Samuel Langley - Samuel Langley

Samuel Langley
Samuel Pierpont Langley.jpg
Samuel Pierpont Langley
Třetí tajemník Smithsonian Institution
V kanceláři
1887–1906
PředcházetSpencer Fullerton Baird
UspělCharles Doolittle Walcott
Osobní údaje
narozený(1834-08-22)22. srpna 1834
Roxbury, Massachusetts
Zemřel27. února 1906(1906-02-27) (ve věku 71)
Aiken, Jižní Karolína
Národnostamerický
Známý jakoSluneční fyzika

Samuel Pierpont Langley (22. srpna 1834 - 27. února 1906) byl Američan astronom, fyzik, vynálezce z bolometer a letectví průkopník. Kromě toho, že se stal třetím tajemníkem Smithsonian Institution, byl také profesorem astronomie na University of Pittsburgh, kde byl ředitelem Allegheny Observatory.

Život

Langley se narodil v Roxbury, Boston dne 23. srpna 1834.[3]

Langley se zúčastnil Bostonská latinská škola a absolvoval Anglická střední škola v Bostonu, poté se stal asistentem v Harvard College Observatory. Poté přešel do zaměstnání v United States Naval Academy, zdánlivě jako profesor matematiky. Ve skutečnosti tam však byl poslán, aby obnovil malou observatoř Akademie. V roce 1867 se stal ředitelem Allegheny Observatory a profesor astronomie na University of Pittsburgh (pak známý jako Western University of Pennsylvania ), místo, které zastával až do roku 1891, i když se stal třetím tajemníkem Smithsonian Institution v roce 1887. Langley byl zakladatelem Smithsonian Astrophysical Observatory. V roce 1888 byl Langley zvolen členem Americká antikvariátová společnost.[4] V roce 1898 obdržel Cena Jules Janssen, nejvyšší ocenění Société astronomique de France, francouzská astronomická společnost.

Allegheny Observatory

Langley přijel do Pittsburghu v roce 1867, aby se stal prvním ředitelem observatoře Allegheny poté, co instituce upadla do těžkých časů a byla dána Západní univerzitě v Pensylvánii. Do té doby bylo oddělení v nepořádku - vybavení bylo rozbité, nebyla zde knihovna a budova potřebovala opravy. Díky přátelství a pomoci Williama Thawe[nutná disambiguation ] Langley, vedoucí průmyslu v Pittsburghu, dokázal vylepšit vybavení observatoře a postavit další přístroje. Jedním z nových přístrojů byl malý tranzitní dalekohled, který se používal ke sledování polohy hvězd, které procházejí nebeským poledníkem.[5]

Získal peníze pro oddělení z velké části distribucí standardního času městům a železnicím. Do té doby byl z amerických observatoří pro veřejnost posílán správný čas jen příležitostně. V té době byly hodiny ručně natahovány a čas byl nepřesný. Přesný čas nebyl zvlášť nutný. Stačilo vědět, že v poledne bylo slunce přímo nad hlavou. To se změnilo s příchodem železnic, což způsobilo, že nedostatek standardního času byl nebezpečný. Vlaky jezdily podle zveřejněného jízdního řádu, ale plánování bylo chaotické. Pokud by se hodiny inženýra a výhybky lišily dokonce o minutu nebo dvě, mohly by být vlaky najednou na stejné trati a mohly by se srazit.

Pomocí astronomických pozorování získaných z nového dalekohledu vymyslel Langley přesný časový standard, včetně časových pásem, který se stal známým jako Allegheny Time System. Zpočátku distribuoval časové signály městskému obchodu Allegheny a Pennsylvania železnice. Nakonec dvakrát denně poskytly časové signály Allegheny správný čas přes 4713 mil telegrafních linek na všechny železnice v USA a Kanadě. Langley použil peníze ze železnic na financování observatoře. Od asi 1868 příjmů z Allegheny Time pokračovalo financování observatoře, dokud americká námořní observatoř neposkytla signály prostřednictvím financování daňových poplatníků v roce 1883.

Jakmile bylo financování zajištěno, věnoval Langley svůj čas na observatoři nejprve zkoumání slunce. Využil své kreslířské schopnosti - od svého prvního zaměstnání na střední škole - k vytvoření stovek kreseb slunečních jevů, z nichž mnohé byly prvními, které svět viděl. Jeho pozoruhodně detailní ilustrace slunečního bodu z roku 1873, pozorovaná při použití 13palcového refraktoru Fitz-Clark observatoře, se stala klasikou. Je uveden na straně 21 jeho knihy The New Astronomy a byl také široce přetištěn v Americe a Evropě.

V roce 1886 přijal Langley inauguraci Medaile Henryho Drapera z Národní akademie věd za jeho příspěvky do sluneční fyzika.[6] Jeho publikace v roce 1890 o infračervených pozorováních na observatoři Allegheny v Pittsburghu spolu s Frank Washington velmi spolu s údaji, které shromáždil z jeho vynálezu, bolometru, použil Svante Arrhenius provést první výpočty na skleníkový efekt. V roce 1898 Langley obdržel Cena Jules Janssen, nejvyšší ocenění Société astronomique de France (francouzská astronomická společnost).

Letecké práce

Langley je poháněn párou Aërodrome č. 5 za letu, 6. května 1896. Foto: Alexander Graham Bell.

Langley se pokusil vytvořit funkční pilotovaný letoun těžší než vzduch letadlo. Jeho modely létaly, ale jeho dva pokusy o pilotovaný let nebyly úspěšné. Langley začal experimentovat s napájením z gumičky modely a kluzáky v roce 1887. (Podle jedné knihy nebyl schopen se množit Alphonse Pénaud Je nahoře nahoře s gumovou silou, ale přesto přetrvával.) Postavil rotující rameno (fungující jako větrný tunel ) a vyrobil větší létající modely poháněné miniaturou parní stroje. Langley si uvědomil, že trvalý motorový let je možný, když zjistil, že mosazná deska o hmotnosti 1 lb zavěšená na rotujícím rameni pružinou může být udržována ve vzduchu napětím pružiny menším než 1 oz.

Langley pochopil, že letadlo potřebuje tah překonat táhnout z rychlosti vpřed, pozorováno vyšší poměr stran ploché desky měly vyšší výtah a nižší odpor, a uvedeno v roce 1902 „Rovina pevné velikosti a hmotnosti by potřebovala méně pohonné síly, čím rychleji by letěla“, protiintuitivní účinek indukovaný odpor.[7]

Setkal se se spisovatelem Rudyard Kipling v této době popsal ve své autobiografii jeden z Langleyových experimentů:

Prostřednictvím Roosevelta jsem potkal profesora Langleyho ze Smithsonian, starého muže, který navrhl model letounu poháněného - na benzín ještě nedorazil - miniaturním motorem s bleskovým kotelem, zázrak jemného řemeslného zpracování. Letěl před soudem přes dvě stě yardů a utopil se ve vodách Potomacu, což bylo příčinou velkého veselí a humoru tisku jeho země. Langley to vzal dostatečně chladně a řekl mi, že i když do té doby nikdy nebude žít, měl bych vidět, jak je letadlo usazeno.[8]

Jeho první úspěch se dostavil 6. května 1896, kdy jeho nepilotovaný model číslo 5 o hmotnosti 11 kilogramů uskutečnil dva lety o výšce 700 m a 1000 m po katapultu z lodi na řece Potomac .[9][10] Vzdálenost byla desetkrát delší než jakýkoli předchozí experiment s létajícím strojem těžším než vzduch,[11] demonstrovat to stabilita a dostatečné výtah by bylo možné dosáhnout v takovém řemesle.

Langleyovo letiště Č. 6 v Posvar Hall, University of Pittsburgh

11. listopadu téhož roku jeho model číslo 6 letěl více než 5 000 stop (1 500 m). V roce 1898 získal Langley na základě úspěchu svých modelů a Ministerstvo války grant ve výši 50 000 USD a 20 000 USD od společnosti Smithsonian na vývoj pilotovaného letadla, které nazval „Letiště “(vytvořeno z řeckých slov zhruba přeložených jako„ vzduchový běžec “). Langley najal Charles M. Manly (1876–1927) jako inženýr a zkušební pilot. Když Langley dostal zprávu od svého přítele Octave Chanute z Bratři Wrightové Úspěch s kluzákem 1902 se pokusil setkat s Wrightovými, ale jeho žádosti se zdvořile vyhnuli.

Langley, správně, se zkušebním pilotem Charlesem Manlym

Zatímco se v plném rozsahu navrhovalo a stavělo letiště, společnost spalovací motor byla zadána výrobci Stephen M. Balzer (1864–1940). Když se mu nepodařilo vyrobit motor podle výkonových a hmotnostních specifikací, Manly dokončil konstrukci. Tento motor měl mnohem větší výkon než motor pro první letadlo bratrů Wrightů - 50 hp ve srovnání s 12 hp. Motor, většinou technická práce jiných lidí než Langley, byl pravděpodobně hlavním příspěvkem projektu k letectví.[12]Pilotovaný stroj měl drátem vyztužené tandemové křídla (jedno za druhým). Měl ocas Pénaud pro ovládání sklonu a vybočení, ale bez kontroly natočení, místo toho v závislosti na vzepětí úhel křídel, stejně jako modely, pro udržení zhruba rovného letu.

První porucha na letišti s posádkou, Řeka Potomac, 7. října 1903

Na rozdíl od konstrukce bratrů Wrightů kontrolovatelného letounu, který mohl létat proti silnému větru a přistát na pevné zemi, hledal Langley bezpečí cvičením v klidném vzduchu nad Řeka Potomac. To vyžadovalo a katapult pro spuštění. Plavidlo nemělo č podvozek, přičemž plán byl sestoupit do vody po předvedení letu, což by v případě úspěchu znamenalo částečné, ne-li úplné přestavění stroje. Langley se vzdal projektu po dvou nehodách při vzletu 7. října a 8. prosince 1903.

Při prvním pokusu Langley řekl, že křídlo zachytilo část katapultu, což podle jednoho reportéra vedlo k ponoření do řeky „jako hrst minometu“. Na druhý pokus se plavidlo rozpadlo, když opouštělo katapult (Hallion, 2003; Nalty, 2003).[13] Manly byl oba nezraněn z řeky. Noviny z neúspěchů dělaly velký sport a někteří členové Kongresu tento projekt ostře kritizovali.

Langleyho 1⁄4-maketa; letěl několik set yardů 8. srpna 1903.

Letiště bylo upraveno a přeletěno několik set stop Glenn Curtiss v roce 1914, jako součást jeho pokusu bojovat proti patentu bratrů Wrightů, a jako snaha Smithsoniana zachránit Langleyovu leteckou reputaci. Soudy však patentu vyhověly. Curtissovy lety však Smithsoniana povzbudily k tomu, aby zobrazilo letiště ve svém muzeu jako „první letadlo nesoucí muže v historii světa schopné trvalého volného letu“. Fred Howard, který kontroverzi rozsáhle dokumentuje, napsal: „Byla to lež čistá a jednoduchá, ale nesla v sobě úctu ctihodného Smithsoniana a v průběhu let si našel cestu do časopisů, historických knih a encyklopedií, k velké zlosti ti, kteří znají fakta. “ (Howard, 1987). Akce Smithsonian vyvolala desítky let trvající spor s přežívajícím bratrem Wrightem Orvillem, který namítal proti požadavku Instituce na přednost pro letiště.

Na rozdíl od bratrů Wrightů s jejich vynálezem tříosé ovládání, Langley neměl žádný efektivní způsob ovládání letadla příliš velkého na to, aby se s ním mohlo manévrovat váhou těla pilota. Pokud by tedy letiště letělo stabilně, jak to dělaly modely, byl by Manly ve značném nebezpečí, kdyby stroj nekontrolovaně sestupoval k přistání - zvláště pokud by bloudil od řeky a po pevné zemi.

Bolometr

V roce 1880 vynalezl Langley bolometer, přístroj původně používaný k měření daleko infračerveného záření.[14] Bolometer umožnil vědcům detekovat změnu teploty o méně než 1/100 000 stupňů Celsia.[15] Položil základ pro měření množství sluneční energie na Zemi. Publikoval o tom článek z roku 1881 „Bolometr a zářivá energie“.[16] Udělal jeden z prvních pokusů o měření povrchové teploty Měsíce a jeho měření interference infračerveného záření oxidem uhličitým v zemské atmosféře využili Svante Arrhenius v roce 1896 provést první výpočet změny klimatu z budoucího zdvojnásobení hladiny oxidu uhličitého.[17]

Komerční časová služba

Počínaje jeho funkčním obdobím v Allegheny Observatory v Pittsburgh Na konci 60. let 19. století byl Langley významným hráčem ve vývoji astronomicky odvozených a regulovaných služeb distribuce času v Americe v průběhu druhé poloviny 19. století. Jeho práce se železnicemi v této oblasti je často uváděna jako ústřední při zřizování Standartní čas Systém zón. Jeho velmi úspěšný a výnosný čas prodeje do Pennsylvania železnice stáli mezi mnoha nevládními observatořemi dne, kteří do značné míry dotovali svůj výzkum prodejem časových služeb regionálním železnicím a městům, kterým sloužili. The Námořní observatoř Spojených států Rostoucí dominance v této oblasti ohrožovala živobytí těchto regionálních observatoří a Langley se stal lídrem v úsilí o zachování životaschopnosti jejich komerčních programů.

Smrt

Langley se stal odpovědným za ztrátu finančních prostředků po objevu v červnu 1905, že účetní Smithsonian William Karr zpronevěřoval instituci. Následně mu Langley odmítl plat. V listopadu dostal mrtvici. V únoru 1906 se přestěhoval do Aikenu v Jižní Karolíně, aby se zotavil, ale měl další mrtvici a zemřel 27. února. Byl pohřben na hřbitově Forest Hills v Bostonu.[18]

Dědictví

Na počest Langleyho byla pojmenována letecká a námořní plavidla, zařízení, jednotka slunečního záření a cena, včetně:

Média

Ve filmu z roku 1978 Větry Kitty Hawk, byl zobrazen hercem John Hoyt.

Viz také

Reference

Poznámky

  1. ^ (Francie), Académie des Sciences (1894). „Tableaux des prix décernés“. Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences. 117. str. 1006. (Francouzská akademie udělila ceny 1893 dne 18. prosince 1893.)
  2. ^ „Ceny za vědu“. Americký přírodovědec. 28. U. of Chicago Press. 1894. str. 290.
  3. ^ Biografický rejstřík bývalých členů Královské společnosti v Edinburghu 1783–2002 (PDF). Královská společnost v Edinburghu. Červenec 2006. ISBN  0-902-198-84-X.
  4. ^ Adresář členů americké antikvariátní společnosti
  5. ^ Historie University of Pittsburgh
  6. ^ „Medaile Henryho Drapera“. Národní akademie věd. Citováno 19. února 2011.
  7. ^ Bjorn Fehrm (3. listopadu 2017). „Bjorn's Corner: Redukce odporu letadel, 3. část“. Leeham.
  8. ^ Rudyard Kipling, Něco ze sebe: pro mé známé známé i neznámé, London: MacMillan and Co., 1951 (poprvé publikováno v roce 1937). str. 123
  9. ^ Langleyovo letiště číslo 5 Smithsonian National Air and Space Museum. Citováno 8. ledna 2018
  10. ^ Gierke, C. David (1998). „Langley's Steam-powered Flying Machines“. Historie letectví. 8 (6): 50.
  11. ^ Sbírka Smithsonian Samuel P. LangleyHistorická poznámka
  12. ^ Aerostories
  13. ^ Gibbs-Smith, Charles H. (3. dubna 1959). „Chmel a lety: Roll-out časných motorových vzletů“. Let. 75 (2619): 469. Citováno 24. srpna 2013.
  14. ^ Langley, S. P. (1880). „Bolometer“. Sborník americké metrologické společnosti. 2: 184–190.
  15. ^ Samuel Pierpont Langley, na earthobservatory.nasa.gov, „... citlivé na teplotní rozdíly stotisíciny stupně Celsia (0,00001 C). Skládá se ze dvou tenkých kovových pásů, Wheatstoneova můstku, baterie a galvanometru ...“, zpřístupněno 31. října 2018
  16. ^ Langley, S. P. (1881). „Bolometr a sálavá energie“. Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences. 16: 342–358. doi:10.2307/25138616. JSTOR  25138616.
  17. ^ Archer, David. The Long Thaw (2009), s. 19.
  18. ^ „Sbírka Samuela P. Langleye“. Smithsonian Online Virtual Archives (SOVA). Citováno 13. února 2019.
  19. ^ „Ocenění a medaile“. Smithsonian Institution. Archivovány od originál 5. října 2017. Citováno 14. března 2012.
  20. ^ Tennant, Diane (5. září 2011). „Co se jmenuje? NASA Langley Research Center“. Virginian-Pilot. Citováno 5. září 2011.

Bibliografie

  • Sen křídel: Američané a letadlo, 1875-1905, Dr. Tom D. Crouch, W. W. Norton, 1981
  • Leting: Inventing the Aerial Age, from Antiquity through the First World WarDr. Richard P. Hallion, Oxford University Press, 2003
  • Wilbur a Orville: Biografie bratří WrightůAutor: Fred Howard, Dover, 1987
  • Dědictví křídel, Ilustrovaná historie námořního letectví, Richard C. Knott, Naval Institute Press, Annapolis, Maryland, 1997
  • Okřídlený štít, okřídlený meč: 1907-1950: Historie letectva Spojených států, Bernard C. Nalty, University Press of the Pacific, 2003
  • Letectví, Pioneer Years, editoval Ben Mackworth-Praed, Studio Editions, Ltd., London, 1990
  • Dobýt vzduch - bratři Wrightové a Velká rasa pro let, James Tobin, Free Press, divize Simon & Schuster, 2003
  • „Vita ed opere dell'astronomo e costruttore aeronautico Samuel Pierpont Langley“, Giuseppe Ciampaglia. Rivista Storica; Gennaio 1996.
  • Prodej skutečného času: časomíra devatenáctého století v Americe, Ian R. Bartky, Stanford University Press, 2000

externí odkazy