В настоящее время во всех странах усердно разрабатывается
вопрос воздухоплавания. Существуют целые воздухоплавательные общества, издаются
по этому вопросу периодические издания, как, напр., "L'Aeronaute",
изд. в Париже.
В России воздухоплавание сделало большие успехи. Кроме
военного воздухоплавательного отряда на Волковом поле, где каждый год
совершаются полеты и делаются разные новые опыты, при Техническом обществе образовался
новый VII воздухоплавательный отдел, который насчитывает много членов. Русские
аэронавты оказали значительные услуги воздухоплаванию, как, напр., Козлов,
Рыкачев, Кованько и др. Летом 1890 производились поднятия шаров VII отдела.
Кроме воздухоплавания, основанного на удельной легкости
аэростата, стали подумывать также об осуществлении его с помощью летательных
машин, которые были бы удельно тяжелее воздуха, но удерживались бы в нем и
летали с помощью динамического усилия. Соответственно этому воздухоплавание
имеет два главных направления: 1) воздухоплавание с помощью аэростатов, или
шаров, которые удельно легче воздуха, уже осуществленное, и 2) так называемую
авиацию, т. е. подражание полету птиц, без шара, наполненного легким газом, а
исключительно с помощью динамических средств, каковы крылья, воздушные винты и
т. п., дающих возможность подняться и удерживаться в воздухе. К сторонникам
первого направления принадлежат нынешние практики-воздухоплаватели.
Сторонниками авиации, или авиаторами, являются все теоретики-воздухоплаватели,
главным образом математики, инженеры, физиологи и технологи. Их научные работы
по воздухоплаванию крайне важны также для сторонников аэростатов, так как они
основываются на сопротивлении воздуха и воздушном винте. Большая трудность
осуществления планов авиаторов состоит в том, что до сих пор ни их летательные
тела, ни двигатели не могут быть выстроены столь легкими, как того требует
расчет. Так как они стремятся уподобить свои машины, по возможности, птицам,
существующим на самом деле, то нельзя отрицать абсолютной возможности авиации
и, может быть, она является воздухоплаванием будущего. Профессор Д. Менделеев,
в своем сочинении "О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании",
составляющем ценный вклад в литературу по этому вопросу, склоняется к мнению,
что аэростат надежнее, ближе в цели, чем летательные машины. Он говорит, что
изучение истории дела воздухоплавания, личные опыты и соображения убедили его,
с одной стороны, в возможности будущего успеха, а с другой в необходимости для
овладения воздушным океаном еще многих предварительных исследований и попыток,
преимущественно при помощи аэростатов. Далее, он находит что Россия для опытов
удобнее других стран, у которых много берегов водного океана, между тем как в
нашем отечестве береговая линия ничтожна сравнительно с занимаемым им громадным
пространством. Мнение о преимуществе аэростатов было высказано в 1880 году, в
следующем же 1881 году Тиссандье устроил свой аэростат с электрическим
двигателем, который, как можно с уверенностью предположить, является прототипом
будущего идеального аэростата. Будем надеяться, что и все остальное, пророчески
высказанное уважаемым профессором, исполнится в будущем. Опыты Кребса и Ренара
и многих других за последние годы показали, насколько этот живой вопрос
поставлен рационально. В настоящее время вопрос воздухоплавания всецело зависит
от успехов электричества. Одна сторона уже почти решена, так как электрические
двигатели уже почти удовлетворяют необходимым условиям: при малом сравнительно весе
они развивают значительную силу. Нерешенной остается только другая сторона: нет
еще легкого и емкого резервуара электричества, вероятно, аккумулятора, так как
ныне существующие приборы этого рода далеко неудовлетворительны, вследствие
своей тяжести. С изобретением удовлетворительного аккумулятора сделается,
вероятно, осуществимым и хороший летательный снаряд, устройство которого
составит эпоху, и с нее-то начнется, как говорит Менделеев, новейшая история
образованности.
2. Расчеты Архимеда
2.1 Закон Архимеда
1) На тело, погруженное в жидкость (газ), действует
выталкивающая сила, равная весу вытесненной им жидкости.
FА = ρgV
где р - плотность жидкости (газа), g - ускорения
свободного падения, а V - объем погруженного тела ( или часть объема тела, находящаяся
ниже поверхности). Выталкивающая сила, называемая также архимедовой силой,
равна по модулю и противоположна по направлению силе тяжести, действовавшей на
вытесненный телом объем жидкости (газа), и приложена к центру тяжести этого
объема.
Следует заметь, что тело должно быть полностью окружено
жидкостью. Так, например, закон Архимеда нельзя применить к кубику, который
лежит на дне резервуара, герметично касаясь дна. 2) Мы не можем точно
проследить логику рассуждений Архимеда. За древностью лет много информации, к
сожаленью, утеряно, но попробуем мысленно перенестись в 287 – 212гг до н.э. и
воссоздать картину размышлений великого греческого ученого изложенную в
сочинении «О плавающих телах».
Сочинение " О плавающих телах " исследователи
относят к числу самых поздних, а некоторые считают его последним научным трудом
Архимеда. Это сочинение состоит из двух книг. В первой книге Архимед, излагает:
тела, равнотяжелые с жидкостью, будучи опущены в эту жидкость, погружаются так,
что никакая из часть не выступает над поверхностью жидкости и она не будет
двигаться вниз. Подробно разбирает вопросы, связанные с погружением твердых тел
в жидкость, и формулирует закон, до сих пор приводимый в любом школьном
учебнике. И здесь подход к проблеме тот же: на основание опытных наблюдений
Архимед строит модель жидкости, с помощью которых получает ряд следствий,
обосновывая их строгими геометрическими доказательствами. Во второй книге: тело
более легкое, чем жидкость, будучи опущено в эту жидкость, не погружается
целиком, но некоторая часть его остается над поверхностью жидкости ; Тело более
тяжелое, чем жидкость, опущенные в эту жидкость, будут погружаться, пока не
дойдут до самого низа и в жидкости станут легче на величину веса жидкости в
объеме, равном объему погруженного тела. Он рассматривает принцип работы
ареометра и условие равновесия в жидкости тел, имеющих форму сегмента
параболоида. Выводы Архимеда представляли практический интерес судостроения. 3)
Рассмотрим вывод закона Архимеда с точки зрения математики.
На все шесть граней физического тела действует со стороны
жидкости (газа) гидростатическое давление р = рgh, так как боковые грани
находятся на одинаковых глубинах (h3 = h4= h5 = h6) и ρ=const, g = const,
то ρ3 = ρ4 = ρ5 = ρ6. С другой стороны ρ = S . Так как
мы рассматриваем физическое тело кубической формы, то S1 = S2 = S3 = S4 = S5 =
S6 и, следовательно, F3 = F4 = F5 = F6 и эти силы компенсируют действия друг
друга (F3 + F4 + F5 + F6 = 0). Теперь рассмотрим F1 и F2. Так как h1 < h2 ,
то ρ = ρgh при ρ = const и g = const , ρ1 < ρ2. Так
как ρ = S => F = ρS при S1 = S2 , то F1 < F2 Определяя
равнодействующую силу F1 и F2 , найдем , что R = F1 + F2 , так как F1 F2 , то R
= F2 - F1 , = 0. Это сила была названа выталкивающая и позже в честь Архимеда,
названа FА - Архимедова сила Вычислим FА : FА = F2 - F1 , так как
F = ρS, то FА = ρ2S2 - ρ1S1 ; ( S1 = S2 =
S ); FА = ρ2S - ρ1S = S(ρ2 - ρ1).
Учитывая, что ρ = ρgh, получаем:
FА = S(ρ2g2h2 - ρ1g1h1) - g1 = g2 = g = const ,
так как это ускорение свободного падения (g≈9,8) -
ρ1 = ρ2 = ρ = const , так как физическое тело погруженное в
однородную жидкость. Тогда :
FА = S(ρgh2 - ρgh1) = Sρg(h2-h1)
Из рисунка видно, что h2 - h1 = h ф.т., тогда
FА = Sρgh ф.т.
Из курса математики следует:
Sh ф.т. = V ф.т
то
FА = ρgV ф.т. 4)
Продолжим рассуждения, начатое в 3 пункте. Из курса
динамики известно, что P = mg для случая если U = 0, а = 0, так как
mж = ρжVж
то
FА = ρж(г)V ф.т. g
Если взять столько жидкости (газа), чтобы наблюдалось
равенство Vф.т. = Vж(г) . (Рассматриваем жидкость (газ), взятую в объеме
погруженного физического тела) , тогда:
FА = Pж(г) (при Vф.т. = Vж(г)).
2.2 Условия плавания тел
1. Если FА › mg, то физическое тело поднимается вверх.
2. Если FА = mg, то физическое тело плавает внутри.
3. Если FА ‹ mg, то физическое тело погружается ко дну
(тонет).
Рассмотрим
FА = mg, FА = ρж . g . Vт и mт = ρт . Vт,
подстав данные выражения получим:
ρж . g . Vт = ρт . Vт . g,
тогда ρж = ρт. Следовательно:
1) Если ρж › ρт , то физическое тело
поднимается вверх.
2) Если ρж = ρт, то физическое тело плавает
внутри.
3) Если ρж ‹ ρт, то физическое тело погружается
ко дну.
3. Демонстрационный эксперимент
Рассмотрим 2 шарика:
FА = ρг . g . Vm
Vm(1) = Vm(2)
mg = (mоб + mг)g
mоб(1) = mоб(2)
т.к. М(возд) = 29 . 10-3 кг/моль, а М(Не) = 4 . 10-3
кг/моль, то М(возд) › М(Не), из этого получаем: m(возд) › m(Не), т.е. mg(1) ›
mg(2)
4. Воздухоплавание в военных условиях
После первых полётов, носивших больше развлекательный
характер, аэростаты стали применять с научными (для изучения атмосферы,
географических исследований и др.) и военными целями. 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 месяца 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 В. до
70-х гг. 19 в. применялись только свободные и привязные аэростаты. Первый
проект управляемого аэростата с воздушными винтами, вращаемыми вручную, был
выдвинут в 1784 французским военным инженером Ж. Менье. В 40-х гг. 19 в.
проекты управляемых аэростатов были предложены русским военным инженером И. И.
Третесским, предусматривавшим, в частности, ракетный двигатель, и другими
изобретателями. 24 сентября 1852 француз А. Жиффар совершил первый управляемый
полёт со скоростью до 11 км/ч (в безветренную погоду) на аэростате с паровым
двигателем. В 1869 в России была организована постоянная Комиссия по применению
воздухоплавания к военным целям.
С 1870 в Усть-Ижорском сапёрном лагере под Петербургом
производились наблюдения с аэростатов за передвижениями войск и корректирование
артиллерийской стрельбы по невидимым с земли целям. В 1875 русский учёный Д. И.
Менделеев выдвинул идею стратостата и обосновал выбор конструкции отдельных его
частей.
В 1880 был основан воздухоплавательный отдел Русского
технического общества.
В 1885 в Петербурге была учреждена кадровая команда
военных воздухоплавателей (в 1887 реорганизована в "Учебный кадровый
воздухоплавательный парк"), которая приступила к учебно-тренировочным
подъёмам и полётам на аэростатах.
В 1885 в Главной физической обсерватории, которой
руководил академик М. А. Рыкачёв, были разработаны самопишущие метероприборы,
поднимавшиеся на шарах-зондах и воздушных змеях. 19 августа 1887 Менделеев на
военном аэростате совершил полёт из г. Клина длительностью 3 ч 36 мин на высоте
3350 м для наблюдения солнечного затмения. Русские учёные использовали для
научных целей и учебные полёты офицеров, снабжая аэростаты метеоприборами.
Одним из организаторов этих полётов и многократным их участником был военный
учёный профессор М. М. Поморцев. Ему удалось выработать методику наблюдений,
усовершенствовать существовавшие аэронавигационные приборы и создать новые.
Научное применение В. не ограничивалось областью метеорологии и аэрологии.
Производились попытки применить свободные аэростаты (позднее дирижабли) для
исследования труднодоступных местностей. В 1897, вылетев на аэростате объёмом 5000 м3 с о. Шпицберген, шведский воздухоплаватель С. Андре с двумя спутниками пытался достичь с
попутным ветром Северного полюса, но попытка была неудачной, воздухоплаватели
погибли.
В 1887 русский учёный К. Э. Циолковский предложил проект
цельнометаллического бескаркасного дирижабля с изменением его объёма в полёте и
с подогревом газа. Первый успешный полёт дирижабля со скоростью 22 25 км/ч был совершен французским воздухоплавателем А. Сантос-Дюмоном, который 13 ноября 1899 облетел
вокруг Эйфелевой башни в Париже и благополучно вернулся к месту старта.
Агрессивные устремления правящих кругов Германии и других империалистических
держав побуждали развивать В. прежде всего в военных целях. В захватнической
войне 1899-1902 против буров английские войска применяли сферические привязные
аэростаты. В русско-японской войне 1904 05 и русские, и японские войска
использовали привязные аэростаты для корректирования артиллерийского огня.
С начала 20 в. получили распространение более совершенные
змейковые аэростаты, созданные немцем А. Парзевалем в 1893. Такого типа
аэростаты, имея сравнительно обтекаемую форму, вертикальный стабилизатор и
боковые паруса, были устойчивы в воздухе и допускали наблюдение при скорости
ветра до 60 км/ч. В итало-турецкой войне 1911 12 итальянские войска наряду с
привязными змейковыми аэростатами впервые использовали для бомбометания и
разведки 3 дирижабля полужёсткой системы. Накануне и во время 1-й мировой войны
1914 18 в наиболее развитых капиталистических странах на вооружении находились
разные типы дирижаблей объёмом от 1500 м3 (английский мягкий дирижабль для обнаружения подводных лодок) до 68 тыс. м3 (немецкий жёсткий дирижабль для
бомбардировки и дальней разведки). Скорость их полёта 80 130 км/ч, высота 3500 5000 м. Во время войны они эффективно участвовали в морской разведке и
охране берегов, в борьбе с подводными лодками на местах стоянок морских судов и
при сопровождении судов в море. Также весьма эффективны были и привязные
змейковые аэростаты для разведки поля боя и корректирования артиллерийской
стрельбы. Только Россия, Франция и Германия имели на фронтах около 550 таких
аэростатов наблюдения объёмом 820 1050 м3, поднимаемых на высоту 600 2000 м. К концу войны в Великобритании, Франции и Италии змейковые аэростаты объёмом 100 270 м3 стали подниматься как заграждения против самолётов на высоту 2 4 км.
После победы Великой Октябрьской социалистической
революции по инициативе В. И. Ленина в декабре 1917 началось формирование
первых "социалистических воздухоплавательных отрядов" в гг.
Петрограде, Москве, Саратове, Новгороде и др. В начале 1918 состоялся 1-й
Всероссийский воздухоплавательный съезд, который наметил программу развития
отечественного воздухоплавания. В первом советском научно-авиационном
учреждении "Летучая лаборатория" (Москва), руководимом профессором Н.
Е. Жуковским, в мае 1918 был создан аэростатный отдел.
10 августа 1918 при Реввоенсовете Республики создаётся Полевое
управление авиации и воздухоплавания действующей армии (Авиадарм). Советские
воздухоплаватели активно участвовали в годы Гражданской войны в боях под
Царицыном, Камышином и др. Новым в боевом использовании привязных аэростатов
был подъем их для разведки и корректирования артиллерийского огня с судов
речных флотилий (на Волге и Днепре), а также с бронепоездов.
Впервые аэростат был поднят 16 марта 1919 с бронепоезда
"Черноморец", действовавшего на Южном фронте, 2-й воздухоплавательный
отряд во взаимодействии с бронепоездом "Воля" за 2 недели
ожесточённых боев произвёл 75 подъёмов аэростатов. Советские военные
воздухоплаватели совершили на всех фронтах за годы Гражданской войны около 7
тыс. боевых подъёмов, проведя в воздухе более 10 тыс. ч. 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 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 полёты на стратостатах. 27 мая 1931 бельгийцы А. Пикар и М. Кипфер
на стратостате объёмом 14 300 м3 пробыли в воздухе 16 ч и поднялись на высоту 15 780 м, а 12 августа 1932 на том же стратостате Пикар и М. Козине пробыли в воздухе 11 ч 45 мин и
поднялись на высоту 16 370 м. 30 сентября 1933 советские стратонавты Г. А.
Прокофьев, К. Д. Годунов и Э. К. Бирнбаум на стратостате (конструкции К. Д.
Годунова) "СССР-1" объёмом около 25 тыс. м3 достигли высоты 19 тыс.
м, пробыв в воздухе 8 ч 20 мин. 30 января 1934 советские стратонавты П. Ф.
Федосеенко, А. Б. Васенко и И. Д. Усыскин на стратостате "ОАХ-1"
объёмом 24 920 м3 достигли высоты 22 тыс. м, пробыв в воздухе 7 ч 04 мин. 11
ноября 1935 американские стратонавты А. Стивенс и О. Андерсон на стратостате
"Эксплорер-2" объёмом 105 000 м3 поднялись на высоту 22 066 м. Полёты стратостатов и шаров-зондов с автоматическими радиопередатчиками до высоты 40 км значительно расширили применение для научных исследований. В СССР В. получило распространение
также и в спортивных целях в состязаниях на продолжительность, высоту и
дальность полёта.
9 марта 1935 пилот В. А. Романов и профессор И. А. Хвостиков
на аэростате с открытой гондолой достигли высоты 9800 м, а 3 сентября 1935 И. И. Зыков и А. М. Тропин на аэростате объёмом 2200 м3 осуществили рекордный полёт продолжительностью 91 ч 15 мин из Москвы в Актюбинскую область,
29 сентября 4 октября 1937 на советском дирижабле "СССР В-6" объёмом
19 тыс. м3 с 3 двигателями мощностью по 177 квт (240 л. с.) был установлен мировой рекорд продолжительности полёта 130 ч 27 мин. На борту дирижабля
находились 16 человек экипажа: командир экипажа И. В. Паньков. Наибольших
успехов среди женщин добилась А. П. Кондратьева, которая 14 15 мая 1939 на
сферическом аэростате "СССР ВР-31" объёмом 600 м3 пролетела за 22 ч 44 мин расстояние 481 км.
16 марта 1941 С. С. Гайгеров и Б. А. Невернов совершили
рекордный (по продолжительности и дальности) полёт на аэростате из Москвы в
Новосибирскую область, пролетев за 69 ч 20 мин 2767 км. К началу Великой Отечественной войны из 24 официально зарегистрированных мировых рекордов в
области В. 17 были завоёваны советскими воздухоплавателями. Широкое применение
В. нашло в годы Великой Отечественной войны 1941 45. Аэростаты наблюдения вели
длительную артиллерийскую разведку, корректировали огонь батарей. Большое
распространение в системе противовоздушной обороны гг. Москвы, Ленинграда и
других от налётов немецко-фашистской авиации получили аэростаты заграждения (АЗ).
Значительный вклад в создание совершенных конструкций АЗ внесли
коллективы инженеров, руководимые В. Н. Архангельским, К. Д. Годуновым. В
обеспечении надёжной эксплуатации АЗ большую роль сыграли военные инженеры,
подготовленные в Военно-воздушной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского
профессорско-преподавательским составом, возглавляемым профессором В. А.
Семёновым. Кроме привязных аэростатов, в дни войны для перевозки специальных
грузов в тылу применялся дирижабль мягкой системы "В-12" объёмом 3
тыс. м3. В 1944 под руководством инженера Б. А. Гарфа был сконструирован и
построен дирижабль "Победа" объёмом 5 тыс. м3, показавший отличные
лётные качества.
С 1945 по 1947 этот дирижабль применялся на Чёрном море
для отыскания минных полей, затонувших судов и др. Начиная с 1950-х гг. полёты
отечественных дирижаблей прекратились. В США и ФРГ до 1960-х гг.
эксплуатировалось несколько дирижаблей мягкой системы. Большинство их полётов
совершалось с рекламными целями. После окончания Великой Отечественной войны спортивное
и научное В. в Советском Союзе продолжает развиваться. 3 июля 1945 на аэростате
"СССР ВР-70" объёмом 600 м3 поднялись в воздух С. А. Зиновеев и А. М.
Боровиков для научных наблюдений атмосферного электричества, а 9 июля 1945 с
аэростата "СССР ВР-63" они провели наблюдение солнечного затмения.
11 ноября 1945 на субстратостате "ВР-79"
объёмом 2700 м3 Г. И. Голышев и М. И. Волков поднялись на высоту 11 500 м для изучения физических явлений в верхних слоях атмосферы. 27 апреля 1949 на аэростате
"СССР ВР-79" объёмом 2700 м3 П. П. Полосухин и А. Ф. Крикун поднялись
на высоту 12100 м. 25 28 октября 1950 советские аэронавты С. А. Зиновеев, С. С.
Гайгеров и М. М. Кирпичёв совершили полёт на том же аэростате из Москвы в
Казахстан, пролетев по прямой около 3200 км за 84 ч 24 мин. Полёт происходил на высоте более 5 тыс. м. 50-е гг. ознаменовались большим скачком в изучении
физики атмосферы и, в частности, закономерностей движения воздушных масс. Были
открыты так называемые струйные течения в атмосфере. Возникла возможность
создания карт струйных течений над всем земным шаром и прогнозирования трассы
полёта аэростата с момента его старта на несколько суток предстоящего полёта.
Одновременно с расширением знаний по физике атмосферы произошли и существенные
изменения в воздухоплавательной технике. Химическая промышленность выпустила новые
пластические материалы для изготовления оболочек аэростатов (полиэтилен,
полиэтилен-терефталат и др.). Эти материалы прозрачны, прочны, морозостойки,
очень легки (1 м2 такой плёнки весит 30 50 г) и мало нагреваются лучами Солнца. На аэростате, выполненном из таких материалов, можно достичь высоты около 40 км и продолжительности полёта более 15 суток. Достижения радиотехники, электроники, автоматики,
точного приборостроения и др. позволили создать надёжно летающие и выполняющие
сложную исследовательскую программу беспилотные свободные аэростаты, называемые
автоматическими аэростатами. Ими пользуются для изучения воздушных струйных
течений, для географических и медико-биологических исследований в нижних слоях
стратосферы, как стартовыми площадками для запуска метеорологических ракет и
подъёма телескопов и т.д.
5. Дорогу в космос проложили аэронавты
В 1782 году Братья Жан-Этьенн и Жозеф-Мишель Монгольфье,
увлекавшиеся вопросами динамического воздухоплавания, а также пытавшиеся
экспериментировать с оболочками, наполняемыми водородом, знакомые с этим
открытием, пришли к выводу, что причиной подъема облаков является их
электризация. С целью получения газа, обладающего электрическими свойствами,
они начали сжигать мокрую солому и шерсть. Этот материал они использовали по
аналогии с процессами, происходящими в электрографе, а воду добавляли для
получения пара, схожего с составом облаков. Свои шары (вначале они были
прямоугольных форм и только затем сферические) они называли аэростатическими
машинами. Один из таких шаров, диаметром 3,5 метра, был показан родным и знакомым. Шар, поднявшись на высоту 300 метров, продержался в воздухе около 10 минут. После этого братья Монгольфье построили оболочку
диаметром более 10 метров, она была сделана из холста, в верхней части изнутри
оклеена бумагой и усилена веревочной лентой. Демонстрация этого шара состоялась
на базарной площади в городе Анноне 5 июня 1783 года. Был составлен протокол,
который отразил все подробности полета. Шар поднялся на высоту до 500 метров и продержался в воздухе около 10 минут, пролетев при этом 2 километра. 19 сентября 1783 года в Версале (под Парижем) в присутствии короля Людовика XVI во дворе
его замка в час дня воздушный шар взмыл в воздух, унося в своей корзине первых
воздушных путешественников, которыми были баран, петух и утка. Шар пролетел 4 километра за 10 минут. Для его наполнения потребовалось 2 пуда (32 кг) соломы и 5 фунтов (2,3 кг) шерсти. 24 сентября 1784 года в Лионе впервые в воздух на
монгольфьере поднялась женщина. Госпожа Тибль в присутствии шведского короля
Густава III поднялась на высоту 2700 метров и продержалась в воздухе 142 минуты. 15 июня 1785 года стал трагическим в истории воздухоплавания. В этот день
погибли пилот, физик, изобретатель Жан Франсуа Пилатр-де-Розье и его друг механик
Ромен. В дальнейшем монгольфьеры уступили своё место воздушным шарам
наполняемым водородом, так называемым шарльерам. Это было вызвано присущими
монгольфьерам недостатками: необходимость брать на борт большое количество
топлива, опасность возникновения пожара в воздухе и т. д. Однако во второй
половине XX века монгольфьеры вновь стали популярны. К этому привело появление
новых легких и огнестойких материалов и появление специальных газовых горелок,
которые вместе с газовыми баллонами составили удобный и надежный комплекс
управления тепловыми аэростатами. Кроме того появился и такой вид монгольфьеров,
как солнечные. Перепад температур между воздухом в оболочке и окружающей средой
составляет около 30 градусов. Разумеется, такие аэростаты могут летать только в
солнечную погоду, да и объём оболочки в 2,5 3 раза больше, чем у обыкновенных
аэростатов. Появление новых типов монгольфьеров привело и к появлению новых
видов соревнований и воздушных праздников фиест. В соревнованиях необходимо как
можно точнее привести аэростат в заданную точку или оптимизировать временной
или дистанционный интервал полета. Фиесты же представляют собой более фееричное
зрелище: одновременный старт десятков, сотен, а на особо крупных фиестах, и
тысяч монгольфьеров различных форм и цветов производят на зрителей неизгладимое
впечатление.
Для полета, воздушным шарам различной модификации не
нужно разгоняться, как самолетам. Они не взлетают, а всплывают на небо, подобно
тому, как наполненный воздухом мячик всплывает из водной глубины на
поверхность. Вот таким образом взлетают аэростаты. Дальнейшее развитие
воздухоплавания привело к созданию самолетов и ракет. Человечество развивается,
делаются новые открытия, люди изобретают новые, более совершенственные
летательные аппараты. А может быть в дальнейшем, придумают какие-нибудь ещё
более усовершенствованные аппараты, чтобы летать совсем как птицы!
Список используемой литературы
1.
А. Л. Стасенко, «Физика полета», Изд. «Наука»;
2.
Кл. Э. Суорц, «Необыкновенная физика обыкновенных явлений. Том 1», Изд.
«Наука»;
3.
М. М. Балашов, «О природе», Изд. «Просвещение»;
4.
«Классики физической науки»
Страницы: 1, 2
|