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La fine del XVIII secolo e la prima metà del XIX segnarono un grosso passo in avanti verso la ricerca e la sperimentazione di quei principi fondamentali che avrebbero portato al volo meccanico. Personalità dominante fu quella di Sir George Cayley (1773-1857), un poliedrico nobiluomo inglese che dette un contributo da molti paragonato (specie negli anni recenti) a quello di Leonardo. La scoperta fondamentale di Cayley furono i principi del volo meccanico, cioè le relazioni fra peso, portanza, resistenza aerodinamica e spinta. Con essi, allontanandosi per la prima volta dal concetto leonardiano di volo realizzato a stretta imitazione degli uccelli, si entrò realmente nel mondo dell'aviazione moderna. Con le stesse parole di Cayley, risolvere il problema del volo meccanico avrebbe comportato « stabilire una superficie che sostenga un determinato peso mediante I'applicazione di una potenza contro la resistenza dell'aria». Questo principio fu da lui stesso illustrato, nel 1799, su una moneta d'argento, mediante un semplice diagramma di forze. Sull'altra faccia è rappresentato il disegno di un aeroplano concepito in applicazione della teoria.
Le esperienze aerodinamiche di Cayley avevano avuto un promettente inizio tre anni prima, nel 1796, con la realizzazione di un piccolo, elementare modello di elicottero. Anche se esso appariva assai simile a quello dei francesi Launoy e Bienvenu ( 1784) - di cui, peraltro, Cayley non era a conoscenza - rappresentava un significativo approccio al principio del1'elica aeronautica, un problema che, insieme con quello della ricerca di una valida unità motrice, assillò costantemente Cayley, al punto da farlo tornare verso la fine della sua vita (con una significativa involuzione di pensiero) al concetto leonardiano di ala battente, al quale ispirò il suo progetto di libratore-ornitottero del 1843.
Nel 1804, dopo aver sperimentato gli effetti aerodinamici dell'ala mediante un ingegnoso braccio ruotante, applicò le sue teorie alla realizzazioner di quello che è considerato il primo, vero àeroplano della storia: si trattava di un modello di veleggiatore lungo circa un metro e mezzo, munito di ala fissa calettata con un angolo di incidenza di 6 gradi, di piani di coda cruciformi e attaccati alla fusoliera mediante " un giunto universale, di zavorra mobile , per controllare il centro di gravità. Nel 1809, Cayley costruì un veleggiatore di maggiori dimensioni (con la superficie alare di circa 18,5 metri quadrati) che fu fatto volare con successo.
Dopo aver realizzato numerosi altri modelli (e dopo la parentesi di un macchinoso progetto di convertiplano, denominato Aerial Carriage e definito nel 1843) Cayley intensificò le sue esperienze pratiche con alianti a grandezza naturale. L'obiettivo era di riuscire a far volare un essere umano e lo studioso ,inglese ci si avvicinò moltissimo. Il primo aliante, realizzato nel 1849, fu provato inizialmente con zavorra, poi con a bordo un ragazzo di dieci anni, il figlio di un domestico. Gli esperimenti non furono soddisfacenti, ma Cayley non
si dette per vinto. Quattro anni dopo, nel 1853, costruì un secondo esemplare, sul quale fece salire il suo cocchiere, John Appleby. L'aliante e il suo terrorizzato occupante furono lanciati dalla cima di una collina e, dopo una rapida planata, finirono rovinosamente al suolo. Il cocchiere secondo le testimonianze dell'epoca dette le dimissioni, ma Sir George Cayley ' ebbe la soddisfazione. di realizzare il primo volo umano della storia.
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Aliante triplano con il quale cayley
tentò di far volare un ragazzo 1849 |
Aerial Carriage, progetto di
convertiplano 1843 |
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Progetto di aliante monoplano governabile 1843
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