Ang sasakyang panghimpapawid na nakikipag-ugnayan sa atmospera ay nahahati sa dalawang malawak na kategorya: mas magaan kaysa hangin at mas mabigat kaysa hangin. Ang dibisyong ito ay batay sa iba't ibang prinsipyo ng paglipad. Sa unang kaso, upang lumikha ng isang nakakataas na puwersa, ginagamit nila ang batas ng Archimedes, iyon ay, ginagamit nila ang prinsipyo ng aerostatic. Sa mga sasakyan na mas mabigat kaysa sa hangin, ang lakas ng pag-angat ay lumitaw dahil sa aerodynamic na pakikipag-ugnayan sa kapaligiran. Titingnan natin ang unang kategorya, lighter-than-air aircraft.
Pag-akyat sa karagatan ng hangin
Ang isang device na gumagamit ng Archimedean - buoyant - force to lift, ay tinatawag na balloon. Ito ay isang sasakyang panghimpapawid na nilagyan ng shell na puno ng mainit na hangin o isang gas na may mas mababang density kaysa sa kapaligiran.
Ang pagkakaiba sa density ng gas sa loob at labas ng shell ay nagdudulot ng pagkakaiba sa presyon, dahil sa kung saan mayroong aerostatic buoyancy force. Ito ay isang halimbawa ng prinsipyo ni Archimedes sa pagkilos.
Ang nakakataas na kisame ng mas magaan kaysa sa hangin na sasakyang panghimpapawid ay tinutukoy ng dami at pagkalastiko ng shell, ang paraan ng pagpuno nito atmga kadahilanan sa atmospera - pangunahin ang isang pagbaba sa density ng hangin na may taas. Ang record para sa isang manned ascent hanggang sa kasalukuyan ay 41.4 km, unmanned - 53 km.
Pangkalahatang pag-uuri
Ang lobo ay ang karaniwang pangalan para sa isang buong klase ng sasakyang panghimpapawid. Una sa lahat, ang lahat ng mga lobo ay nahahati sa hindi pinamamahalaan (mga lobo) at kontrolado (mga airship). Mayroon ding mga tethered balloon na ginagamit sa iba't ibang lugar para sa ilang partikular na espesyal na gawain.
1. Mga lobo. Ang prinsipyo ng paglipad ng lobo ay hindi nagpapahiwatig ng posibilidad na kontrolin ang isang sasakyang panghimpapawid sa isang pahalang na eroplano. Ang lobo ay walang makina at timon, samakatuwid, ang piloto nito ay hindi maaaring pumili ng bilis at direksyon ng kanyang paglipad. Sa bola, posible ang regulasyon ng taas sa tulong ng mga balbula at ballast, ngunit kung hindi man ang paglipad nito ay isang drift kasama ang mga alon ng hangin. Ayon sa uri ng tagapuno, mayroong tatlong uri ng mga lobo:
- Mga hot air balloon.
- Charliers na may gas filling. Kadalasan, ang hydrogen at helium ay ginamit (at patuloy na ginagamit) para sa mga layuning ito, ngunit pareho sa kanila ay may sariling mga kakulangan. Ang hydrogen ay lubhang nasusunog at bumubuo ng sumasabog na halo sa hangin. Masyadong mahal ang helium.
- Rosiere ay mga lobo na pinagsasama ang parehong uri ng palaman.
Ang
2. Ang mga sasakyang panghimpapawid (French dirigeable - "controlled") ay mga sasakyang panghimpapawid, ang disenyo nito ay may kasamang power plant at mga kontrol. Sa turn, ang mga airship ay inuri ayon sa maraming pamantayan: sa pamamagitan ng katigasanshell, ayon sa uri ng power unit at propulsion, sa paraan ng paglikha ng buoyancy force, at iba pa.
Maagang kasaysayan ng aeronautics
Ang pinakaunang maaasahang device na lumabas sa himpapawid sa tulong ng puwersa ng Archimedean ay malamang na ituring na isang Chinese lantern. Binanggit sa mga talaan ang mga bag ng papel na tumataas sa ilalim ng impluwensya ng mainit na hangin mula sa lampara. Nabatid na ang mga naturang parol ay ginamit sa mga usaping militar bilang isang paraan ng pagbibigay ng senyas noong ika-2-3 siglo; posibleng kilala na sila noon pa.
Western teknikal na pag-iisip ay dumating sa ideya ng posibilidad ng naturang mga aparato sa pagtatapos ng ika-17 siglo, na napagtanto ang kawalang-saysay ng mga pagtatangka na lumikha ng mga muscular flywheel device para sa paglipad ng tao. Kaya, ang Jesuit na si Francesco Lana ay nagdisenyo ng isang sasakyang panghimpapawid na itinaas sa tulong ng mga inilikas na bolang metal. Gayunpaman, hindi pinapayagan ng teknikal na antas ng panahon na maisagawa ang proyektong ito.
Noong 1709, ipinakita ng pari na si Lorenzo Guzmao sa maharlikang korte ng Portugal ang isang sasakyang panghimpapawid, na isang manipis na shell, ang hangin kung saan pinainit ng isang brazier na nakabitin sa ibaba. Ang aparato ay pinamamahalaang tumaas ng ilang metro. Sa kasamaang palad, walang alam tungkol sa mga karagdagang aktibidad ni Guzmao.
Simula ng aeronautics
Ang unang sasakyang panghimpapawid na mas magaan kaysa hangin, ang matagumpay na pagsubok na opisyal na naitala, ay ang magkapatid na lobo na sina Joseph-Michel at Jacques-Etienne Montgolfier. Noong Hunyo 5, 1783, lumipad ang lobo na ito sa French town ng Annone,2 km sa loob ng 10 minuto. Ang pinakamataas na taas ng pag-aangat ay halos 500 metro. Ang shell ng bola ay canvas, na dinikit ng papel mula sa loob; Ang usok mula sa nasusunog na basang lana at dayami ay ginamit bilang isang tagapuno, sa loob ng mahabang panahon pagkatapos ay tinawag itong "hot air balloon gas". Ang sasakyang panghimpapawid, ayon sa pagkakabanggit, ay pinangalanang "hot air balloon".
Halos sabay-sabay, noong Agosto 27, 1783, isang lobo na puno ng hydrogen, na dinisenyo ni Jacques Charles, ang pumailanlang sa hangin sa Paris. Ang shell ay gawa sa sutla na pinapagbinhi ng isang solusyon ng goma sa turpentine. Ang hydrogen ay nakuha sa pamamagitan ng paglalantad ng mga iron filing sa sulfuric acid. Ang isang bola na may diameter na 4 na metro ay napuno ng ilang araw, na gumastos ng higit sa 200 kilo ng acid at halos kalahating toneladang bakal. Ang unang charlier ay nawala sa ulap sa harap ng 300,000 manonood. Ang shell ng balloon, na sumabog nang mataas sa atmospera, ay nahulog pagkalipas ng 15 minuto sa kanayunan malapit sa Paris, kung saan ito ay winasak ng mga natakot na lokal.
First manned flights
Ang mga unang pasahero ng aeronautical apparatus na lumipad noong Setyembre 19, 1783 sa Versailles ay, malamang, walang pangalan. Isang tandang, pato, at isang tupa ang lumipad sa isang hot air balloon basket sa loob ng 10 minuto at nasa hanay na 4 km, pagkatapos ay ligtas silang nakarating.
Ang paglipad ng mga tao sa isang hot air balloon sa unang pagkakataon ay naganap noong Nobyembre 21 ng parehong tagumpay na taon ng 1783. Ginawa ito ng physicist na si Jean-Francois Pilatre de Rozier at dalawa sa kanyang mga kasama. Pagkatapos, noong Nobyembre, pinagsama-sama ni de Rozier ang kanyang tagumpay kasama ang mahilig sa ballooning na si Marquis François. Laurent d'Arland. Kaya, napatunayan na ang estado ng libreng paglipad ay ligtas para sa mga tao (umiiral pa rin ang mga pagdududa).
Disyembre 1, 1983 (isang tunay na makabuluhang taon para sa aeronautics!) Lumipad din si Charliere, lulan ang mga tripulante, na, bilang karagdagan kay J. Charles mismo, kasama ang mekaniko na si N. Robert.
Sa mga sumunod na taon, ang mga balloon flight ng parehong uri ay ginawa nang napakalawak, ngunit ang mga gas balloon ay mayroon pa ring kalamangan, dahil ang mga hot air balloon ay kumonsumo ng maraming gasolina at nagkaroon ng kaunting lift. Ang mga Rosier, sa kabilang banda, ay mga bola ng pinagsamang uri, na naging masyadong mapanganib.
Isang lobo na nasa serbisyo
Ang mga lobo sa lalong madaling panahon ay nagsimulang magsilbi hindi lamang sa mga layunin ng libangan, kundi pati na rin sa mga pangangailangan ng mga usaping pang-agham at militar. Kahit na sa unang paglipad, sina Charles at Robert ay nakikibahagi sa pagsukat ng temperatura at presyon ng hangin sa mataas na altitude. Kasunod nito, ang mga siyentipikong obserbasyon ay madalas na ginawa mula sa mga lobo. Ginamit ang mga ito upang pag-aralan ang kapaligiran ng Earth at geomagnetic field, at kalaunan ang mga cosmic ray. Ang mga lobo ay malawakang ginagamit bilang meteorological probe.
Nagsimula ang serbisyo ng lobo ng militar noong Rebolusyong Pranses, nang ang mga nakatali na lobo ay nagsimulang gamitin upang subaybayan ang kaaway. Kasunod nito, ang mga naturang device ay ginamit para sa high- altitude reconnaissance at pag-aayos ng apoy hindi lamang noong ika-19, kundi pati na rin sa unang kalahati ng ika-20 siglo. Sa panahon ng Great Patriotic War, ang mga nakatali na barrage balloon ay isang elementoAir defense ng malalaking lungsod. Noong panahon ng Cold War, ang mga high- altitude na lobo ay ginamit ng NATO intelligence laban sa USSR. Bilang karagdagan, ang mga long-range na sistema ng komunikasyon para sa mga submarino na gumagamit ng mga tethered balloon ay binuo.
Mas mataas at mas mataas
Ang stratosphere balloon ay isang balloon ng "charlier" na uri, na may kakayahang tumaas sa itaas na rarefied layer ng Earth's atmosphere - ang stratosphere, dahil sa mga feature ng disenyo. Kung ang flight ay pinapatakbo ng tao, ang naturang lobo ay puno ng helium. Sa kaso ng isang unmanned flight, ito ay puno ng mas murang hydrogen.
Ang ideya ng paggamit ng lobo sa matataas na lugar ay kay D. I. Mendeleev at ipinahayag niya noong 1875. Ang kaligtasan ng mga tripulante, ayon sa siyentipiko, ay dapat ibigay sa pamamagitan ng isang selyadong balloon gondola. Gayunpaman, ang paglikha ng naturang sasakyang panghimpapawid ay nangangailangan ng isang mataas na antas ng teknikal, na nakamit lamang noong 1930. Kaya, ang mga kondisyon ng paglipad ay nangangailangan ng isang espesyal na pag-aayos ng isang stratospheric balloon, ang paggamit ng mga magaan na metal at haluang metal, ang pagbuo at pagpapatupad ng mga ballast release system at gondola thermoregulation, at marami pang iba.
Ang unang stratospheric balloon na FNRS-1 ay nilikha ng Swiss scientist at engineer na si Auguste Picard, na, kasama si P. Kipfer, ay unang umakyat sa stratosphere noong Mayo 27, 1931, na umabot sa taas na 15,785 m.
Ang paglikha ng mga sasakyang panghimpapawid na ito ay lalo na binuo sa USSR. Maraming mga rekord sa mga flight papunta sa stratosphere ang itinakda noong ikalawang kalahati ng 1930s ng mga aeronaut ng Soviet.
Noong 1985, sa panahon ng pagpapatupad ng espasyo ng SobyetAng proyekto ng Vega ay naglunsad ng dalawang stratospheric balloon na puno ng helium sa kapaligiran ng Venus. Nagtrabaho sila sa taas na humigit-kumulang 55 km nang higit sa 45 oras.
Unang airship
Ang mga pagtatangkang gumawa ng balloon na kinokontrol sa level na paglipad ay nagsimula halos kaagad pagkatapos ng unang paglipad ng mga hot air balloon at charlier. Iminungkahi ni J. Meunier na bigyan ang sasakyang panghimpapawid ng isang ellipsoidal na hugis, isang double shell na may balloonet at bigyan ito ng mga propeller na hinimok ng lakas ng kalamnan. Gayunpaman, ang ideyang ito ay nangangailangan ng pagsisikap ng 80 tao…
Sa loob ng maraming taon, dahil sa kakulangan ng angkop na power unit para sa mga kondisyon ng paglipad, ang isang kontroladong lobo ay nanatiling panaginip lamang. Posibleng isagawa ito noong 1852 lamang ni Henri Giffard, na ang sasakyan ay unang lumipad noong ika-24 ng Setyembre. Ang airship ni Giffard ay may timon at 3 horsepower na steam engine na nagpaikot sa propeller. Ang dami ng gas-filled shell ay 2500 m3. Ang malambot na shell ng airship ay sumailalim sa pagbagsak sa mga pagbabago sa atmospheric pressure at temperatura.
Sa mahabang panahon pagkatapos ng paglipad ng unang airship, sinubukan ng mga inhinyero na makamit ang pinakamainam na kumbinasyon ng lakas at bigat ng makina, upang mapabuti ang disenyo ng shell at gondola ng device. Noong 1884, isang electric engine ang na-install sa airship, at noong 1888, isang gasolina. Ang karagdagang tagumpay ng industriya ng airship ay nauugnay sa pagbuo ng mga makina na may matibay na shell.
Tagumpay at trahedya ng mga Zeppelin
Ang tagumpay sa paglikha ng mga airship ay nauugnay sa pangalan ni Count Ferdinandvon Zeppelin. Ang paglipad ng kanyang unang makina, na itinayo sa Germany sa Lake Constance, ay naganap noong Hulyo 2, 1900. Sa kabila ng pagkasira na nagresulta sa sapilitang paglapag sa lawa, ang disenyo ng mga matibay na airship, pagkatapos ng karagdagang pagsubok, ay itinuturing na isang tagumpay. Ang disenyo ng makina ay napabuti, at ang airship ni Ferdinand von Zeppelin ay binili ng militar ng Aleman. Sa Unang Digmaang Pandaigdig, ang mga zeppelin ay ginamit na ng lahat ng nangungunang kapangyarihan.
Ang matibay na shell ng airship ay binubuo ng hugis tabako na metal frame na natatakpan ng cellon-coated na tela. Ang mga silindro ng gas na puno ng hydrogen ay nakakabit sa loob ng frame. Ang sasakyang panghimpapawid ay nilagyan ng mga mahigpit na timon at mga stabilizer, mayroong maraming mga makina na may mga propeller. Ang mga tangke, cargo at engine compartment, mga deck ng pasahero ay matatagpuan sa ilalim ng frame. Ang volume ng airship ay maaaring umabot sa 200 m3, ang haba ng hull ay napakalaki. Halimbawa, ang haba ng kilalang Hindenburg ay 245 m. Ang pagmamaneho ng napakalaking makina ay napakahirap.
Sa panahon sa pagitan ng mga digmaang pandaigdig, ang mga zeppelin ay malawakang ginagamit bilang isang paraan ng transportasyon, kabilang ang mga transatlantic flight. Gayunpaman, ang isang bilang ng mga sakuna, ang pinakatanyag na kung saan ay ang pagbagsak ng Hindenburg airship bilang isang resulta ng isang sunog, at ang mataas na halaga ng mga makina ay hindi naglaro sa kanilang pabor. Ngunit ang pangunahing kadahilanan sa pagpigil sa industriya ng airship ay ang paparating na World War II. Ang likas na katangian ng digmaan ay nangangailangan ng malawakang paggamithigh-speed aviation, at walang seryosong lugar para sa mga airship dito. Bilang resulta, walang muling pagbuhay sa kanila bilang malawakang ginagamit na sasakyan pagkatapos ng digmaan.
Mga lobo at modernidad
Sa kabila ng pag-unlad ng aviation, ang mga airship at balloon ay hindi nawala sa limot, sa kabaligtaran, sa pagtatapos ng ika-20 siglo, muling tumaas ang interes sa kanila. Ito ay dahil sa mga pag-unlad sa pagbuo ng mga high-tech na materyales at kontrol sa computer at mga sistema ng kaligtasan, pati na rin ang relatibong cheapening ng produksyon ng helium. Maaaring maipanganak muli ang mga sasakyang panghimpapawid bilang mga makina na nagsasagawa ng mahahalagang gawain sa ilang espesyal na industriya, halimbawa, sa pagpapanatili ng mga platform ng langis o sa transportasyon ng malalaking kargamento sa malalayong lugar. Ang militar ay muling nagsimulang magpakita ng ilang interes sa mga sasakyang panghimpapawid na ito.
Ginagamit din ang mga miniature airship para sa iba't ibang application, gaya ng paggawa ng pelikula para sa mga broadcast sa telebisyon.
Ang pampublikong sanay sa mga eroplano, helicopter at spaceship ay muling nakararanas ng interes sa aeronautics. Ang mga balloon festival sa iba't ibang bansa sa mundo, kabilang ang Russia, ay naging madalas na pangyayari. Dahil sa mga magaan na materyales na lumalaban sa init at mga espesyal na burner na pinapagana ng mga gas cylinder, ang mga hot air balloon ay nakakaranas ng pangalawang kabataan. Naimbento rin ang mga solar hot air balloon, na karaniwang hindi nangangailangan ng fuel combustion.
Ang malaking interes sa mga atleta at manonood ay dulot ng mga kumpetisyon at kaakit-akit na mass start ng maraming device na gaganapin satuwing balloon festival. Ang mga kaganapang ito ay matagal nang mahalagang bahagi ng entertainment industry.
Mahirap hulaan kung ano ang hinaharap para sa mas magaan na sasakyang panghimpapawid. Ngunit masasabi nating may kumpiyansa: nasa kanila ang hinaharap na ito.
