ]} Isaac Newton definió esto posteriormente como la tercera ley del movimiento en 1687.

Desde los últimos años del siglo XV hasta 1505, ^{[ 27 ]} Leonardo escribió y dibujó numerosos diseños de máquinas y mecanismos voladores, incluyendo ornitópteros, planeadores de ala fija, helicópteros (quizás inspirados en juguetes giratorios ), paracaídas (en forma de tienda piramidal con armazón de madera) y un medidor de velocidad del viento. ^{[ 27 ]} Sus primeros diseños eran impulsados ​​por energía humana e incluían ornitópteros y helicópteros; sin embargo, llegó a comprender la impracticabilidad de esto y más tarde se dedicó al vuelo planeado controlado, dibujando también algunos diseños impulsados ​​por un resorte. ^{[ 31 ]}

En un ensayo titulado Sul volo ( Sobre el vuelo ), Leonardo describe una máquina voladora llamada «el pájaro», que construyó con lino almidonado, piezas de cuero y correas de seda cruda. En el Codex Atlanticus , escribió: «Mañana por la mañana, el 2 de enero de 1496, haré la correa y el intento». ^{[ 28 ]} Según una historia comúnmente repetida, aunque presumiblemente ficticia, en 1505 Leonardo o uno de sus alumnos intentó volar desde la cima del Monte Ceceri . ^{[ 27 ]}

Francesco Lana de Terzi propuso en Prodromo dell'Arte Maestra (1670) que grandes naves podrían flotar en la atmósfera aplicando los principios del vacío. Lana diseñó un dirigible con cuatro enormes esferas de lámina de cobre conectadas para sostener una cesta para el jinete, una cola y un timón. Los críticos argumentaron que las delgadas esferas de cobre no podían soportar la presión atmosférica, y experimentos posteriores demostraron que su idea era imposible. ^{[ 32 ]}

Utilizar el vacío para generar sustentación se denomina dirigible de vacío , pero aún es imposible construirlo con los materiales disponibles en la actualidad.

En 1709, Bartolomeu de Gusmão se dirigió al rey Juan V de Portugal y afirmó haber descubierto una forma de realizar vuelos aéreos.

Debido a la enfermedad del rey, el experimento de Gusmão se pospuso de su fecha inicial del 24 de junio de 1709 al 8 de agosto. El experimento se llevó a cabo frente al rey y otros nobles en el patio de la Casa da India , pero el barco o dispositivo de papel se incendió antes de que pudiera alzar el vuelo. ^{[ 33 ]}

Representación litográfica de acontecimientos pioneros (1783 a 1846)

En Francia, entre el 4 de junio y el 1 de diciembre de 1783 se lograron cinco hitos en la aviación:

• El 4 de junio, una multitud se congregó en Annonay , Francia, para presenciar la exhibición de globos aerostáticos no tripulados de los hermanos Montgolfier . Su globo de 227 kilogramos ascendió a casi 914 metros y recorrió más de dos kilómetros y medio. Permaneció en el aire durante diez minutos antes de volcarse y prenderse fuego. ^{[ 34 ] [ 35 ]}
• El 27 de agosto, Jacques Charles y los hermanos Robert presentaron el primer globo de hidrógeno no tripulado desde el Campo de Marte de París . Aterrizó casi una hora después en Gonesse , donde unos agricultores aterrorizados lo confundieron con un monstruo y lo destruyeron. ^{[ 36 ]}
• El 19 de octubre, ante 2000 espectadores, Jean-François Pilâtre de Rozier y el marqués d'Arlandes abordaron el avión Montgolfier siendo los primeros pasajeros. Más tarde ese mismo día, Giroud de Villette , otro piloto, surcó los cielos a mayor altura. ^{[ 37 ]}
• El 21 de noviembre, los Montgolfier realizaron el primer vuelo libre con pasajeros humanos. El rey Luis XVI había decretado originalmente que los criminales condenados serían los primeros pilotos, pero Jean-François Pilâtre de Rozier, junto con el marqués François d'Arlandes , solicitaron con éxito dicho honor. Recorrieron 8 km (5 millas) en un globo impulsado por una hoguera. ^{[ 35 ]}  
• El 1 de diciembre, Jacques Charles y Nicolas-Louis Robert lanzaron su globo tripulado de hidrógeno desde el Jardín de las Tullerías en París, ante la mirada de 400 000 personas. Ascendieron a una altura de unos 550 m (1800 pies ) [15] y aterrizaron al atardecer en Nesles-la-Vallée tras un vuelo de 2 horas y 5 minutos, recorriendo 36 km. Después de que Robert descendiera, Charles decidió ascender solo. Esta vez ascendió rápidamente a una altitud de unos 3000 m (9800 pies) , donde volvió a ver el sol, sufrió un dolor intenso en los oídos y nunca más volvió a volar.   

El vuelo en globo aerostático se convirtió en un tema de gran interés en Europa a finales del siglo XVIII, proporcionando la primera comprensión detallada de la relación entre la altitud y la atmósfera.

Durante la Guerra Civil Estadounidense, el Cuerpo de Globos Aerostáticos del Ejército de la Unión utilizó globos no dirigibles . El joven Ferdinand von Zeppelin voló por primera vez como pasajero en globo con el Ejército de la Unión del Potomac en 1863.

A principios del siglo XX, el vuelo en globo era un deporte popular en Gran Bretaña. Estos globos, de propiedad privada, solían utilizar gas de hulla como gas de sustentación. Este tiene la mitad de la capacidad de sustentación que el hidrógeno, por lo que los globos debían ser más grandes; sin embargo, el gas de hulla era mucho más accesible y, en ocasiones, las centrales de gas locales proporcionaban una fórmula especial ligera para los eventos de vuelo en globo. ^{[ 38 ]}

Los dirigibles se llamaban originalmente "globos dirigibles" y todavía hoy se les denomina a veces dirigibles.

El desarrollo de un globo dirigible (o globo aerostático) continuó de forma esporádica a lo largo del siglo XIX. Se cree que el primer vuelo motorizado, controlado y sostenido de una aeronave más ligera que el aire tuvo lugar en 1852, cuando Henri Giffard voló 24 km (15 millas ) en Francia con una aeronave impulsada por una máquina de vapor . ^{[ 39 ]} 

Otro avance se produjo en 1884, cuando Charles Renard y Arthur Krebs realizaron el primer vuelo libre totalmente controlable en un dirigible eléctrico del ejército francés, La France . El dirigible , de 52 m de largo y 1900 m³ de volumen , ^recorrió 8 km en 23 minutos con la ayuda de un motor eléctrico de 8,5 caballos de fuerza . ^{[ 40 ] [ 41 ]}    

Sin embargo, estas aeronaves solían tener una vida útil corta y eran extremadamente frágiles. Los vuelos rutinarios y controlados no se produjeron hasta la llegada del motor de combustión interna .

Las primeras aeronaves en realizar vuelos controlados de forma rutinaria fueron los dirigibles no rígidos (a veces llamados "blimps"). El piloto pionero más exitoso de este tipo de aeronave fue el brasileño Alberto Santos-Dumont , quien combinó eficazmente un globo con un motor de combustión interna. El 19 de octubre de 1901, voló su dirigible número 6 sobre París, desde el Parque de Saint Cloud , rodeando la Torre Eiffel y regresando en menos de 30 minutos, lo que le valió el premio Deutsch de la Meurthe . Santos-Dumont diseñó y construyó varias aeronaves. La controversia posterior en torno a sus reivindicaciones y las de otros sobre aeronaves eclipsó su gran contribución al desarrollo de los dirigibles.

Al mismo tiempo que los dirigibles no rígidos comenzaban a tener cierto éxito, también se desarrollaban los primeros dirigibles rígidos. Durante décadas, estos fueron mucho más capaces que los aviones de ala fija en términos de capacidad de carga. El diseño y el desarrollo de los dirigibles rígidos fueron impulsados ​​por el conde alemán Ferdinand von Zeppelin .

La construcción del primer dirigible Zeppelin comenzó en 1899 en una nave de ensamblaje flotante en el lago Constanza, en la bahía de Manzell, Friedrichshafen . Esto tenía como objetivo facilitar el procedimiento de arranque, ya que la nave podía alinearse fácilmente con el viento. El prototipo del dirigible LZ 1 (LZ por "Luftschiff Zeppelin") tenía una longitud de 128 m (420 pies) , estaba propulsado por dos motores Daimler de 10,6 kW (14,2 hp) y se equilibraba moviendo un peso entre sus dos góndolas .    

Su primer vuelo, el 2 de julio de 1900, duró tan solo 18 minutos, ya que el LZ 1 se vio obligado a aterrizar en el lago tras averiarse el mecanismo de enrollado del contrapeso. Tras su reparación, la tecnología demostró su potencial en vuelos posteriores, superando en 3 m/s la  velocidad de 6 m/s alcanzada por el dirigible francés La France  , pero aún no logró convencer a posibles inversores. Pasaron varios años antes de que el Conde consiguiera reunir los fondos suficientes para un nuevo intento.

El servicio alemán de pasajeros en dirigibles conocido como DELAG (Deutsche-Luftschiffahrts AG) se fundó en 1910.

Aunque los dirigibles se utilizaron tanto en la Primera como en la Segunda Guerra Mundial, y se siguen utilizando de forma limitada hasta el día de hoy, su desarrollo se ha visto eclipsado en gran medida por las aeronaves más pesadas que el aire.

El viajero Evliya Çelebi informó que en 1633, el científico e ingeniero otomano Lagari Hasan Çelebi despegó de Sarayburnu en un cohete de siete alas propulsado por 50 okka (140  libras) de pólvora . Se dice que el vuelo se realizó en el momento del nacimiento de la hija del sultán Murad IV . Como escribió Evliya Çelebi, Lagari proclamó antes de lanzar su nave: "¡Oh, mi sultán! ¡Que Dios te bendiga, voy a hablar con Jesús!". Después de ascender en el cohete, aterrizó en el mar, nadó hasta la orilla y bromeó: "¡Oh, mi sultán! ¡Jesús te manda saludos!". El sultán lo recompensó con plata y el rango de sipahi en el ejército otomano . ^{[ 42 ] [ 43 ]} Evliya Çelebi también escribió sobre el hermano de Lagari, Hezârfen Ahmed Çelebi , que realizó un vuelo en planeador un año antes.

El inventor italiano Tito Livio Burattini , invitado por el rey polaco Vladislao IV a su corte en Varsovia , construyó en 1647 un modelo de aeronave con cuatro alas de planeador fijas. ^{[ 44 ]} Descrito como «cuatro pares de alas unidas a un elaborado "dragón " » , se dice que logró levantar a un gato en 1648, pero no al propio Burattini. ^{[ 45 ]} Prometió que el aterrizaje de la aeronave solo causaría «las lesiones más leves». ^{[ 46 ]} Su «Dragón Volante» es considerado «el aeroplano más elaborado y sofisticado construido antes del siglo XIX». ^{[ 47 ]}

El primer trabajo publicado sobre aviación fue «Esbozo de una máquina para volar en el aire», de Emanuel Swedenborg, publicado en 1716. ^{[ 48 ]} Esta máquina voladora consistía en una estructura ligera cubierta con lona resistente y provista de dos grandes remos o alas que se movían sobre un eje horizontal, dispuestos de tal manera que el movimiento ascendente no encontraba resistencia, mientras que el descendente proporcionaba sustentación. Swedenborg sabía que la máquina no volaría, pero la propuso como punto de partida y confiaba en que el problema se resolvería. Swedenborg demostró ser un visionario al observar que un método de propulsión para una aeronave era uno de los problemas críticos a superar.

Parece más fácil hablar de una máquina así que llevarla a la práctica, pues requiere mayor fuerza y ​​menor peso que el de un cuerpo humano. La mecánica podría sugerir una solución: un resorte espiral resistente. Si se cumplen estas ventajas y requisitos, quizás en el futuro alguien sepa cómo optimizar nuestro boceto y añadirle alguna modificación para lograr lo que solo podemos sugerir. Sin embargo, existen suficientes pruebas y ejemplos en la naturaleza de que tales vuelos pueden realizarse sin peligro, aunque en las primeras pruebas puede que haya que pagar un precio muy alto por la experiencia, y no importa si se pierde un brazo o una pierna.

El 16 de mayo de 1793, el inventor español Diego Marín Aguilera cruzó el río Arandilla en La Coruña del Conde , Castilla , volando entre 300 y 400 metros (980 a 1310 pies) con una máquina voladora. ^{[ 49 ]} 

El salto en globo reemplazó al salto desde torres, demostrando también, con resultados generalmente fatales, que la fuerza humana y el aleteo eran inútiles para lograr el vuelo. Al mismo tiempo, el estudio científico del vuelo de objetos más pesados ​​que el aire comenzó en serio. En 1801, el oficial francés André Guillaume Resnier de Goué logró un planeo de 300 metros partiendo desde lo alto de las murallas de Angoulême y se fracturó una pierna al llegar. ^{[ 50 ]} En 1837, el matemático y general de brigada francés Isidore Didion afirmó: «La aviación solo tendrá éxito si se encuentra un motor cuya relación con el peso del dispositivo a sostener sea mayor que la de las máquinas de vapor actuales o la fuerza desarrollada por los humanos o la mayoría de los animales». ^{[ 51 ]}

George Cayley y el primer avión moderno

George Cayley fue llamado por primera vez el "padre del avión" en 1846. ^{[ 52 ]} Durante los últimos años del siglo XVIII, inició el primer estudio riguroso de la física del vuelo y posteriormente diseñaría la primera aeronave moderna más pesada que el aire. Entre sus numerosos logros, sus contribuciones más importantes a la aeronáutica incluyen:

• Aclarar nuestras ideas y establecer los principios del vuelo de aeronaves más pesadas que el aire.
• Alcanzar una comprensión científica de los principios del vuelo de las aves.
• Se realizaron experimentos aerodinámicos científicos para demostrar la resistencia aerodinámica y la aerodinámica, el movimiento del centro de presión y el aumento de la sustentación al curvar la superficie del ala.
• Definición de la configuración moderna de un avión, que comprende un ala fija, un fuselaje y una cola.
• Demostraciones de vuelo tripulado sin motor.
• Se identificó la comprensión crucial de que un motor ligero y potente sería necesario para el vuelo sostenido de aeronaves más pesadas que el aire, ahora conocido como la relación potencia-peso.
• Reconocido por establecer la base teórica para el uso de motores en aviones y el diseño de aeronaves modernas, al identificar y explicar las cuatro fuerzas fundamentales del vuelo: sustentación, empuje, resistencia y peso.

La investigación de Cayley sobre el avión tenía como objetivo abordar las cuatro áreas fundamentales esenciales para la aeronáutica: propulsión, diseño estructural, aerodinámica y estabilidad y control. Su trabajo sentó las bases para una comprensión integral de estos componentes críticos, que siguen siendo vitales en el campo hoy en día. ^{[ 53 ]}

La primera innovación de Cayley consistió en estudiar la ciencia básica de la sustentación, adoptando el banco de pruebas de brazo giratorio para su uso en la investigación aeronáutica y utilizando modelos aerodinámicos simples en el brazo, en lugar de intentar volar un modelo de un diseño completo.

En 1799, estableció el concepto del avión moderno como una máquina voladora de ala fija con sistemas separados para sustentación, propulsión y control. ^{[ 54 ] [ 55 ]}

En 1804, Cayley construyó un modelo de planeador, que fue la primera máquina voladora moderna más pesada que el aire. Tenía la configuración de un avión moderno convencional, con un ala inclinada hacia adelante y una cola ajustable en la parte trasera con estabilizador horizontal y aleta. Un peso móvil permitía ajustar el centro de gravedad del modelo . ^{[ 56 ]}

En 1809, impulsado por las payasadas de sus contemporáneos, comenzó la publicación de un tratado fundamental en tres partes titulado " Sobre la navegación aérea " (1809-1810). ^{[ 57 ]} En él escribió la primera formulación científica del problema: "Todo el problema se circunscribe a estos límites, a saber, hacer que una superficie soporte un peso determinado mediante la aplicación de fuerza a la resistencia del aire". Identificó las cuatro fuerzas vectoriales que influyen en una aeronave: empuje , sustentación , resistencia y peso , y distinguió la estabilidad y el control en sus diseños. También identificó y describió la importancia del perfil aerodinámico curvado , el diedro , el arriostramiento diagonal y la reducción de la resistencia, y contribuyó a la comprensión y el diseño de ornitópteros y paracaídas .

En 1848, había avanzado lo suficiente como para construir un planeador con forma de triplano , lo suficientemente grande y seguro como para transportar a un niño. Se eligió a un niño de la localidad; se desconoce su nombre. ^{[ 58 ] [ 59 ]}

En 1852 publicó el diseño de un planeador tripulado de tamaño real, o "paracaídas controlable", que se lanzaría desde un globo. Posteriormente construyó una versión capaz de despegar desde la cima de una colina, la cual transportó al primer aviador adulto a través de Brompton Dale en 1853.

La era del vapor

Inspirándose directamente en la obra de Cayley, el diseño de Henson de 1842 para un carruaje aéreo a vapor supuso un hito. Aunque solo era un diseño, fue el primero en la historia de una aeronave de ala fija propulsada por hélice.

En 1866 se fundó la Sociedad Aeronáutica de Gran Bretaña y dos años después se celebró la primera exposición aeronáutica del mundo en el Crystal Palace de Londres, ^{[ 60 ]} donde John Stringfellow recibió un premio de 100 libras esterlinas por la máquina de vapor con la mejor relación potencia-peso . ^{[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ]} En 1848, Stringfellow logró el primer vuelo motorizado utilizando un monoplano no tripulado de 3,0 m (10 pies ) de envergadura, propulsado por vapor, construido en una fábrica de encajes abandonada en Chard, Somerset . Empleando dos hélices contrarrotatorias en el primer intento, realizado en interiores, la máquina voló diez pies antes de desestabilizarse, dañando la aeronave. El segundo intento fue más exitoso, la máquina se separó de un cable guía para volar libremente, logrando treinta yardas de vuelo motorizado recto y nivelado. ^{[ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]} Francis Herbert Wenham presentó el primer trabajo a la recién formada Sociedad Aeronáutica (más tarde la Real Sociedad Aeronáutica ), Sobre la locomoción aérea . Avanzó el trabajo de Cayley sobre alas curvadas, realizando importantes hallazgos. Para probar sus ideas, desde 1858 construyó varios planeadores, tanto tripulados como no tripulados, y con hasta cinco alas apiladas. Se dio cuenta de que las alas largas y delgadas son mejores que las de tipo murciélago porque tienen más borde de ataque por su área. Hoy en día esta relación se conoce como la relación de aspecto de un ala. 

La última parte del siglo XIX se convirtió en un período de intenso estudio, caracterizado por los " científicos caballeros " que representaron la mayor parte de los esfuerzos de investigación hasta el siglo XX. Entre ellos se encontraba el científico, filósofo e inventor británico Matthew Piers Watt Boulton , quien estudió el control del vuelo lateral y fue el primero en patentar un sistema de control de alerones en 1868. ^{[ 67 ] [ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]}

En 1871, Wenham construyó el primer túnel de viento utilizando un ventilador, accionado por una máquina de vapor, para impulsar el aire a través de un tubo de 3,7 m (12 pies ) hasta el modelo. ^{[ 71 ]}  

Mientras tanto, los avances británicos habían impulsado a los investigadores franceses. En 1857, Félix du Temple propuso un monoplano con estabilizador horizontal y tren de aterrizaje retráctil. Tras desarrollar sus ideas con un modelo propulsado primero por relojería y luego por vapor, finalmente logró un breve vuelo con una aeronave tripulada de tamaño real en 1874. El avión despegó por sus propios medios tras lanzarse desde una rampa, planeó durante un breve tiempo y aterrizó sin problemas, convirtiéndose así en el primer vuelo planeado propulsado exitoso de la historia.

En 1865, Louis Pierre Mouillard publicó un influyente libro titulado El Imperio del Aire ( l'Empire de l'Air ).

En 1856, el francés Jean-Marie Le Bris realizó el primer vuelo a mayor altura que su punto de partida, haciendo que su planeador " L'Albatros artificiel " fuera remolcado por un caballo en una playa. Según se informa, alcanzó una altura de 100 metros, cubriendo una distancia de 200 metros.

Alphonse Pénaud , un francés, impulsó la teoría de los contornos de las alas y la aerodinámica. También construyó modelos exitosos de aviones, helicópteros y ornitópteros. En 1871 voló el primer avión de ala fija aerodinámicamente estable, un modelo monoplano que llamó "Planóforo", a una distancia de 40 m (130 pies) . El modelo de Pénaud incorporó varios de los descubrimientos de Cayley, incluyendo el uso de una cola, diedro en las alas para una estabilidad inherente y propulsión elástica. El Planóforo también tenía estabilidad longitudinal, ya que estaba ajustado de tal manera que el plano de cola se colocaba en un ángulo de incidencia menor que las alas, una contribución original e importante a la teoría de la aeronáutica. ^{[ 72 ]} El proyecto posterior de Pénaud para un avión anfibio, aunque nunca se construyó, incorporó otras características modernas. Un monoplano sin cola con una sola aleta vertical y dos hélices tractoras, también presentaba superficies de elevador y timón traseras articuladas, tren de aterrizaje retráctil y una cabina completamente cerrada e instrumentada.  

Otro teórico fue el francés Victor Tatin . En 1879, voló un modelo que, al igual que el proyecto de Pénaud, era un monoplano con hélices tractoras gemelas, pero que también contaba con una cola horizontal independiente. Funcionaba con aire comprimido. Volado sujeto a un mástil, este fue el primer modelo en despegar por sus propios medios.

En 1884, Alexandre Goupil publicó su obra La Locomotion Aérienne ( Locomoción Aérea ), aunque la máquina voladora que construyó posteriormente no llegó a volar.

En 1890, el ingeniero francés Clément Ader completó la primera de tres máquinas voladoras impulsadas por vapor, la Éole . El 9 de octubre de 1890, Ader realizó un salto incontrolado de unos 50 metros (160 pies) ; este fue el primer avión tripulado en despegar por su propia potencia. ^{[ 73 ]} Su Avion III de 1897, notable solo por tener dos motores de vapor, no logró volar: ^{[ 74 ]} Posteriormente, Ader afirmó haber tenido éxito y no fue desmentido hasta 1910, cuando el Ejército francés publicó su informe sobre su intento. 

Hiram Maxim fue un ingeniero estadounidense que se había mudado a Inglaterra. Construyó su propio banco de pruebas de brazos giratorios y túnel de viento, y construyó una gran máquina con una envergadura de 32 metros (105 pies) , una longitud de 44 metros (145 pies) , superficies horizontales delanteras y traseras y una tripulación de tres personas. Dos hélices gemelas eran impulsadas por dos ligeros motores de vapor compuestos que entregaban 180 hp (130 kW) cada uno . El peso total era de 3600 kg (8000 libras) . Estaba concebido como un banco de pruebas para investigar la sustentación aerodinámica; debido a que carecía de controles de vuelo, se desplazaba sobre rieles, con un segundo juego de rieles sobre las ruedas para contenerlo. Completado en 1894, en su tercer recorrido se desprendió del riel, se elevó unos 183 metros (200 yardas) a una altitud de entre 60 y 90 centímetros (dos a tres pies) ^{[ 75 ]} y sufrió graves daños al caer al suelo. Posteriormente fue reparado, pero Maxim abandonó sus experimentos poco después. ^{[ 76 ]}     

Hacia la última década del siglo XIX, varias figuras clave perfeccionaron y definieron el avión moderno. Ante la falta de un motor adecuado, el trabajo aeronáutico se centró en la estabilidad y el control en vuelo sin motor. En 1879, Biot construyó un planeador con forma de pájaro con la ayuda de Massia y voló brevemente en él. Se conserva en el Museo del Aire de Francia y se considera la primera máquina voladora tripulada que aún existe.

El inglés Horatio Phillips realizó contribuciones fundamentales a la aerodinámica. Llevó a cabo una extensa investigación en túneles de viento sobre perfiles aerodinámicos , demostrando los principios de sustentación aerodinámica previstos por Cayley y Wenham. Sus hallazgos son la base de todos los diseños modernos de perfiles aerodinámicos. Entre 1883 y 1886, el estadounidense John Joseph Montgomery desarrolló una serie de tres planeadores tripulados, antes de realizar sus propias investigaciones independientes sobre aerodinámica y circulación de la sustentación.

Otto Lilienthal se hizo conocido como el "Rey de los Planeadores" o el "Hombre Volador" de Alemania. Replicó el trabajo de Wenham y lo amplió considerablemente en 1884, publicando su investigación en 1889 como Birdflight as the Basis of Aviation ( Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst ), considerada una de las obras más importantes de la historia de la aviación. ^{[ 77 ]} También produjo una serie de alas delta , incluyendo formas de ala de murciélago, monoplano y biplano, como el planeador Derwitzer y el aparato de vuelo sin motor Normal , considerado el primer avión de producción en serie, convirtiendo a la "Maschinenfabrik Otto Lilienthal" en la primera empresa de producción de aviones del mundo. ^{[ 78 ]}

A partir de 1891, se convirtió en la primera persona en realizar planeos controlados sin ataduras de forma rutinaria, y la primera en ser fotografiada volando una máquina más pesada que el aire, lo que despertó interés en todo el mundo. El trabajo de Lilienthal lo llevó a desarrollar el concepto del ala moderna. ^{[ 79 ] [ 80 ]} Sus vuelos en el año 1891 se consideran el comienzo del vuelo humano ^{[ 81 ]} y por ello a menudo se le conoce como el "padre de la aviación" ^{[ 82 ] [ 83 ] [ 84 ]} o el "padre del vuelo". ^{[ 85 ]}

Documentó rigurosamente su trabajo, incluyendo fotografías, y por ello es uno de los pioneros más conocidos. Lilienthal realizó más de 2000 vuelos en planeador hasta su fallecimiento en 1896 a causa de las heridas sufridas en un accidente aéreo.

Tras una jubilación anticipada, Octave Chanute retomó el trabajo de Lilienthal, dedicándose al diseño de aeronaves, y financió el desarrollo de varios planeadores. En el verano de 1896, su equipo realizó vuelos de prueba con varios de sus diseños, decidiendo finalmente que el mejor era un biplano. Al igual que Lilienthal, documentó y fotografió su trabajo.

En Gran Bretaña, Percy Pilcher , que había trabajado para Maxim, construyó y voló con éxito varios planeadores entre mediados y finales de la década de 1890.

La invención de la cometa de caja durante este período por el australiano Lawrence Hargrave propició el desarrollo del biplano práctico . En 1894, Hargrave unió cuatro de sus cometas, les añadió un asiento de eslinga y fue el primero en obtener sustentación con una aeronave más pesada que el aire, al elevarse 4,9 metros (16 pies ) hacia arriba . Entre los pioneros posteriores del vuelo tripulado en cometas se encuentran Samuel Franklin Cody en Inglaterra y el capitán Génie Saconney en Francia. 

William Frost, originario de Pembrokeshire, Gales, comenzó su proyecto en 1880 y, tras 16 años, diseñó una máquina voladora. En 1894, obtuvo la patente del "Planeador Aeronaval Frost". Según informes, testigos afirmaron que la aeronave voló en Saundersfoot en 1896, recorriendo 500 yardas antes de chocar contra un árbol y caer en un campo. ^{[ 86 ]}

Después de una distinguida carrera en astronomía y poco antes de convertirse en Secretario de la Institución Smithsoniana , Samuel Pierpont Langley comenzó una investigación seria sobre aerodinámica en lo que hoy es la Universidad de Pittsburgh . En 1891, publicó Experimentos en Aerodinámica, donde detallaba su investigación, y luego se dedicó a construir sus diseños. Esperaba lograr la estabilidad aerodinámica automática, por lo que prestó poca atención al control en vuelo. ^{[ 87 ]} El 6 de mayo de 1896, el Aeródromo No. 5 de Langley realizó el primer vuelo sostenido exitoso de una aeronave no tripulada, propulsada por motor y de tamaño considerable. Fue lanzado desde una catapulta accionada por resorte montada en la parte superior de una casa flotante en el río Potomac cerca de Quantico, Virginia . Se realizaron dos vuelos esa tarde, uno de 1005 metros (3297 pies) y un segundo de 700 metros (2300 pies) , a una velocidad de aproximadamente 25 millas por hora (40 km/h) . En ambas ocasiones, el Aeródromo n.º 5 aterrizó en el agua según lo previsto, ya que, para ahorrar peso, no estaba equipado con tren de aterrizaje. El 28 de noviembre de 1896, se realizó otro vuelo exitoso con el Aeródromo n.º 6. Este vuelo, de 1460 metros (4790 pies) , fue presenciado y fotografiado por Alexander Graham Bell . El Aeródromo n.º 6 era en realidad el Aeródromo n.º 4, modificado sustancialmente. Quedaban tan pocos restos del avión original que se le asignó una nueva designación.       

Tras el éxito de los Aeródromos n.º  5 y n.º  6 , Langley comenzó a buscar financiación para construir una versión tripulada a escala real de sus diseños. Impulsado por la Guerra Hispano-Estadounidense , el gobierno estadounidense le concedió 50 000 dólares para desarrollar una aeronave tripulada para reconocimiento aéreo. Langley planeaba construir una versión ampliada conocida como Aeródromo  A , y comenzó con el Aeródromo a escala 1/4 , que voló dos veces el 18 de junio de 1901 y, posteriormente, en 1903, con un motor más moderno y potente.

Tras probar con éxito el diseño básico, Langley se centró en encontrar un motor adecuado. Contrató a Stephen Balzer para que construyera uno, pero se decepcionó al comprobar que solo entregaba 8 CV (6,0 kW) en lugar de los 12 CV (8,9 kW) que esperaba. El asistente de Langley, Charles M. Manly , rediseñó entonces el motor, convirtiéndolo en un motor radial de cinco cilindros refrigerado por agua que alcanzaba los 52 CV (39 kW) a 950 rpm, una hazaña que tardó años en repetirse. Ahora, con potencia y diseño ya definidos, Langley los combinó con grandes esperanzas.       

Para su consternación, la aeronave resultante resultó ser demasiado frágil. El simple hecho de ampliar los pequeños modelos originales dio como resultado un diseño demasiado débil para mantenerse en pie. Dos lanzamientos a finales de 1903 terminaron con el Aerodrome estrellándose inmediatamente contra el agua. El piloto, Manly, fue rescatado en ambas ocasiones. Además, el sistema de control de la aeronave era inadecuado para permitir respuestas rápidas del piloto, carecía de control lateral y la estabilidad aérea del Aerodrome era marginal. ^{[ 87 ]}

Los intentos de Langley por conseguir más financiación fracasaron y sus esfuerzos terminaron. Nueve días después de su segundo lanzamiento fallido, el 8 de diciembre, los hermanos Wright lograron volar con éxito su Flyer . Glenn Curtiss realizó 93 modificaciones al Aerodrome y voló esta aeronave, muy diferente, en 1914. ^{[ 87 ]} Sin reconocer las modificaciones, la Institución Smithsonian afirmó que el Aerodrome de Langley fue la primera máquina "capaz de volar". ^{[ 88 ]}

Gustave Weißkopf fue un alemán que emigró a Estados Unidos, donde pronto cambió su nombre a Whitehead. Entre 1897 y 1915, diseñó y construyó los primeros aviones y motores. El 14 de agosto de 1901, dos años y medio antes del vuelo de los hermanos Wright, afirmó haber realizado un vuelo controlado y propulsado en su monoplano número 21 en Fairfield , Connecticut. El vuelo fue reseñado en el periódico local Bridgeport Sunday Herald . Unos 30 años después, varias personas entrevistadas por un investigador afirmaron haber presenciado ese u otros vuelos de Whitehead.

En marzo de 2013, Jane's All the World's Aircraft , una fuente autorizada para la aviación contemporánea, publicó un editorial que aceptaba el vuelo de Whitehead como el primer vuelo tripulado, motorizado y controlado de una aeronave más pesada que el aire. ^{[ 89 ]} La Institución Smithsonian (custodia del Wright Flyer original ) y muchos historiadores de la aviación siguen sosteniendo que Whitehead no voló como se sugiere. ^{[ 90 ] [ 91 ]} Los historiadores de la Royal Aeronautical Society señalaron que: «Toda la evidencia disponible no respalda la afirmación de que Gustave Whitehead realizó vuelos sostenidos, motorizados y controlados anteriores a los de los hermanos Wright». ^{[ 92 ]} Los editores de Scientific American coinciden: «Los datos muestran que Whitehead no solo no fue el primero en volar, sino que puede que nunca haya realizado un vuelo controlado y motorizado». ^{[ 93 ]}

Richard Pearse fue un agricultor e inventor neozelandés que realizó experimentos pioneros en aviación. Testigos entrevistados muchos años después afirmaron que Pearse voló y aterrizó una máquina motorizada más pesada que el aire el 31 de marzo de 1903, nueve meses antes de que volaran los hermanos Wright. ^{[ 94 ] : 21–30} La evidencia documental de estas afirmaciones sigue abierta a interpretación y controversia, y el propio Pearse nunca hizo tales afirmaciones. En una entrevista periodística en 1909, dijo que no "intentó nada práctico  ... hasta 1904". ^{[ 95 ]} Si voló en 1903, el vuelo parece haber sido mal controlado en comparación con el de los Wright.

Utilizando un enfoque metódico y concentrándose en la controlabilidad de la aeronave, los hermanos construyeron y probaron una serie de diseños de cometas y planeadores entre 1898 y 1902 antes de intentar construir un diseño motorizado. Los planeadores funcionaron, pero no tan bien como los Wright habían esperado basándose en los experimentos y escritos de sus predecesores. Su primer planeador de tamaño real, lanzado en 1900, solo tenía aproximadamente la mitad de la sustentación que anticipaban. Su segundo planeador, construido al año siguiente, tuvo un rendimiento aún peor. En lugar de darse por vencidos, los Wright construyeron su propio túnel de viento y crearon una serie de dispositivos sofisticados para medir la sustentación y la resistencia en los 200 diseños de alas que probaron. ^{[ 96 ]} Como resultado, los Wright corrigieron errores anteriores en los cálculos de resistencia y sustentación. Sus pruebas y cálculos produjeron un tercer planeador con una relación de aspecto más alta y un verdadero control de tres ejes. Lo volaron con éxito cientos de veces en 1902, y tuvo un rendimiento mucho mejor que los modelos anteriores. Mediante un riguroso sistema de experimentación, que incluía pruebas en túnel de viento de perfiles aerodinámicos y pruebas de vuelo de prototipos a tamaño real, los hermanos Wright no solo construyeron un avión funcional al año siguiente, el Wright Flyer , sino que también contribuyeron al avance de la ciencia de la ingeniería aeronáutica.

A las pocas semanas del primer vuelo motorizado, este periódico de Ohio describió «lo que la invención de los hermanos Wright había logrado»: tras años de pruebas con planeadores, cuatro vuelos exitosos en un avión motorizado que «no tenía ningún tipo de accesorio de globo, sino que se mantenía en el aire mediante un par de aerocurvas o alas», dejando a « Santos-Dumont y Lebaudys , con sus globos dirigibles  ... en eclipsación». ^{[ 97 ]}

Este artículo de 1906 describe cómo los experimentos de los Wright se llevaron a cabo en "estricto secreto durante varios años", con "no más de una docena de personas" al tanto del secreto. ^{[ 98 ]} Una fuente interna afirmó que los hermanos "no habían buscado un éxito espectacular", y en cambio describió su "acumulación progresiva de experiencias", incluyendo una progresión gradual desde planeadores hasta vuelos motorizados, y desde vuelos rectos hasta circuitos que requerían girar el avión. ^{[ 98 ]} El relato informó de "cierto éxito en volar por el aire a finales del verano de 1903". ^{[ 98 ]} Se dijo que los Wright habían resuelto problemas de control de vuelo para lograr giros controlados en un circuito de una milla el 20 de septiembre de 1904, seguidos de vuelos de cinco minutos en las semanas siguientes, y un vuelo de 24 millas y 38 minutos en el verano de 1905. ^{[ 98 ]}

Los hermanos Wright parecen haber sido los primeros en realizar intentos serios y estudiados para resolver simultáneamente los problemas de potencia y control. Ambos problemas resultaron difíciles, pero nunca perdieron el interés. Resolvieron el problema del control inventando la torsión de las alas para el control de alabeo , combinada con el control simultáneo de guiñada mediante un timón trasero orientable . Casi como una ocurrencia tardía, diseñaron y construyeron un motor de combustión interna de baja potencia . También diseñaron y tallaron hélices de madera más eficientes que ninguna anterior, lo que les permitió obtener un rendimiento adecuado con su baja potencia de motor. Aunque la torsión de las alas como medio de control lateral se utilizó solo brevemente durante los inicios de la aviación, el principio de combinar el control lateral con un timón fue un avance clave en el control de aeronaves. Mientras que muchos pioneros de la aviación parecían dejar la seguridad en gran medida al azar, el diseño de los Wright estuvo muy influenciado por la necesidad de aprender a volar sin riesgos irrazonables para la vida y la integridad física, sobreviviendo a accidentes. Este énfasis, así como la baja potencia del motor, fue la razón de la baja velocidad de vuelo y del despegue con viento de frente. El rendimiento, más que la seguridad, fue la razón del diseño con el centro de gravedad más pesado en la parte trasera, ya que el canard no podía soportar una carga elevada; las alas con diedro negativo se veían menos afectadas por los vientos cruzados y eran coherentes con la baja estabilidad de guiñada.

Según la Institución Smithsonian y la Federación Aeronáutica Internacional (FAI), ^{[ 99 ] [ 100 ]} los hermanos Wright realizaron el primer vuelo tripulado sostenido, controlado y motorizado de una aeronave más pesada que el aire en Kill Devil Hills, Carolina del Norte , a cuatro millas (8  km) al sur de Kitty Hawk, Carolina del Norte, el 17 de diciembre de 1903. ^{[ 101 ]}

El primer vuelo de Orville Wright , de 37 metros (120 pies) en 12 segundos, quedó registrado en una famosa fotografía. En el cuarto vuelo del mismo día, Wilbur Wright voló 260 metros (852 pies) en 59 segundos. Tres miembros de la tripulación de salvamento costero, un empresario local y un niño del pueblo presenciaron los vuelos, convirtiéndolos en los primeros vuelos públicos y los primeros bien documentados. ^{[ 101 ]}  

Orville describió el último vuelo del día: «Los primeros cientos de pies fueron de subida y bajada, como antes, pero cuando se habían cubierto trescientos pies, la máquina estaba mucho mejor controlada. La trayectoria durante los siguientes cuatrocientos o quinientos pies tuvo poca ondulación. Sin embargo, cuando estaba a unos ochocientos pies, la máquina comenzó a cabecear de nuevo y, en uno de sus movimientos descendentes, golpeó el suelo. La distancia sobre el suelo se midió en 852 pies (260 m) ; el tiempo de vuelo fue de 59 segundos. El bastidor que sostenía el timón delantero quedó muy roto, pero la parte principal de la máquina no sufrió ningún daño. Estimamos que la máquina podría estar en condiciones de volar de nuevo en uno o dos días». ^{[ 102 ]} Volaban solo unos diez pies sobre el suelo como medida de seguridad, por lo que tenían poco espacio para maniobrar, y los cuatro vuelos con vientos racheados terminaron en un «aterrizaje» accidentado e involuntario. Un análisis moderno realizado por el profesor Fred EC Culick y Henry R. Rex (1985) ha demostrado que el Wright Flyer de 1903 era tan inestable que resultaba casi inmanejable para cualquiera que no fueran los hermanos Wright, quienes se habían entrenado en el planeador de 1902. ^{[ 103 ]} 

Los hermanos Wright continuaron volando en Huffman Prairie, cerca de Dayton, Ohio , entre 1904 y 1905. En mayo de 1904, presentaron el Flyer II , una versión más pesada y mejorada del Flyer original. El 23 de junio de 1905, realizaron el primer vuelo de una tercera máquina, el Flyer III . Tras un grave accidente el 14 de julio de 1905, reconstruyeron el Flyer III e introdujeron importantes cambios de diseño. Casi duplicaron el tamaño del elevador y el timón de dirección, y los alejaron aproximadamente el doble de las alas. Añadieron dos paletas verticales fijas (llamadas "blinkers") entre los elevadores y dieron a las alas un ligero diedro. Desconectaron el timón de dirección del control de torsión de las alas y, como en todos los aviones posteriores, lo colocaron en una palanca de control independiente. Cuando se reanudaron los vuelos, los resultados fueron inmediatos. La grave inestabilidad de cabeceo que afectó a los Flyers I y II se redujo significativamente, eliminando así los repetidos accidentes menores. Los vuelos con el Flyer III rediseñado comenzaron durando más de 10 minutos, luego 20 y finalmente 30. El Flyer III se convirtió en el primer avión práctico (aunque sin ruedas y necesitando un dispositivo de lanzamiento) que volaba de forma consistente bajo control total, regresando a su piloto al punto de partida de forma segura y aterrizando sin daños. El 5 de octubre de 1905, Wilbur voló 24 millas (39 km) en 39 minutos y 23 segundos. ^{[ 104 ]} 

According to the April 1907 issue of the Scientific American magazine,^[105] the Wright brothers seemed to have the most advanced knowledge of heavier-than-air navigation at the time. However, the same magazine issue also claimed that no public flight had been made in the United States before its April 1907 issue. Hence, they devised the Scientific American Aeronautic Trophy in order to encourage the development of a heavier-than-air flying machine. Glenn H. Curtiss won the trophy in 1908 with the first pre-announced and officially recorded flight of the June Bug.^[106]

This period saw the development of practical aeroplanes and airships and their early application, alongside balloons and kites, for private, sport and military use.

Pioneers in Europe

Although the full details of the Wright Brothers' system of flight control had been published in l'Aerophile in January 1906, the importance of this advance was not recognised, and European experimenters generally concentrated on attempting to produce inherently stable machines.

Short powered flights were performed in France by Romanian engineer Traian Vuia on 18 March and 19 August 1906 when he flew 12 and 24 metres, respectively, in a self-designed, fully self-propelled, fixed-wing aircraft, that possessed a fully wheeled undercarriage.^[107][108] He was followed by Jacob Ellehammer who built a monoplane which he tested with a tether in Denmark on 12 September 1906, flying 42 metres.^[109]

El 13 de septiembre de 1906, el brasileño Alberto Santos-Dumont realizó un vuelo público en París con el 14-bis , también conocido como Oiseau de proie (en francés, "ave de presa"). Este avión, con configuración canard y un diedro alar pronunciado, recorrió una distancia de 60 m (200 pies) en los terrenos del Castillo de Bagatelle, en el Bois de Boulogne de París, ante una gran multitud de testigos. Este evento, ampliamente documentado, fue el primer vuelo verificado por el Aéro-Club de France de una máquina motorizada más pesada que el aire en Europa y le valió el Premio Deutsch-Archdeacon al primer vuelo observado oficialmente de más de 25 m (82 pies) . El 12 de noviembre de 1906, Santos-Dumont estableció el primer récord mundial reconocido por la Federación Aeronáutica Internacional al volar 220 m (720 pies) en 21,5 segundos. ^{[ 110 ] [ 111 ]} El 14-bis solo realizó un breve vuelo más en marzo de 1907, tras lo cual fue abandonado. ^{[ 112 ]}       

En marzo de 1907, Gabriel Voisin realizó el primer vuelo de su biplano Voisin . El 13 de enero de 1908, Henri Farman voló un segundo ejemplar para ganar el premio Deutsch-Archdeacon Grand Prix d'Aviation por un vuelo en el que la aeronave recorrió una distancia de más de un kilómetro y aterrizó en el mismo punto de despegue. El vuelo duró 1 minuto y 28 segundos. ^{[ 113 ]}

El vuelo como tecnología consolidada

Santos-Dumont añadió posteriormente alerones entre las alas en un intento por obtener mayor estabilidad lateral. Su diseño final, que voló por primera vez en 1907, fue la serie de monoplanos Demoiselle (n.º 19 a 22). El Demoiselle n.º 19 podía construirse en tan solo 15 días y se convirtió en el primer avión de producción en serie del mundo. El Demoiselle alcanzó los 120  km/h. ^{[ 114 ]} El fuselaje constaba de tres brazos de bambú especialmente reforzados. El piloto se sentaba en un asiento entre las ruedas principales de un tren de aterrizaje convencional cuyas dos ruedas principales de radios de alambre se ubicaban en la parte inferior delantera del fuselaje, con un patín de cola a mitad de camino debajo de la estructura trasera del fuselaje. El Demoiselle se controlaba en vuelo mediante una unidad de cola cruciforme articulada en una especie de junta universal en el extremo posterior de la estructura del fuselaje para funcionar como elevador y timón, con el control de alabeo proporcionado mediante la torsión de las alas (n.º 20), con las alas torcándose solo hacia abajo.

En 1908, Wilbur Wright viajó a Europa y, a partir de agosto, realizó una serie de demostraciones de vuelo en Le Mans , Francia. La primera demostración, realizada el 8 de agosto, atrajo a un público que incluía a la mayoría de los principales experimentadores de aviación franceses, quienes quedaron asombrados por la clara superioridad del avión de los hermanos Wright, en particular por su capacidad para realizar giros cerrados y controlados. ^{[ 115 ]} La importancia de utilizar el control de alabeo en los giros fue reconocida por casi todos los experimentadores europeos: Henri Farman instaló alerones en su biplano Voisin y poco después fundó su propia empresa de construcción de aeronaves, cuyo primer producto fue el influyente biplano Farman III .

Al año siguiente, el vuelo motorizado se reconoció ampliamente como algo más que un privilegio de soñadores y excéntricos. El 25 de julio de 1909, Louis Blériot alcanzó fama mundial al ganar un premio de 1000 libras esterlinas ofrecido por el periódico británico Daily Mail por un vuelo a través del Canal de la Mancha , y en agosto, alrededor de medio millón de personas, incluyendo al presidente de Francia, Armand Fallières , y al primer ministro del Reino Unido, David Lloyd George , asistieron a una de las primeras reuniones de aviación, la Grande Semaine d'Aviation en Reims .

En 1914, el pionero de la aviación Tony Jannus capitaneó el vuelo inaugural de la St. Petersburg-Tampa Airboat Line , la primera aerolínea comercial de pasajeros del mundo .

El 30 de julio de 1914, Tryggve Gran realizó el primer vuelo a través del Mar del Norte desde Cruden Bay en Escocia hasta Reve en Noruega en un Blériot XI en 4 horas y 10 minutos, cubriendo una distancia de 465 km.

Los historiadores discrepan sobre si la guerra de patentes de los hermanos Wright obstaculizó el desarrollo de la industria aeronáutica en Estados Unidos en comparación con Europa. La guerra de patentes terminó durante la Primera Guerra Mundial, cuando el gobierno presionó a la industria para que formara un consorcio de patentes y los principales litigantes abandonaron el sector.

Helicópteros

En 1877, el ingeniero, inventor y pionero aeronáutico italiano Enrico Forlanini desarrolló un helicóptero no tripulado propulsado por un motor de vapor . Se elevó a una altura de 13 metros (43 pies) , donde permaneció durante 20 segundos, después de un despegue vertical desde un parque en Milán . ^{[ 116 ]} Milán ha dedicado su aeropuerto de la ciudad a Enrico Forlanini, el aeropuerto también se llama Aeropuerto de Linate , ^{[ 117 ]} así como el parque cercano, el Parco Forlanini. ^{[ 118 ]} En Milán también tiene una avenida que lleva su nombre, Viale Enrico Forlanini .

Se tiene constancia de que el primer helicóptero tripulado despegó del suelo en 1907, durante un vuelo sujeto con cable, a cargo del girocóptero Breguet-Richet . Ese mismo año, el helicóptero Cornu , también francés, realizó el primer vuelo libre de ala rotatoria en Lisieux, Francia. Sin embargo, estos diseños no eran prácticos.

Uso militar

Casi inmediatamente después de su invención, los aviones se utilizaron con fines militares. El primer país en utilizarlos con fines militares fue Italia, cuyos aviones realizaron vuelos de reconocimiento, bombardeo y corrección de artillería en Libia durante la guerra ítalo-turca (septiembre de 1911 - octubre de 1912). En esta guerra también se vio a soldados otomanos derribar un avión de guerra por primera vez en la historia. La primera misión de reconocimiento aéreo fue realizada el 23 de octubre de 1911 por el capitán Carlo Piazza de la fuerza aérea italiana, y la primera misión de bombardeo fue realizada el 1 de noviembre de 1911 por el subteniente Giolio Gavotti de Italia. ^{[ 119 ] [ 120 ]} Bulgaria siguió este ejemplo más tarde. Sus aviones atacaron y reconocieron posiciones otomanas durante la Primera Guerra de los Balcanes 1912-13 . La primera guerra en la que se hizo un uso importante de los aviones en capacidades ofensivas, defensivas y de reconocimiento fue la Primera Guerra Mundial . Tanto los Aliados como las Potencias Centrales utilizaron ampliamente aviones y dirigibles.

Si bien el concepto de usar el avión como arma ofensiva fue generalmente descartado antes de la Primera Guerra Mundial, ^{[ 121 ]} la idea de usarlo para fotografía no pasó desapercibida para ninguna de las principales fuerzas armadas. Todas las fuerzas principales en Europa contaban con aeronaves ligeras, generalmente derivadas de diseños deportivos de antes de la guerra, adscritas a sus departamentos de reconocimiento . También se estaban explorando radioteléfonos en aviones, en particular el SCR-68 , a medida que la comunicación entre pilotos y comandantes en tierra adquiría mayor importancia.

Los años transcurridos entre la Primera y la Segunda Guerra Mundial fueron testigos de grandes avances en la tecnología aeronáutica. Los aviones evolucionaron desde biplanos de baja potencia fabricados con madera y tela hasta elegantes monoplanos de alta potencia hechos de aluminio, basados ​​principalmente en el trabajo pionero de Hugo Junkers durante la Primera Guerra Mundial y su posterior adopción por el diseñador estadounidense William Bushnell Stout y el diseñador soviético Andrei Tupolev . ^{[ 122 ]}

Tras la Primera Guerra Mundial, los pilotos de caza experimentados estaban ansiosos por demostrar sus habilidades. Muchos pilotos estadounidenses se convirtieron en acróbatas aéreos , sobrevolando pequeños pueblos de todo el país y exhibiendo sus destrezas de vuelo, además de llevar pasajeros de pago. Con el tiempo, los acróbatas aéreos se agruparon en exhibiciones más organizadas. Surgieron espectáculos aéreos por todo el país, con carreras aéreas, acrobacias y demostraciones de superioridad aérea. ^{[ 123 ]} Las carreras aéreas impulsaron el desarrollo de motores y fuselajes; el Trofeo Schneider , por ejemplo, dio lugar a una serie de diseños de monoplanos cada vez más rápidos y elegantes , que culminaron en el Supermarine S.6B . ^{[ 124 ]} Con los pilotos compitiendo por premios en metálico, existía un incentivo para ir más rápido. Amelia Earhart fue quizás la más famosa de las que participaron en el circuito de acróbatas aéreos. También fue la primera mujer piloto en lograr récords como el cruce de los océanos Atlántico y Pacífico.

Los premios por récords de distancia y velocidad también impulsaron el desarrollo. El 14 de junio de 1919, el capitán John Alcock y el teniente Arthur Brown copilotaron un Vickers Vimy sin escalas desde St. John's, Terranova , hasta Clifden, Irlanda, ganando el premio Northcliffe de 13.000 libras esterlinas (65.000 dólares) . ^{[ 125 ]} La aviación comercial fue introducida por Aircraft Transport and Travel (AT&T) en Gran Bretaña, que comenzó el primer vuelo internacional regular programado en 1919. ^{[ 126 ] [ 127 ]} El primer vuelo a través del Atlántico Sur y el primer cruce aéreo utilizando navegación astronómica, fue realizado por los aviadores navales Gago Coutinho y Sacadura Cabral en 1922, desde Lisboa , Portugal, hasta Río de Janeiro , Brasil, utilizando una aeronave equipada con un horizonte artificial para uso aeronáutico. ^{[ 128 ]} En 1924, el Mayor General Mason Patrick dirigió a un grupo de miembros del Servicio Aéreo del Ejército de los Estados Unidos para completar la primera circunnavegación aérea del mundo. Este vuelo alrededor del mundo conllevó muchos desafíos logísticos, recorriendo 26.343 millas en el transcurso de 175 días. Este vuelo contribuyó a mejorar las relaciones exteriores al promover la colaboración comercial y a un mayor interés público en la aviación, lo que impulsó a los gobiernos a destinar más recursos al desarrollo de sus fuerzas aéreas. ^{[ 129 ]} El 21 de mayo de 1927, Charles Lindbergh recibió el Premio Orteig de 25.000 dólares por el primer cruce del Atlántico en solitario y sin escalas. Esto provocó lo que en la aviación se conoció en ese momento como el "boom de Lindbergh", que aumentó el interés público en la aviación. ^{[ 130 ]}

El australiano Sir Charles Kingsford Smith fue el primero en cruzar el océano Pacífico en el Southern Cross. Su tripulación partió de Oakland, California, para realizar el primer vuelo transpacífico a Australia , haciendo tres escalas para completar el viaje. Kingsford-Smith y su tripulación hicieron su primera escala en Hawái desde Oakland, California, y de Hawái a Suva, Fiyi . Durante el último segmento de su viaje de Fiyi a Brisbane, Australia , se encontraron con fuertes tormentas eléctricas y fueron desviados casi 140 millas de su ruta. El vuelo concluyó el 9 de junio de 1928 después de volar 7230 millas, Kingsford-Smith y su tripulación aterrizaron en Brisbane, Australia, recibiendo $25 000 del gobierno australiano por su logro. ^{[ 131 ] [ 132 ]} Lo acompañaban el aviador australiano Charles Ulm como piloto de relevo, y los estadounidenses James Warner y el capitán Harry Lyon (quienes eran el operador de radio, el navegante y el ingeniero). Una semana después de aterrizar, Kingsford Smith y Ulm grabaron un disco para Columbia hablando de su viaje. Junto con Ulm, Kingsford Smith continuó su travesía, convirtiéndose en 1929 en el primero en circunnavegar el mundo , cruzando el ecuador dos veces. ^{[ 133 ]}

Los primeros cruces del Atlántico en aeronaves más ligeras que el aire fueron realizados por dirigibles en julio de 1919 por el dirigible R34 de Su Majestad y su tripulación cuando volaron desde East Lothian , Escocia a Long Island , Nueva York y luego de regreso a Pulham , Inglaterra. ^{[ 134 ]} Para 1929, la tecnología de los dirigibles había avanzado hasta el punto de que el primer vuelo alrededor del mundo fue completado por el Graf Zeppelin en septiembre y, en octubre, la misma aeronave inauguró el primer servicio transatlántico comercial. ^{[ 135 ]} Sin embargo, la era del dirigible rígido terminó tras la destrucción por incendio del zepelín LZ 129 Hindenburg justo antes de aterrizar en Lakehurst, Nueva Jersey , el 6 de mayo de 1937, matando a 35 de las 97 personas a bordo. Los espectaculares accidentes de dirigibles anteriores, como el desastre del Wingfoot Express (1919), la pérdida del R101 (1930), el Akron (1933) y el Macon (1935), ya habían sembrado dudas sobre la seguridad de los dirigibles. Los desastres de los dirigibles rígidos de la Armada estadounidense demostraron la importancia de utilizar exclusivamente helio como medio de sustentación. ^{[ 136 ]} Tras la destrucción del Hindenburg, el único dirigible que seguía realizando vuelos internacionales , el Graf Zeppelin fue retirado (junio de 1937). Su sustituto, el dirigible rígido Graf Zeppelin II , realizó varios vuelos, principalmente sobre Alemania, entre 1938 y 1939, pero fue inmovilizado cuando Alemania entró en la Segunda Guerra Mundial. Los dos zepelines alemanes restantes fueron desguazados en 1940 para suministrar metal a la Luftwaffe alemana . ^{[ 137 ]}

Mientras tanto, Alemania, que estaba restringida por el Tratado de Versalles en el desarrollo de aeronaves motorizadas, desarrolló el vuelo sin motor como deporte, especialmente en el Wasserkuppe , durante la década de 1920. En sus diversas modalidades, en el siglo XXI la aviación de planeadores cuenta con más de 400.000 participantes. ^{[ 138 ] [ 139 ] [ 140 ]}

En 1929, Jimmy Doolittle desarrolló instrumentos de vuelo . ^{[ 142 ]} En 1929 también tuvo lugar el primer vuelo del avión más grande jamás construido hasta entonces: el Dornier Do X, con una envergadura de 48 m. En su 70.º vuelo de prueba, el 21 de octubre de 1929, había 169 personas a bordo, un récord que no se batió durante 20 años.

En 1923, apareció el primer helicóptero exitoso en forma de autogiro , inventado por el ingeniero español Juan de la Cierva y que realizó su primer vuelo en 1919. En este diseño, el rotor no está motorizado, sino que gira libremente mientras se mueve por el aire, mientras que un motor independiente impulsa la aeronave para avanzar. Esta fue la base del desarrollo posterior y de los prototipos que llevaron a la creación del helicóptero . En 1930, Corradino D'Ascanio , un ingeniero italiano, desarrolló un helicóptero coaxial con la importante inclusión de tres pequeñas hélices en la aeronave, que controlaban el cabeceo, el alabeo y la guiñada. Los helicópteros posteriores experimentaron varios ajustes en sus rotores, pero el primer helicóptero moderno no fue construido hasta 1947 por Igor Sikorsky ^{[ 143 ].}

Tan solo cinco años después del primer vuelo del Dornier Do-X alemán, Tupolev diseñó en 1934 el Maksim Gorky , el avión más grande de la década de 1930 en la Unión Soviética, que se convirtió en el avión más grande jamás construido utilizando los métodos de construcción de aeronaves metálicas de Junkers.

En la década de 1930, el desarrollo de los motores a reacción comenzó en Alemania y Gran Bretaña, y las pruebas se iniciaron en 1939, antes de la Segunda Guerra Mundial. El motor a reacción experimentó un desarrollo considerable durante la guerra, y algunos aviones propulsados ​​por este motor se utilizaron en el conflicto. ^{[ 144 ]}

Tras ingresar en la Academia de Aviación Militar de Eskisehir en 1936 y recibir entrenamiento en el Primer Regimiento Aéreo, Sabiha Gökçen voló aviones de caza y bombarderos, convirtiéndose en la primera aviadora turca y la primera mujer piloto de combate del mundo. Durante su carrera como piloto, acumuló unas 8000 horas de vuelo, 32 de las cuales fueron misiones de combate. ^{[ 145 ] [ 146 ] [ 147 ] [ 148 ]}

La Segunda Guerra Mundial supuso un gran aumento en el ritmo de desarrollo y producción, no solo de aeronaves, sino también de los sistemas de lanzamiento de armas aéreas asociados. Las tácticas y doctrinas de combate aéreo comenzaron a desarrollarse rápidamente. Se lanzaron campañas de bombardeo estratégico a gran escala, se introdujeron escoltas de cazas y la mayor versatilidad de las aeronaves y el armamento permitió ataques precisos contra objetivos pequeños con bombarderos en picado , cazabombarderos y aviones de ataque a tierra . Las nuevas tecnologías, como el radar, también permitieron un despliegue más coordinado y controlado de la defensa aérea.

El primer avión a reacción en volar fue el Heinkel He 178 (Alemania), pilotado por Erich Warsitz en 1939, seguido por el primer avión a reacción operativo del mundo, el Messerschmitt Me 262 , en julio de 1942 y el primer bombardero a reacción del mundo, el Arado Ar 234 , en junio de 1943. Posteriormente se desarrollaron aeronaves británicas, como el Gloster Meteor , pero solo tuvieron un breve uso en la Segunda Guerra Mundial. El primer misil de crucero ( V-1 ), el primer misil balístico ( V-2 ), el primer (y hasta la fecha único) avión de combate propulsado por cohete operativo Me 163 —que alcanzó velocidades de hasta 1130 km/h (700 mph) en vuelos de prueba— y el primer interceptor de defensa puntual tripulado de despegue vertical, el Bachem Ba 349 Natter , también fueron desarrollados por Alemania . Sin embargo, los aviones a reacción y cohetes tuvieron un impacto limitado debido a su tardía introducción, la escasez de combustible, la falta de pilotos experimentados y el declive de la industria bélica alemana.  

No solo los aviones, sino también los helicópteros experimentaron un rápido desarrollo durante la Segunda Guerra Mundial, con la introducción del Focke Achgelis Fa 223 , el sincropter Flettner Fl 282 en 1941 en Alemania y el Sikorsky R-4 en 1942 en los Estados Unidos.

Following World War II, commercial aviation expanded quickly, primarily relying on former military aircraft to carry passengers and cargo. There was an excess of large bombers, such as the B-29 and Lancaster, which were easily converted for commercial use.^[149] The DC-3 specifically played a key role, enabling longer and more efficient flights.^[149]

The British de Havilland Comet became the first commercial jet airliner and was introduced into scheduled service by 1952. The aircraft was a breakthrough in technical achievements, but had several intense failures. The square design of the windows caused stress cracks from metal fatigue, caused by cycles of cabin pressurization and depressurization.^[150] This eventually led to severe structural failures in the fuel area. These issues were resolved too late, since competing jet airliners were already flying.^[151]

On 15 September 1956, the USSR's airline Aeroflot became the first to offer continuous, regular jet services using the Tupolev Tu-104. Soon after, Boeing 707 and DC-8 also set new standards in comfort, safety, and passenger experience. This was the beginning of the Jet Age, the introduction of large-scale commercial air travel.^[151]

Jet airliners were able to fly higher, faster, and farther than older piston‑powered propliners, making transcontinental and intercontinental travel considerably faster and easier. Aircraft leaving North America and crossing the Atlantic Ocean (and later, the Pacific Ocean) could now fly to their destinations non-stop, making much of the world accessible within a single day's travel for the first time. Large jetliners could carry more passengers than piston-powered airliners, which caused air fares to decline and opened international travel to a broader range of socioeconomic groups.

In October 1947, Chuck Yeager became the first to fly faster than the speed of sound when he piloted the rocket-powered Bell X-1 past the sound barrier.^[151] The air speed record for an aircraft was set by the X-15 at 4,534 mph (7,297 km/h) or Mach 6.1 in 1967. This record was later broken by the X-43 in 2004, excluding spacecraft.^[152]

Durante la Guerra Fría , la invención de las bombas nucleares en 1945 supuso una ventaja estratégica para las aeronaves militares. Incluso una pequeña flota de bombarderos  podía causar daños catastróficos, lo que impulsó el desarrollo de defensas eficaces. Uno de los primeros avances fue el desarrollo de aviones interceptores supersónicos . En 1955, la atención se centró en los misiles tierra-aire guiados . Esto condujo finalmente al surgimiento de los misiles balísticos intercontinentales (ICBM), que poseen capacidad nuclear. Un ejemplo temprano de ICBM se produjo en 1957, cuando la Unión Soviética lanzó el Sputnik 1 , dando inicio a la carrera espacial . ^{[ 153 ]}

En 1961, Yuri Gagarin se convirtió en el primer ser humano en el espacio al completar una órbita alrededor de la Tierra en 108 minutos a bordo de la Vostok I. Posteriormente, Estados Unidos envió a Alan Shepard en un vuelo suborbital utilizando una cápsula del programa Mercury . En 1963, Canadá se convirtió en la tercera nación en entrar al espacio con el lanzamiento de su satélite, Alouette I. La carrera espacial culminó con el alunizaje en 1969. ^{[ 154 ]}

El avión de despegue y aterrizaje vertical Harrier realizó su primer vuelo en 1969. Ese mismo año se presentó el Boeing 747. Además, el avión de pasajeros supersónico Aérospatiale-BAC Concorde realizó su vuelo inaugural . El Boeing 747 era el avión comercial de pasajeros más grande que había volado hasta entonces, ahora reemplazado por el Airbus A380 , con capacidad para transportar 853 pasajeros. Aeroflot comenzó a operar el Tu-144 , el primer avión de pasajeros supersónico, en 1975. Al año siguiente, British Airways y Air France iniciaron vuelos supersónicos sobre el Atlántico. ^{[ 155 ]}

En 1979, el Gossamer Albatross logró convertirse en la primera aeronave impulsada por energía humana en sobrevolar el canal de la Mancha, un sueño que se había perseguido durante siglos. ^{[ 156 ]}

El último cuarto del siglo XX marcó un cambio de enfoque. Ya no se producían avances revolucionarios en velocidades de vuelo, distancias ni tecnología de materiales. En cambio, esta parte del siglo presenció la expansión de la revolución digital tanto en la aviónica como en las técnicas de diseño y fabricación de aeronaves.

En 1986, Dick Rutan y Jeana Yeager volaron alrededor del mundo en un avión, el Rutan Voyager , sin repostar y sin aterrizar. En 1999, Bertrand Piccard se convirtió en la primera persona en dar la vuelta al mundo en globo.

Los sistemas digitales de control de vuelo por cable permiten diseñar aeronaves con una estabilidad estática menos restrictiva . Estos sistemas se utilizaron inicialmente para aumentar la maniobrabilidad de aviones militares como el General Dynamics F-16 Fighting Falcon ; sin embargo, ahora se emplean para reducir la resistencia aerodinámica en aviones comerciales.

La Comisión del Centenario del Vuelo de EE. UU. se estableció en 1999 para fomentar la participación nacional e internacional más amplia posible en la celebración de los 100 años del vuelo motorizado. ^{[ 157 ]} Publicitó y promovió una serie de programas, proyectos y eventos destinados a educar a la gente sobre la historia de la aviación.

El 19 de abril de 2021, la NASA logró que su diminuto helicóptero no tripulado Ingenuity volara con éxito a Marte, siendo este el primer vuelo controlado de una aeronave propulsada por la humanidad en otro planeta. El helicóptero ascendió a una altura de tres metros y se mantuvo suspendido en el aire en una posición estable durante 30 segundos. Su rover acompañante, Perseverance , grabó un video del vuelo . ^{[ 165 ]}

Ingenuity , diseñado inicialmente para cinco vuelos de demostración, voló 72 veces recorriendo 11 millas en casi tres años. Como homenaje a todos sus predecesores aéreos, lleva un trozo de tela del ala del tamaño de un sello postal del Wright Flyer de 1903 .

El último vuelo de Ingenuity fue el 18 de enero de 2024, un lapso de 2 años y 333 días desde su primer despegue (la duración en días marcianos, o soles , fue de 1035 ). Las palas del rotor rotas y dañadas durante su aterrizaje final obligaron a la retirada del helicóptero. ^{[ 166 ]}  

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• "Aviones con diseño de puntales" . Biblioteca Digital de la Universidad de Houston. 1911.
• Michael Maloney (2009). Un sueño de volar (Documental sobre el primer vuelo motorizado realizado por un británico en Gran Bretaña, JTC Moore Brabazon, en 1909). Countrywide Productions.