Введение

Американский изобретатель, инженер и профессор Джон Джозеф Монтгомери (15 февраля 1858 – 31 октября 1911) – американский изобретатель, физик, инженер и профессор Университета Санта-Клары в Санта-Кларе, Калифорния, наиболее известный своим изобретением управляемых летательных аппаратов тяжелее воздуха. В 1880-х годах Монтгомери, уроженец Юба-Сити, Калифорния, проводил эксперименты с пилотируемыми планерами в Соединенных Штатах, в районе Отай-Меса недалеко от Сан-Диего, Калифорния. Хотя эти полеты не получили широкой огласки в 1880-х годах, Монтгомери впервые описал их в докладе, представленном на Международной конференции по воздушной навигации в Чикаго в 1893 году. Несмотря на то, что Монтгомери никогда не заявлял о первенстве, некоторые историки и организации считают его эксперименты с планерами 1880-х годов первыми управляемыми полетами аппарата тяжелее воздуха в Америке или в Западном полушарии, в зависимости от источника. Монтгомери разработал различные методы управления для своих планеров, включая перенос веса для крена и руль высоты для тангажа (1884). В последующих конструкциях использовались шарнирные, управляемые пилотом закрылки на задней кромке крыльев (1885–1886) для управления креном, а позже – системы изменяемой геометрии крыла для крена (1903–1905) и для крена и тангажа (1911).

Образование

Монтгомери учился в средней школе Святого Игнатия, которую окончил в 1873 году. В возрасте 16 лет он посещал подготовительный курс в колледже Санта-Клара с 1874 по 1876 год для подготовки к поступлению в колледж. Монтгомери учился в колледже Святого Игнатия, ныне известном как Университет Сан-Франциско. Там он занимался у отцов Иосифа Баймы, С. Дж., и Иосифа Нери, С. Дж., двух талантливых и влиятельных преподавателей. Изначально он пытался добиться пилотируемого полета на орнитоптерах. В 1883 году он построил и испытал серию из трех орнитоптеров, но обнаружил, что человеческой силы недостаточно для создания необходимой подъемной силы. Он отказался от идеи полета с машущими крыльями, предпочтя вместо этого имитировать парящих птиц с неподвижными крыльями. Он пришел к выводу, что можно решить задачи физики планирования и парящего полета, а затем добавить двигатель.

Планеры с фиксированными крыльями

Монтгомери сначала испытывал свои концепции для проектирования, строительства и управления планерами с помощью небольших моделей свободного полета. Его первый планер в 1883–84 годах имел профиль с кривизной, основанный на форме крыла чайки. Угол тангажа контролировался с помощью руля высоты, а крен – смещением веса пилота. Управление рысканием отсутствовало. Этот проект самолета послужил основой для трех планеров в период 1883–1886 годов. Весной 1884 года Монтгомери совершил полеты протяженностью до 180 метров. В ходе экспериментов с этим аппаратом Монтгомери обнаружил, что планер плохо реагирует на боковые порывы ветра. Он вернулся к орнитологии и заметил, что у индюков-падальщиков значительный диэдральный угол и они скручивали крылья для обеспечения поперечной устойчивости. По сути, эти закрылки были ранними элеронами. Второй планер имел плоский профиль, значительный диэдральный угол для устойчивости и управляемый руль высоты для управления углом атаки. Монтгомери разработал наклонную систему рельсов, чтобы пилотируемый планер мог скатываться с вершины холма и достигать скорости полета. Зимой 1885–86 годов Монтгомери построил третий планер. Он имел профиль с кривизной, смоделированный по крыльям стервятника, хотя передние и задние кромки были слегка загнуты вверх. Крыло, по размаху, имело форму крыла чайки. Органы управления позволяли пилоту изменять угол атаки левого и правого крыла одновременно или независимо друг от друга. Также были предусмотрены диэдральный угол и управляемый руль высоты. О летных испытаниях второго аппарата (1885 года) Октав Шануте в своем отчете 1893 года отметил: «Было сделано несколько попыток, но эффективной подъемной силы получить не удалось». О третьем аппарате (1886 года) Шануте писал: «Этот последний аппарат оказался полным провалом, поскольку не удалось получить достаточной подъемной силы от ветра, чтобы нести 180 фунтов, на которые он был рассчитан». В своем отчете Монтгомери четко дал понять, что он считал технологию второго и третьего планеров 1885 и 1886 годов эффективной, но конструкции профиля оказались разочаровывающими с точки зрения создания подъемной силы, поскольку они обеспечивали гораздо более короткие планирующие полеты по сравнению с первым аппаратом 1884 года. Он понял, что все дальше отходит от понимания механизма подъемной силы и начал проводить контролируемые лабораторные эксперименты для изучения профилей. В 1886 году он ненадолго рассматривал возможность подачи заявки на патент на систему бокового балансирования, но не сделал этого. Он также использовал высушенные крылья птиц, помещенные в воздушные потоки, чтобы наблюдать за эффектом. Его работа в 1880-х годах подтвердила, что механические системы, используемые пилотом, могут обеспечивать поперечную устойчивость и определенную степень равновесия в планерующем полете. Его эксперименты также подтвердили ценность криволинейной поверхности для создания подъемной силы. В 1893 году Монтгомери посетил Всемирную Колумбийскую выставку в Чикаго, первоначально намереваясь посетить лекцию эксперта по электричеству Николы Теслы. По прибытии он узнал о Международной конференции по воздушной навигации, которая должна была состояться в первую неделю августа. Он представился Октаву Шануте и Альберту Ф. Заму, которые совместно руководили конференцией. Он не представил доклад, но впоследствии был приглашен Шануте и Замом принять участие в конференции, выступив с двумя собственными лекциями. Первая была посвящена его экспериментам с поверхностями в воздушных и водных потоках. Эта речь была переработана в статью и включена в материалы конференции. Статья была позже опубликована в июле 1894 года в журнале Aeronautics. Поощряемый Шануте, Монтгомери решил выступить со второй лекцией. Хотя он воздержался от предоставления достаточных деталей, которые могли бы быть полезны конструкторам, он обсудил использование шарнирных секций крыла для поперечного управления. Монтгомери провел дальнейшие эксперименты по физике обтекания крыла и созданию подъемной силы с использованием дымовой камеры и водяного стола. На основе этих экспериментов он разработал теорию подъемной силы, основанную на вихрях, или то, что современные аэродинамики называют «теорией циркуляции» или «теорией несущей линии». Монтгомери собрал свои результаты в 131-страничную рукопись под названием «Планеризм» и попытался опубликовать ее при помощи Маттиаса Н. Форни и редакторов журнала Scientific American, с помощью Октава Шануте. Шануте не хотел ее рекомендовать из-за несогласия с некоторыми ее теоретическими положениями и предложил отредактировать ее, чтобы отделить экспериментальные результаты от теоретических выводов. Журнал Scientific American отклонил рукопись, но позже опубликовал ее краткое содержание. Шануте также поручил одному из своих сотрудников, Августу Херрингу, изучить рукопись, поскольку считал ее поучительной для понимания «эффекта земли».

Изобретение

В 1884 году Монтгомери получил патент на процесс вулканизации и де-вулканизации индийской резины. В 1895 году и вновь в период с 1901 по 1904 год Монтгомери время от времени дополнял свои аэронавтические исследования работой в других областях науки, включая электричество, связь, астрономию и горное дело. В 1895 году он получил четыре патента (американский, немецкий, британский и канадский) на усовершенствования в эффективности печей для сжигания нефти. В 1897 году он занял преподавательскую должность в колледже Санта-Клара и руководил изучением беспроводной телеграфии вместе с отцом Ричардом Беллом. Им впервые удалось успешно передать сообщения из колледжа Санта-Клара в Сан-Франциско. Монтгомери также запатентовал два устройства для концентрации золота, предназначенные для помощи шахтерам в извлечении золота из пляжного песка (см. список патентов).

Тандемные планерные самолеты

В начале 1903 года опытный воздухоплаватель Томас Скотт Болдуин обратился за знаниями в области аэронавтики к Монтгомери. Болдуин также помогал Августу Грету в строительстве и экспериментах с дирижаблем (получившим название Калифорнийский Орел) в Сан-Хосе, Калифорния. Болдуину требовались улучшенные конструкции винтов для дирижаблей. Он прекратил сотрудничество с Гретом и на длительный срок приехал в колледж Санта-Клара, чтобы изучать аэронавтику у Монтгомери. Их совместная работа включала испытания в аэродинамической трубе колледжа. По предложению Болдуина, в 1904 году они заключили соглашение о сотрудничестве для проведения публичных демонстраций с пилотируемыми планерами Монтгомери, запускаемыми с большой высоты с беспилотных воздушных шаров Болдуина. К концу мая 1904 года Монтгомери совершил тестовые полеты на новом планере. Однако Болдуин отказался от сотрудничества и вместо этого построил свой собственный дирижабль (Калифорнийская Стрела) в Сан-Хосе, используя конструкцию пропеллера Монтгомери и 7-сильный двигатель от мотоцикла (Hercules производства G. H. Curtiss Mfg Co.). Калифорнийская Стрела стала первым в Америке аппаратом, способным совершать многократные круговые полеты под управлением. В период длительной вражды между Монтгомери и Болдуином, Болдуин представил Калифорнийскую Стрелу на авиационном конкурсе на Всемирной выставке в Сент-Луисе в ноябре 1904 года и занял первое место. Осенью 1904 года Монтгомери провел испытания своего тандемного планера, Montgomery Aeroplane, с помощниками Фрэнком Гамильтоном и Дэниелом Дж. Малони. 16, 17 и 20 марта 1905 года в Аптосе, Калифорния, Дэниел Малони совершил несколько успешных полетов на планере на ранчо Леонарда (Ранчо Сан-Антонио, ныне известном как Seascape), после сброса с воздушного шара на большой высоте. Полеты проходили под контролем и длились до 13 минут. Новости об этих полетах привлекли внимание в США и Европе. После этого успеха Монтгомери провел пресс-конференцию, на которой впервые рассказал об истории своих разработок в области аэронавтики и объявил о подаче заявки на патент на свой самолет и методы управления крылом. 29 апреля 1905 года Монтгомери, Малони и Гамильтон провели публичную демонстрацию Montgomery Aeroplane, в тот день переименованного в The Santa Clara в честь колледжа Санта-Клара. Перед сотнями зрителей и представителей прессы Малони был сброшен с воздушного шара с высоты около 4000 футов над колледжем Санта-Клара. Малони выполнил серию заранее определенных маневров и совершил мягкую посадку возле территории колледжа. Эта демонстрация принесла Монтгомери широкую известность и была признана важной вехой в авиации. В последующие месяцы Монтгомери и Малони провели множество демонстраций с The Santa Clara и другим тандемным планером The California в районе залива Сан-Франциско. 18 июля 1905 года Малони погиб, когда веревка от воздушного шара повредила планер во время подъема, что привело к структурному разрушению после сброса. Несмотря на это, Монтгомери еще некоторое время продолжал эксперименты с другими тандемными планерами и пилотами.

Вечнозелёный

После катастрофического землетрясения в Сан-Франциско в 1906 году эксперименты Монтгомери с планерами были приостановлены до 1911 года. Монтгомери начал экспериментировать с новой системой управления, в которой тангаж и крен планера контролировались за счет отклонения крыльев, а хвостовое оперение было неподвижным. Монтгомери планировал установить двигатель и подать заявку на патент. Этот планер, "Эвергрин" (названный в честь района Эвергрин в Сан-Хосе, Калифорния, где проводились летные испытания), был испытан Монтгомери и другим авиатором Рейнхардтом более 50 раз в октябре 1911 года.

Смерть

31 октября 1911 года Монтгомери пытался посадить самолет "Эвергрин" на низкой скорости и попал в зону турбулентности, что привело к сваливанию. Он потерпел крушение и скончался от полученных травм на месте. Холм (ныне известный как "Холм Монтгомери") находится сразу за колледжем Эвергрин Вэлли. Джон Дж. Монтгомери был похоронен на кладбище Святого Креста в Кольме, Калифорния, 3 ноября 1911 года.

Членство в организации

Тихоокеанский аэроклуб (1909), член-основатель. Аэроклуб штата Иллинойс (1910). Аэронавтическое общество Нью-Йорка (1910), избран почетным членом «в знак признания его многочисленных усилий по развитию авиации». Организационный и конвентный комитет. Аэроклуб долины Санта-Клара (1911), первый вице-президент.

Галантное путешествие

В 1946 году Columbia Pictures выпустила фильм "Галлантное путешествие", основанный на жизни и работе Джона Дж. Монтгомери. Режиссером фильма был Уильям А. Уэллман, а в главных ролях снялись Гленн Форд в роли Монтгомери, Джанет Блэр в роли его жены Реджины (урождённой Клири), на которой он женился в 1910 году, и Чарльз Рэгглс. Трюки в фильме выполняли Пол Манц, Пол Тантленд и Дон Стивенс. Фильм включал в себя несколько исторических реконструкций полетов Монтгомери на планере. Премьера фильма состоялась 2 сентября 1946 года в Сан-Диего, штат Калифорния, а общенациональный прокат начался 24 сентября 1946 года. В рамках рекламной кампании фильма Columbia Pictures организовала тур по маршруту Бостон – Лос-Анджелес с участием автомобиля 1911 года выпуска, того же года, что и последний полет Монтгомери. Уильям Уэллман ранее служил в Военно-воздушных силах США и был направлен офицером на аэродром Рокуэлл в Сан-Диего, штат Калифорния, а Гленн Форд также проходил службу в Сан-Диего во время Второй мировой войны.

Аэропорты и авиационные клубы

В 1919 году совет надзорников Сан-Франциско переименовал аэродром Марина Флайнг Филд, расположенный к востоку от Крисси Филд, в "Монтгомери Филд". С 1920 по 1944 год Монтгомери Филд использовался как пункт отправки и приема воздушной почты. Это поле до сих пор существует вдоль Эмбаркадеро под названием Марина Грин. 20 мая 1950 года в его честь был назван Монтгомери Филд (KMYF) в Сан-Диего, Калифорния – один из самых загруженных аэропортов авиации общего назначения в мире. Их девиз: "Превзойти вызов". Также в честь Монтгомери названа 338-я глава Экспериментальной авиационной ассоциации в Сан-Хосе, Калифорния.

Другие признания

Джон Дж. Монтгомери был принят в Национальный зал славы авиации в 1964 году, в Зал славы планеризма США в 2001 году, в Зал славы авиации Калифорнии в 2015 году и в Международный зал славы аэрокосмической отрасли в 2017 году. В 1924 году в кампусе университета Санта-Клара было открыто новое инженерное здание, названное Лабораториями Монтгомери. Эта лаборатория располагалась на месте, где сегодня находится театр Майера. 18 марта 1934 года в Университете Санта-Клара было проведено празднование 50-летия первого полета планера Монтгомери. Также в кампусе Университета Санта-Клара 29 апреля 1946 года жители Санта-Клары, Калифорния, установили обелиск в память о Монтгомери на месте полетов планера Малони 1905 года. В 1949 году участок, который сейчас является частью автомагистрали Interstate 5, проходящей через территорию бывшего ранчо Монтгомери 1880-х годов от мексиканской границы до центра Сан-Диего, Калифорния, был назван Автомагистралью Джона Дж. Монтгомери. В 1960-х годах Национальное общество аэрокосмических специалистов и Музей аэрокосмической отрасли Сан-Диего учредили премию имени Джона Дж. Монтгомери за выдающиеся достижения в аэрокосмической области. Награду получили участники программ X-15, Mercury и Polaris, в том числе астронавты, такие как Нил Армстронг. 11 мая 1996 года Американское общество инженеров-механиков признало планер Монтгомери 1883 года Международным историческим памятником машиностроения. 19 марта 2005 года Джон Дж. Монтгомери стал центром внимания на праздновании столетия планеризма, которое состоялось в Аптосе, штат Калифорния, на месте некоторых его ранних экспериментов с планерами. В ходе этого празднования в Аптосе был установлен памятный знак в честь первых пилотируемых полетов на большой высоте. 5 апреля 2008 года празднование 125-летия первого полета Джона Монтгомери на планере состоялось в Музее авиации Хиллера в Сан-Карлосе, штат Калифорния. В мае 2016 года Музей воздуха и космоса Сан-Диего открыл новую экспозицию, посвященную Джону Дж. Монтгомери, в его главном ротонде, включая планер Evergreen 1911 года и оригинальную рукопись Монтгомери "Soaring Flight" 1896 года. В 2017 году Монтгомери был принят в Международный зал славы авиации и космоса в музее. В июне 2023 года копия планера Santa Clara была установлена в вестибюле Crownair Aviation в аэропорту Монтгомери Гиббса в Сан-Диего. Планер находится в аренде у Музея воздуха и космоса Сан-Диего.

Публикации

Монтгомери, Джон Дж. Дискуссии по различным работам о планирующем полете, материалы Международной конференции по аэронавигации, Чикаго, 1–4 августа 1893 г., с. 246–249. Монтгомери, Джон Дж. Планирующий полет, рукопись, 1895 г. (на сайте flickr.com). Монтгомери, Джон Дж. Механика крыла птицы в планирующем полете и ее связь с аэронавтикой, доклад Южнокалифорнийской академии наук, Лос-Анджелес, 9 ноября 1897 г. Монтгомери, Джон Дж. Аэроплан, Aeroplane Advertising Co., Санта-Клара, Калифорния, 1905 г. Монтгомери, Джон Дж. "Новые принципы воздушного полета", Scientific American, 25 ноября 1905 г. Монтгомери, Джон Дж. Принципы формирования крылатых поверхностей и феномен планирования, представлено на Конгрессе по аэронавтике, Нью-Йорк, 28–29 октября 1907 г. Опубликовано серией статей в журнале Aeronautics, том 3, № 4, с. 30–33, октябрь 1908 г.; том 3, № 5, с. 34–40, ноябрь 1908 г.; том 3, № 6, с. 32–36, декабрь 1908 г.; том 4, № 1, с. 43–46. Монтгомери, Джон Дж. "Некоторые ранние эксперименты с планерами в Америке", Aeronautics, том 4, № 1, 1909 г., с. 47–50. Монтгомери, Джон Дж. "Происхождение управления за счет изменения формы крыла: эксперименты профессора Монтгомери", Aeronautics (Лондон), том 3, № 6, 1910 г., с. 63–64. Монтгомери, Джон Дж. "Наши учителя в искусстве полета", Aeronautics, 22 сентября 1915 г., с. 99–100 (статья опубликована посмертно).

Биографии

Спирман, Артур Даннинг, Джон Дж. Монтгомери: Отец базовой авиации. Университет Санта-Клара, 1967 и 2-е изд. 1977. Харвуд, Крейг С. и Фогель, Гэри Б. В поисках полета: Джон Дж. Монтгомери и зарождение авиации на Западе. Издательство Оклахомского университета, 2012.

Архивы исследований

Коллекция Джона Дж. Монтгомери, Университет Санта-Клара, Санта-Клара, Калифорния. Личные документы Джона Дж. Монтгомери, Музей воздухоплавания и космонавтики Сан-Диего, Сан-Диего, Калифорния. Документы Джона Дж. Монтгомери 1885–1947, Южная историческая коллекция, Библиотека Университета Северной Каролины, Чапел-Хилл, Северная Каролина.