Aeronautika (fizika). Repüléstechnika oroszországban

A szavak "repülés" és "repüléstechnika" a 20-as évekig szinonimák voltak. századból. . A múlt század elején minden megváltozott. A repülést a levegőnél könnyebb eszközök segítségével, a repülést pedig repülőgépeken történő repülésnek hívták. Vagyis a levegőnél nehezebb hajók. A cikkben részletesen megvizsgáljuk a repülés történetét, a folyamat fizikáját.

Miért indul el a léggömb

Emlékezzünk a milyen feltételek egy folyadékba merített test úszik. Ha sűrűsége kisebb, mint a folyadék sűrűsége. Ugyanez vonatkozik a gázra, különösen a levegőre. Egy léggömb (léggömb) felszáll, ha a héjában könnyebb (a levegőhöz képest) gáz van. A léggömb is" lebeg " fel, bár akadályozza a héjra ható gravitáció.

Soroljuk fel a labdára ható erőket. Először is, ez a héj gravitációja. Másodszor, ez a gáz gravitációja. A gömb belsejében lévő gáznak is van tömege, ami azt jelenti, hogy a gravitáció is hat rá. Tegyük fel, hogy ez a két erő együttesen nem képes legyőzni az archimedeai erőt, amely a levegőből származó gázra hat. Ha igen, akkor a ballon felszállhat és felemelheti a rakományt.

Emelőerő

Tekintsük a repülés fizikájának legfontosabb rendelkezéseit. Ha a ballont a talajhoz kötjük, akkor felfelé húzza, húzza a kötelet egy emelő erővel. Ennek kiszámításához le kell vonni a gáz súlyát a héjjal együtt az Archimedes erőből. A tömeg a héj gravitációjának és a gáz gravitációjának összege. Az Archimedes erő megegyezik a levegő sűrűségének szorzatával a gravitáció gyorsulása a labda mennyisége.

Minél nagyobb az emelőerő, annál könnyebb a héj. Minél nagyobb a gömb térfogata, és annál nagyobb a különbség a levegő sűrűsége és a gáz sűrűsége között, annál nagyobb. Tehát, ha meg kell szereznie a maximális emelőerőt, meg kell töltenie a ballont a legkönnyebb gázzal. Ez hidrogén. Van azonban egy probléma: nagyon gyúlékony, különösen oxigénnel keverve. Ezért a léggömböket leggyakrabban héliummal felfújják.

Léggömb

A ballon olyan készülék, amely könnyű gázzal van feltöltve. A képen egy léggömb látható, amelyet az időjárás tanulmányozására használnak. Ez az úgynevezett léggömb szonda. Héliummal van feltöltve, alatta egy rádióadó van felfüggesztve, amely információkat továbbít a hőmérsékletről, a nyomásról, a páratartalomról különböző magasságokban. Léggömböket használnak a meteorológiában.

Lehetőség van olyan légiforgalmi eszközök létrehozására, amelyek viszonylag biztonságosak és nagyon olcsóak, és nem igényelnek sem hidrogént, sem héliumot. E gázok helyett a héj rendes levegővel van feltöltve, de melegebb. Ezt a léggömböt a franciák, a Montgolfier testvérek találták ki. Nagy esemény volt! Az ábra az első hőlégballont mutatja. Alulról tüzet gyújtottak, forró levegő töltötte be a héjat, a labda pedig felugrott. Egy bizonyos magasságban abbahagyta a mászást. Az emelkedés folytatásához ballasztot dobtak le a készülékből. Ha le kellett ereszkedni, akkor a tűz csökkent.

Stratosztát

Nagyon nagy magasságban a levegő sűrűsége csökken. Következésképpen az emelőerő is csökken. Hogyan lehet javítani? Meg kell növelni a hangerőt, ezért azok a repülési járművek, amelyek nagyon magasra emelkednek, a sztratoszférába, hatalmas méretekkel rendelkeznek. Az ilyen hajókat sztratosztátoknak nevezik.

A közelmúltban egy szélsőséges állítson be egy rekordot: 39 km magasságig felmászott egy sztratosztátra, szabad esésben pedig meghaladta a hangsebességet. Felix Baumgartner. A képen az általa használt stratostat látható. Méretei körülbelül 100 m, ami arányos a Szabadság-szobor magasságával. A repülőgép tele van 85 ezer. ^m3 a héliumból az úgynevezett gondola alul van felfüggesztve, ahol az utas van.

Léghajó

Tekintsük a repülés fizikáját. A léggömb és a sztratosztát ott mozog, ahol a szél fúj. A tapasztalt léggömbök tudják, hogy a szél különböző magasságokban eltérő. Ezért úgy állítják be a léggömb magasságát, hogy a szél fújjon, ahol kell. Ha a széltől függetlenül az a ponttól a B pontig kell vitorláznia, akkor egy speciális csavart kell adaptálnia a készülékhez, mint egy repülőgépen, amely segít a helyes irányba haladni. Az ilyen eszközt léghajónak nevezik. Ezek általában nagyon nagy rendszerek. A készülék héliummal van feltöltve, alul egy gondola van rögzítve, alja alatt pedig egy légcsavar található. A léghajó alján lógó kábelekre van szükség a talajhoz való rögzítéshez.

A világ egyik leghíresebb léghajóját a németek építették a 30-as évek elején. Században "Gendenburg" - nak hívták. Ennek az eszköznek a sorsa némileg hasonlít a Titanic sorsához. Szokatlanul kényelmes hajó volt. Hossza körülbelül negyed kilométer volt. Körülbelül 100 embert szállásoltak el a fedélzeten. A léghajót 4 motor hajtotta.

Május 6 , 1937, a hajó balesetet szenvedett. Kizárólag héliummal kellett feltölteni, akkoriban héliumot csak az USA-ban lehetett beszerezni. Mivel Hitler uralmának ideje volt, az amerikaiak határozottan megtagadták a gáz eladását a náciknak. A léghajó tele volt hidrogénnel. Rendkívüli óvintézkedéseket tettek a tűz megakadályozása érdekében. A leszállás során vihar előtti időjárás volt, erős elektromos mező volt a levegőben. A léghajó Németországból repült (. Frankfurt) New Yorkba, az Atlanti-óceánon át. Amikor letették, szikra jelent meg, hidrogénszivárgás miatt a léghajó kigyulladt. A 97 utas közül 35-et öltek meg, egy másik embert a földön öltek meg.

A repülés első lépései hazánkban: egy kis történelem

Katalin idején megtudták az oroszországi repüléstechnikát. Franciaországi megbízottja bejelentette a Montgolfier testvérek találmányát.

Az érzést az orosz újságok megismételték, majd később megjelent egy könyv, amely elmagyarázta a léggömb működésének elvét. Euler, a Szentpétervári Tudományos Akadémia tagja olvasta. Tanulmányozta a repüléstechnika fizikáját, és megtervezte az első léggömböt. Catherine rendeletével betiltotta a repülést a tűzveszély miatt. A rendelet megsértése miatt 20 rubel bírságot szabtak ki.

Katalin alatt senki sem sértette meg a rendeletet, de amikor I. Sándor uralkodott az országban, a léggömb ismét repült. Moszkvában történt, a léggömböt egy Terzi nevű ember üzemeltette. Cirkuszi előadásként mutatta be a repülést, és sok pénzt keresett belőle.

1803-ban. a híres aeronaut Garneren feleségével meghívták Oroszországba. Megmutatták a léggömb képességeit egy meglepett közönségnek, köztük I. Sándor császárnak.

Az eszköz használata a tudományban és a katonai ügyekben

Garneren egynél több demonstrációs repülést hajtott végre, mielőtt a tudósok érdeklődtek a hajók repülése iránt. A Tudományos Akadémia egyik tagját, Zakharovot repülésre küldte, hogy megfigyelje a légkört. Az akadémikus sok mérőműszert és reagenst vitt magával a fedélzeten. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a léggömb nem volt túl nagy ahhoz, hogy magasságot szerezzen, nemcsak ballasztot, hanem sok készüléket, ételt, sőt farokkabátot is le kellett dobni.

1812-ben. , a császár udvarán biztosak voltak abban, hogy Napóleon továbbra is háborúba lép Oroszország ellen. Úgy döntöttünk, hogy a repülőgépet katonai célokra használjuk. Megkezdődött a léghajó építése. 150 ácsok, kovácsok létrehozott egy gondola, varrónők dolgozott a létrehozását a héj. A léghajónak volt egy kormánylapátja a repülési magasság megváltoztatásához, valamint evezők a manőverezéshez. A gondolának volt egy nyílása, amellyel taposóaknákat dobhatott az ellenségre. Sajnos a repülőgép nem vett részt a csatában.