Siglo XIX: Planeadores
Con la invención del globo y del dirigible, los inventores pasaron a intentar crear una máquina más pesada que el aire, que fuese capaz de volar por medios propios.
En primer lugar, aparecieron los planeadores, máquinas capaces de sustentar el vuelo controlado durante algún tiempo. En 1799, George Cayley, un inventor inglés, diseñó un planeador relativamente moderno, que contaba con una cola para controlarlo, y un lugar donde el piloto se podía colocar, por debajo del centro de gravedad del aparato, dando así estabilidad a la aeronave. Cayley construyó un prototipo, que realizó sus primeros vuelos no tripulados en 1804. Durante las cinco décadas siguientes, trabajó en su prototipo, tiempo durante el cual Cayley dedujo muchas de las leyes básicas de la aerodinámica. En 1853, un ayudante de Cayley realizó un vuelo de corta duración subido al planeador, en Brompton (Inglaterra). George Cayley es considerado el fundador de la ciencia física de la aerodinámica, habiendo sido la primera persona que describió un aeronave de ala fija propulsada por motores.22
En 1856 el francés Jean-Marie Le Bris realizó el primer vuelo que planeó más alto que su punto de despegue, gracias a su planeador, el L'Albatros artificiel, el cual, para despegar, fue arrastrado por caballos en la playa. Según afirmó, alcanzó una altura de 100 metros y recorrió una distancia de 200.23
En 1866, un campesino y carpintero polaco llamado Jan Wnęk construyó y voló un planeador controlable. Wnęk era analfabeto y autodidacta, y todos los conocimientos y deducciones sobre los planeadores los obtuvo mediante la observación del vuelo de los pájaros y gracias a sus habilidades. Jan Wnęk estaba atado con firmeza a su planeador por el pecho y las caderas y lo controlaba mediante giros de las alas. Para probarlo, se lanzó desde la torre de la iglesia de Odporyszów, a 45 metros de altura, y ésta a su vez situada sobre una colina de 50 metros, haciendo que la altura relativa fuera de 95 metros hasta el valle. Realizó varios vuelos con público entre 1866 y 1869, especialmente durante festivales religiosos, carnavales y celebraciones de año nuevo, pero apenas hubo constancia de los hechos de Jan Wnęk, y estos no tuvieron impacto en el progreso de la aviación.24
En esa época, Frank Wenham intentó construir una serie de planeadores, pero no tuvieron éxito. En sus esfuerzos, descubre que la mayor parte de la sustentación de un pájaro parecía ser generada en la parte frontal, y Wenham dedujo que unas alas finas, largas y fijas, semejantes a las alas de los aviones actuales, serían más eficientes que las alas similares a las de pájaros o murciélagos. Su trabajo fue presentado en la recién creada Royal Aeronautical Society de Gran Bretaña en 1866, y Wenham decidió probar sus ideas construyendo el primer túnel de viento del mundo, en 1871.25 Los miembros de la sociedad hicieron uso del túnel y quedaron sorprendidos y encantados con el resultado: las alas fijas generaban sensiblemente más sustentación que lo que los científicos habían previsto. Este experimento claramente demostró que la construcción de máquinas más pesadas que el aire era posible, el problema era como generar el empuje necesario para mover el aparato hacia delante, ya que habían comprobado que las aeronaves de ala fija precisaban de un flujo de aire constante pasando por las alas, y aún hacía falta poder tener el control de la aeronave en vuelo.
En 1874, Félix du Temple construyó un planeador realizado con aluminio, en Brest (Francia), al que denominó Monoplane. Contaba con una envergadura de 13 metros y un peso de 80 kilogramos sin contar al piloto, además de ser autopropulsado. Realizó varias pruebas, y al parecer consiguió despegar gracias a una rampa, y lograr después un aterrizaje seguro, realizando el primer vuelo autopropulsado de la historia, aunque fuera durante un breve espacio de tiempo y la distancia recorrida fuera escasa.26
La década de 1880 fue un tiempo de estudios intensos, caracterizados por los gentleman scientists, científicos que disponían de recursos necesarios para investigar de manera independiente sin tener que depender de financiación ajena, que hicieron la mayor parte de las investigaciones en el campo de la aeronáutica hasta la llegada del siglo XX. Se realizaron un gran número de avances que harían posible disponer de los primeros planeadores prácticos. Tres nombres en particular aportaron grandes conocimientos: Otto Lilienthal, Percy Pilcher y Octave Chanute.
Uno de los primeros planeadores modernos fue construido en Estados Unidos por John Joseph Montgomery, que voló en su máquina el 28 de agosto de 1883, en un vuelo controlado.27 Pero tuvo que pasar mucho tiempo para que los trabajos de Montgomery fueran conocidos. Otro planeador fue construido por Wilhelm Kress en 1877 en Viena.28
El alemán Otto Lilienthal continuó el trabajo de Frank Wenham, publicando sus investigaciones en 1889.29 Lilienthal también fabricó una serie de planeadores, y en 1891 fue capaz de hacer vuelos sustentados logrando recorrer más de 25 metros, mejorando intentos anteriores que presentaban resultados inestables. El alemán documentó rigurosamente su trabajo, incluso con fotografías, y por esa razón, es uno de los pioneros de la aviación más conocidos. También promovió la idea de salta antes de que alces el vuelo, sugiriendo que los investigadores deberían comenzar con planeadores y después intentar trabajar en proyectos para desarrollar un avión, en vez de diseñar tal avión directamente en un papel y esperar a que ese diseño funcione.30
Lilienthal realizó con éxito varios vuelos hasta 1896, año en el que falleció en un accidente aéreo el 9 de octubre, causado por un viento lateral repentino, que rompió un ala de su aeronave en pleno vuelo, haciendo que se precipitara desde una altura de 17 metros. Por todo eso, Lilienthal es considerado la primera persona que realizó un vuelo planeado controlado, en el cual era el piloto el que controlaba a la aeronave. Sus últimas palabras antes de morir, al día siguiente, fueron: "Deben hacerse sacrificios".30
En esos momentos, Lilienthal estaba trabajando en busca de pequeños motores adecuados para equipar a sus aeronaves, con la idea de crear un prototipo más pesado que el aire y capaz de alzar el vuelo por medios propios.
Octave Chanute continuó el trabajo de Lilienthal en el área de los planeadores. Creó varios prototipos e incluyó mejoras en sus aeronaves. En el verano de 1896, realizó varios vuelos sobre sus planeadores en Miller Beach (Indiana, Estados Unidos), y decidió que el mejor de todos ellos era un biplano. Al igual que Otto Lilienthal, Chanute documentó detalladamente su trabajo, y también fotografió sus máquinas y experimentos.31 Durante sus investigaciones, dedicó parte de su tiempo a comunicarse mediante correspondencia con personas que tenían sus mismos intereses, entre ellas Percy Pilcher. Chanute estaba particularmente interesado en solucionar el problema de cómo proporcionar estabilidad a la aeronave cuando esta estuviese en vuelo. Esa estabilidad se conseguía de manera natural en pájaros, pero tenía que ser realizada manualmente en el caso de humanos. Dentro de los problemas relacionados con la estabilidad del biplano en vuelo, el más desconcertante era la estabilidad longitudinal, ya que el ángulo de ataque del ala, hacía que el centro de presión de la aeronave se incrementara e hiciese que el ángulo del biplano aumentase todavía más, y entrara en pérdida.
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