Die Wörter "Aviation" und "Aeronautics" bis in die 20er Jahre. 20. Jahrhundert waren Synonyme. Alles änderte sich zu Beginn des letzten Jahrhunderts. Luftfahrt wurde Bewegung mit Hilfe von Geräten genannt, die leichter als Luft sind, und Luftfahrt - Fliegen in Flugzeugen. Das heißt, Schiffe, die schwerer als Luft sind. In dem Artikel werden wir uns ausführlich mit der Geschichte der Luftfahrt und der Physik des Prozesses befassen.
Warum hebt der Ballon ab
Erinnere dich, unter welchen Bedingungen ein in eine Flüssigkeit getauchter Körper schwimmt. Wenn seine Dichte geringer ist als die Dichte der Flüssigkeit. Gleiches gilt für Gas, insbesondere Luft. Ein Ballon (Aerostat) hebt ab, wenn sich in seiner Hülle ein leichteres (im Vergleich zu Luft) Gas befindet. Auch der Ballon "schwebt" nach oben, obwohl er durch die auf die Hülle wirkende Schwerkraft behindert wird.
Listen wir die auf den Ball wirkenden Kräfte auf. Erstens ist es die Schwerkraft der Schale. Die zweite ist die Schwerkraft des Gases. Das Gas in der Kugel hat auch Masse, was bedeutet, dass es auch von der Schwerkraft beeinflusst wird. Nehmen wir an, dass diese beiden Kräfte zusammen nicht drin sindin der Lage, die archimedische Kraft zu überwinden, die aus der Luft auf das Gas einwirkt. Wenn ja, dann kann der Ballon abheben und die Last heben.
Aufzug
Lassen Sie uns die wichtigsten Bestimmungen der Physik der Luftfahrt betrachten. Wenn wir den Ballon am Boden festbinden, zieht er hoch und zieht das Seil mit einer Kraft namens Auftrieb. Um es zu berechnen, müssen Sie das Gewicht des Gases zusammen mit der Hülle von der Archimedes-Kraft abziehen. Das Gewicht ist die Summe aus der Schwerkraft der Hülle und der Schwerkraft des Gases. Die archimedische Kraft ist gleich dem Produkt aus der Luftdichte, der Beschleunigung des freien Falls und dem Volumen des Balls.
Die Auftriebskraft ist umso größer, je leichter die Schale ist. Sie ist umso größer, je größer das Volumen der Kugel und je größer der Unterschied zwischen der Dichte von Luft und der Dichte von Gas ist. Wenn Sie also maximalen Auftrieb erzielen möchten, muss der Ballon mit dem leichtesten Gas gefüllt werden. Das ist Wasserstoff. Es gibt jedoch ein Problem: Es ist sehr leicht entzündlich, insbesondere wenn es mit Sauerstoff vermischt wird. Daher werden Ballons meistens mit Helium aufgeblasen.
Ballon
Ein Ballon ist ein Apparat, der mit leichtem Gas gefüllt ist. Das Foto zeigt einen Heißluftballon, mit dem das Wetter studiert wird. Dies ist die sogenannte Ballonsonde. Es ist mit Helium gefüllt, von unten hängt ein Funksender, der Informationen über Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit in verschiedenen Höhen übermittelt. Ballons werden in der Meteorologie verwendet.
Es ist möglich, Luftfahrzeuge herzustellen, die sowohl relativ sicher als auch sehr billig sind und weder Wasserstoff noch Helium benötigen. Anstelle dieser Gase ist die Hülle mit normaler Luft gefüllt, aber heißer. Ein solcher Ballon wurde von den Franzosen, den Brüdern Montgolfier, erfunden. Diese Veranst altung war großartig! Die Abbildung zeigt den ersten Heißluftballon. Ein Feuer wurde von unten angezündet, heiße Luft füllte die Hülle und die Kugel stieg nach oben. Ab einer bestimmten Höhe hörte er auf zu steigen. Um den Aufstieg fortzusetzen, wurde Ballast von der Vorrichtung abgeworfen. Wenn es notwendig war, hinunterzugehen, senkten sie das Feuer.
Stratostat
In sehr großen Höhen nimmt die Luftdichte ab. Folglich nimmt auch die Auftriebskraft ab. Wie kann es erhöht werden? Es ist notwendig, das Volumen zu erhöhen, damit die Luftfahrzeuge, die sehr hoch in die Stratosphäre aufsteigen, riesig sind. Solche Schiffe werden Stratostaten genannt.
Kürzlich stellte ein Extremsportler einen Rekord auf: Er stieg mit einem Stratosphärenballon in eine Höhe von 39 km und übertraf im freien Fall die Schallgeschwindigkeit. Das ist Felix Baumgartner. Das Foto zeigt den von ihm verwendeten Stratostaten. Seine Abmessungen betragen etwa 100 m, was der Höhe der Freiheitsstatue entspricht. Das Flugzeug ist mit 85.000 m33 Helium gefüllt, darunter hängt die sogenannte Gondel, in der sich der Passagier befindet.
Luftschiff
Betrachten Sie die Physik der Luftfahrt. Der Ballon und der Stratosphärenballon bewegen sich dorthin, wo der Wind weht. Erfahrene Luftfahrer wissen, dass der Wind in verschiedenen Höhen unterschiedlich ist. Also passen sie die Höhe des Ballons so an, dass der Wind dorthin weht, wo sie wollen. Wenn Sie von Punkt A nach Punkt B segeln müssenUnabhängig vom Wind sollte ein spezieller Propeller an das Gerät angepasst werden, wie in einem Flugzeug, der hilft, sich in die richtige Richtung zu bewegen. Ein solches Gerät wird Luftschiff genannt. In der Regel handelt es sich um sehr große Anlagen. Das Gerät ist mit Helium gefüllt, darunter ist eine Gondel angebracht und unter seinem Boden befindet sich ein Propeller. Die Kabel, die am Boden des Luftschiffs hängen, werden verwendet, um es am Boden zu befestigen.
Eines der berühmtesten Luftschiffe der Welt wurde Anfang der 30er Jahre von den Deutschen gebaut. Jahrhundert hieß sie "Gendenburg". Das Schicksal dieses Apparats ist dem Schicksal der Titanic etwas ähnlich. Sie war ein ungewöhnlich komfortables Schiff. Seine Länge betrug etwa einen Viertelkilometer. Etwa 100 Personen wurden an Bord gebracht. Das Luftschiff wurde von 4 Motoren angetrieben.
Am 6. Mai 1937 erlitt das Schiff einen Unfall. Es musste ausschließlich mit Helium gefüllt werden, und Helium war damals nur in den USA erhältlich. Da dies die Zeit der Hitlerherrschaft war, weigerten sich die Amerikaner rundweg, Gas an die Nazis zu verkaufen. Das Luftschiff war mit Wasserstoff gefüllt. Es wurden außergewöhnliche Vorkehrungen getroffen, um einen Brand zu vermeiden. Während der Landung war das Wetter vorstürmisch und es gab ein starkes elektrisches Feld in der Luft. Das Luftschiff flog von Deutschland (Frankfurt) nach New York über den Atlantik. Als er gepflanzt wurde, entstand ein Funke, aufgrund eines Wasserstofflecks fing das Luftschiff Feuer. Von den 97 Passagieren starben 35 und eine weitere Person wurde am Boden getötet.
Die ersten Schritte der Luftfahrt in unserem Land: ein bisschen Geschichte
Über Luftfahrt in RusslandGelehrt in der Zeit von Katharina II. Ihr Gesandter in Frankreich gab die Erfindung der Brüder Montgolfier bekannt.
Die Sensation wurde von russischen Zeitungen wiederholt, und später wurde ein Buch veröffentlicht, das das Prinzip des Ballons erklärte. Es wurde von Euler, einem Mitglied der Akademie der Wissenschaften in St. Petersburg, gelesen. Er studierte Luftfahrtphysik und konstruierte den ersten Ballon. Nach dem einzigen Flug dieses Geräts verbot Katharina II. per Dekret die Luftfahrt wegen Brandgefahr. Bei Verstoß gegen das Dekret wurde eine Geldstrafe von 20 Rubel verhängt.
Unter Katharina II. hat niemand gegen das Dekret verstoßen, aber als Alexander I. das Land regierte, flog der Ballon wieder. Dies geschah in Moskau, der Ballon wurde von einem Mann namens Terzi gesteuert. Er förderte das Ballonfahren wie einen Zirkus und verdiente viel Geld damit.
1803 wurden der berühmte Luftschiffer Garnerin und seine Frau nach Russland eingeladen. Sie demonstrierten einem staunenden Publikum, darunter auch Kaiser Alexander I., die Fähigkeiten des Ballons.
Die Verwendung des Apparats in Wissenschaft und Militär
Garnerin führte mehr als einen Demonstrationsflug durch, bevor Wissenschaftler sich für die Luftfahrt interessierten. Die Akademie der Wissenschaften schickte eines ihrer Mitglieder, Zakharov, auf einen Flug, um atmosphärische Beobachtungen durchzuführen. Der Akademiker nahm viele Messgeräte und Reagenzien mit an Bord. Da der Ballon nicht zu groß war, musste nicht nur der Ballast, sondern auch viele Geräte, Lebensmittel und Gegenstände abgeworfen werden, um an Höhe zu gewinnensogar einen Frack.
Am Hofe des Kaisers war man sich 1812 sicher, dass Napoleon dennoch gegen Russland in den Krieg ziehen würde. Wir entschieden uns, das Flugzeug für militärische Zwecke einzusetzen. Die Arbeiten zum Bau des Luftschiffs begannen. 150 Zimmerleute und Schmiede fertigten die Gondel, während Näherinnen am Rohbau arbeiteten. Das Luftschiff hatte ein Ruder zum Ändern der Flughöhe sowie Ruder zum Manövrieren. Die Gondel hatte eine Luke, um Landminen auf den Feind zu werfen. Leider kam das Flugzeug nie zum Einsatz.
