03.08.2020      71      0
 

Воздушные дирижабли и шары

Оглавление1 Лети, лети под облака1.1 Почему поднимается воздушный шар1.1.1 Вокруг света за 20 дней1.1.1.1 Дирижабли…


Лети, лети под облака

Из этой статьи ты узнаешь, как устроены летательные аппараты легче воздуха — аэростаты.

К аэростатам относятся воздушные шары и дирижабли. В чем между ними разница? Воздушные шары летят, повинуясь ветрам. Единственное, что может сделать его экипаж — это изменять высоту полета, чтобы поймать нужный воздушный поток. Дирижабль — управляемый и самодвижущийся аэростат. У него есть собственный двигатель с пропеллером и рули высоты.

Почему поднимается воздушный шар

Почему взлетает воздушный шар? Примерно по той же причине, по которой брошенный в воду кусок дерева не тонет, а остается на поверхности. Дерево легче воды, и вода, согласно законам физики, как бы выталкивает вверх предмет из более легкого вещества.

Воздушный шар выталкивается вверх воздухом. Для того, чтобы шар взлетел, он должен быть легче воздуха. Воздух — смесь газов, в основном кислорода и азота. Но есть газы легче, чем кислород и азот, например, гелий. Если накачать в шар гелий, шар начнет «всплывать», то есть взлетит. Именно гелием заполняются детские разноцветные шарики, или, например, дирижабли.

Можно поступить и по-другому — заполнить шар горячим воздухом. При нагревании воздуха молекулы — мельчайшие, невидимые глазу частички вещества, — начинают как бы «разбегаться». Расстояние между ними увеличивается, и газ становится менее плотным, а значит, весит меньше. Иными словами, горячий воздух легче холодного, и, значит, воздушный шар, оболочка которого заполнена нагретым воздухом, взлетит. Именно на таком шаре впервые в истории поднялись в воздух французы братья Монгольфье в 1783 году.

Сегодня, в эпоху авиации, когда воздушные перевозки совершаются в основном на аппаратах тяжелее воздуха (самолетах и вертолетах), воздушные шары используются для установления спортивных рекордов, развлечения, рекламы и для нужд метеорологии.

Второе рождение переживают и дирижабли. После катастрофы (наполненного водородом «Гинденбурга» на них больше не возят пассажиров. Однако более безопасные, построенные с применением современных технологий, дирижабли нового поколения, возможно, все чаще будут использоваться для перевозки по воздуху крупногабаритных грузов.

Вокруг света за 20 дней

1 марта 1999 года в деревушке Шато д’Ё в швейцарских Альпах был дан старт первому в истории успешному кругосветному полету на воздушном шаре. Бертран Пикар и Брайан Джонс подняли в воздух аэростат «Брейтлинг Орбитер-3» и взяли курс на восток.

21 марта того же года — 19 дней 21 час и 55 минут спустя — воздушный корабль, обогнув планету, приземлился в пустыне в Египте. Британско-швейцарский экипаж не совершил ни одной посадки и пролетел на своем воздушном шаре расстояние в 45 755 километров.

Этому успеху Пикара и Джонса предшествовали две неудачных попытки — в 1997 и 1998 годах. Однако опыт этих экспедиций позволил команде инженеров и конструкторов создать «Брейтлинг Орбитер-3», высоконадежный летательный аппарат, поднимавшийся в ходе кругосветного полета на высоту 11000 метров (высота полета реактивных пассажирских лайнеров) и развивший скорость до 176 километров в час!

«Брейтлинг Орбитер-3» — это настоящее дитя современных технологий — имеет довольно сложную конструкцию. Система его оболочек чем-то напоминает матрешку. В «сердцевине» аэростата — большой шар, заполненный гелием. Эта емкость с гелием находится внутри другой оболочки. В ней, кроме самого шара с гелием, есть место для обычного воздуха.

С помощью системы газовых горелок, установленных на гондоле (подвесной кабине) корабля, воздух в этой оболочке (а заодно и гелий) можно подогревать. Подогревая воздух, или, напротив, давая воздуху внутри аэростата остыть, пилоты могут поднимать шар выше, или, наоборот, приближать его к земле. И наконец, у «Брейтлинг Орбитера-3» есть третья оболочка, заключающая в себе и емкость с гелием и оболочку с горячим воздухом. Именно к ней крепится гондола. Третья оболочка защищает шар с гелием от чрезмерного перегрева лучами солнца.

Дирижабли новых поколений

Оболочки современных дирижаблей делаются из особых прочных тканей. Внутри оболочки — гелий. Кроме того, туда встроены еще две (или больше) дополнительных оболочки, которые называются «баллонетами». В баллонеты закачан обычный воздух.

Пока дирижабль стоит на летном поле, его общий вес (вес оболочки, гелия, воздуха в баллонетах, гондолы и двигателя) примерно равен весу воздуха, который мог бы заполнить объем, равный объему дирижабля.

Представь себе, что дирижабль мгновенно исчез. На месте исчезнувшего корабля тут же окажется воздух. И если этот воздух собрать и взвесить, то весить он будет ровно столько, сколько исчезнувший дирижабль. Но мы помним, что взлететь, «всплыть» дирижабль сможет лишь тогда, когда он окажется легче воздуха. Как же он оторвется от земли?

Очень просто. Специальными насосами воздух из баллонетов откачивается. Они все меньше и меньше давят на гелий, и газ начинает расширяться. В этот момент и весь дирижабль становится легче воздуха и взлетает. Чтобы опустить корабль вниз, в баллонеты снова накачивается воздух. Упругие полушария баллонетов сдавливают гелий, он сжимается, становится плотнее, и дирижабль приближается к земле.


Об авторе: admin

Ваш комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Электричество и автомобили

Электричество и автомобили

Оглавление1 Электрическая эпопея1.1 «Дьявольская повозка»1.1.1 Эх, прокачу! Электрическая эпопея Столетие...

Как летают самолёты в небе. Окончание

Как летают самолёты в небе. Окончание

Оглавление1 Полна коробочка!1.1 Покатились с горки1.1.1 Куда приводят приводы?1.1.1.1 Красно-белый финиш Полна...

Открытия пятидесятых годов двадцатого века

Открытия пятидесятых годов двадцатого века

Оглавление1 Искусственное сердце и и электронное цветное телевидение1.1 Происхождение лунной...

Напишите мне