George Cayley

Sir George Cayley, 6º Baronete (27 de dezembro de 1773 - 15 de dezembro de 1857) foi um engenheiro, inventor e aviador inglês. Ele é uma das pessoas mais importantes da história da aeronáutica. Muitos o consideram o primeiro verdadeiro investigador aéreo científico e a primeira pessoa a compreender os princípios e forças subjacentes do voo e o primeiro homem a criar a roda de arame.

Em 1799, ele apresentou o conceito do avião moderno como uma máquina voadora de asa fixa com sistemas separados de sustentação, propulsão e controle. Ele foi um pioneiro da engenharia aeronáutica e às vezes é chamado de “o pai da aviação”. Ele identificou as quatro forças que atuam em um veículo voador mais pesado que o ar: peso, sustentação, arrasto e empuxo. O design moderno dos aviões baseia-se nessas descobertas e na importância das asas curvadas, também proposta por Cayley. Ele construiu o primeiro aeromodelo voador e também diagramado os elementos do vôo vertical. Ele também projetou o primeiro planador relatado de forma confiável para transportar um humano no ar. Ele previu corretamente que o vôo sustentado não ocorreria até que um motor leve fosse desenvolvido para fornecer impulso e sustentação adequados. Os irmãos Wright reconheceram a sua importância para o desenvolvimento da aviação.

Cayley representou o partido Whig como membro do Parlamento por Scarborough de 1832 a 1835 e, em 1838, ajudou a fundar o primeiro Instituto Politécnico do Reino Unido, a Royal Polytechnic Institution (agora Universidade de Westminster) e atuou como seu presidente. por muitos anos. Ele foi eleito vice-presidente da Sociedade Filosófica de Yorkshire em 1824. Ele foi membro fundador da Associação Britânica para o Avanço da Ciência e era primo distante do matemático Arthur Cayley.

Projetos gerais de engenharia

Cayley, de Brompton-by-Sawdon, perto de Scarborough em Yorkshire, herdou Brompton Hall e Wydale Hall e outras propriedades com a morte de seu pai, o 5º baronete. Capturado pelo otimismo da época, ele se envolveu em uma ampla variedade de projetos de engenharia. Entre as muitas coisas que ele desenvolveu estão botes salva-vidas auto-reguláveis, rodas com raios tensionados, a "Ferrovia Universal" (seu termo para tratores de lagarta), sinais automáticos para cruzamentos ferroviários, cintos de segurança, helicópteros de pequena escala e uma espécie de motor de combustão interna prototípico movido a pólvora (motor de pólvora). Ele sugeriu que um motor mais prático poderia ser feito usando vapores gasosos em vez de pólvora, prevendo assim o moderno motor de combustão interna. Ele também contribuiu nas áreas de próteses, motores aéreos, eletricidade, arquitetura teatral, balística, óptica e recuperação de terras, e acreditava que esses avanços deveriam estar disponíveis gratuitamente.

De acordo com a Instituição de Engenheiros Mecânicos, George Cayley foi o inventor do motor de ar quente em 1807: “O primeiro motor de ar quente funcionando com sucesso foi o de Cayley, no qual muita engenhosidade foi demonstrada para superar dificuldades práticas decorrentes da alta temperatura de trabalho." Seu segundo motor de ar quente de 1837 foi um precursor do motor de combustão interna: “Em 1837, Sir George Cayley, Bart., Assoc. Inst. C.E., aplicou os produtos da combustão de fornos fechados, de modo que atuassem diretamente sobre um pistão em um cilindro. A placa nº 9 representa um par de motores segundo este princípio, juntos iguais a 8 HP, quando o pistão se desloca a uma velocidade de 220 pés por minuto.

Máquinas voadoras

Cayley é lembrado principalmente por seus estudos e experimentos pioneiros com máquinas voadoras, incluindo o planador pilotado que ele projetou e construiu. Ele escreveu um tratado histórico em três partes intitulado "Sobre Navegação Aérea" (1809–1810), que foi publicado no Journal of Natural Philosophy, Chemistry and the Arts de Nicholson. A descoberta em 2007 de esboços nos cadernos escolares de Cayley (mantidos no arquivo da Biblioteca da Royal Aeronautical Society) revelou que mesmo na escola Cayley estava desenvolvendo suas ideias sobre as teorias de voo. Foi alegado que essas imagens indicam que Cayley identificou o princípio de um plano inclinado gerador de sustentação já em 1792. Para medir o arrasto em objetos em diferentes velocidades e ângulos de ataque, ele mais tarde construiu um “braço giratório”. aparelho", um desenvolvimento de trabalhos anteriores em balística e resistência do ar. Ele também experimentou seções rotativas de asas de vários formatos nas escadarias de Brompton Hall.

Esses experimentos científicos o levaram a desenvolver um aerofólio curvado eficiente e a identificar as quatro forças vetoriais que influenciam uma aeronave: impulso, elevação, arrasto e peso. Ele descobriu a importância do ângulo diédrico para a estabilidade lateral em vôo e, por esse motivo, deliberadamente definiu o centro de gravidade de muitos de seus modelos bem abaixo das asas; esses princípios influenciaram o desenvolvimento da asa-delta. Como resultado de suas investigações sobre muitos outros aspectos teóricos do voo, muitos agora o reconhecem como o primeiro engenheiro aeronáutico. Sua ênfase na leveza o levou a inventar um novo método de construção de rodas leves que é de uso comum hoje. Para suas rodas de pouso, ele mudou as forças dos raios da compressão para a tensão, fazendo-os com cordas bem esticadas, na verdade “reinventando a roda”. O arame logo substituiu o barbante em aplicações práticas e com o tempo a roda de arame passou a ser de uso comum em bicicletas, carros, aviões e muitos outros veículos.

O modelo de planador pilotado com sucesso por Cayley em 1804 tinha o layout de uma aeronave moderna, com uma asa em forma de pipa na frente e uma cauda ajustável na parte traseira composta por estabilizadores horizontais e uma barbatana vertical. Um peso móvel permitiu o ajuste do centro de gravidade do modelo. Por volta de 1843 ele foi o primeiro a sugerir a ideia de um avião conversível, ideia que foi publicada em um artigo escrito naquele mesmo ano. Em algum momento antes de 1849, ele projetou e construiu um biplano no qual voava um menino desconhecido de dez anos. Mais tarde, com a ajuda contínua de seu neto George John Cayley e de seu engenheiro residente Thomas Vick, ele desenvolveu um planador de maior escala (provavelmente também equipado com 'melindrosas') que voou por Brompton Dale em frente ao Wydale Hall em 1853. O primeiro aviador adulto foi considerado cocheiro, lacaio ou mordomo de Cayley. Uma fonte (Gibbs-Smith) sugeriu que foi John Appleby, um funcionário de Cayley; no entanto, não há evidências definitivas para identificar completamente o piloto. Uma entrada no volume IX da 8ª Encyclopædia Britannica de 1855 é o relato oficial mais contemporâneo sobre o evento. Uma biografia de Cayley de 2007 (The Man Who Discovered Flight: George Cayley and the First Airplane, de Richard Dee) afirma que o primeiro piloto foi o neto de Cayley, George John Cayley (1826–1878).).

Uma réplica da máquina de 1853 foi transportada no local original em Brompton Dale por Derek Piggott em 1973 para a TV e em meados da década de 1980 para o filme IMAX On the Wing. O planador está atualmente em exibição no Yorkshire Air Museum. Outra réplica, pilotada por Allan McWhirter, voou em Salina, Kansas, pouco antes de Steve Fossett pousar o Virgin Atlantic GlobalFlyer lá em março de 2003, e mais tarde pilotado por Richard Branson em Brompton no verão de 2003.

Memorial

Cayley morreu em 1857 e foi enterrado no cemitério de Todos os Santos. Igreja em Brompton-by-Sawdon.

Ele é homenageado em Scarborough, na Universidade de Hull, Campus de Scarborough, onde uma residência e um prédio de ensino levam seu nome. Ele é um dos muitos cientistas e engenheiros homenageados por ter uma residência e um bar na Universidade de Loughborough com o seu nome. A Universidade de Westminster também homenageia a contribuição de Cayley para a formação da instituição com uma placa de ouro na entrada do edifício da Regent Street.

Há painéis de exibição e um filme de vídeo no Royal Air Force Museum London, em Hendon, homenageando as conquistas de Cayley e uma exposição moderna e o filme "Pioneiros da Aviação" no Yorkshire Air Museum, Elvington, York. O Sir George Cayley Sailwing Club é um clube de voo livre com sede em North Yorkshire, afiliado à British Hang Gliding and Paragliding Association, que leva seu nome desde sua fundação em 1975.

Em 1974, Cayley foi incluído na International Air & Hall da Fama do Espaço.

Família

Em 3 de julho de 1795, Cayley casou-se com Sarah Walker, filha de seu primeiro tutor, George Walker. (A edição ampliada de J W Clay de Visitation of Yorkshire, de Dugdale, fornece incorretamente a data de 9 de julho de 1795, assim como a entrada de George Cayley no Oxford Dictionary of National Biography.) Eles tiveram dez filhos, dos quais três morreram jovens. Sarah morreu em 8 de dezembro de 1854.