(01) (02) (03) (04) (05) (06) (07) (08) (09) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) Ю. БОЙКО, начальник отделарусского воздухоплавательногообщества.
Воздухоплавание внаше время становится все более иболее массовым: тысячи яркораскрашенных шаров плывут надвсеми континентами, и даже Северныйи Южный полюсы покореныпутешественниками-воздухоплавателями.Для них, наконец, появилсясравнительно дешевый,неприхотливый и простой вуправлении летательный аппарат,путешествие на котором доставляетни с чем не сравнимое ощущениеполета.
Впервые, какпринято считать, аэростат появилсяна свет 5 июня 1783 года. В этот день вофранцузском городкеВидалон-лез-Адонне, несколько южнееЛиона, поднялся в воздух такназываемый монгольфьер -наполненный горячим дымом шар избумаги и льняного полотна. Он былизготовлен братьями Жозефом иЭтьеном Монгольфье - мастерами попроизводству бумаги, которых наидею создания такого шаранатолкнули наблюдения за сжигаемойна костре бумагой и улетающими внебо ее обгоревшими клочками.
Существуют,впрочем, не слишком достоверныесведения и о куда более раннихполетах воздушных шаров. Например,о том, который был поднят в Пекине в1306 году во время церемониивступления на престол императораФо Киена. Или о том, на котором в 1709году летал португальский монахБартоломео де Кусмао. Но все жеофициальным днем рожденияаэростата считается 5 июня 1783 года.
А через два споловиной месяца в Париже наМарсовом поле был поднят в воздух ипервый шарльер - шар, наполненныйлегким газом. Свое название онполучил по имени французскогопрофессора физики Жака Шарля,нашедшего способ заполнения шараводородом. Шарльер оказался многоэффективнее монгольфьера и многоопаснее его, поскольку водород в 15раз легче воздуха, но чрезвычайновзрывоопасен. Поэтому впоследствии- после открытия гелия - шарльерыстали заполнять им.
Первые аэростатыбыли беспилотными, но уже в ноябретого же 1783 года на монгольфьеревпервые поднялись люди - маркиздўАрланд и Пилатр де Розье,стоявшие в прикрепленной к нижнейчасти оболочки корзине. В центре еенаходилась жаровня, поставлявшаявнутрь оболочки горячий воздух, асама корзина и оболочка былипропитаны специальнымпротивопожарным составом.
В следующемдесятилетии - во время Великойфранцузской революции - воздушныешары начали свою военную карьеру,активно продолженную и в XIX веке. Вофранко-прусской войне 1871 года,например, была с их помощьюналажена постоянная связь сокруженным немцами Парижем. За 4месяца на 65 аэростатах былопереправлено 150пассажиров и 16 675 килограммов писеми депеш общим числом более 3миллионов.
В 1869 году в Россиибыла организована постояннаяКомиссия по применениювоздухоплавания к военным целям, ас 1870 года - в Усть-Ижорском саперномлагере под Петербургом велисьнаблюдения с аэростатов запередвижениями войск икорректирование артиллерийскойстрельбы. В ряде стран появилисьлюди, занимавшиеся аэронавтикойпрофессионально.
В конструкцияхсвободных газовых аэростатовпостепенно учитывался опыт многихтысяч полетов. Более легкими ипрочными стали материалы оболочек,и их пропитывали составами,сводящими к минимуму утечкунесущего газа. Более надежным иудобным стал такелаж: тросы, стропыи прочее оборудование. Современныйаэростат для свободных полетовпочти не отличается от того, чтолетал полтора века назад (рисуноквверху).
Его изготовленнаяиз шелка оболочка была снабженавверху клапаном для выпуска газа, авнизу - отростком,"аппендиксом", который тожесвободно сообщался с атмосферой.Открывали газовый клапан припомощи проведенного от него кгондоле шнура. Туда же был проведени другой шнур - от разрывногополотнища, которым аэронавтпользовался для быстрого выпускагаза при посадке.
Оболочкапокрывалась сетью из шелковогошнура, связанного в виде петель.Книзу число петель постепенноуменьшалось, и они сходили с шараотдельными спусками, которые затемпривязывались к подвесному кольцуиз дерева или металлической трубки.К этому кольцу подвязывались истропы гондолы, якорь и балластныйканат - гайдроп. Манипулируя им, атакже газовым клапаном и балластом,опытные аэронавты совершалидлительные полеты.
Но поднимаемый напривязи свободный аэростатоказывался весьма неустойчивым.Уже при ветре более 10 метров всекунду находящийся в гондоленаблюдатель и вовсе не могвыполнять свои функции. Чтобыудержать аэростат, требовалисьочень прочные канаты и особоукрепленные места их присоединенияк оболочке, а этот дополнительныйвес снижал его подъемную силу. Дляповышения устойчивости привязныхвоздушных шаров в ветреную погодустали придавать им удлиненнуюформу и оснащать их оперением, ауправлять ими - при помощи канатов,идущих к наземным лебедкам.
Свое первоепрактическое применение такиеаэростаты нашли в военном деле: ихуспешно использовали еще в армииНаполеона - для подъеманаблюдателей, а впоследствии - вгражданской войне 1861-1865 годов в США- для разведки и корректированияогня артиллерии. Наибольшеераспространение получила в те годыконструкция привязного змейковогоаэростата, который, подобновоздушному змею, устойчиво парит ввоздухе за счет взаимодействияскоростного напора ветра соболочкой. Ее внутренний объемразделен диафрагмой на два отсека:газовместилище и так называемый"воздушный баллонет", которыйсообщается с окружающей атмосферойи наполняется ветровым потоком.
Подобныеаэростаты с успехом применялиськак в первую мировую войну - дляразведки и корректировки огняартиллерии, так и во вторую мировую- в качестве аэростатовзаграждения. Военное использованиеаэростатов продолжалось и в годы"холодной войны".Аэростаты-разведчикибеспрепятственно пересекалиграницу в толще облаков, засечь ихлокаторами было практическиневозможно. А если даже удавалосьих обнаружить, то сбить было тоженепросто: при большом объеме газапробоины не приводят к быстрой утечке.
Для связипогруженных подводных лодок в СССРи США были разработаны аэростатныеантенные системы дальней связи.
Но и в мирнойжизни аэростаты применяютсядостаточно широко. Стратостаты,например, оказывают немалую помощьастрономам, поднимая телескопы натакие большие высоты, гдепрозрачность атмосферы почтиидеальна. Первыми такой подъемосуществили американцы в 1957 году,когда стратостат объемом 85000кубометров поднял телескоп"Стратоскоп-1" на высоту 24километра. В дальнейшем подобныеподъемы осуществлялись и у нас.
Известны вистории воздухоплавания и случаизапуска космических аэростатов. В1960 году в США был запущен при помощиракеты-носителя спутник-аэростатсвязи "Эхо-1". Его выполненнаяиз полиэфирной пленки и покрытая собеих сторон алюминиевой фольгойоболочка располагалась во времязапуска в контейнере в свернутом виде. Внутринее находились 20 килограммовсамовозгорающегося порошкаацетамида. После раскрытияконтейнера и нагревания солнечнымилучами он превратился в газ изаполнил оболочку. На высоте 1680километров спутник-аэростат"Эхо-1" просуществовал 9 лет ииспользовался как радиоотражатель.Аналогичный ему спутник-аэростат"Эхо-2" просуществовал навысоте 1030-1310 километров около 15 лет.Оба эти спутника можно именоватьстратостатами - они располагались всамых верхних слоях атмосферы.Используют стратостаты и длядругих космических нужд: дляиспытания космических приборов игерметических кабин, для изучениякосмического излучения, дляисследования струйных течений набольших высотах.
А привязныеаэростаты широко применяют длясамых мирных целей: для трелевкилеса, разгрузки судов, в качествеаэростатов-кранов на строительствеплотин, дамб, при разработкекарьеров, особенно глубоких. Удобноиспользовать небольшие аэростаты идля сбора семян с элитных деревьевили кедровых шишек.
В конце 1970-х годовв Киевском общественном КБвоздухоплавания быласпроектирована аэростатнаятропопаузная ветроэлектростанция(ТВЭС). На высоте 8000-10000 метров, гдерасполагается тропопауза (границамежду тропосферой и стратосферой),существуют постоянные ветровыепотоки со скоростью 70-100 метров всекунду. Концентрация ветровойэнергии на этих высотах в 20-25 развыше, чем у поверхности Земли.Киевские конструкторы предложилиустановить на привязном аэростатесо стеклопластиковой оболочкойветроколесо и электрогенераторы, аполучаемую энергию передавать покабель-тросу на Землю.Предполагаемая мощность такойветростанции должна была составить1500 кВт, а годовая выработка - около 10млн. кВт.ч.Проект не был осуществлен.
Последние полторадесятилетия отмечены расцветомспортивного воздухоплавания.Помимо простоты управления исравнительной дешевизны воздушныйшар отличается относительнойкомпактностью: в собранном виде егооболочка вместе с корзиной легкоумещаются в прицепе легковогоавтомобиля. Гелий для спортивныхполетов слишком дорог: каждый егокубометр стоит около 50 рублей, атребуется для наполнения оболочкине менее 1000 кубометров. И поскольку газ послепосадки приходится выпускать ватмосферу, то на гелиевыхаэростатах совершаются лишьуникальные полеты - рекордные инаучные - длительностью в несколькосуток. Для путешествий же и обычныхспортивных полетов используется,как правило, монгольфьер, схемакоторого приведена на рисункевверху.
Оболочка егоимеет в верхней части такназываемый парашютный клапан.Открывается он при помощи шнурауправления, конец которого опущен вгондолу. Сама гондола, как и двавека назад, изготавливается изивовых прутьев или тростника,которые обладают хорошимиамортизирующими свойствами ивыдерживают удары при грубойпосадке.
Нагрузку от массыгондолы и ее содержимого передаютна ткань оболочки оплетающие еевертикальные и горизонтальныесиловые ленты. Их, так же как и самуоболочку, делают теперь из легких ипрочных синтетических материалов.Ткань оболочки обрабатывают так,что она становитсявоздухонепроницаемой, устойчивой ксолнечной радиации и негорючей.Нижняя же часть оболочки - такназываемая юбка - выполняется изогнестойких полимерных тканей,способных выдержать температуру до500 градусов, температура воздуха воболочке обычно равна 90-100 градусамЦельсия. Поддерживается она припомощи одной или двух горелок,соединенных шлангами с газовымибаллонами, а топливом служит жидкийпропан, бутан или их смесь. Жидкийгаз попадает в погруженную в неготрубку благодаря давлениюнасыщенных паров и, пройдя пошлангу и через управляемый пилотомогневой клапан, попадает виспаритель. Здесь он превращается впар и, смешавшись с воздухом,сгорает в форсунках. Мощностьгорелок может достигать двухмиллионов килокалорий в час.Дежурная горелка горит слабымпламенем постоянно - с тем, чтобы отнее можно было зажечь форсунки.
Газовый баллонвмещает обычно около 35 килограммовпропана, этого достаточно для 45-60минут полета монгольфьера. Каждыйбаллон снабжен предохранительнымклапаном и манометром. Когда водном баллоне газ кончается, пилотпереключается на другой баллон.Помимо горелок и баллонов в гондолеустановлены высотомер, вариометр(измеритель вертикальной скорости),датчик температуры воздуха воболочке, радиостанция,огнетушитель и аптечка.
Удельнаяподъемная сила горячего воздухапри температуре 100 градусов Цельсиясоставляет 0,278 килограмма накубометр. Это значит, что шаробъемом 1500- 2000 кубометров можетподнимать полтонны, то есть трех -четырех человек и три - четыребаллона с пропаном. С увеличениемже объема шара увеличивается,разумеется, и подъемная сила. В 1988году в Голландии был поднятмонгольфьер объемом 24000 кубометров,его 50 пассажиров размещались вкомфортабельной двухпалубнойкорзине.
На монгольфьерахсовершены уникальные полеты:перелет через Атлантический океан,подъем на высоту 18000 метров,готовится облет земного шара за двенедели.
Аэростат - этолетательный аппарат, онобязательно должен иметьсвидетельство о его регистрации исвидетельство годности к полетам,которое выдается сразу послеизготовления и продлеваетсякомиссией после налетаопределенного количества часов.Сами пилоты аэростатов проходятподготовку в воздухоплавательныхшколах и после прохождениятеоретического курса и полетов -сначала с инструктором, а затемсамостоятельных - получаютсоответствующие документы.Ежегодно они проходят медкомиссиюи проверку теоретических знаний.
Каждый полеттщательно готовится.Разрабатывается маршрут, которыйне должен проходить в районахаэропортов, военных объектов и т. п.В органы воздушного надзорасообщаются все данные о полете -дата, место старта, высота и целиполета. После получения разрешенияна полет изучаются метеосводки:важно знать не только силу инаправление ветра, но и температурувоздуха, высоту облачности, видыосадков. Все это позволяетпланировать полет и обеспечить егобезопасность.
Развитиювоздухоплавания в нашей странеактивно содействует Русскоевоздухоплавательное общество,основанное еще в 1880 году,выпускающее сегодня литературу поаэронавтике, организующее выставкии спортивные соревнования.
Всемирнаяфедерация воздухоплаванияпроводит чередующиеся чемпионатымира: в четные годы - длямонгольфьеров, в нечетные - длягазовых аэростатов. У нас в странеФедерация воздухоплавания былаорганизована в 1990 году и с тех порпровела ряд общероссийских имеждународных соревнований. Еечлены участвуют в чемпионатах мираи Европы.
Стоит, пожалуй,добавить, что для жителей многихстран, а с некоторых пор и дляжителей крупных российских городовуже стали привычными рекламныеаэростаты, несущие на своих бортахполотнища или эмблемырекламодателей, иногдаподсвеченные изнутри, снабженныезвуковещательными установками,выполненные в виде каких-тозабавных фигур. Все чаще городскиепраздники не обходятся без этихнарядных и важно плавающих ввоздухе летательных аппаратов.
Несмотря на своюотносительную консервативность,аэростатная техника постоянносовершенствуется и находитвоздушным шарам все новые и новыеобласти применения. Тому немалоспособствуют и разработкиотечественных конструкторов извоздухоплавательного центра"Авгуръ", фирм"Интеравиа", ПК "Воздух","Аэронатц","Аэроэкология", НПФ"Аэрогипнефо","Урал-Джиком" и других.
НАУЧНОЕВОЗДУХОПЛАВАНИЕ В РОССИИ
30 (12) июня 1804 годаизвестный химик академик ЯковДмитриевич Захаров и бельгийскийфизик и воздухоплавательЭ.Робертсон поднялись с плаца 1-гокадетского корпуса в Петербурге вгондоле наполненного водородомаэростата. Оболочка для него -диаметром около 9 метров - былаизготовлена в Петербурге, а водородпоставила Академия наук.Поднявшись в воздух, шар достигвысоты 2550 метров и летел в течение 3часов 45 минут, покрыв при этомрасстояние более 60 километров. Всвоем рапорте Захаров отметил:"Главный предмет сегопутешествия состоял в том, чтобыузнать с большею точностью офизическом состоянии атмосферы и осоставляющих ее частях в разныхопределенных возвышениях оной".Планировалось изучить "влияниевысоты на увеличение илиуменьшение магнитной силы, а такжеувеличение или уменьшениенагревательной силы солнечныхлучей".
Аэронавтыобнаружили, что ветер внизу и ветервверху могут не совпадать понаправлениям, установили, чтотемпература воздуха падает сростом высоты, взяли пробы воздухана разных высотах. Они определялиизменение видимости отдельныхпредметов на поверхности Земли,оценивали восприятие слухомзвуковых колебаний на большихвысотах при помощи колокольчика.Пригодился и взятый с собой рупор.Оказалось, что если крикнуть черезнего вниз, то отразившийся от землизвук возвращается и колеблетаэростат. Так что, зная скоростьзвука и измеряявремя между его подачей ивозвращением, можно было быопределять высоту полета.
Немаловажные длянауки результаты были получены ипри запуске воздушного шараучастниками русской кругосветнойэкспедиции под командованием И. Ф.Крузенштерна. В феврале 1805 года,находясь в японском городеНагасаки, они подняли аэростат длянаблюдений за характером воздушныхтечений на разных высотах.
Но наиболеесерьезные научные исследования припомощи аэронавтики начались вРоссии через несколькодесятилетий. Инициатором их стализвестный физик, директор Главнойфизической обсерватории, академикМихаил Александрович Рыкачев,который сам совершил несколькополетов на аэростатах. В 1881 году онстал председателем только чтосозданного Воздухоплавательногоотдела Русского техническогообщества и был одним из создателейМеждународной комиссии научноговоздухоплавания. В 1896-1897 годах этакомиссия организовалаодновременные запуски воздушныхшаров для наблюдений за движениемоблаков вокруг Земли. Первый такойзапуск был одновременно произведенв Берлине, Варшаве, Мюнхене, Париже,Петербурге и Страсбурге в ноябре 1896года.
Профессиональнозанимался воздухоплаванием иДмитрий Иванович Менделеев. Изучаясвойства газов при разныхдавлениях, он, в частности,установил, что закон Бойля-Мариоттаабсолютно справедлив лишь вотносительно узком диапазонедавлений. Это в итоге привелоМенделеева к совершенствованиюбарометра и созданию на его основевысотомера.
В 1880 году ДмитрийИванович опубликовал классическийтруд "О сопротивлении жидкостейи о воздухоплавании", а черезсемь лет поднялся на аэростате сам.
7 августа 1887 года вКлину во время полного солнечногозатмения состоялся запусквоздушного шара, предоставленногов распоряжение Менделеева. Полетбыл непростым. Поначалупредполагалось, что сопровождатьученого будетаэронавт-профессионал, нооборудования было много, ааэростат, как оказалось, на такуютяжесть рассчитан не был. И 53-летнийпрофессор Санкт-Петербургскогоуниверситета, никогда до этого неподнимавшийся в воздух,решил лететь один. Погода быладождливая, и Менделееву пришлосьпробиваться через облака, самомупроизводить рискованную поправкуклапанов, а затем управлять шаром иодновременно проводить наблюденияза короной Солнца и состояниематмосферы. Полет продолжался 3 часа 36минут, после чего шар приземлилсянедалеко от Калязина, покрыврасстояние около 120 километров.
Впоследствии встатье "Воздушный полет из Клинаво время затмения" ("Северныйвестник" №№ 11, 12, 1887 г.) Менделеевписал:
"Кругомаэростата была масса народу,...кто-то кричал "бис", и яподумал: хорошо бы в самом делеповторять и повторять этоторжество науки, хорошо потому, чтоесть масса чрезвычайно интересныхзадач, которые можно разрешитьтолько при поднятии нааэростатах".
Кандидаттехнических наук В. ШИМАНОВСКИЙ.
Привязной змейковый аэростат.
Советский аэростат-разведчик.
Так теперь заполняют монгольфьер горячим воздухом.
Сбор семян с деревьев.
Аэростат-кран на трелевке леса.
Строительство плотины при помощи аэростата.
1 -Шнур разрывного полотнища 2 -Клапан выпуска газа 3 -Сеть 4 -Спуски 5 -Стропы 6 -Якорь 7 -Гондола 9 -Гайдроп 10-"Аппендикс" выпуска газа 11-Оболочка 12-Разрывное полотнище для быстрого выпуска газа 13-Шнур управления клапаном
Шарльер середины прошлого века практически не отличался от того, что применяется сегодня.
(01) (02) (03) (04) (05) (06) (07) (08) (09) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94)
|
|