Στις 21 Νοεμβρίου 1916, ο πιλότος και εφευρέτης Lawrence Sperry πετούσε πάνω από τον Great South Bay του Long Island με τη μαθήτριά του Dorothy Rice Pierce όταν το αεροπλάνο του ξαφνικά βυθίστηκε στο νερό. Ο Sperry παραδέχτηκε αργότερα ότι είχε χτυπήσει κατά λάθος τον αυτόματο πιλότο, μια τεχνολογία που είχε πρόσφατα εφεύρει, απεμπλέκοντάς τον και προκαλώντας τη συντριβή.
Και οι δύο όμως επέζησαν Ο Πιρς υπέστη κάταγμα λεκάνης. Το δυστύχημα δημιούργησε συγκλονιστικούς τίτλους όπως «Αεροφωτογραφία—Τελειώνει στο βρέξιμο», μια φράση που έχει παραμείνει στην αεροπορία και μεταγενέστερες ιστορίες της καριέρας του Sperry. Αλλά η πραγματική ιστορία δεν ήταν ένα εναέριο σκάνδαλο. Ήταν ότι η εφεύρεση του αυτόματου πιλότου του Sperry ήταν ο πιο αξιόπιστος πιλότος.
Πολύ πριν από το GPS, την προγραμματισμένη πτήση ή την όραση με υπολογιστή, ο Lawrence Sperry είχε λύσει ένα από τα πιο πιεστικά προβλήματα της αεροπορίας: την αστάθεια του αεροσκάφους. Αλλά ο εφευρέτης που αναζητούσε τη συγκίνηση δεν σταμάτησε εκεί. Αν ένα αεροπλάνο μπορούσε να ισορροπήσει στον ουρανό χωρίς πιλότο, σκέφτηκε, θα μπορούσε επίσης να ελεγχθεί από μακριά και να σταλεί σε αποστολές χωρίς άνθρωπο στο αεροπλάνο. Δεκαετίες πριν τα drones φτάσουν στον ουρανό και σχεδόν έναν αιώνα πριν από τη χρήση τους στον σύγχρονο πόλεμο, ο Sperry σχεδίαζε και κατασκεύαζε ήδη τους μηχανικούς προγόνους τους.
Να γίνεις Λόρενς Σπέρι
Ο Lawrence Burst Sperry φαινόταν προορισμένος για την αεροπορία πολύ πριν σκαρφαλώσει σε ένα πιλοτήριο. Ο μικρότερος γιος του Elmer Ambrose Sperry, μεγάλωσε σε μια οικογένεια βουτηγμένη σε μηχανικούς πειραματισμούς. Σε ένα προφίλ του 1928 του πρεσβύτερου Sperry, Λαϊκή Επιστήμη περιγράφεται πώς ο Έλμερ είχε συγκεντρώσει εκατοντάδες διπλώματα ευρεσιτεχνίας που κυμαίνονταν από εξειδικευμένα γυροσκόπια (τροχοί με γρήγορη περιστροφή που αντιστέκονται στην κλίση) έως μπαταρίες ηλεκτρικών αυτοκινήτων έως προβολείς υψηλής έντασης.
Ο Λόρενς απορρόφησε την εφευρετική ορμή του πατέρα του σε νεαρή ηλικία. Άνοιξε ένα συνεργείο ποδηλάτων όταν ήταν μόλις 10 ετών. Ως έφηβος, αυτός κατασκεύασε ένα ανεμόπτερο στο οικογενειακό υπόγειο —πριν είχε ποτέ πετάξει— το οποίο οδήγησε αργότερα με κινητήρα.
Το 1913, μόλις στα είκοσί του, ο Sperry κέρδισε την άδεια πιλότου του, και έγινε ένας από τους νεότερους αεροπόρους στις Ηνωμένες Πολιτείες. Τότε ήταν που έστρεψε την πρώιμη μηχανική του ικανότητα προς την αστάθεια του αεροσκάφους, ένα πρόβλημα που ταλαιπώρησε την πρώιμη πτήση. Μια μόλις δεκαετία μετά τη θεμελιώδη πτήση των αδελφών Ράιτ το 1903, τα αεροπλάνα είχαν προχωρήσει πολύ, αλλά εξακολουθούσαν να είναι εύθραυστα μηχανήματα που απαιτούσαν συνεχή ανθρώπινη διόρθωση για να παραμείνουν ψηλά. Ο Σπέρι πίστευε ότι είχε μια λύση.
Η σημαντική ανακάλυψη που άλλαξε την πτήση
Ήταν η προσαρμογή του Sperry στο ναυτικό γυροσκόπιο του πατέρα του, ένα εγχείρημα που ξεκίνησε γύρω στο 1912, που άλλαξε την αεροπορία από τη μια μέρα στην άλλη. Τα πλοία είχαν από καιρό ωφεληθεί από τον γυροσκοπικό σταθεροποιητή του παλαιότερου Sperry -έναν τεράστιο, γρήγορα περιστρεφόμενο τροχό τοποθετημένο στο κύτος που αντιστάθμιζε την κίνηση κύλισης του σκάφους- αλλά τα αεροσκάφη απαιτούσαν κάτι μικρότερο, ελαφρύτερο και πολύ πιο ανταποκρινόμενο.
Ένα αεροπλάνο κινείται στον ουρανό με τρεις βασικούς τρόπους: pitch, roll, και yaw. Το βήμα γέρνει τη μύτη προς τα πάνω ή προς τα κάτω, ελέγχοντας την ανάβαση και την κάθοδο. Ο κύλινδρος γέρνει τα φτερά αριστερά ή δεξιά, τεντώνοντας το αεροσκάφος σε στροφές. Το Yaw περιστρέφει το αεροπλάνο πλάι-πλάι, διατηρώντας το ευθυγραμμισμένο με την κατεύθυνση του ταξιδιού του.
Οι πιλότοι διαχειρίζονται αυτές τις κινήσεις χρησιμοποιώντας διαφορετικές επιφάνειες ελέγχου: ανελκυστήρες (πτερύγια ουράς) ανυψώνουν ή χαμηλώνουν τη μύτη, πτερύγια (πτερύγια πτερυγίων) γέρνουν το αεροσκάφος αριστερά ή δεξιά και το πηδάλιο στην ουρά μετράει την ανεπιθύμητη πλάγια κίνηση. Ο γυροσκοπικός σταθεροποιητής του Sperry έπρεπε να αντιληφθεί και τις τρεις κινήσεις ταυτόχρονα και να προσαρμόσει αυτόματα τα χειριστήρια – εκτελώντας μέσω αυτοματοποιημένων καλωδίων ελέγχου ό,τι έκανε ένας πιλότος από ένστικτο. Έπρεπε επίσης να είναι αρκετά συμπαγής ώστε να χωράει σε αεροσκάφος.
Μέχρι το 1914, ο Sperry ήταν έτοιμος να αποκαλύψει την καινοτομία του.
Ένα θεαματικό ντεμπούτο
Εκείνο τον Ιούνιο, λίγο έξω από το Παρίσι, στη Γαλλία, ο πρώτος διαγωνισμός ασφάλειας αεροπλάνων στον κόσμο διεξαγόταν στις όχθες του ποταμού Σηκουάνα. Concours de la Sécurité en Aéroplane.
Εφευρέτες από όλο τον κόσμο συγκεντρώθηκαν για να επιδείξουν μια σειρά από καινοτομίες, από βελτιώσεις αξιοπιστίας κινητήρα έως νέα σχέδια συστημάτων προσγείωσης. Αλλά ο Sperry έφτασε με κάτι πολύ πιο ριζοσπαστικό.
Μπροστά σε ένα πλήθος κριτών και θεατών, στάθηκε στο πιλοτήριο του αεροπλάνου του, με τα χέρια σηκωμένα ψηλά, ενώ ο βοηθός του, ο Γάλλος μηχανικός Emil Cachin, ανέβηκε σε μια πτέρυγα. Το δίδυμο πέταξε δίπλα από τις κερκίδες χωρίς κανείς να ελέγχει το αεροσκάφος, σηματοδοτώντας την αυγή του αυτόματου πιλότου. «Σταμένος στον αέρα» επικεφαλίδα Η Daily Mail στο Λονδίνο, αναφέροντας, «Εκπληκτικές επιδείξεις σταθεροποιητικής συσκευής για αεροπλάνα…από τον κ. Sperry». Το αεροπλάνο έκανε πέντε περάσματα, κάθε φορά που ο Sperry και ο βοηθός του σκαρφάλωσαν στα φτερά ή στην ουρά, χωρίς πιλότο, αποδεικνύοντας το εύρος σταθεροποίησης της συσκευής του.
Τα ακροβατικά συνεχίζονται
Ο Σπέρι δεν έχασε ποτέ την όρεξή του για θέαμα. Το 1918, σχεδίασε ένα αλεξίπτωτο με βάση το κάθισμα, αποδεικνύοντας την αξιοπιστία του πηδώντας από την οροφή του εξαώροφου Garden City Hotel του Λονγκ Άιλαντ.
Το 1922, ο Sperry έλαβε εισιτήριο από έναν αξιωματικό της περιπόλου της κομητείας Nassau προσγειώνοντας το αεροπλάνο του σε έναν δρόμο στην πόλη του στο Λονγκ Άιλαντ, παιχνιδιάρικα και πάλι με τον αξιωματικό να καταδιώκει.
Αργότερα το ίδιο έτος, στις 22 Μαρτίου, με θρασύτητα προσγειώθηκε το αεροπλάνο του στα σκαλιά του Καπιτωλίου των ΗΠΑ ως μέρος ενός διαφημιστικού κόλπου για το νέο του αεροπλάνο χαμηλού κόστους, το Sperry Messengerτο οποίο Λαϊκή Επιστήμη προβλεπόταν μπορεί σύντομα να γίνει τόσο συνηθισμένο όσο ένα αυτοκίνητο.
Από αεροπλάνα που πετούν μόνοι τους μέχρι drones χωρίς πιλότους
Το 1916, οδηγούμενος από τις ανάγκες του Α’ Παγκοσμίου Πολέμου, ο Sperry συνεργάστηκε με τον πατέρα του και με άλλους εφευρέτες, όπως π.χ. Πίτερ Χιούιτεφευρέτης του λαμπτήρα ατμών υδραργύρου, και Τσαρλς Κέτερινγκένας παραγωγικός εφευρέτης με 186 διπλώματα ευρεσιτεχνίας που κυμαίνονται από μια ηλεκτρική ταμειακή μηχανή έως τη μίζα ηλεκτρικού αυτοκινήτου, για την κατασκευή μιας εναέριας τορπίλης ή κατευθυνόμενου πυραύλου, αξιοποιώντας τον αυτόματο σταθεροποιητή της Sperry. Μαζί κατασκεύασαν το Kettering Liberty Eagle, ή «Bug», ένα αεροσκάφος μινιατούρα με σώμα σε σχήμα τορπίλης και μικρά φτερά διπλάνου, σχεδιασμένο να μεταφέρει μια βόμβα σε ένα ταξίδι μονής κατεύθυνσης. Ο Σπέρι υποστήριξε για εξοπλισμό προσγείωσης, ώστε το μίνι αεροπλάνο να μπορεί να ρίξει τις βόμβες και να επιστρέψει – ακριβώς όπως ένα σύγχρονο drone.
Αλλά με τον πόλεμο να μαίνεται, η πρόσθετη μηχανική πολυπλοκότητα ενός ταξιδιού μετ’ επιστροφής θα πρόσθετε χρόνο στο πρόγραμμα που η ομάδα δεν είχε. Το “Bug” γνώρισε περιορισμένη επιτυχία, αντιμετώπισε εμπόδια ραδιοελέγχου και εντοπισμού θέσης που η τεχνολογία της εποχής δεν μπορούσε να λύσει εγκαίρως για να παραδώσει πυραύλους χωρίς πιλότους πριν από το τέλος του Α’ Παγκοσμίου Πολέμου.
Αν και η στρατιωτική χρηματοδότηση μειώθηκε μετά το τέλος του πολέμου, το εμπορικό ενδιαφέρον για την τηλεκατευθυνόμενη αεροπορία συνεχίστηκε για εφαρμογές όπως η αεροφωτογράφηση και το ξεσκόνισμα των καλλιεργειών. Τον Μάρτιο του 1925, Λαϊκή Επιστήμη περιγράφεται την πρόοδο της «ραδιοδυναμικής—ή της επιστήμης του τηλεχειρισμού του μηχανισμού κίνησης μέσω ραδιοφώνου». Με άλλα λόγια, η χρήση ραδιοφωνικών σημάτων για τον έλεγχο ενός μηχανήματος.
Σε ένα Χαρακτηριστικό Ιούλιος 1925 με τίτλο «Νέα αεροπλάνα χωρίς πιλότους πετούν με ραδιόφωνο», Λαϊκή Επιστήμη μοιράστηκε πώς Γάλλοι μηχανικοί ανέπτυξαν τηλεκατευθυνόμενα αεροσκάφη που θα παρέδιδαν βόμβες και θα επέστρεφαν στη βάση, προβλέποντας σύγχρονο πόλεμο με drone κατά έναν αιώνα.
Ο Sperry και άλλοι είχαν δείξει ότι τα αεροσκάφη μπορούσαν να σταθεροποιηθούν, να ανταποκριθούν σε απομακρυσμένες εντολές και ακόμη και να ακολουθήσουν απλές προγραμματισμένες συμπεριφορές. Αλλά οι αυτόνομες μηχανές τους δεν είχαν πληροφορίες τοποθεσίας. Τα πρώιμα ραδιοελεγχόμενα αεροσκάφη δεν είχαν αξιόπιστο τρόπο να γνωρίζουν πού βρίσκονταν, πόσο μακριά είχαν διανύσει ή αν παρασύρονταν από την πορεία τους. Τα ραδιοφωνικά σήματα μπορούσαν να δώσουν εντολή κίνησης, αλλά τα ίδια σήματα δεν μπορούσαν να επιβεβαιώσουν τη θέση.
Αυτό το στρώμα που λείπει, σήμερα γνωστό ως συστήματα εντοπισμού θέσης, θα χρειαζόταν αρκετές δεκαετίες για να φτάσει. Ακόμη και το 1956, όταν Λαϊκή Επιστήμη περιγράφεται πρόοδος σε ένα drone χωρίς πιλότο, οι βασικοί μηχανισμοί καθοδήγησης ραδιοελέγχου είχαν αλλάξει ελάχιστα.
Μόλις τα συστήματα εντοπισμού θέσης που βασίζονται σε δορυφόρους έγιναν άμεσα διαθέσιμα τη δεκαετία του 1990, τα drones έκαναν ένα άλμα προς τα εμπρός. Τα σύγχρονα drones βασίζονται στο GPS για να παρέχουν σταθερά, ακριβή δεδομένα τοποθεσίας, επιτρέποντας στα αεροσκάφη να ακολουθούν διαδρομές, να κρατούν θέσεις και να επιστρέφουν αυτόματα στο σπίτι. Οι ενσωματωμένοι υπολογιστές αυξάνουν αυτές τις πληροφορίες θέσης με αισθητήρες κίνησης, υψόμετρα και μηχανική όραση.
Μόλις το GPS, η αυτοματοποιημένη ανίχνευση και η προηγμένη επικοινωνία συνέκλιναν, ο πιλότος έγινε τελικά προαιρετικός στην πράξη, όχι μόνο στη θεωρία. Τα περισσότερα αεροσκάφη σήμερα, από εμπορικά αεροπλάνα μέχρι στρατιωτικά drones, όλα ανιχνεύουν την καταγωγή τους από το Sperry. Η τεχνολογία αυτόματου πιλότου της Sperry εξακολουθεί να βοηθά τα αεροσκάφη να αισθάνονται την κίνησή τους, να διορθώνονται και να υπακούουν σε εντολές χωρίς συνεχή ανθρώπινο έλεγχο.
Καταστροφή στην ομίχλη
Τον Δεκέμβριο του 1923, ο Lawrence Sperry απογειώθηκε μόνος του μέσα σε πυκνή ομίχλη πάνω από τη Μάγχη, σε συνθήκες που θα είχαν εκνευρίσει ακόμη και έμπειρους πιλότους της εποχής. Αλλά ο Σπέρι ένιωθε ασυνήθιστα άνετα να πετάει στα τυφλά. Πέρα από τον αυτόματο σταθεροποιητή του, είχε βοηθήσει στην ανάπτυξη οργάνων σχεδιασμένων ειδικά για πτήσεις χαμηλής ορατότητας, συμπεριλαμβανομένου ενός γυροσκοπικού δείκτη ορίζοντα συμβάντων που έλεγε στους πιλότους προς τα πάνω όταν εξαφανιζόταν ο πραγματικός ορίζοντας. Εμπιστευόταν το spinning metal όσο και τις δικές του ανθρώπινες αισθήσεις.
Κάπου πάνω από το Channel, ο Sperry εξαφανίστηκε. Ήταν μόλις 31 ετών. Ο άνδρας που είχε περάσει τη σύντομη καριέρα του ως μηχανικός αεροσκάφους για να πετάει μόνος του, εθεάθη τελευταία να κάνει ακριβώς αυτό – μόνος στα σύννεφα, βασιζόμενος στην τεχνολογία που πίστευε ότι θα μπορούσε να κάνει την πτήση πιο ασφαλή, πιο σταθερή και κάποια μέρα, χωρίς πιλότους.
Σε Ένας αιώνας σε κίνησητο Popular Science επανεξετάζει συναρπαστικές ιστορίες μεταφοράς από τα αρχεία μας, από υβριδικά αυτοκίνητα μέχρι κινούμενα πεζοδρόμια και διερευνά πώς αυτές οι εφευρέσεις επανεμφανίζονται σήμερα με εκπληκτικούς τρόπους.
Σχετικές ιστορίες «Century in Motion».
PopSci 2025 Τα καλύτερα νέα
VIA: popsci.com
