flying machines-第15部分

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horsepower。　For　an　average　modern　flying　machine；

with　a　total　load；　machine　and　passengers；　of　1；200

pounds；　and　equipped　with　a　50…horsepower　engine；　50

miles　an　hour　is　the　maximum。　Here　we　have　the　equivalent

of　exactly　24　pounds　per　horsepower。　Why　this

great　difference？



No　less　an　authority　than　Mr。　Octave　Chanute　answers

the　question　in　a　plain；　easily　understood　manner。　He

says：



〃In　the　case　of　an　automobile　the　ground　furnishes　a

stable　support；　in　the　case　of　a　flying　machine　the　engine

must　furnish　the　support　and　also　velocity　by　which　the

apparatus　is　sustained　in　the　air。〃



Pressure　of　the　Wind。



Air　pressure　is　a　big　factor　in　the　matter　of　aeroplane

horsepower。　Allowing　that　a　dead　calm　exists；　a　body

moving　in　the　atmosphere　creates　more　or　less　resistance。

The　faster　it　moves；　the　greater　is　this　resistance。

Moving　at　the　rate　of　60　miles　an　hour　the　resistance；

or　wind　pressure；　is　approximately　50　pounds　to　the

square　foot　of　surface　presented。　If　the　moving　object

is　advancing　at　a　right　angle　to　the　wind　the　following

table　will　give　the　horsepower　effect　of　the　resistance

per　square　foot　of　surface　at　various　speeds。



　　　　　　　　　　　　　　　　　　Horse　Power

Miles　per　Hour　　　　per　sq。　foot

10　　　　　　　　　　　　　0。013

15　　　　　　　　　　　　　0　044

20　　　　　　　　　　　　　0。105

25　　　　　　　　　　　　　0。205

30　　　　　　　　　　　　　0。354

40　　　　　　　　　　　　　0。84

50　　　　　　　　　　　　　1。64

60　　　　　　　　　　　　　2。83

80　　　　　　　　　　　　　6。72

100　　　　　　　　　　　　13。12



While　the　pressure　per　square　foot　at　60　miles　an　hour；

is　only　1。64　horsepower；　at　100　miles；　less　than　double

the　speed；　it　has　increased　to　13。12　horsepower；　or　exactly

eight　times　as　much。　In　other　words　the　pressure

of　the　wind　increases　with　the　square　of　the　velocity。

Wind　at　10　miles　an　hour　has　four　times　more　pressure

than　wind　at　5　miles　an　hour。



How　to　Determine　Upon　Power。



This　element　of　air　resistance　must　be　taken　into　consideration

in　determining　the　engine　horsepower　required。

When　the　machine　is　under　headway　sufficient

to　raise　it　from　the　ground　（about　20　miles　an　hour）；

each　square　foot　of　surface　resistance；　will　require　nearly

nine…tenths　of　a　horsepower　to　overcome　the　wind　pressure；

and　propel　the　machine　through　the　air。　As

shown　in　the　table　the　ratio　of　power　required　increases

rapidly　as　the　speed　increases　until　at　60　miles　an　hour

approximately　3　horsepower　is　needed。



In　a　machine　like　the　Curtiss　the　area　of　wind…exposed

surface　is　about　15　square　feet。　On　the　basis　of　this

resistance　moving　the　machine　at　40　miles　an　hour　would

require　12　horsepower。　This　computation　covers　only

the　machine's　power　to　overcome　resistance。　It　does

not　cover　the　power　exerted　in　propelling　the　machine

forward　after　the　air　pressure　is　overcome。　To　meet

this　important　requirement　Mr。　Curtiss　finds　it　necessary

to　use　a　50…horsepower　engine。　Of　this　power；　as

has　been　already　stated；　12　horsepower　is　consumed

in　meeting　the　wind　pressure；　leaving　38　horsepower

for　the　purpose　of　making　progress。



The　flying　machine　must　move　faster　than　the　air　to

which　it　is　opposed。　Unless　it　does　this　there　can　be　no

direct　progress。　If　the　two　forces　are　equal　there　is　no

straight…ahead　advancement。　Take；　for　sake　of　illustration；

a　case　in　which　an　aeroplane；　which　has　developed　a

speed　of　30　miles　an　hour；　meets　a　wind　velocity　of

equal　force　moving　in　an　opposite　direction。　What　is

the　result？　There　can　be　no　advance　because　it　is　a

contest　between　two　evenly　matched　forces。　The　aeroplane

stands　still。　The　only　way　to　get　out　of　the　difficulty

is　for　the　operator　to　wait　for　more　favorable　conditions；

or　bring　his　machine　to　the　ground　in　the　usual

manner　by　manipulation　of　the　control　system。



Take　another　case。　An　aeroplane；　capable　of　making

50　miles　an　hour　in　a　calm；　is　met　by　a　head　wind　of　25

miles　an　hour。　How　much　progress　does　the　aeroplane

make？　Obviously　it　is　25　miles　an　hour　over　the　ground。



Put　the　proposition　in　still　another　way。　If　the　wind

is　blowing　harder　than　it　is　possible　for　the　engine　power

to　overcome；　the　machine　will　be　forced　backward。



Wind　Pressure　a　Necessity。



While　all　this　is　true；　the　fact　remains　that　wind

pressure；　up　to　a　certain　stage；　is　an　absolute　necessity

in　aerial　navigation。　The　atmosphere　itself　has　very

little　real　supporting　power；　especially　if　inactive。　If

a　body　heavier　than　air　is　to　remain　afloat　it　must　move

rapidly　while　in　suspension。



One　of　the　best　illustrations　of　this　is　to　be　found　in

skating　over　thin　ice。　Every　school　boy　knows　that　if

he　moves　with　speed　he　may　skate　or　glide　in　safety

across　a　thin　sheet　of　ice　that　would　not　begin　to　bear

his　weight　if　he　were　standing　still。　Exactly　the　same

proposition　obtains　in　the　case　of　the　flying　machine。



The　non…technical　reason　why　the　support　of　the　machine

becomes　easier　as　the　speed　increases　is　that　the

sustaining　power　of　the　atmosphere　increases　with　the

resistance；　and　the　speed　with　which　the　object　is　moving

increases　this　resistance。　With　a　velocity　of　12　miles

an　hour　the　weight　of　the　machine　is　practically　reduced

by　230　pounds。　Thus；　if　under　a　condition　of　absolute

calm　it　were　possible　to　sustain　a　weight　of　770　pounds；

the　same　atmosphere　would　sustain　a　weight　of　1；000

pounds　moving　at　a　speed　of　12　miles　an　hour。　This

sustaining　power　increases　rapidly　as　the　speed　increases。

While　at　12　miles　the　sustaining　power　is　figured　at

230　pounds；　at　24　miles　it　is　four　times　as　great；　or　920

pounds。



Supporting　Area　of　Birds。



One　of　the　things　which　all　producing　aviators　seek

to　copy　is　the　motive　power　of　birds；　particularly　in　their

relation　to　the　area　of　support。　Close　investigation　has

established　the　fact　that　the　larger　the　bird　the　less　is

the　relative　area　of　support　required　to　secure　a　given

result。　This　is　shown　in　the　following　table：



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Supporting

　　　　　　　　　　　　　Weight　　　　　　　Surface　　　　　　　Horse　　　　　　area

Bird　　　　　　　　　in　lbs。　　　　　in　sq。　feet　　　power　　　　　per　lb。

Pigeon　　　　　　　　　1。00　　　　　　0。7　　　　　　　　　　　0。012　　　　　0。7

Wild　Goose　　　　　9。00　　　　　　2。65　　　　　　　　　　0。026　　　　　0。2833

Buzzard　　　　　　　　5。00　　　　　　5。03　　　　　　　　　　0。015　　　　　1。06

Condor　　　　　　　　17。00　　　　　　9。85　　　　　　　　　　0。043　　　　　0。57



So　far　as　known　the　condor　is　the　largest　of　modern

birds。　It　has　a　wing　stretch　of　10　feet　from　tip　to　tip；　a

supporting　area　of　about　10　square　feet；　and　weighs　17

pounds。　It。　is　capable　of　exerting　perhaps　1…30　horsepower。

（These　figures　are；　of　course；　approximate。）

Comparing　the　condor　with　the　buzzard　with　a　wing

stretch　of　6　feet；　supporting　area　of　5　square　feet；　and　a

little　over　1…100　horsepower；　it　may　be　seen　that；　broadly

speaking；　the　larger　the　bird　the　less　surface　area　（relatively）

is　needed　for　its　support　in　the　air。



Comparison　With　Aeroplanes。



If　we　compare　the　bird　figures　with　those　made　possible

by　the　development　of　the　aeroplane　it　will　be

readily　seen　that　man　has　made　a　wonderful　advance　in

imitating　the　results　produced　by　nature。　Here　are　the

figures：



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Supporting

　　　　　　　　　　　　　　　　Weight　　　　　　Surface　　　　　　　Horse　　　　　　area

Machine　　　　　　　　　in　lbs。　　　　in　sq。　feet　　　　power　　　　　per　lb。

Santos…Dumont　。　。　　　350　　　　　　110。00　　　　　　　　30　　　　　　　　0。314

Bleriot　。　。　。　。　。　　　700　　　　　　150。00　　　　　　　　25　　　　　　　　0。214

Antoinette。　。　。　。　1；200　　　　　　538。00　　　　　　　　50　　　　　　　　0。448

Curtiss　。　。　。　。　。　　　700　　　　　　258。00　　　　　　　　60　　　　　　　　0。368

Wright。　。　。　。　。＇4＇1；100　　　　　　538。00　　　　　　　　25　　　　　　　　0。489

Farman。　。　。　。　。　。　1；200　　　　　　430。00　　　　　　　　50　　　　　　　　0。358

Voisin。　。　。　。　。　。　1；200　　　　　　538。00　　　　　　　　50　　　　　　　　0。448



＇4＇　The　Wrights'　new　machine　weighs　only　900　pounds。



While　the　average　supporting　surface　is　in　favor　of

the　aeroplane；　this　is　more　than　overbalanced　by　the

greater　amount　of　horsepower　required　for　the　weight

lifted。　The　average　supporting　surface　in　birds　is　about

three…quarters　of　a　square　foot　per　pound。　In　the　average

aeroplane　it　is　about　one…half　square　foot　per　pound。

On　the　other　hand　the　average　aeroplane　has　a　lifting

capacity　of　24　pounds　per　horsepower；　while　the　buzzard；

for　instance；　lifts　5　pounds　with　15…100　of　a　horsepower。

If　the　Wright　machinewhich　has　a　lifting　power　of　50

pounds　per　horsepowershould　be　alone　considered　the

showing　would　be　much　more　favorable　to　the　aeroplane；

but　it　would　not　be　a　fair　comparison。



More　Surface；　Less　Power。



Broadly　speaking；　the　larger　the　supporting　area　the

less　will　be　the　power　required。　Wright；　by　the　use　of

538　square　feet　of　supporting　surface；　gets　along　with　an

engine　of　25　horsepower。　Curtiss；　who　uses　only　258

square　feet　of　surface；　finds　an　engine　of　50　horsepower

is　needed。　Other　things；　such　as　frame；　etc。；　being　equal；

it　stands　to　reason　that　a　reduction　in　the　area　of

supporting　surface　will　correspondingly　reduce　the　weight

of　the　machine。　Thus　we　have　the　Curtiss　machine　with

its　258　square　feet　of　surface；　weighing　only　600　pounds

（without　operator）；　but　requiring　double　the　horsepower

of　the　Wright　machine　with　538　square　feet　of　surface

and　weighing　1；100　pounds。　This　demonstrates　in　a

forceful　way　the　proposition　that　the　larger　the　surface

the　less　power　will　be　needed。



But　there　is　a　limit；　on　account　of　its　bulk　and

awkwardness　in　handling；　beyond　which　the　surface　area

cannot　be　enlarged。　Otherwise　it　might　be　possible　to

equip　and　operate　aeroplanes　satisfactorily　with　engines

of　15　horsepower；　or　even　less。



The　Fuel　Consumption　Problem。



Fuel　consumption　is　a　prime　factor　in　the　production

of　engine　power。　The　veriest　mechanical　tyro　knows　in

a　general　way　that　the　more　power　is　secured　the　more

fuel　must　be　consumed；　allowing　that　there　is　no　difference

in　the　power…producin