Патент США № 221 360

Патент США № 221 360 — это охранный документ, выданный Патентным ведомством США (USPTO) на изобретение, известное как «Устройство для воздухоплавания» (Flying-Machine). Патент был зарегистрирован 4 ноября 1879 года и приписывается изобретателю Томасу Алве Эдисону (Thomas Alva Edison). Данный патент представляет собой один из ранних примеров попыток создания летательного аппарата тяжелее воздуха с использованием электрической энергии, однако его практическая реализация не была осуществлена.

История создания

Контекст эпохи

Конец XIX века ознаменовался бурным развитием технологий, связанных с электричеством и механикой. После успешной демонстрации электрического освещения, фонографа и других изобретений, Томас Эдисон, работавший в своей лаборатории в Менло-Парке (штат Нью-Джерси), обратился к проблеме управляемого полёта. В то время основными конкурентами в области воздухоплавания были сторонники дирижаблей (аппаратов легче воздуха) и энтузиасты планёров. Эдисон, будучи сторонником практического применения электричества, решил создать аппарат, приводимый в движение электродвигателем.

Разработка и подача заявки

Согласно записям лаборатории Эдисона, работа над «летательной машиной» началась в 1878 году. Изобретатель экспериментировал с различными конструкциями винтов и источниками энергии. 22 октября 1879 года была подана заявка на патент, которая была удовлетворена менее чем через две недели — 4 ноября того же года. Столь быстрое рассмотрение было нетипичным для того времени и объяснялось, вероятно, как новизной идеи, так и репутацией изобретателя. В патенте № 221 360 Эдисон описал устройство, которое должно было подниматься в воздух за счёт вертикального винта (ротора) и перемещаться горизонтально с помощью другого винта, установленного под углом.

Устройство и принцип действия

Конструкция

Согласно тексту патента, аппарат представлял собой:

• Каркас: лёгкая конструкция из дерева или металла, предназначенная для размещения пилота и двигателя.
• Вертикальный винт (ротор): основной элемент, создающий подъёмную силу. Винт имел две лопасти, выполненные из шёлка, натянутого на каркас. Предполагалось, что вращение этого винта будет поднимать аппарат вертикально вверх.
• Горизонтальный винт (тянущий): расположенный в носовой части, предназначенный для создания горизонтальной тяги и движения вперёд.
• Электрический двигатель: в качестве источника энергии Эдисон предполагал использовать электромотор, работающий от гальванических батарей (аккумуляторов). Однако в патенте не указывались конкретные параметры двигателя или ёмкость батарей.
• Система управления: простейшие рули направления и высоты, соединённые тросами с кабиной пилота.

Принцип полёта

Эдисон предполагал, что аппарат будет взлетать вертикально, подобно современному вертолёту. После набора высоты пилот должен был включить горизонтальный винт, который обеспечивал бы поступательное движение. Управление по курсу и высоте осуществлялось изменением угла наклона лопастей винтов или отклонением рулей. Однако в патенте отсутствовали расчёты аэродинамики и необходимой мощности, что делало конструкцию неработоспособной на практике.

Недостатки и критика

Техническая несостоятельность

Главной проблемой патента № 221 360 было отсутствие практической реализации. На момент подачи заявки электрохимические батареи имели крайне низкую удельную энергоёмкость (около 10–20 Вт·ч/кг), что было недостаточно для подъёма даже лёгкого аппарата с пилотом. Эдисон, известный своим прагматизмом, осознавал эту проблему. В своих дневниках он отмечал, что для полёта потребуется «двигатель мощностью в 2–3 лошадиные силы, весящий не более 10 фунтов», что было недостижимо для технологий 1879 года.

Отсутствие прототипа

В отличие от многих других изобретений Эдисона (лампы накаливания, фонографа), патент на «летательную машину» никогда не был воплощён в действующем прототипе. Историки техники полагают, что Эдисон подал заявку в первую очередь для защиты идеи, а не для немедленного производства. Некоторые исследователи даже предполагают, что патент был зарегистрирован «на всякий случай», чтобы опередить возможных конкурентов, таких как Хайрам Стивенс Максим или Александр Грейам Белл.

Критика со стороны современников

Современники, включая других изобретателей, скептически отнеслись к идее Эдисона. Известный физик и инженер Джон Уильям Стретт (лорд Рэлей) в частной переписке назвал проект «электрической игрушкой, не имеющей будущего». Более того, сам Эдисон после нескольких неудачных попыток построить работающую модель в 1880-х годах потерял интерес к авиации, сосредоточившись на более коммерчески успешных проектах (электрические железные дороги, кинематограф).

Значение и наследие

Влияние на развитие авиации

Несмотря на практическую нереализуемость, патент № 221 360 сыграл определённую роль в истории авиации. Он стал одним из первых документов, в которых описывался летательный аппарат с вертикальным взлётом и посадкой (VTOL). Идея использования нескольких винтов для разделения функций подъёма и тяги предвосхитила концепцию автожира (1920-е годы) и вертолёта (1930-е годы). Кроме того, патент стимулировал других изобретателей к поиску более эффективных источников энергии для полёта.

Патентная практика

С юридической точки зрения, патент № 221 360 является примером «бумажного патента» — охранного документа, который никогда не был реализован в промышленности. Тем не менее, он демонстрирует широту интересов Томаса Эдисона и его стремление запатентовать любую перспективную идею, даже если она опережала своё время. В патентной базе США этот документ часто цитируется в более поздних заявках на вертолёты и конвертопланы как пример раннего предшественника.

Культурный контекст

В массовой культуре патент Эдисона иногда упоминается как курьёз или «неудачное изобретение гения». Однако объективно он отражает уровень научно-технической мысли конца XIX века, когда электричество рассматривалось как универсальное решение всех проблем, включая покорение неба. В России этот патент известен преимущественно в узких кругах историков техники, так как не имеет прямого отношения к российской авиационной школе (братья Райт, Сикорский, Можайский).

Интересные факты

• Номер патента 221 360 был выдан в тот же день, что и патент на усовершенствованную лампу накаливания (№ 221 359), что подчёркивает интенсивность работы Эдисона осенью 1879 года.
• В описании изобретения Эдисон использовал термин «Flying-Machine», а не «helicopter» (вертолёт), который вошёл в обиход только в начале XX века.
• В 1910-х годах, после успешных полётов братьев Райт, Эдисон в интервью газете «New York Times» признал, что его патент 1879 года был «слишком смелым для своего времени» и что «для полёта нужен бензин, а не электричество».
• Чертежи к патенту хранятся в Национальном архиве США (National Archives and Records Administration) и доступны для просмотра в цифровом формате.

Источники

• Патент США № 221 360 «Flying-Machine», выдан 4 ноября 1879 года, заявитель Thomas A. Edison.
• The Papers of Thomas A. Edison, Volume 4: The Wizard of Menlo Park, 1878–1882. Johns Hopkins University Press, 1998.
• Air & Space Magazine, «Edison’s Flying Machine», 2004.
• Encyclopedia of Aviation, под ред. R. E. G. Davies, 2003.
• История воздухоплавания и авиации в США, пер. с англ., М.: Наука, 1985.