Повітроплавний апарат, енциклопедія Навколосвіт

повітроплавного АПАРАТ

Повітроплавного АПАРАТ, аеростат або дирижабль, який використовує підйомну силу укладеного в герметичну оболонку газу, щільність якого менше щільності повітря. Як підйомний газу можуть використовуватися нагріте повітря, світильний газ, водень або гелій. Найлегший з усіх газів - водень - в стані підняти вантаж, вага якого становить 93% від ваги повітря в обсязі, заповненому воднем. Однак водень легко загорається і його суміші з повітрям вибухонебезпечні, що послужило причиною багатьох катастроф і трагічних випадків. Іншим легким газом є гелій, який не здатний займатися і взагалі хімічно інертний. Газова суміш, яка містить 98% гелію, в стані підняти вантаж, рівний за вагою 84% ваги витісненого нею повітря.

Газ, що міститься в оболонці, розширюється при нагріванні або підйомі на велику висоту, де атмосферний тиск менше. Коли оболонка наповнюється і розтягується до відмови, запобіжний клапан відкривається і випускає частину газу. Витік газу-носія тягне за собою безповоротною втратою підйомної сили. Щоб відновити рівновагу, необхідно скинути частину баласту. При зниженні аеростата або охолодженні газу-носія під дією тиску навколишнього повітря обсяг газу в оболонці зменшується; відповідно зменшується і підйомна сила.

Вільно ширяє в повітрі аеростат схильний тільки впливу атмосферної турбулентності: він переміщається під дією вітру разом з повітряними масами. Щоб змусити аеростат рухатися щодо навколишнього його повітря, потрібен двигун. При цьому тязі двигуна протидіє сила лобового опору, яка спрямована протилежно руху аеростата. Аеростат з двигуном може здійснювати політ у бажаному напрямку.

ВІЛЬНІ аеростатів

Історична довідка.

У 1670 італійський вчений Франческо де Лана торці запропонував відкачати повітря з сферичної оболонки, яка потім зможе підніматися в повітрі точно так же, як повітряний пухирець в воді. Однак ця ідея не була здійснена на практиці, так як в той час не можна було знайти досить легкий і міцний матеріал для оболонки вакуумного аеростата, який витримав би величезну силу зовнішнього тиску атмосферного повітря. Більш реальною виявилася ідея заповнення м'якою та легкою оболонки газом, щільність якого менше щільності навколишнього повітря.

Монгольф'єрів.

У 1782 брати Жозеф Мішель (1740-1810) і Жак Етьєн (1745-1799) Монгольф'є виявили, що якщо легкий паперовий мішок розкрити над вогнем догори дном, то він наповниться нагрітим повітрям і буде підніматися вгору.

В останні десятиліття теплові аеростати, які називають також монгольф'єрів, переживають епоху другого народження в зв'язку з їх використанням в спортивних та інших заходах.

Застосування аеростатів.

У 1870 під час облоги Парижа пукраінскімі військами аеростати використовувалися для підтримки зв'язків із зовнішнім світом. У перші роки 20 ст. повітроплавання набуло широкого поширення як вид спорту. Міжнародні змагання на повітряних кулях влаштовувалися щорічно і були перервані тільки з початком Першої світової війни.

Конструкція аеростата.

Майже до кінця Другої світової війни оболонки аеростатів виготовляли з прогумованої тканини або іншого газонепроникного матеріалу; в кінці війни стали також використовувати легкі пластичні матеріали, такі, як поліетилен. Іноді для створення достатньої підйомної сили застосовувалися зв'язки куль, що нагадували своєю формою гроно винограду. Однак більш традиційною формою повітряної кулі була сферична оболонка з тарілчастим запобіжним клапаном нагорі. Управління цим клапаном здійснювалося з гондоли або кошика аеростата, в якій розміщувалися повітроплавці і яка підвішувалася за допомогою строп, що йдуть від сітки, накинутою поверх оболонки. Продовольство, прилади, якір з бухтою каната, мішки з піском, які використовуються в якості баласту, і все інше обладнання розміщували в кошику, на її даху або прив'язували в сітках.