Modelo a um quarto de escala de um Aerodrome de Langley, 1896Primeiro fracasso do Large Aerodrome A, Rio Potomac, 7 de Outubro de 1903Manly com LangleyLangley vê o voo do No. 4 de Santos Dumont
Langley nasceu em Roxbury, Boston, em 22 de agosto de 1834.
Langley frequentou a Boston Latin School e se formou na English High School of Boston, após o que se tornou assistente no Harvard College Observatory. Em seguida, mudou-se para um cargo na Academia Naval dos Estados Unidos, nominalmente como professor de matemática. No entanto, ele foi enviado para restaurar o pequeno observatório da Academia. Em 1867, tornou-se diretor do Allegheny Observatory e professor de astronomia na Universidade de Pittsburgh (então conhecida como Western University of Pennsylvania), cargo que manteve até 1891, mesmo quando se tornou o terceiro Secretário da Smithsonian Institution em 1887. No mesmo ano (1887), a Manchester Literary and Philosophical Society concedeu a Langley a membresia honorária da Sociedade.
Langley chegou a Pittsburgh em 1867 para se tornar o primeiro diretor do Allegheny Observatory, depois que a instituição passou por tempos difíceis e foi doada à Western University of Pennsylvania. Naquela época, o departamento estava em desordem – os equipamentos estavam quebrados, não havia biblioteca e o prédio precisava de reparos. Por meio da amizade e ajuda de William Thaw Sr., um líder industrial de Pittsburgh, Langley conseguiu melhorar os equipamentos do observatório e construir aparelhos adicionais. Um dos novos instrumentos era um pequeno telescópio de trânsito usado para observar a posição das estrelas conforme elas cruzam o meridiano celeste.
Ele arrecadou fundos para o departamento em grande parte distribuindo a hora certa para cidades e ferrovias. Até então, a hora correta só era enviada ocasionalmente pelos observatórios americanos para uso público. Os relógios eram acionados manualmente naquela época e o tempo tendia a ser impreciso. A hora exata não era especialmente necessária. Bastava saber que ao meio-dia o sol estava em sua elevação máxima para o dia. Isso mudou com a chegada das ferrovias, que tornaram a falta de hora padrão perigosa. Os trens funcionavam de acordo com um horário publicado, mas a programação era caótica. Se os relógios de um maquinista e de um operador de chave diferissem até mesmo por um ou dois minutos, os trens poderiam estar na mesma linha ao mesmo tempo e colidir.
Usando observações astronômicas obtidas com o novo telescópio, Langley criou um padrão de tempo preciso, incluindo fusos horários, que ficou conhecido como Allegheny Time System. Inicialmente, ele distribuía sinais horários para empresas da cidade de Allegheny e para a Pennsylvania Railroad. Eventualmente, duas vezes por dia, os sinais horários de Allegheny davam a hora certa através de 7.586 quilômetros de linhas telegráficas para todas as ferrovias dos EUA e Canadá. Langley usou o dinheiro das ferrovias para financiar o observatório. A partir de cerca de 1868, as receitas do Allegheny Time continuaram a financiar o observatório, até que o US Naval Observatory forneceu os sinais por meio de financiamento dos contribuintes em 1883.
Uma vez que o financiamento estava garantido, Langley dedicou seu tempo no Observatório inicialmente à pesquisa do sol. Ele usou suas habilidades de desenhista – de seu primeiro emprego após o ensino médio – para produzir centenas de desenhos de fenômenos solares, muitos dos quais foram os primeiros que o mundo viu. Sua notavelmente detalhada ilustração de uma mancha solar em 1873, observada usando o refrator Fitz-Clark de 13 polegadas do observatório, tornou-se um clássico. Ela é apresentada na página 21 de seu livro, The New Astronomy, e também foi amplamente reimpressa nas Américas e na Europa.
Em 1886, Langley recebeu a inaugural Henry Draper Medal da National Academy of Sciences por suas contribuições à física solar. Sua publicação em 1890 de observações infravermelhas no Allegheny Observatory em Pittsburgh, juntamente com Frank Washington Very, bem como os dados que coletou de sua invenção, o bolômetro, foram usados por Svante Arrhenius para fazer os primeiros cálculos sobre o efeito estufa. Em 1898, Langley recebeu o Prix Jules Janssen, a mais alta honraria da Société astronomique de France (a sociedade astronômica francesa).
Trabalho de aviação
Aërodrome No. 5 movido a vapor de Langley em voo, 6 de maio de 1896. Foto de Alexander Graham Bell.
Langley tentou construir uma aeronave tripulada mais pesada que o ar. Seus modelos voaram, mas suas duas tentativas de voo tripulado não tiveram sucesso. Langley começou a experimentar com modelos movidos a elástico e planadores em 1887. (De acordo com um livro, ele não foi capaz de reproduzir o tempo de voo de Alphonse Pénaud com propulsão elástica, mas persistiu mesmo assim.) Ele construiu um braço giratório que funcionava como um túnel de vento e fez modelos voadores maiores movidos por minúsculos motores a vapor. Langley percebeu que o voo sustentado motorizado era possível quando descobriu que uma placa de latão de 1 lb, suspensa do braço giratório por uma mola, poderia ser mantida no ar por uma tensão da mola de menos de 1 oz. Langley entendeu que as aeronaves precisam de empuxo para superar o arrasto da velocidade de avanço, observou que placas planas de maior alongamento tinham maior sustentação e menor arrasto, e afirmou em 1902: "Um plano de tamanho e peso fixos precisaria de menos potência propulsora quanto mais rápido voasse", o efeito contra-intuitivo do arrasto induzido.
Ele conheceu o escritor Rudyard Kipling por volta dessa época, que descreveu um dos experimentos de Langley em sua autobiografia:
Através de Roosevelt, conheci o Professor Langley do Smithsonian, um velho que havia projetado um aeroplano modelo movido – pois a gasolina ainda não havia chegado – por um mini motor de caldeira flash, uma maravilha de artesanato delicado. Ele voou em teste por mais de duzentos jardas e se afogou nas águas do Potomac, o que foi motivo de grande alegria e humor para a imprensa de seu país. Langley aceitou isso com calma e me disse que, embora ele nunca viveria até então, eu veria o aeroplano estabelecido.
Seu primeiro sucesso veio em 6 de maio de 1896, quando seu modelo não tripulado Número 5, pesando 11 quilogramas (25lb), fez dois voos – 0,701m (2,300ft) e 1,006m (3,300ft) – após um lançamento de catapulta de um barco no Rio Potomac. A distância foi dez vezes maior do que qualquer experimento anterior com uma máquina voadora mais pesada que o ar, demonstrando que estabilidade e sustentação suficientes poderiam ser alcançadas em tais aeronaves.
Em 11 de novembro daquele ano, seu modelo Número 6 voou mais de 1 500 metros (5 000ft). Em 1898, com base no sucesso de seus modelos, Langley recebeu uma concessão de US$ 50 000 do Departamento de Guerra e US$ 20 000 do Smithsonian para desenvolver um avião tripulado, que ele chamou de "Aerodrome" (cunhado a partir de palavras gregas traduzidas aproximadamente como "corredor do ar"). Langley contratou Charles M. Manly (1876–1927) como engenheiro e piloto de teste. Quando Langley recebeu notícias de seu amigo Octave Chanute sobre o sucesso dos irmãos Wright com seu planador de 1902, ele tentou encontrar os Wright, mas eles educadamente evitaram seu pedido.
Langley, à direita, com o piloto de teste Charles Manly
Enquanto o Aerodrome em tamanho real estava sendo projetado e construído, o motor de combustão interna foi contratado para o fabricante Stephen M. Balzer (1864–1940). Quando ele não conseguiu produzir um motor com a potência e peso especificados, Manly finalizou o projeto. Este motor tinha muito mais potência do que o motor do primeiro avião dos irmãos Wright – 50 hp em comparação com 12 hp. O motor, em grande parte trabalho técnico de outras pessoas além de Langley, foi provavelmente a principal contribuição do projeto para a aviação. A máquina tripulada tinha asas tandem (uma atrás da outra) com contraventamento de arame. Tinha uma cauda Pénaud para controle de arfagem e guinada, mas nenhum controle de rolagem, dependendo, em vez disso, do ângulo diedro das asas, como os modelos, para manter o voo aproximadamente nivelado.
Primeira falha do Aerodrome tripulado, Rio Potomac, 7 de outubro de 1903
Em contraste com o projeto dos irmãos Wright de um avião controlável que poderia voar com a ajuda de um vento de proa forte e pousar em terra firme, Langley buscou segurança praticando em ar calmo sobre o Rio Potomac. Isso exigia uma catapulta para o lançamento. A aeronave não tinha trem de pouso, sendo o plano descer na água após demonstrar o voo, o que, se bem-sucedido, exigiria uma reconstrução parcial, se não total, da máquina. Langley abandonou o projeto após duas quedas na decolagem em 7 de outubro e 8 de dezembro de 1903.
Na primeira tentativa, Langley disse que a asa bateu em parte da catapulta, levando a um mergulho no rio "como um punhado de argamassa", segundo um repórter. Na segunda tentativa, a aeronave se desfez ao deixar a catapulta (Hallion, 2003; Nalty, 2003). Manly foi resgatado ileso do rio em ambas as ocasiões. Os jornais fizeram muito escárnio dos fracassos, e alguns membros do Congresso criticaram fortemente o projeto.
Modelo em escala 1/4 de Langley; ele voou várias centenas de jardas em 8 de agosto de 1903
Em 28 de maio de 1914, o Aerodrome foi modificado e voou algumas centenas de pés por Glenn Curtiss, como parte de sua tentativa de contestar a patente dos irmãos Wright e como um esforço do Smithsonian para resgatar a reputação aeronáutica de Langley. No entanto, os tribunais mantiveram a patente. No entanto, os voos de Curtiss encorajaram o Smithsonian a exibir o Aerodrome em seu museu como "o primeiro avião tripulado na história do mundo capaz de voo livre sustentado". Fred Howard, documentando extensivamente a controvérsia, escreveu: "Foi uma mentira pura e simples, mas trazia o imprimatur do venerável Smithsonian e, ao longo dos anos, encontraria seu caminho para revistas, livros de história e enciclopédias, para grande aborrecimento daqueles familiarizados com os fatos." (Howard, 1987). A ação do Smithsonian desencadeou uma disputa de décadas com o irmão Wright sobrevivente, Orville, que se opôs à alegação da Instituição de primazia do Aerodrome.
Ao contrário dos irmãos Wright com sua invenção do controle de três eixos, Langley não tinha uma maneira eficaz de controlar um avião grande demais para ser manobrado pelo peso do corpo do piloto. Portanto, se o Aerodrome tivesse voado de forma estável, como os modelos o fizeram, Manly teria estado em perigo considerável quando a máquina descesse, sem controle, para um pouso – especialmente se tivesse se afastado do rio e sobre terra firme.
Em 1880, Langley inventou o bolômetro, um instrumento inicialmente usado para medir a radiação infravermelha distante. O bolômetro permitiu que os cientistas detectassem uma mudança de temperatura inferior a 1/100 000 de grau Celsius. Ele estabeleceu as bases para as medições da quantidade de energia solar na Terra. Ele publicou um artigo em 1881 sobre o assunto, "The Bolometer and Radiant Energy". Ele fez uma das primeiras tentativas de medir a temperatura da superfície da Lua, e sua medição da interferência da radiação infravermelha pelo dióxido de carbono na atmosfera terrestre foi usada por Svante Arrhenius em 1896 para fazer o primeiro cálculo de como o clima mudaria com uma futura duplicação dos níveis de dióxido de carbono.
Serviço de horário comercial
Começando com seu mandato no Allegheny Observatory na região de Pittsburgh no final da década de 1860, Langley foi um dos principais atores no desenvolvimento de serviços de distribuição de tempo astronomicamente derivados e regulados na América durante a segunda metade do século XIX. Seu trabalho com as ferrovias nessa área é frequentemente citado como central para o estabelecimento do sistema de fusos horários padrão. Suas vendas de tempo muito bem-sucedidas e lucrativas para a Pennsylvania Railroad se destacaram entre os muitos observatórios não governamentais da época, que em grande parte subsidiariam suas pesquisas por meio da venda de serviços de tempo para ferrovias regionais e as cidades que atendiam. A crescente dominância do United States Naval Observatory nesse campo ameaçou os meios de subsistência desses observatórios regionais, e Langley se tornou um líder nos esforços para preservar a viabilidade de seus programas comerciais.
Morte
Langley se sentiu responsável pela perda de fundos após a descoberta em junho de 1905 de que o contador do Smithsonian, William Karr, estava desviando dinheiro da Instituição. Langley recusou seu salário após o ocorrido. Em novembro, sofreu um derrame. Em fevereiro de 1906, mudou-se para Aiken, Carolina do Sul, para se recuperar, mas teve outro derrame e faleceu em 27 de fevereiro. Foi sepultado no Forest Hills Cemetery em Boston.
↑Marrero, Frank (2017). Lincoln Beachey: The Man Who Owned the Sky. Marin County, California: Tripod Press. 158páginas. ISBN9780967326535
↑Langley, S. P. (1880). «The bolometer». Proceedings of the American Metrological Society. 2: 184–190
↑Samuel Pierpont Langley, at earthobservatory.nasa.gov, "...sensitive to differences in temperature of one hundred-thousandth of a degree Celsius (0.00001 C). Composed of two thin strips of metal, a Wheatstone bridge, a battery, and a galvanometer...", accessed 31 October 2018
↑Langley, S. P. (1881). «The Bolometer and Radiant Energy». Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences. 16: 342–358. JSTOR25138616. doi:10.2307/25138616
Estadunidense
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