Ordene "aviation" og "aeronautics" indtil 20'erne. 20. århundrede var synonymer. Alt ændrede sig i begyndelsen af forrige århundrede. Luftfart begyndte at blive kaldt bevægelse ved hjælp af enheder, der er lettere end luft, og luftfart - flyvende på fly. Det vil sige skibe, der er tungere end luft. I artiklen vil vi i detaljer overveje luftfartens historie, processens fysik.
Hvorfor letter ballonen
Husk under hvilke forhold et legeme nedsænket i en væske flyder. Hvis dens densitet er mindre end densiteten af væsken. Det samme gælder for gas, især luft. En ballon (aerostat) vil lette, hvis der er en lettere (sammenlignet med luft) gas inde i dens skal. Ballonen "svæver" også op, selvom den er hæmmet af tyngdekraften, der virker på skallen.
Lad os liste de kræfter, der virker på bolden. For det første er det skallens tyngdekraft. Den anden er gassens tyngdekraft. Gassen inde i bolden har også masse, hvilket betyder, at den også påvirkes af tyngdekraften. Lad os antage, at disse to kræfter sammen ikke er medi stand til at overvinde den arkimedeiske kraft, som virker på gassen fra luften. Hvis det er tilfældet, kan ballonen lette og løfte lasten.
Lift
Lad os overveje de vigtigste bestemmelser i luftfartens fysik. Hvis vi binder ballonen til jorden, vil den trække op og trække i rebet med en kraft kaldet løft. For at beregne det skal du trække vægten af gassen sammen med skallen fra Archimedes-kraften. Vægt er summen af tyngdekraften af skallen og tyngdekraften af gassen. Arkimedes-kraften er lig med produktet af luftens tæthed, accelerationen af frit fald og boldens volumen.
Løftekraften er større, jo lettere skallen er. Det er jo større, jo større kuglens rumfang og jo større er forskellen mellem luftens tæthed og gasdensiteten. Så hvis du vil have maksim alt løft, skal ballonen fyldes med den letteste gas. Dette er brint. Der er dog et problem: det er meget brandfarligt, især når det blandes med ilt. Derfor pustes balloner oftest op med helium.
ballon
En ballon er et apparat, der er fyldt med let gas. Billedet viser en luftballon, der bruges til at studere vejret. Dette er den såkaldte ballon-sonde. Den er fyldt med helium, en radiosender er ophængt nedefra, der sender information om temperatur, tryk, luftfugtighed i forskellige højder. Balloner bruges i meteorologi.
Det er muligt at skabe luftfartøjer, der både er relativt sikre og meget billige, og som hverken kræver brint eller helium. I stedet for disse gasser er skallen fyldt med almindelig luft, men varmere. Sådan en ballon blev opfundet af franskmændene, Montgolfier-brødrene. Denne begivenhed var fantastisk! Figuren viser den første luftballon. Et bål blev tændt nedefra, varm luft fyldte skallen, og bolden svævede opad. I en vis højde holdt han op med at rejse sig. For at fortsætte opstigningen blev ballast tabt fra apparatet. Hvis det var nødvendigt at gå ned, sænkede de ilden.
Stratostat
I meget høje højder falder lufttætheden. Som følge heraf falder løftekraften også. Hvordan kan det øges? Det er nødvendigt at øge volumen, så de luftfartøjer, der rejser sig meget højt ind i stratosfæren, er enorme. Sådanne skibe kaldes stratostater.
For nylig satte en ekstrematlet rekord: han klatrede på en stratosfærisk ballon til en højde af 39 km og oversteg lydens hastighed i frit fald. Dette er Felix Baumgartner. Billedet viser den stratostat, han brugte. Dens dimensioner er omkring 100 m, hvilket svarer til højden af Frihedsgudinden. Flyet er fyldt med 85 tusind m33 helium, den såkaldte gondol er ophængt nedenunder, hvor passageren befinder sig.
Airship
Overvej luftfartens fysik. Ballonen og stratosfæreballonen bevæger sig, hvor vinden blæser. Erfarne aeronauter ved, at vinden er forskellig i forskellige højder. Så de tilpasser højden på ballonen, så vinden blæser, hvor de vil. Hvis du skal sejle fra punkt A til punkt Buanset vinden, så skal en speciel propel tilpasses apparatet, som i et fly, som vil hjælpe med at bevæge sig i den rigtige retning. Sådan en enhed kaldes et luftskib. Som regel er der tale om meget store systemer. Enheden er fyldt med helium, en gondol er fastgjort nedenfor, og en propel er placeret under dens bund. Kablerne, der hænger fra bunden af luftskibet, bruges til at fastgøre det til jorden.
Et af de mest berømte luftskibe i verden blev bygget af tyskerne i begyndelsen af 30'erne. XX århundrede, blev det kaldt "Gendenburg". Dette apparats skæbne ligner lidt Titanics skæbne. Hun var et usædvanligt behageligt skib. Dens længde var omkring en kvart kilometer. Omkring 100 personer blev anbragt om bord. Luftskibet blev drevet af 4 motorer.
Den 6. maj 1937 kom skibet ud for en ulykke. Det skulle udelukkende fyldes med helium, og på det tidspunkt var helium kun tilgængeligt i USA. Da dette var tidspunktet for Hitlers styre, nægtede amerikanerne blankt at sælge gas til nazisterne. Luftskibet var fyldt med brint. Der blev taget ekstraordinære forholdsregler for at undgå brand. Under landingen var vejret præ-stormfuldt, og der var et stærkt elektrisk felt i luften. Luftskibet foretog en flyvning fra Tyskland (Frankfurt) til New York, over Atlanterhavet. Da han blev plantet, opstod der en gnist, på grund af en lækage af brint brød luftskibet i brand. Af de 97 passagerer døde 35, og endnu en person blev dræbt på jorden.
De første skridt inden for luftfart i vores land: lidt historie
Om luftfart i Ruslandlært på Catherine II's tid. Hendes udsending i Frankrig annoncerede Montgolfier-brødrenes opfindelse.
Sensationen blev gentaget af russiske aviser, og senere blev der udgivet en bog, der forklarede princippet om ballonen. Den blev læst af Euler, medlem af Videnskabsakademiet i St. Petersborg. Han studerede luftfartens fysik og designede den første ballon. Efter den eneste flyvning af dette apparat forbød Catherine II ved sit dekret luftfart på grund af risikoen for brand. For overtrædelse af dekretet blev der givet en bøde på 20 rubler.
Under Catherine II var der ingen, der overtrådte dekretet, men da Alexander I regerede landet, fløj ballonen igen. Dette skete i Moskva, ballonen blev styret af en mand ved navn Terzi. Han promoverede ballonflyvning som et cirkus og tjente mange penge på det.
I 1803 blev den berømte aeronaut Garnerin og hans kone inviteret til Rusland. De demonstrerede ballonens egenskaber for et forbløffet publikum, blandt hvilke kejser Alexander I.
Brugen af apparatet i videnskab og militære anliggender
Garnerin foretog mere end én demonstrationsflyvning, før videnskabsmænd blev interesseret i luftfart. Videnskabsakademiet sendte et af dets medlemmer, Zakharov, på en flyvning for at foretage atmosfæriske observationer. Akademikeren tog en masse måleinstrumenter og reagenser med sig. På grund af det faktum, at ballonen ikke var for stor, for at få højde, var det nødvendigt at tabe ikke kun ballasten, men også mange apparater, mad ogendda en frakke.
I 1812, ved kejserens hof, var de sikre på, at Napoleon alligevel ville gå i krig mod Rusland. Vi besluttede at bruge flyet til militære formål. Arbejdet begyndte med konstruktionen af luftskibet. 150 tømrere og smede skabte gondolen, mens syersker arbejdede på skallen. Luftskibet havde et ror til at ændre flyvehøjden, samt årer til manøvrering. Gondolen havde en luge til at kaste landminer på fjenden. Desværre så flyet aldrig handling.
