Воздухоплавание. 2
ВОЗДУХОПЛАВАНИЕ
На все тела
в воздухе действует
Fа = g pVт
Если эта сила
окажется больше силы тяжести, действующей
на тело, то тело взлетит. На этом основано
воздухоплавание.
Чтобы воздушный
шар поднимался выше, его надо наполнить
газом, плотность которого меньше, чем
у воздуха. Это может быть водород,
гелий или нагретый воздух.
Для того чтобы
определить, какой груз может поднять
воздушный шар, надо знать его
подъемную силу. Подъемная сила воздушного
шара равна разности между архимедовой
силой и действующей на шар
силой тяжести.
Fпод = Fа - (Fт
оболочки + Fт газа внутри + Fт груза)
Чем меньше плотность газа, заполняющего воздушный шар данного объема, тем меньше действующая на него сила тяжести и потому тем больше возникающая подъемная сила. При нагревании воздуха от 0 до 100 градусов Цельсия его плотность уменьшается
только в 1,37 раз.
Поэтому подъемная сила шаров, заполненных
теплым воздухом, оказывается небольшой.
Плотность же водорода в 14 раз меньше
плотности воздуха, и подъемная
сила шара, наполненного водородом
более чем в три раза превышает
подъемную силу нагретого воздуха того
же объема. Водород, однако, горит и образует
с воздухом легко воспламеняющуюся смесь.
Негорючим и одновременно легким газом
является гелий.
Плотность воздуха
уменьшается с увеличением
После того, как
архимедова сила достигнет значения,
равного силе тяжести, подъем воздушного
шара прекратится. Чтобы подняться
еще выше, с шара сбрасывают балласт.
При этом сила тяжести уменьшается, и выталкивающая
сила опять оказывается вновь большей.
Для того, чтобы
опуститься на землю, выталкивающую
силу надо уменьшить. Для этого можно
уменьшить объем шара. В верхей
части оболочки шара имеется специальный
выпускной клапан, через который можно
выпустить часть газа. После этого шар
начнет опускаться вниз.
Температуру теплого воздуха внутри воздушного шара можно регулировать с помощью обычно газовой горелки, установленной под оболочкой. Увеличивая пламя горелки, можно заставить шар подниматься выше и наоборот. Если подобрать такую температуру, при которой сила тяжести, действующая на шар с корзиной окажется равной силе архимеда,
то шар " повиснет"
в воздухе.
ВОЗДУХОПЛАВАНИЕ
Есть документальные
свидетельства, что воздушный шар изобрел
монах - иезуит Бартоломео Лоренцо Гусмао.
В 1709 году он сам поднялся в воздух
на воздушном шаре.
В 1785 году при
полете воздушного шара на высоте 300 метров
был испытан парашют. Создав свой
первый парашют, француз Франсуа
Бланшар встал перед лицом серьезной проблемы:
кому поручить испытание этого изобретения.
Бланшару хотелось свести до минимума
опасность для жизни испытателя парашюта.
Поэтому первым испытателем стала собака.
Полет закончился благополучно, собака
осталась жива.
17 августа 1859
года из американского штата
Индиана стартовал воздушный
шар с необычным для того
времени грузом – почтой. С
тех пор этот день считается
днем рождения авиапочты.
Известный французский писатель Жюль-Верн летал на воздушном шаре всего лишь 24 минуты, но это помогло ему описать полеты первых воздухоплавателей Бланшара, Гарнерена и создать увлекательнейшие художественные произведения.
В написанной
им статье "24 минуты на воздушном шаре"
Жюль Верн рассказал о своих первых впечатлениях
от полета: "...Мы парили на высоте
800 метров по указанию анероида.
Вид города был
поистине великолепен... Лонгвильская
площадь напоминала муравейник с
копошащимися на нем красными и черными
муравьями - так выглядели люди в военном
и гражданском платье".
С карты звездного
неба в мае 1922 года исчезли
более 20 созвездий: «Регалии Фридриха»,
«Бранденбургский Скипетр», «Электрическая
Машина», «Голова Медузы», «Типографская
Мастерская»... и в том числе «Воздушный
Шар». Эти созвездия были переименованы.
ИСТОРИЯ
ВОЗДУХОПЛАВАНИЯ
Воздушные шары, используемые с давних времен для воздухоплавания, иначе называются аэростатами. В переводе с греческого слово "аэростат"означает "неподвижно стоящий в воздухе".
Неуправляемые аэростаты называются "монгольфьерами" или "шальерами"по именам их изобретателей.
Для исследования высотных слоев атмосферы используются стратостаты.
Кроме того существуют
управляемые аэростаты - дирижабли.
В Перу во время
археологической экспедиции ученые
нашли рисунок на стене одной
из гробниц. На нем был изображен
аппарат в виде гигантской четырехгранной
пирамиды, которая парила в воздухе,
а внизу к ней была привязана
корзина, в которой находились люди.
Рисунок тщательно измерили и рассчитали
примерные размеры изображенного на нем
летательного аппарата. После этого построили
каркас пирамиды и гондолу, применяя материалы,
которые обычно использовали перуанские
индейцы для строительства. После того
как аппарат обтянули материалом, получилось
огромное сооружение, имеющее почти 10
м в высоту и до 30 м у основания. Под пирамидой
развели костер, и через некоторое
время пирамида поднялась в небо и потянула
за собой корзину!
Известен проект
летательного аппарата легче воздуха,
который в 1670 году предложил священник
Франческо де Лана-Терци. Аэростат
должен был состоять из деревянной
лодки, тросов, четырехмедных полых
шаров, из которых выкачан воздух, паруса
и ручного весла. Изобретатель полагал,
что шары из тонкой меди с вакуумом
внутри поднимут всю конструкцию
в воздух. Однако, как сделать такие
тонкие, но прочные сферы? Так проект
Франческо де Лана-Терци и остался
нереализованным.
Предположительно первый успешный полет на воздушном шаре совершил священник иезуит, Бартоломео Лоренцо де Гусмао. Произошло это торжественное событие в 1709 г. в присутствии королевских особ и знати.
Воздушный шар
представлял собой бумажную оболочку,
заполненную нагретым воздухом. Нагретый
воздух поступал из глиняного горшка,
установленного на подвешенном снизу
шара поддоне. В горшке что-то сгорало.
Шар быстро набрал высоту.
Во Франции
первый воздушный шар, наполненный
теплым воздухом, был изобретен и
поднят в воздух в 1783 году братьями
Этьеном и Жозефом Монгольфье. По имени
создателей такие воздушные шары называются
"монгольфьерами".
Современные тепловые аэростаты – это тоже воздушные шары, поднимающиеся за счет нагретого воздуха. Оболочка сшита из термостойких полотнищ, основным материалом является синтетическая ткань со специальным покрытием, обеспечивающим воздухонепроницаемость.
Аэростат оснащен блоком горелок, работающих на пропан-бутановой смеси, который предназначен для нагрева воздуха в оболочке аэростата, и комплектом баллонов для хранения горючего. Кроме того на борту есть барометрические приборы и вентилятор для предварительного наддува холодного воздуха в оболочку.
В 1988 году в Голландии
был поднят "монгольфьер" объемом
24000 кубометров, его 50 пассажиров размещались
в комфортабельной двухпалубной корзине.
Итальянский художник Гварди Франческа(1712 - 1793гг.)
Подъем воздушного
шара.
В 1766 году англичанин
Генри Кавендиш получил «горючий
воздух» - водород. Профессор Кавалло
начал наполнять водородом
В 1785 году француз
Жан-Пьер Бланшар и американец Джон
Джеффрис стали первыми людьми, перелетевшими
Ла-Манш на воздушном шаре. Они стартовали
из британского города Дувр и приземлились
во французском Кале. В полете у них возникли
проблемы - шар стал терять подъемную силу.
Сначала они сбросили балласт, потом абсолютно
все, что было в корзине, потом даже свою
одежду …
В 1804 году в честь
коронации Наполеона происходит
торжественный запуск аэростатов. Один
из них опускается на могилу Нерона
в Риме, что вызывает огромный скандал.
В сентябре 1804
года известный химик и физик
Ж.Л.Гей-Люссак по поручению Парижской
академии наук один совершил научное воздушное
путешествие, пролетев 160 верст. Полет
длился 6 часов. Гей -Люссак достиг высоты
около 7 верст.
17 августа 1859
г. из американского штата
В 1861 г. В США
военные впервые передали телеграфное
сообщение с аэростата "Энтерпрайз"
на Землю.
Постепенно воздушные шары начали применять и в качестве военной техники.
В 1849 во время
борьбы Италии за независимость австрийские
войска организовали с помощью небольших
(объёмом 82 м3) свободных аэростатов
бомбардировку Венеции
В 1859 в сражении
при Сольферино французский воздухоплаватель
Ф. Надар с привязного аэростата производил
разведку расположения австрийских войск,
сделав фотоснимки позиций противника.
Привязные аэростаты
для разведки и корректирования
артиллерийского огня применялись
также в США во время Гражданской войны
1861 - 65 годов.
Во франко-прусской
войне 1871 года посредством свободных
аэростатов была налажена связь окружённого
немцами Парижа с остальной Францией.
За 4 месяца на 65 аэростатах было переправлено
3 млн. писем и депеш общим весом 16
675 кг, а также 150 пассажиров. Однако
прусские военные начали применять зенитные
орудия для уничтожения летящих аэростатов.
Парижские коммунары
пользовались аэростатами для разбрасывания
листовок революционного содержания.
Подобные аэростаты
с успехом применялись как в первую мировую
войну - для разведки и корректировки огня
артиллерии, так и во вторую мировую - в
качестве аэростатов заграждения. Военное
использование аэростатов продолжалось
и в годы "холодной войны". Аэростаты-разведчики
беспрепятственно пересекали границу
в толще облаков, засечь их локаторами
было практически невозможно.
В июле 1897 года пилотом
Соломоном Огюстом Андре был
совершен первый полет на воздушном
шаре в Арктику. В 1997 году, в честь
100-летия этого события спортсменами-
С тех пор
ежегодно самые смелые команды воздухоплавателей
прилетают на полюс, чтобы наполнить
горячим воздухом свой шар и подняться
в небо над самой макушкой планеты.
В 1900 году в Париже
открылся 1-й Международный
В октябре 1905 года
во Франции была создана Международная
Авиационная Федерация
Конец 19века - начало
20 века ознаменовался пиком воздухоплавания.
Разнообразные полеты на воздушных шарах
совершались в научных и развлекательных
целях. Совершенствовались конструкции
воздушных шаров, их оснащение, устанавливались
рекорды высоты и дальности полета. Постепенно
развивалась другая летательная техника,
и полеты на воздушных шарах остались
привилегией спортсменов. В разных странах
начали появляться аэроклубы, объединявшие
спортсменов-воздухоплавателей.
В 1973 г был
создан аэростат новой конструкции.
- солнечный аэростат. Из всех летательных
аппаратов он обладает наибольшей подъемной
силой. Его баллон заполнен воздухом, и
на нем нет горелки, тем не менее, он способен
подниматься в воздух. При отказе выпускного
клапана он не падает, а неограниченно
поднимается, пока не лопнет. Его оболочка
- черного цвета, хорошо поглощает солнечные
лучи. Подъемную силу создает воздух, нагретый
солнечными лучами. Итак, в "солнечном
" аэростате - воздух нагревается не
с помощью горелки, а от солнца.
В 1978 году трое американцев
Бен Абруццо, Макси Андерсон и Ларри Ньюмен
впервые пересекли Атлантику на воздушном
шаре. При подлете к Франции шар начал
терять высоту.Балласт был израсходован
еще над Исландией. Все вещи стали выбрасывать
за борт - баллоны с кислородом, дорогостоящие
приборы, фотоаппараты и кинокамеру, одежду,
бортовой журнал, рацию.
В 1981 году воздухоплавателями
японцем Аски и американцами Андерсоном,
Кларком и Ньюмэном на шаре "Дабл
Игл V" был покорен Тихий океан.
В 1995 году пилот
Bill Arras существляет первый полет аэростата
над Антарктидой.
В марте 1999 года
после завершения полета вокруг земного
шара продолжительностью в 19 дней 21 час
и 55 минут на аэростате "Breitling Orbiter
3" был установлен абсолютный мировой
рекорд дальности полета - 40814 км. Этот
рекорд установили воздухоплаватели Бертран
Пиккар (Швейцария) и Брайан Джонс (Великобритания).
В июле 2002 года второй
в истории беспосадочный
В настоящее
время Всемирная федерация
ИНТЕРЕСНО
Японский аэрокосмический
беспилотный самолёт стартовал на испытаниях
без разбега и бесшумно. Так он добрался
до высоты 22 км, где отделился от первой
ступени и своим ходом поднялся ещё на
55 км. Затем двигатель отстыковался и самолёт
начал планирующее снижение. Интересно,
что первой ступенью поднятия самолета
был воздушный шар.
Значение
слова "Воздухоплавание"
в Большой Советской
Энциклопедии
Воздухоплавание,
летание на аппаратах легче воздуха
(в отличие от авиации). До начала
20-х гг. 20 в. термин «Воздухоплавание»
обозначал передвижение по воздуху вообще.
Зарождение научных основ Воздухоплавание
и первые попытки подняться в воздух, используя
законы аэростатики, относятся к 18 в. Как
свидетельствует летопись, в России попытка
подъёма на большом шаре, наполненном
дымом, относится к 1731 (записки С. М. Боголепова,
воспроизведённые в рукописи А. И. Сулукадзева
«О воздушном летании в России с 906 лета
по Р. Х.»). В 1783 член Петербургской АН Л.
Эйлер вывел формулы для расчёта подъёмной
силы аэростатов. В том же году французы
братья Ж. и Э. Монгольфье построили аэростат,
названный воздушным шаром. На этом шаре,
наполненном тёплым воздухом, в Париже
21 ноября 1783 Пилатр де Розье и д"Арланд
поднялись и совершили 25-мин полёт. По
предложению французского учёного Ж. Шарля
воздушные шары стали наполнять водородом,
подъёмная сила которого более чем втрое
превышает подъёмную силу нагретого воздуха
того же объёма. Первый полёт длительностью
2,5 ч на наполненном водородом воздушном
шаре диаметром 8,5 м совершили (также в
Париже) Ж. Шарль и Робер 1 декабря 1783. Воздухоплаватели
провели замеры давления и температуры
воздуха на высоте 3400 м. В России первые
полёты на воздушном шаре совершил француз
Ж. Гарнерен 20 июня и 18 июля 1803 в Петербурге
и 20 сентября 1803 в Москве.
После первых
полётов, носивших больше развлекательный
характер, аэростаты стали применять с
научными (для изучения атмосферы, географических
исследований и др.) и военными целями.
30 июня 1804 в Петербурге русский учёный
Я. Д. Захаров и бельгийский физик Э. Робертсон
совершили полёт на аэростате с целью
наблюдения различных физических явлений.
Полёт продолжался 3 ч 45 мин, была достигнута
высота 2550 м. Для торможения и мягкого
приземления Захаров впервые применил
канат с грузом на конце (гайдроп). В феврале
1805 участники русской кругосветной экспедиции
под командованием адмирала И. Ф. Крузенштерна,
находясь в г. Нагасаки (Япония), впервые
для наблюдения воздушных течений отправили
в полёт аэростат, наполненный тёплым
воздухом. В 1849 во время борьбы Италии
за независимость австрийские войска
организовали с помощью небольших (объёмом
82 м3) свободных аэростатов бомбардировку
Венеции зажигательными и разрывными
бомбами. В 1859 в сражении при Сольферино
французский воздухоплаватель Ф. Надар
с привязного аэростата производил разведку
расположения австрийских войск, сделав
фотоснимки позиций противника. Привязные
аэростаты для разведки и корректирования
артиллерийского огня применялись также
в США во время Гражданской войны 1861-65.
Во франко-прусской войне 1871 посредством
свободных аэростатов была налажена связь
окружённого немцами Парижа с остальной
Францией. За 4 мес на 65 аэростатах объёмом
1-2 тыс. м3 было переправлено 3 млн. писем
и депеш общим весом 16 675 кг, а также 150 пассажиров.
В 1871 парижские коммунары пользовались
аэростатами для разбрасывания листовок
революционного содержания.
С момента
возникновения Воздухоплавание
до 70-х гг. 19 в. применялись только
свободные и привязные
В 1887 русский
учёный К. Э. Циолковский
После победы
Великой Октябрьской
27 июля 1920 в
честь 2-го конгресса 3-го
После окончания
1-й мировой войны в США, Франции, Италии,
Германии и других странах продолжалось
строительство дирижаблей различных систем
объёмом от 1400 м3 (полумягкая система) до
184 тыс. м3 (жёсткая система) для перевозки
пассажиров, грузов и для военных целей.
Достижения Воздухоплавание в этих странах
нашли своё отражение в полётах дирижаблей
20-х гг. В мае 1926 норвежец Р. Амундсен на
дирижабле полужёсткой системы «Норвегия»
(конструкции итальянского инженера У.
Нобиле) объёмом 18,5 тыс. м3, оборудованном
3 двигателями мощностью по 185 квт (250 л.
с.), совершил за 71 ч беспосадочный перелёт
с о. Шпицберген через Северный полюс на
Аляску. В 1928 на таком же дирижабле У. Нобиле
отправился в полёт через Северный полюс.
В 1929 немецкий дирижабль жёсткой системы
«Граф Цеппелин» объёмом 105 тыс. м3 совершил
с 3 промежуточными посадками кругосветный
перелёт протяжённостью 35 тыс. км за 21
день. Средняя скорость полёта была 177
км/ч. Позже, в 1932-37, дирижабль, совершив
136 полётов в Южную Америку и 7 полётов
в США, перевёз 13 110 пассажиров.
В 30-е гг.
для изучения стратосферы в
разных странах совершались

- Воздухоплавание (2)
- Воздухоподогреватели отопительных котлов
- Воздухоснабжение промышленного предприятия сжатым воздухом
- Воздух: температура, подвижность, влажность
- Воздушная герметичность – решающий критерий качества теплоизоляции
- Воздушная известь: получение, разновидности, применение, твердение
- Воздушная известь: получение, свойства и применение
- Воздух и человек
- Воздух как фактор окружающей среды
- Воздухововлекающие добавки
- Воздухообмен, газообмен и размещения товаров в хранилищах
- Воздухоопорные конструкции
- Воздухоочистительные функции лесов
- Воздухоплавание