Сэмюэль Лэнгли

Сэмюэль Лэнгли (англ. Samuel Pierpont Langley; 22 августа 1834, Роксбери, Массачусетс — 27 февраля 1906, Эйкен, Южная Каролина) — американский астроном, физик и изобретатель, один из пионеров авиации. Наиболее известен своими работами в области солнечной физики, изобретением болометра, а также попытками создания летательных аппаратов тяжелее воздуха. Внёс значительный вклад в развитие метеорологии и аэродинамики.

Биография

Ранние годы и образование

Сэмюэль Пирпонт Лэнгли родился в городе Роксбери (ныне часть Бостона) в семье зажиточного торговца. Получил домашнее образование, проявив ранний интерес к астрономии и математике. В 1851 году окончил Бостонскую латинскую школу, после чего работал чертёжником и инженером-строителем, чтобы заработать на жизнь. В 1857 году переехал в Чикаго, где некоторое время занимался архитектурой и преподавал математику.

Научная карьера

В 1867 году Лэнгли был назначен директором обсерватории Аллегейни в Питтсбурге (Пенсильвания), где проработал до 1887 года. В этот период он начал систематические исследования Солнца. В 1887 году стал третьим секретарём Смитсоновского института в Вашингтоне, сменив на этом посту Спенсера Фуллертона Бэрда. Лэнгли занимал должность секретаря Смитсоновского института до своей смерти в 1906 году, значительно расширив его научную и образовательную деятельность.

Научные достижения

Астрономия и физика

Основные научные работы Лэнгли были посвящены астрономии, в частности физике Солнца. Он провёл серию точных измерений солнечного спектра и инфракрасного излучения. В 1878 году изобрёл болометр — прибор для измерения энергии электромагнитного излучения, основанный на изменении электрического сопротивления тонкого металлического проводника при нагреве. С помощью болометра Лэнгли впервые измерил интенсивность солнечного излучения в различных участках спектра, включая инфракрасную область, и установил, что максимум энергии солнечного излучения приходится на жёлто-зелёную часть спектра.

Лэнгли также внёс вклад в изучение солнечной постоянной — количества энергии, получаемой Землёй от Солнца. Его работы заложили основы современной актинометрии (науки об измерении интенсивности солнечной радиации). В 1881 году он опубликовал фундаментальный труд «The Sun» («Солнце»), в котором обобщил свои наблюдения.

Метеорология

Лэнгли активно занимался метеорологией, изучая атмосферные явления и влияние солнечной активности на погоду. Он организовал сеть метеорологических станций и разработал методы прогнозирования погоды на основе астрономических данных. В 1890-х годах Лэнгли провёл серию экспериментов по измерению температуры воздуха на больших высотах с помощью воздушных змеев, что стало важным шагом в развитии аэрологии.

Авиационные эксперименты

Ранние работы

Интерес Лэнгли к авиации возник в 1880-х годах под влиянием работ Отто Лилиенталя и других пионеров планеризма. Он начал систематические исследования аэродинамики, используя специально построенную вращающуюся платформу (аэродинамическую трубу). В 1891 году Лэнгли опубликовал работу «Experiments in Aerodynamics» («Эксперименты в аэродинамике»), в которой описал результаты замеров подъёмной силы и лобового сопротивления.

Модели с паровым двигателем

В 1896 году Лэнгли построил несколько масштабных моделей летательных аппаратов с паровыми двигателями, которые он называл «аэродромами» (от греч. aer — воздух, dromos — бег). Самая успешная модель, «Аэродром № 5», совершила 6 мая 1896 года полёт продолжительностью около 1,5 минут и пролетела более 1 километра над рекой Потомак. Это был первый в истории полёт механического аппарата тяжелее воздуха с собственным двигателем, способного к устойчивому полёту. Модель «Аэродром № 6» в ноябре 1896 года пролетела около 1,4 километра.

Полномасштабный «Аэродром А»

После успеха моделей Лэнгли получил финансирование от правительства США (армии и флота) на постройку полноразмерного пилотируемого самолёта. Проект получил название «Аэродром А» (Great Aerodrome). Аппарат представлял собой биплан с толкающим винтом, оснащённый бензиновым двигателем мощностью 52 л.с., разработанным инженером Стивеном Бальцером.

Первый испытательный полёт состоялся 7 октября 1903 года на реке Потомак. Пилотом был Чарльз Мэнли. При запуске с катапульты «Аэродром А» зацепился за направляющие и рухнул в воду. Второй полёт был предпринят 8 декабря 1903 года. При повторном запуске аппарат снова разрушился, не успев набрать высоту. Оба раза пилот остался жив. Неудача произошла всего за девять дней до успешного полёта братьев Райт 17 декабря 1903 года.

Критика и наследие

Неудачи Лэнгли вызвали широкую критику в прессе, а его проект был закрыт правительством. После смерти Лэнгли в 1906 году его работы были в значительной степени забыты, пока в 1914 году авиатор Гленн Кёртисс не восстановил «Аэродром А» и не совершил на нём несколько коротких полётов, пытаясь оспорить приоритет братьев Райт. Однако эти полёты были признаны несостоятельными, так как Кёртисс внёс в конструкцию значительные изменения.

Несмотря на неудачу с пилотируемым аппаратом, вклад Лэнгли в авиацию признаётся значительным. Его работы по аэродинамике и создание первых успешных моделей с паровым двигателем заложили основы для последующих достижений. В честь Лэнгли названы:

• Исследовательский центр НАСА имени Лэнгли (Langley Research Center) в Хэмптоне, Виргиния.
• Кратер на Луне.
• Хребет Лэнгли в Антарктиде.
• Единица измерения солнечной радиации — лэнгли (ly), равная 1 калории на квадратный сантиметр.

Признание и награды

За свои научные достижения Лэнгли был удостоен множества наград. В 1888 году он стал членом Национальной академии наук США. В 1898 году получил медаль Румфорда от Лондонского королевского общества за изобретение болометра и исследования солнечного излучения. В 1900 году был награждён медалью Генри Дрейпера. В 1906 году, посмертно, Лэнгли был избран иностранным членом Шведской королевской академии наук.

Интересные факты

• Лэнгли был убеждённым сторонником теории эволюции и публично выступал в её защиту.
• Он был одним из первых, кто использовал воздушные змеи для научных наблюдений, в том числе для измерения температуры и давления на высоте до 4,5 км.
• В 1900 году Лэнгли организовал экспедицию в Уобаш (Индиана) для наблюдения полного солнечного затмения, где использовал свой болометр для измерения инфракрасного излучения короны.
• Несмотря на неудачу с самолётом, Лэнгли оставался уважаемой фигурой в научном сообществе. Президент Теодор Рузвельт назвал его «одним из величайших учёных Америки».

Источники

• Langley, S. P. (1881). The Sun. New York: D. Appleton and Company.
• Langley, S. P. (1891). Experiments in Aerodynamics. Washington: Smithsonian Institution.
• Crouch, T. D. (1981). A Dream of Wings: Americans and the Airplane, 1875–1905. New York: W. W. Norton & Company.
• National Academy of Sciences. (1907). Biographical Memoir of Samuel Pierpont Langley. Washington: Government Printing Office.
• Smithsonian Institution. (1906). Annual Report of the Board of Regents of the Smithsonian Institution. Washington: Government Printing Office.