Wilbur Wright en su fábrica de bicicletas

Cuando Wilbur Wright decide empezar sus experimentos de vuelo escribe una carta a Octave Chanute en la que le explica cuáles son sus planes. El fabricante de bicicletas le dice que está convencido de que se puede volar sin motores pero no sin habilidad y por tanto es necesario practicar el vuelo; no cree que nadie que invente la primera máquina voladora será acreedor de beneficios económicos y por lo tanto no va a hacer un secreto de sus planes; cree que los pájaros mantienen el equilibrio lateral modificando los ángulos de ataque de sus alas de forma simultánea y asimétrica y le pide asesoramiento para encontrar un lugar seco en el que de septiembre a enero sople un viento de unos quince nudos.

A lo largo de los años que siguieron Wilbur no cambió de parecer, excepto en lo relacionado con los beneficios económicos. Cuando llegó a la conclusión de que su hermano y él, llevaban una ventaja que el propio Wilbur estimó en unos seis años a sus competidores en la invención de la máquina de volar, los Wright decidieron conservar para ellos en exclusiva el honor y el beneficio de su invento.

Dayton, 13 mayo, 1900
Desde hace algunos años me aflige la creencia de que el hombre puede volar. Mi enfermedad se ha agudizado y creo que pronto me costará una cantidad importante de dinero si no es la vida. He organizado mis asuntos de forma que pueda dedicar durante unos pocos meses todo mi tiempo a experimentar en este campo.
Mis ideas generales sobre este asunto son similares a las de los que realizan experimentos prácticos, a saber: lo que se necesita principalmente es habilidad en mayor medida que maquinaria. El vuelo del águila y aves similares es una convincente demostración del valor de la destreza y de la falta de necesidad, al menos en parte, de sistemas propulsores. Es posible volar sin motores, pero no sin conocimientos y habilidad. Por lo tanto yo concibo que al hombre, debido a su mayor intelecto, le resulte más fácil igualar a los pájaros en conocimiento que a la naturaleza en la perfección con que fabrica sus máquinas.
Asumiendo que las ideas de Lilienthal, acerca de los principios sobre los que el hombre debe proceder, eran correctas, yo entiendo que su fallo se debió principalmente a la falta de adecuación de su método y de sus aparatos. En relación con su método, el hecho de que en cinco años dedicó solamente alrededor de cinco horas, en total, al vuelo real, es suficiente para mostrar que el método era inadecuado. Incluso la más simple de las proezas, intelectual o acrobática, nunca podría aprenderse con tan escasa práctica y ni siquiera Matusalén jamás hubiera llegado a ser un experto taquígrafo con una hora al año de prácticas. Yo también pienso que los aparatos de Lilienthal son inadecuados, no solamente por el hecho de que fracasó, sino porque las observaciones del vuelo de los pájaros me convencieron de que los pájaros usan métodos más activos y enérgicos para recuperar el equilibrio que simplemente el de cambiar la posición del centro de gravedad.
Después de esas aseveraciones generales de mis principios y creencias, procederé a describir el plan y los aparatos que tengo intención de probar. Al explicarlo, mi intención es aprender hasta qué punto otros planes similares se han probado encontrándose que son inadecuados, y obtener las sugerencias que su gran conocimiento y experiencia puedan proporcionarme. No voy a hacer ningún secreto de mis planes puesto que opino que el inventor de la primera máquina voladora no será acreedor de ningún beneficio económico y que solamente aquellos que estén dispuestos a dar y recibir sugerencias pueden esperar unir sus nombres al honor del descubrimiento. El problema es demasiado grande para que un hombre solo y sin ayuda pueda resolverlo en secreto.
Mi plan es este. En un lugar apropiado erigiré una torre ligera de unos ciento cincuenta pies de altura. Un cabo pasando sobre una polea en el extremo superior hará las veces de guía de una cometa. Dispondrá de un contrapeso de forma que cuando se pasen ciento cincuenta pies de cabo soportará una carga igual al peso del aparato y el operador, aproximadamente. El viento levantará la máquina desde la base de la torre y el peso se soportará en parte por la sustentación del viento y en parte por el tiro del cabo. El contrapeso se organizará de forma que conforme el viento levante el aparato el tiro del cabo disminuya hasta que cesará por completo cuando su longitud se haya reducido a cien pies. El objetivo es practicar finalmente con un viento capaz de sostener el operador a una altura igual a la de la torre. El tiro del cabo hará las veces de motor para contrarrestar la resistencia al avance. Veo que el tiro del cabo introducirá complicaciones que no se encontrarán en el vuelo libre, pero el plan me permitirá permanecer en el aire para practicar horas en vez de segundos. Espero adquirir suficiente habilidad como para superar las dificultades del sistema y las inherentes al vuelo. Conocimiento y habilidad en manejar la máquina son absolutamente esenciales para volar y es imposible obtenerlas sin una práctica extensiva. El método empleado por Mr Pilcher de remolque mediante caballos en muchos aspectos es mejor que lo que propongo, pero no ofrece garantías de que el experimentador no sufra ningún accidente antes de adquirir la habilidad necesaria para evitarlo. En mi plan yo confío en el cabo y el contrapeso para al menos evitar la fuerza de una caída. Mi observación del vuelo de las águilas me lleva a creer que ellas recuperan el equilibrio lateral, cuando se ve perturbado parcialmente por una ráfaga de viento, mediante la torsión de la punta de las alas. Si la parte posterior de la punta derecha del ala se gira hacia arriba y la izquierda hacia abajo, el pájaro se convierte en un molino e instantáneamente gira en torno a un eje que va de su cabeza a la cola. De esta forma recupera el equilibrio, tal y como he podido comprobarlo observándolos. Yo creo que el pájaro, en general recupera su equilibrio lateral, en parte presentando sus dos alas al viento con ángulos distintos y en parte retrayendo un ala, reduciendo de esta forma su área. Yo me inclino a pensar que lo primero es el método más importante y usual. En el aparato que intento emplear haré uso del principio de torsión. En apariencia es muy similar al biplano que usted y Mr. Herring utilizaron en sus experimentos en 1896-7. El punto en el que difiere en principio es que quitaré las sujeciones cruzadas que evitan que el plano superior se mueva hacia adelante y atrás y el final del plano superior puede moverse independientemente hacia arriba o hacia abajo mediante un mecanismo adecuado. El equilibrio lateral puede así conseguirse moviendo un final más que el otro o moviendo los dos en direcciones opuestas. Si haces un tubo cuadrado de cartulina de dos pulgadas de diámetro y ocho o diez de longitud y eliges dos lados para los planos verás inmediatamente el efecto de torsión de mover un extremo del plano superior hacia delante y el otro hacia atrás y como este efecto se consigue sin sacrificar la solidez lateral. Mi plan consiste en sujetar la cola rígidamente al cable trasero superior, el cual conecta los planos, con lo que el efecto será que cuando el plano superior se mueve hacia delante la parte final de la cola se eleva de forma que la cola favorece el restablecimiento del equilibrio longitudinal. Mis experimentos con este aparto se han limitado a máquinas de hasta quince pies cuadrados de superficie y han resultado suficientemente alentadores como para inducirme a hacer planes de pruebas.
Mis negocios personales exigen que el trabajo experimental lo lleve a cabo durante los meses de septiembre a enero y le agradecería su asesoramiento en relación con el lugar adecuado donde hubieran vientos de unos quince nudos, sin lluvia ni tiempo muy desapacible. Tengo la seguridad de que tales lugares son difíciles de encontrar.
Dispongo de su Progress in Flying Machines y sus artículos en los Anuales 95, 96 y 97 así como sus artículos recientes en el Independent. Le agradecería que me proporcionara información del lugar en el que pueda obtener datos sobre los experimentos de Pilcher.

(De El secreto de los pájaros)
http://www.elsecretodelospajaros.com

Leonhard Euler

¿Hasta qué punto los Wright se beneficiaron del conocimiento científico de su época relacionado con las fuerzas que los fluidos ejercen sobre los sólidos, a la hora de inventar el aeroplano moderno? La realidad es que no se beneficiaron en absoluto del conocimiento que los científicos, desde Newton hasta finales del siglo XIX, habían desarrollado en relación con el comportamiento de los fluidos.

Newton publicó sus ideas sobre la Mecánica en su libro Principia en el año 1687; el tomo I estaba dedicado a los sólidos y el II a los fluidos. Para Newton los fluidos estaban compuestos por pequeñas partículas. Desarrolló la teoría del impacto, según la cual la resistencia que ofrece un fluido al avance de un sólido se debe al choque de las partículas del primero contra el segundo. De acuerdo con esta teoría, la forma que tuviera el sólido en la parte posterior no tenía que influir en la resistencia que ofreciese al avance, lo cual no se correspondía con la realidad. Daniel Bernouilli formuló la idea de líneas de flujo, según la cual el fluido no chocaba con el sólido- cuestionando así la teoría del impacto de Newton- sino que acomodaba su trayectoria y lo rodeaba. Sus teorías aparecerían en el libro Hydrodynamica que se publicó en Estrasburgo en el año 1738. Pero fue Leonhard Euler quién aplicaría las leyes de Newton a un elemento infinitesimal de fluido y formuló las ecuaciones de la Mecánica de Fluidos que publicó la Academia de Berlín en 1757. Louis Navier, en el año 1822 y Stokes en 1845, de forma independiente y sin conocer uno el trabajo del otro, introdujeron el concepto de viscosidad o fuerza de rozamiento y añadieron otra ecuación a las de Euler, que tiene en cuenta la energía.

Hasta principios del siglo XX los científicos expresaron, mediante ecuaciones diferenciales, el movimiento de los fluidos, pero- salvo en casos en los que se podían introducir importantes simplificaciones-  nadie supo resolver el sistema de ecuaciones propuesto y calcular la resistencia y sustentación que genera una corriente de fluido cuando incide sobre un ala con un perfil determinado. A principios del siglo XX, el alemán Ludwig Prandtl, basándose en los trabajos de su compatriota Jutta y los del ruso Joukoski explicó la teoría de la sustentación del ala; pero entonces, los Wright ya habían inventado el moderno aeroplano.

Para dimensionar sus aeronaves, los hermanos Wright, tuvieron que utilizar primero datos de las tablas de Lilienthal elaboradas con los resultados de los experimentos del alemán, y los que ellos mismos obtuvieron en su túnel de viento, equipado con balanzas muy ingeniosas diseñadas con casi toda seguridad por Orville Wright.

Así pues, el aeroplano moderno se inventó sin que sus autores supieran muy bien por qué las alas eran capaces de generar la sustentación que proporcionaban. Y ni siquiera aquél dato determinaría el éxito de su empresa sino que sería el sistema de control de la máquina, concebido por los Wright, lo que les permitiría volar.

Chanute se había interesado por el problema del vuelo desde que tenía 17 años, pero en su época la aviación era un asunto que no estaba muy bien visto en los ambientes formales de la sociedad. La gente seria pensaba que la construcción de máquinas de volar era un asunto de personas que no estaban en su sano juicio. Cuando el trabajo se lo permitió y su reputación como ingeniero se había consolidado, a partir de 1883, Chanute iría haciendo público su interés por la aeronáutica, con prudencia, por temor a ser criticado. El congreso de la American Association for the Advance of Science  (AAA) del año 1886 se celebró en Buffalo y Chanute, como vicepresidente de la asociación, estaba encargado de organizar la sección de Ingeniería Mecánica. El ingeniero no quiso exponerse personalmente y buscó un conferenciante, Israel Lancaster, para que disertara sobre unos pájaros voladores que decía haber construido. La charla no tuvo demasiado éxito, pero uno de los asistentes, Samuel Langley, abandonó el congreso con la firme decisión de ser el primero en construir y volar una máquina más pesada que el aire en Estados Unidos. Después de la conferencia de Buffalo, Chanute seguiría recopilando información aeronáutica para lo cual se puso en contacto con todos los que trabajaban en aquél momento sobre el asunto o tuvieran información al respecto.

En 1889, con motivo de la Exposición Universal de París, Chanute recibió una invitación para dar una charla. Entonces, la sociedad parisiense era mucho más tolerante que la norteamericana y allí, el ingeniero se atrevería a disertar sobre asuntos relacionados con el vuelo. También aprovechó para reunirse con la élite francesa interesada en la aeronáutica. Cenó con Marey quién le hablaría de Pierre Mouillard, un ornitólogo que trabajaba en El Cairo observando a los pájaros planeadores. A su regreso a Estados Unidos, Chanute escribió a Mouillard, y con él mantuvo una estrecha correspondencia hasta la muerte del ornitólogo.

Animado por el resultado de su exposición pública en París, Chanute hablaría de aeronáutica en el congreso de la AAA en Toronto, también en 1889. Esta vez, a diferencia de la presentación de Lancaster, Chanute convencería a sus colegas por la solvencia con que trató los asuntos relacionados con el vuelo.

Dos años más tarde, en 1891, Chanute consolidaría su posición como conferenciante aeronáutico en la charla que dio en el Sibley College of Engineering de la universidad de Cornell. Su conferencia se publicó en la prensa y en revistas especializadas y en ella daría a conocer al público estadounidense, por primera vez, los trabajos de Mouilllard.

Uno de los asistentes a la charla en el Sibley College, Albert Francis Zahm, convencería a Chanute al año siguiente para que organizara una presentación sobre aeronáutica en la exposición mundial de Chicago que conmemoraba el cuadringentésimo aniversario del descubrimiento de América. El ingeniero de Chicago mostró algunas reticencias al principio, por temor a que al evento acudieran visionarios y enajenados con ideas absurdas sobre el vuelo, que desacreditarían el tímido progreso de una tecnología en un estado incipiente. Zahm consiguió apoyos de universidades y revistas, como el Scientific American, y Chanute aceptó la presidencia del evento aeronáutico. Lilienthal, Breary, Parsons, Baden-Powell, Gaston Tissandier, Edison, Langley, Mayer del Stevens Institute, Swain del Massachussetts Institute of Technology, entre otros muchos, enviaron comunicados y expresiones de apoyo a la conferencia aeronáutica de Chicago. Durante los preparativos Chanute tuvo la oportunidad de conocer personas de las que no había tenido noticia anteriormente como John Montgomery, de Santa Clara, cuyos vuelos han sido siempre motivo de controversia, y el grupo de meteorólogos de Boston. La conferencia se inició el 1 de agosto de 1893 y acudieron delegados de todo el mundo. Chanute pronunció el discurso de apertura y habló de los proyectos y progresos aeronáuticos que se habían realizado desde su conferencia de París; en concreto se referiría a Langley, Hargrave, Hiram Maxim, Phillips y Otto Lilienthal.  Las presentaciones de la conferencia se publicaron en la revista Aeronautics de Forney. La Conferencia de Chicago, debido al apoyo que tuvo por parte de eminentes científicos y técnicos, colaboraría de forma significativa a erradicar la imagen estrafalaria que para mucha gente tenía todo lo relacionado con el desarrollo de la aeronáutica.

Un año después de la Conferencia de Chicago, en 1894, Chanute publicó su libro Progress in Flying Machines, el documento más exhaustivo y completo de cuantos estudios aeronáuticos se habían realizado hasta entonces, con explicaciones técnicas sobre los éxitos y fracasos de sus autores. A partir de ese momento Chanute se convirtió en el nodo principal de la red social que trabajaba activamente para inventar la máquina de volar.

Chanute financió la construcción de un planeador a Mouillard, que trabajaba en El Cairo; construyó otros en Estados Unidos que encargaría a Lamson, Huffaker y Herring  y buscó, con poco éxito, alguien interesado en financiar la fabricación de los planeadores de este último. También recibió la solicitud de Lilienthal de buscar apoyo económico en Estados Unidos para fabricar su planeador Normal-Segelapparat, lo cual le resultaría igualmente difícil. Chanute mantendría contactos periódicos con los aeronautas del Aéro-Club de París y muy especialmente con el capitán Ferber. Desarrolló una estrecha relación con el secretario del Smithsonian, Samuel Langley, y con James Means que era la cabeza del círculo aeronáutico de Boston. A través del secretario del Smithsonian entraría también en contacto con Alexander Graham Bell que, junto con otro pequeño grupo de individuos influyentes en Washington,  apoyaba a Samuel Langley, la persona designada oficialmente por el Gobierno de Estados Unidos para que inventara la máquina de volar más pesada que el aire. Chanute seguiría de cerca el trabajo de Hiram Maxim y Percy Pilcher en el Reino Unido, procuraría enterarse de lo que hacía Clément Ader en Francia, aunque su proyecto era secreto, y mantendría correspondencia con Hargrave, en Australia. A partir de 1894, Chanute se convertiría en la pieza clave de un sistema de comunicación informal que enlazaba a los aeronautas de todo el mundo.

En mayo de 1900, un desconocido llamado Wilbur Wright, escribió una carta a Chanute para explicarle su proyecto. A partir de ese momento, la relación entre los Wright y Chanute sería muy estrecha y el ingeniero se convertiría en el hombre de confianza de los fabricantes de bicicletas.

Después de las pruebas que hicieron los Wright con su planeador el verano de 1901 en Kitty Hawk, desilusionados con los resultados, sintieron deseos de abandonar el proyecto. Chanute convenció a Wilbur para que diera una conferencia el 18 de septiembre de 1901en la Western Society of Engineers, en Chicago. La conferencia a los ingenieros serviría para que Wilbur y Orville tomaran conciencia de sus logros y recuperasen el ánimo. El ingeniero de Chicago se encargaría de distribuir ampliamente la presentación de Wilbur que contenía una descripción muy precisa del sistema de control ideado y experimentado por los Wright. Si no hubiera sido por la intervención de Chanute, muy posiblemente los jóvenes inventores hubieran abandonado su iniciativa, nada más comenzar.

Octave Chanute estuvo en Kitty Hawk el verano de 1902 durante las pruebas que hicieron los Wright con lo que fue su último planeador, antes de incorporar un motor. A su regreso a Chicago pasó por Washington donde intercambiaría con Langley sus impresiones de lo que había visto en el campamento de los Wright. Samuel Langley, que estaba trabajando en el Gran Aerodrome  con fondos del Gobierno,  en el Smithsonian Institute, se interesó por los mecanismos de control que utilizaban los Wright, aunque Chanute no supo explicarlos con detalle y el secretario trató, sin éxito, de contactar con ellos que se mostrarían muy esquivos.

El 2 de abril de 1903, Chanute dio una conferencia en el Aéro-Club de París que tendría una gran repercusión en los medios aeronáuticos franceses. El ingeniero explicó, hablando en francés, el alcance de los vuelos realizados por los Wright con su planeador de 1902. La élite de la aeronáutica francesa, Ernest Archdeacon, Deutsch de la Meurthe, los Renard, Mallet, Lahm, Tatin,Peyrey, Surcouf, Besançon, Bore, Tissandier y La Vaulx, con la excepción de Ferber que no pudo asistir, se convencería de que los norteamericanos habían tomado la delantera. Los aeronautas franceses se sintieron en la obligación de movilizarse y Ernest  Archdeacon se proclamaría en el campeón del orgullo nacional galo.

A su regreso a Estados Unidos, Chanute aún pudo convencer a Wilbur para que pronunciara una segunda conferencia en la Western Society of Engineers, en Chicago, el 24 de junio. Wilbur se mostraría más cauto que en la primera intervención porque sabía que se encontraban muy cerca de la solución definitiva del problema del vuelo y quería preservar la propiedad de su invento, aunque explicó con claridad el mecanismo que utilizaban para controlar el aparato. Chanute intervendría en el coloquio para establecer comparaciones entre el planeador de los Wright y las máquinas de Maxim y Langley; uno de los asistentes preguntó por los trabajos de Alexander Graham Bell que estaba experimentando con unas cometas con celdas tetraédricas. Wilbur evitó pronunciarse sobre los experimentos de otros y tampoco desveló sus planes, ya que aquél mismo verano tenían previsto montar un planeador con un motor de combustión interna y volar en Kitty Hawk.

En otoño de 1903, Chanute también estuvo en el campamento de los Wright, aunque por unos días no pudo presenciar sus primeros vuelos motorizados ya que tuvo que abandonar el campamento con anterioridad.

A lo largo de 1904 y 1905, los Wright perfeccionarían su invento privadamente sin dar publicidad a los ensayos para proteger la propiedad intelectual de sus sistemas de control. El 16 de octubre de 1905 harían su último vuelo con un aparato que era capaz de mantenerse en el aire más de 30 minutos y  evolucionaba perfectamente de acuerdo con la voluntad del piloto. Ya no volarían más hasta 1908, cuando sus compromisos comerciales les obligaron a hacerlo. Chanute discrepaba con aquella actitud de los Wright, convencido de que sus dispositivos no podían patentarse y en cualquier caso que lo mejor para ellos hubiera sido volar en público, en vez de negarse a hacerlo hasta conseguir un contrato.

Desde el anuncio de que los Wright habían volado, en 1903, hasta sus primeros vuelos públicos que tendrían lugar en Le Mans, Francia, en agosto de 1908, transcurrieron casi cinco años. Durante ese tiempo la comunidad aeronáutica continuaría realizando esfuerzos para construir una máquina capaz de volar. Los círculos franceses desconfiarían de la veracidad de los logros de los Wright y emprenderían una carrera desbocada para volar con una máquina más pesada que el aire. Santos Dumont consiguió hacerlo en público en París, el 13 de septiembre de 1906, a bordo de su 14 bis y se convertiría de inmediato en un héroe nacional. Después del fracaso del Gran Aerodrome de Langley  y su muerte, Alexander Graham Bell, inventor del teléfono, crearía una asociación para el desarrollo del vuelo. El primer aparato de su asociación, Red Wing, voló con Casey Baldwin a los mandos, el 12 de marzo de 1908, sobre el lago helado Keuka, en Hammondsport. Aquél sería también, el primer vuelo público en Estados Unidos. Chanute siguió todos aquellos desarrollos con el mismo interés de siempre y defendió a los Wright, especialmente en Francia, cuando se les trataba de impostores y mentirosos dando fe de que eran hombres de palabra y habían volado con sus aparatos. A pesar de todo y al igual que Graham Bell, Chanute pensaba que la solución adoptada por los Wright no era la única posible y creía que sus aparatos tenían el defecto de ser muy inestables.

Chanute murió en 1910, después de haber intercambiado miles de cartas con todos los aeronautas de su época, centenares de ellas con los Wright, publicar el libro más completo relacionado con las máquinas de volar que jamás se había escrito y organizar los primeros congresos a nivel global sobre aeronáutica. El ingeniero de Chicago sería el artífice de la primera red social de personas interesadas en la navegación aérea.

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Litcherfelde, Berlin 1894

Para resolver el problema del vuelo el alemán Otto Lilienthal, ayudado de su hermano Gustav, seguiría una aproximación diametralmente opuesta a la de los constructores de grandes máquinas de volar: el ruso Mozhaiiski, el francés Ader y los norteamericanos Maxim y Langley.

Para los Lilienthal, la cuestión fundamental a resolver era el control del aeroplano en vuelo. Otto fue un magnífico ingeniero, graduado en Potsdam en 1866 con las mejores notas que  jamás obtuvo ningún alumno de aquella universidad, y un estudioso del vuelo de las cigüeñas en los campos abiertos de su ciudad natal de Anklam. Los Lilienthal se interesaron por el vuelo desde muy jóvenes y en 1888 montaron un brazo giratorio en el jardín de la casa de Otto en el que hicieron ensayos para medir la sustentación y resistencia de distintos perfiles. Llegaron a la conclusión de que los perfiles curvos tenían mejores prestaciones que los planos. En 1889, Otto Lilienthal publicó su libro El vuelo de los pájaros como la base de la aviación, con los resultados de sus investigaciones, en el que incluyó unas tablas con los datos de sustentación y resistencia de un perfil con forma de arco de circunferencia, cuya curvatura era 1/12 (relación entre la cuerda y la distancia máxima máxima del perfil a la cuerda).

En 1891, Otto Lilienthal pronunció una conferencia en Berlín, en la que expuso los resultados de los estudios que había efectuado con su hermano y manifestó la firme intención que tenía de verificar en la práctica sus conclusiones. El alemán quería aprender a controlar el vuelo de un planeador antes de incorporar el motor. Para ello, construyó planeadores con alas curvas de unos 7 por 2 metros, parecidas a las de los murciélagos, con los que se lanzaba por la ladera de una colina. Con el movimiento de su cuerpo conseguiría hace que el planeador evolucionara de acuerdo con sus deseos. De 1891 a 1896, Otto realizó unos dos mil vuelos con distintos tipos de planeador y consiguió volar tramos de más de 200 metros de longitud. Logró elevarse, por encima de la altura desde la cual despegaba, aprovechando las ráfagas ascendentes y, gracias a la fotografía, sus ensayos adquirirían una gran notoriedad pública ya que aparecieron en multitud de periódicos y revistas. Otto sabía que de nada le iba a servir un motor si no conocía a la perfección la forma de manejar su máquina voladora. Sus planeadores tenían una superficie alar de unos 14 metros cuadrados y el peso del aparato era de 20 kilogramos, aproximadamente, que junto con los 80 del piloto hacía que las alas tuvieran que soportar un total de unos 100 kilogramos de carga. Para generar esta sustentación el aparato debía moverse a una velocidad de unos 9 metros por segundo y caer con un ángulo de 9 grados. Según sus propias tablas la potencia que necesitaba para volar era de unos 2 caballos de vapor (HP).

Cuando Lilienthal se sintió cómodo con el control del planeador decidió incorporar un motor a bordo que le permitiera mantener el vuelo a nivel. Sin embargo, el ingeniero se daría cuenta enseguida de que el motor introduciría un peso adicional, el planeador tendría que ser más grande y el movimiento del centro de gravedad del piloto, como sistema de control, resultaría más complicado, sobre todo debido al mayor peso del conjunto. Entonces Lilienthal llegaría a la conclusión de que era necesario desarrollar mecanismos de control aerodinámicos para manejar el conjunto formado por el planeador, el piloto y el motor. Desgraciadamente en aquél punto de su carrera de inventor, en 1896, le sorprendería la muerte, ya que de no haber interrumpido violentamente sus trabajos es muy probable que Lilienthal se hubiese anticipado a los Wright.

Por primera vez, alguien después de plantearse con rigor el asunto del control de la máquina de volar había llevado a la práctica sus ideas. El control en vuelo del aeroplano era el elemento más complejo y difícil de resolver. Lilienthal había abierto una ruta nueva que todavía, antes de finales de siglo, apurarían sin ir mucho más allá dos norteamericanos y un británico. Era el camino adecuado, pero aún quedaban obstáculos importantes. En cualquier caso, Otto Lilienthal fue el aeronauta del siglo XIX que en mayor medida contribuyó al desarrollo de la máquina de volar más pesada que el aire.

El Gran Aerodrome de Samuel Langley

El Gran Aerodrome construido en el Smithsonian bajo la dirección de su secretario general, Langley, estaba equipado con un espléndido motor de combustión interna que suministraba más de 50 CV. La superficie alar se aproximaba a los 100 metros cuadrados y su peso, incluido el piloto y el combustible, era de unos 365 kilogramos. Llevaba un par de alas en tándem, dos hélices, la cola en forma de cruz con estabilizador horizontal y un plano vertical y delante del borde de ataque del par de alas traseras disponía de un timón de dirección. El piloto, además de una palanca para controlar el gas del motor, podía accionar el estabilizador horizontal y el timón de dirección, mediante unas ruedas. El estabilizador y el timón llevaban unos muelles y se pretendía que con aquellos dispositivos el aparato fuera estable. El aeroplano estaba diseñado para que una catapulta lo lanzara desde el techo de una barcaza. El 8 de diciembre de 1903, después de un intento que había fracasado en octubre de aquél mismo año, con Manly a los mandos del aparato y desde la barcaza fondeada en el río Potomac, el Gran Aerodrome haría su segundo y último vuelo. Nada más abandonar la lanzadera, la estructura del Gran Aerodrome colapsó y se fue de morro al río. Manly salió ileso del accidente. El equipo de Langley no tuvo debidamente en consideración las cargas a las que se vería sometido el aparato. Tampoco parece muy probable que, con el nulo entrenamiento del piloto y lo rudimentario que era el sistema de control lateral, Manly lo hubiera podido controlar en vuelo.

Aeroplano de Hiram Maxim

El aeroplano que Hiram Maxim construyó y probó, corría sobre un raíl de unos 500 metros y cuando la sustentación de las alas lo mantenía en el aire las ruedas se despegaban del raíl, pero había colocado unas tablas de madera a pocos centímetros y otras ruedas que topaban con las tablas; de esta forma, el aparato volaba sujeto a unas tablas, a escasa altura. El invento pesaba, con tres tripulantes a bordo y unos 300 kilogramos de agua, algo menos de 4 toneladas. La superficie alar, dispuesta en varios planos, era de unos 400 metros cuadrados. El motor de vapor movía dos hélices que daban una tracción de unos 1000 kilogramos de empuje. Rodaba alrededor de  90 metros antes de levantarse del suelo y cuando alcanzaba las 40 millas por hora la sustentación, según Maxim, era de unos 5000 kilogramos fuerza. Para ascender y descender, el inventor había colocado dos planos octogonales, uno en el morro y otro en la cola. Este mecanismo lo pudo probar y funcionaba bien. Para gobernar el aparato lateralmente Maxim pensaba aplicar potencia de forma asimétrica en las hélices. Como el invento jamás salió de la vía por la que hizo los experimentos, Maxim no tuvo la oportunidad de constatar que aquél sistema no funcionaría. El inventor de la ametralladora hizo pruebas durante los años 1884 y 1885, en sus ensayos llevó a bordo muchos personajes ilustres, hasta que se quedó sin campo de vuelos, gastó una fortuna y comprendió que los problemas de control de la máquina no estaban resueltos; entonces, abandonó el proyecto.

El Avion 3 de Clément Ader

El 14 de octubre de 1897 el Avion 3, en el establecimiento militar francés de Satory y con Ader como piloto, consiguió levantarse del suelo algunos centímetros. Clément Ader no pudo controlarlo y cayó a tierra lo que le originó importantes desperfectos. El Avion 3 llevaba dos motores de vapor que daban una potencia máxima de 24 CV, cada uno, tenía una envergadura de 15,3 metros y una superficie alar de 37,95 metros cuadrados. El peso máximo de despegue, con el piloto a bordo, agua y alcohol, era de 455 kg. La motorización del aeroplano era suficiente para que pudiera volar, pero el sistema de control en vuelo se limitaba a un mecanismo capaz de adelantar o retrasar las alas. Aunque Ader patentó y construyó alas extraordinariamente complejas, muy parecidas a las de los murciélagos, con muchas articulaciones, en la práctica únicamente las dotó con el movimiento necesario para adelantarlas o retrasarlas en vuelo y para replegarlas sobre el fuselaje central y facilitar así el almacenamiento del aparato. El Avion 3 era una máquina ingobernable, incapaz por tanto de efectuar un vuelo controlado.

El aeroplano de Mozhaiiski (vista artística)

En 1884, cerca de San Petersburgo, en el establecimiento militar de Krasnoye Selo, esta máquina pudo dar un salto de unos 200 metros, propulsada por un motor de 20 CV y otros dos de 10 CV, todos ellos de vapor. Según el Instituto Central de Aerodinámica e Hidrodinámica ruso, que en 1979-81 hizo pruebas con un modelo a escala 1/20, el aparato no disponía de motorización suficiente como para alcanzar la velocidad de 12,8 m/s necesaria para elevarse. Como máximo pudo alcanzar una velocidad de 7 m/s suponiendo que se deslizara a nivel, horizontalmente. Es probable que en las pruebas de 1884 se montara sobre una rampa de lanzamiento lo cual parece necesario si efectivamente consiguió dar un salto en el aire. En cualquier caso, la aeronave no disponía de mecanismos de control efectivos por lo que el vuelo habría sido muy corto

El astrónomo Samuel Langley, secretario general del Smithsonian Institute había asistido al congreso de la American Association for the Advance of Science del año 1886, en Buffalo. Allí decidiría que su destino no era otro sino el de inventar la máquina de volar más pesada que el aire. Entonces, Langley era el director del Allegheny Observatory en Pittsburg. En el congreso, un tal Lancaster había disertado sobre el vuelo de los pájaros planeadores y aunque su intervención no tuvo mucho éxito, Langley pensó que la oportunidad de convertirse en el gran inventor del siglo alumbrando la máquina de volar no debía perderla. Convenció al consejo del observatorio para que le autorizara a realizar experimentos aerodinámicos y de 1887 a 1890, Langley y su equipo llevaron a cabo una serie de ensayos con un gran brazo giratorio. El astrónomo fue nombrado secretario general del Smithsonian, con sede en Washington DC, pero también mantuvo su puesto en Pittsburg. Una vez finalizados sus experimentos aerodinámicos, de 1891 a 1896, Langley construyó en el Smithsonian una serie de modelos de aeroplanos a escala reducida. En 1896, Langley hizo volar su Aerodrome 5, en presencia del inventor del teléfono Graham Bell. A partir de este momento, Samuel Langley se empeñaría en conseguir financiación para su gran proyecto: la construcción de una máquina de volar capaz de transportar un hombre. La guerra contra España, a raíz del hundimiento del Maine en la Habana, suscitaría un repentino interés por parte del gobierno de Estados Unidos para equiparse con nuevas armas y a finales de 1898, el Gobierno asignaría a Langley una dotación presupuestaria de 50000 dólares para que construyera la máquina de volar. El secretario general del Smithsonian, arropado por la élite cultural, militar y política de la capital de Estados Unidos, había sido nominado oficialmente para inventar aquél artilugio. De principios de 1899 a finales de 1903, el equipo de Langley trabajaría, primero en el desarrollo de un motor, y luego en la configuración de un aeroplano, el Gran Aerodrome, llamado resolver el problema del vuelo. Además de los 50 000 dólares asignados por el Gobierno, Langley contaba con otros fondos adicionales del Smithsonian. El dinero, las ilusiones y la salud del secretario general sufrirían un importante revés cuando el Gran Aerodrome y su piloto, Manly, se precipitaron en las frías aguas del Potomac días antes de que los Wright volaran en Kitty Hawk.