Как правильно называется воздушный шар с корзиной: летающие аэростаты, их виды и особенности
Видя летательный аппарат, похожий на воздушный шарик, многие задаются вопросом, а как правильно называется огромный шар в воздухе, на котором можно летать. Именно он положил начало гражданской авиации. Его продолжают активно использовать, но уже преимущественно в качестве развлечения. За все время существования принцип его действия остался неизменным. У него нет двигателя и руля. Имеется исключительно купол с корзиной, в которой находятся люди, газовая горелка и балласты. В статье мы расскажем обо всем подробнее, рассмотрим основные виды агрегата, его устройство и историю создания.
Происхождение термина
Этот летающий объект, который можно увидеть в небе, носит название аэростат. Состоит из двух латинских слов:
«aero», что в переводе означает «воздух»;
История создания
Первое описание этого агрегата датируется 1306 годом. Оно было сделано Бассу, который наблюдал, как аппарат поднимается ввысь в Поднебесной в день восхождения на трон одного из императоров.
Но считается, что аэростат был изобретен именно во Франции. Его создателями являются братья Монгольфье. Купол был сшит из льняной ткани, оклеенной бумагой. Чтобы подогревать воздух, развели костер. Уже позже его дополнили корзиной. Это стало настоящим событием, весть о котором разлетелась практически по всему миру. В честь создателей их изобретение называли монгольфьями (монгольфьерами).
Первый пилотируемый полет
В течение нескольких лет изобретатели проводили эксперименты в отношении своей разработки, неоднократно поднимались в небо на привязанном аппарате.
21.11.1783 г. они впервые запустили шарообразный аэростат, наполненный горячей воздушной массой, который в диаметре достигал 3,5 м и весил 155 кг. Подъем происходил на высоту 300 м в течение 10 мин. Он проделал путь почти 1 км. Пассажирами стали физик Пилатр де Розье и маркиз д‘ Арланд.
Устройство шара в небе с корзиной
Он состоит из нескольких конструктивных элементов:
купольной части, заполняющейся газом;
горелки, создающей поток горячего воздуха;
Современные монгольфьеры производятся из высокотехнологичного сырья, но принцип конструкции остался таким же, как и несколько веков назад. Для купола уже не используют лен и бумагу. На замену пришла полиэфирная ткань.
Купол
Сшивается из тканевого материала в колонки, которые в дальнейшем надежно крепятся. Используются полиамид или полиэстер. Осуществляется обработка специальной силиконовой пропиткой для обеспечения нормального проникновения и выхода газа.
Требования, которые выдвигаются к этому конструктивному элементу:
прочность и стойкость к механическому влиянию, атмосферным явлениям;
термостойкость, т. к. происходит контактирование с нагретой воздушной массой;
эластичность, что позволяет задавать и сохранять необходимую форму.
Купол заполняется разогретым воздухом, водородом и прочими газообразными веществами, подающимися через отверстие, благодаря чему он отрывается от земли и поднимается на необходимую высоту. Для безопасности он обрабатывается специализированной жароустойчивой лентой. Для снижения или приземления горячий газ выводится через специальный клапан.
На внешней области фиксируются так называемые ленты нагрузки. Сверху они закрепляются с использованием кольца, а снизу — подсоединяются к подвесным канатам. Это позволяет сформировать прочный и надежный каркас.
Горелка
Обеспечивает разогрев газовой смеси, подъем и поддержание необходимого температурного режима. Это оборудование функционирует на жидком пропане. Нагреваясь, он приобретает газообразную форму и подается в купол.
Агрегаты, используемые в современных аэростатах очень мощные. Их мощность может достигать 6000 МВт. Изготавливаются из жаростойкой стали, не подверженной коррозии. Они безопасные, т. к. имеют противоожоговую защиту.
Корзина
Предназначается для размещения пилота, пассажиров и груза. Требования к этому конструктивному элементу:
высокий показатель прочности.
Для обеспечения данных параметров каркас производится из лозы, а дно из фанеры, обработанной от проникновения влаги. С куполом она соединяется при помощи надежного троса. Чтобы не допустить охлаждения воздушной массы, монтируются полиуретановые стояки. Последние два элемента закрываются защитными оболочками.
В углах размещаются и фиксируются ремнями газовые баллоны. Также присутствуют отсеки для огнетушителей и прочих атрибутов, которые могут потребоваться.
С внешней стороны стенок навешиваются мешки, наполненные песком, в качестве балласта. Если необходим набор высоты, их поочередно скидывают.
Основные типы
Классификация летательных аппаратов по принципу наполнения купола:
Тепловые. Как и несколько веков назад такие летающие воздушные шары с корзиной для полетов в небе называют монгольфьерами. Взлет осуществляется благодаря подаче нагретого воздуха.
Газовые. Подъемная сила обеспечивается за счет легких газов и их смесей. Эта разновидность является разработкой француза Ж. Шарля, поэтому данные аэростаты называют шарльерами. Изобретатель впервые испытал свою разработку в 1783 г. Она работала от водорода.
Комбинированные (смешанные). Для подъема используется как воздушная, так и газовая масса. Аппарат оснащен 2-мя оболочками. Изобрел его Розье в 1785 г. Однако он и его помощник погибли во время испытаний. Но изобретение используется и сейчас, его называют розьером. В 1999 г. Б. Джонс и Б. Пиккар отправились на нем в кругосветку, которая завершилась благополучно.
Также принято классифицировать по предназначению:
Свободные (неуправляемые). Используются в спортивных, развлекательных, научных и рекламных целях.
Привязные. Ими тоже нельзя управлять, но в отличие от предыдущего вида они привязаны к земле тросом. Запускаются в небо как с пассажирами, так и без них. Применяются в науке и для рекламы, а также для обзора местности и обучения парашютистов.
Стратостат. Возможность управления отсутствует. Запускаются в стратосферу без людей для исследований. Имеют крупногабаритные размеры и надежно загерметизированную корзину.
Дирижабли. Это название произошло от слова «dirigeable», которое в переводе на русский язык означает «управляемый». Первый запуск осуществлялся в 1852 г. Аппарат был выполнен в форме сигары, оснащался винтом и парогенератором. Он являлся очень востребованными. Сейчас используется в туристических целях, для перевозок. В него монтируются различные типы двигателей, а также газовые турбины.
Все перечисленные разновидности были изобретены много лет назад, но не теряют актуальность и сейчас.
Как летает воздушный шар
Принцип полета основывается на элементарных физических законах. Вещества, поступающие в купол, разогреваются до температуры выше той, что имеет окружающая среда. При этом они обладают более высокой плотности. В результате под воздействием выталкивающей энергии агрегат поднимается ввысь. При достижении определенной высоты происходит уравновешивание силой тяжести, за счет чего аэростат зависает в небе.
Как управлять
Большое влияние на направления движения летательного аппарата оказывает ветер. Однако большинство разновидностей, так или иначе, можно контролировать в небе. Например, высота отрыва от земной поверхности регулируется при помощи верхнего выпускного клапана, а сторона движения — боковым.
Несмотря на то, что конструкция воздушного шара предельно простая, пилотирование им является достаточно сложной задачей. Обычного инструктажа перед тем, как подняться в небо, недостаточно, этому учатся годами. Но взлетать могут и обычные люди — без специальных навыков и знаний. Это можно сделать с компанией «Полетомания». У вас есть возможность отправиться в воздушное приключение с опытными пилотами. Прогулка по воздуху на высоте птичьего полета и красивые пейзажи точно не оставят вас равнодушными.
Подготовка
В качестве подготовительного этапа тщательно изучают метеорологические условия. На основании полученных данных строится маршрут. Так как возможны различные непредвиденные обстоятельства, на земле на протяжении всего пути должны быть участки, на которые аэростат сможет приземлиться.
Взлет
Для поднятия в воздух требуется специальная ровная площадка, удаленная от любых зданий, ЛЭП и т. д. Для подъема требуется участие сразу нескольких человек. Поэтому работает целый экипаж, но в небо поднимается только пилот с пассажирами, а остальные члены команды остаются на земле.
Сначала аэростат необходимо собрать:
Горелка крепится к гондоле и соединяется с баллонами, наполненными газом, при помощи шлангов.
Осуществляется пробное включение источника тепловой энергии.
По направлению ветра растягивается купол, затем он пристегивается к корзине карабинами.
После сборки верхняя часть наполняется холодным воздухом с использованием вентилятора. Затем он нагревается, за счет чего аппарат отрывается от поверхности. Пассажиры и пилот занимают свои места. Если речь идет о привязном воздушном шаре, предварительно он фиксируется на земле.
После завершения прогулки по небу тоже подбирается ровная площадка, на которой нет никаких помех для приземления. Воздушная масса выпускается из купола через клапан, за счет чего начинается плавное снижение высоты.
Интересный факт: если эти летательные аппараты столкнутся в воздухе, ничего не произойдет. Они полетят дальше. К тому же такое случается крайне редко, так как летают они по ветру, то есть в едином направлении.
Недостатки аэростатов
Несмотря на большое количество преимуществ таких летательных аппаратов (высокая грузоподъемность, возможность продолжительного нахождения в воздухе, небольшие расходы на перевозки и другие), они имеют и минусы:
Относительно низкая скорость в сравнении с вертолетами и самолетами. Они способны разгоняться не более 160 км/ч.
Низкая маневренность. Хотя они и поддаются управлению, но все-таки их движение сильно зависит от погодных условий, а контролировать это на 100% невозможно.
Значительная зависимость от погоды. Например, даже при легком тумане, очень сильных ветровых порывах и прочих неблагоприятных факторах полет в большинстве случаев отменяется.
Высокая стоимость обслуживания. Несмотря на то, что само путешествие обходится дешевле в сравнении с современными воздушными судами, шар требует особых условий содержания, периодических проверок и т. д. А это влечет за собой дополнительные расходы.
Минусов не так уж и много. Они не мешают аэростатам оставаться популярными аппаратами для небесных прогулок в наши дни.
Воздушный шар в культуре и искусстве
Он вдохновлял многих режиссеров, писателей и других людей творческих профессий:
в произведении Ж. Верна «Таинственный остров» прилетают из Соединенных штатов Америки на о. Линкольна именно на нем;
в сказке «Волшебник Изумрудного города» А. Волкова персонажи попадают в сказочную страну на аэростате;
в 1873 г. художник Пал Синьеи-Мерше написал картину с аналогичным названием;
30.08.2019 г. вышел фильм Т. Харпера «Аэронавты» о знаменитом подъеме Джеймса Глейшера 5.09.1862 г. (главная роль воздухоплавателя досталась Эдди Редмэйну);
в мультфильме «Приключения Незнайки и его друзей» герои путешествуют на таком судне;
на этом агрегате намереваются пересечь Африку и путешественники из романа Ж. Верна «Пять недель на воздушном шаре».
Таким образом, летательные аппараты в течение многих лет вдохновляли деятелей искусства. В этом нет ничего удивительного, так как полет на них является очень романтичным, увлекательным и вдохновляющим.
Спортивные соревнования и фестивали
Существует несколько мероприятий, в которых участвуют аэростаты:
Gordon Bennett Cup (Кубок Гордона Беннетта). Это старейшая в мире гонка на газовых баллонах. Впервые была проведена в Париже 30.09.1906 г.
The Great Reno Balloon Race. Соревнования, которые проводятся каждый сентябрь в Рино, штат Невада.
Также есть огромное количество фестивалей, посвященных этому судну: Adirondack Hot Air Balloon Festival, Alabama Jubilee Hot Air Balloon Classic, Albuquerque International Balloon Fiesta и другие.
Рекорды по полетам
27.05.1931 г. О. Пиккар и П. Кипфер 1-ыми сумели подняться в стратосферу.
31.08.1933 г. А. Даля, находясь в корзине, сделал 1-ый фотоснимок, на котором отображалась округлость нашей планеты.
Explorer II, которым управлял экипаж Авиационного корпуса США, 11.11.1935 г. поставили рекорд по высоте (22066 м). В 1934 г. отметки в 22000 м достигли на советском «Осоавиахим-1».
4.05.1961 г. до 34668 м удалось взлететь М. Россу и В. Пратеру на «Stratolab V». Старт осуществлялся с корабля «USS Antietam».
Последнюю рекордную цифру побили 14.10.2012 г. Она составила 39045 м. Это сделал Ф. Баумгартнер, находившейся в капсуле, прикрепленной к аэростату «Red Bull Stratos». Произошло все над Нью-Мексико.
1.03.1999 г. Б. Пиккар и Б. Джонс отправились на «Breitling Orbiter 3» из швейцарской деревни Шато-д’О в 1-ое кругосветное путешествие, которое не подразумевало посадку на землю. Они сели в Египте после преодоления пути в 40814 км. В небе были 19 д., 21 ч и 55 мин. Средняя скорость составляла 85,4 км/ч.
Рекорд высоты для аппарата без пилота и пассажиров — 53 км. Агрегат был запущен JAXA 25.05.2002 г. из префектуры Ивате (Япония). Только ракеты, ракетные самолеты и баллистические снаряды могут подниматься выше.
Итак, как стало понятно, большой воздушный шар с корзиной, на котором летают люди в небе, на самом деле правильно называется аэростат — это профессиональное название аппарата для полетов. Это уникальное и интересное судно, которое при этом имеет элементарную конструкцию. Принцип его работы основывается на простых законах физики. Те, кто хотя бы один раз поднимались на нем, никогда не забудут это приключение!
ВОЗДУШНЫЙ ШАР
Воздушный шар — (balloon) Крупная сумма, выплачиваемая время от времени для погашения долга. К займам воздушный шар (balloon loans) относятся те, погашение которых происходит не в форме регулярных платежей, а по мере появлении у заемщика средств, т.е. крупными… … Финансовый словарь
воздушный шар — монгольфьер, аэростат, дирижабль Словарь русских синонимов. воздушный шар сущ., кол во синонимов: 5 • аэростат (13) • … Словарь синонимов
ВОЗДУШНЫЙ ШАР — (balloon) Крупная сумма, выплачиваемая время от времени для погашения долга. К займам типа воздушный шар (balloon loans) относятся те, погашение которых происходит не в форме регулярных платежей, а по мере появления у заемщика средств, то есть… … Словарь бизнес-терминов
ВОЗДУШНЫЙ ШАР — (Balloon) см. Аэростат. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
Воздушный шар — В дополнение к помещенным уже ранее статьям Аэронавтика и Аэростат здесь приводятся сведения, касающиеся приготовления и наполнения В. шаров и некоторых случаев их применения. В воздухоплавательной практике применяют следующие газы: водород,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
ВОЗДУШНЫЙ ШАР — Увиденный во сне воздушный шар предвещает погибшие надежды и несчастья в деловой жизни. Подниматься на воздушном шаре – к неудачному путешествию. Видеть во сне воздушный шар, быстро уносимый потоком воздуха, предсказывает безответную… … Сонник Мельникова
Воздушный шар — Под словом «воздушный шар» может пониматься: Аэростат Монгольфьер Шарльер Стратостат Воздушный шарик … Википедия
ВОЗДУШНЫЙ ШАР — 1) вид займа, по условиям которого последний платеж в его погашении значительно больше предыдущих (см. т.ж. ЗАЕМ ВОЗДУШНЫЙ ШАР ); 2) характеристика последовательного выпуска облигаций, у которых в первые годы действия предусматриваются к… … Энциклопедический словарь экономики и права
Воздушный шар — Сферический аэростат. В 1887 г. Менделеев решил использовать воздушный шар для наблюдения солнечного затмения (В. Данилевский. Русская техника) … Фразеологический словарь русского литературного языка
воздушный шар — oro balionas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. air balloon vok. Luftballon, m rus. воздушный шар, m pranc. ballon, m … Fizikos terminų žodynas
Как называется летающий шар с корзиной. Как правильно называется воздушный шар и кто его создатель. Из истории воздухоплавания
Сложно представить, да, чтобы плетеная корзина воздушного шара стоила как новый Rolls Roice — больше полумиллиона долларов? Но именно в такой корзине полетит Федор Конюхов в одиночное путешествие вокруг земного шара. Конечно, она совсем не плетеная, напичкана электроникой и современным оборудованием, и больше похожа на батискаф, чем на старую добрую гондолу для воздушного шара.
Гондола шара «Мортон», на котором полетит Конюхов, была разработана и изготовлена специально для этого проекта в английском Бристоле. Она является одновременно и кабиной для управления полетом шара, и жилым домом для Федора, и спасательной шлюпкой с полной автономностью до 7 дней. Здесь навигационная рубка, место для сна, печка на которой можно разогреть еду — вот тот минимум удобств, который есть у пилота в гондоле. На изготовление и полное оснащение гондолы ушел почти год, а стоимость превысила 500 тысяч долларов.
Для отправки столь нестандартного и хрупкого груза из Бристоля были задействованы силы сети экспресс-доставки на международном уровне. Маршрут был рассчитан специально с учетом негабаритных размеров гондолы таким образом, чтобы на всем пути использовались только самые большие самолеты DHL, позволяющие загрузить и безопасно транспортировать такой нестандартный груз. Сначала из Бристоля на автомобильном транспорте она была доставлена в Восточный Мидландс, затем самолетом следовала по маршруту: Бристоль — Лейпциг — Бангкок — Сингапур — Сидней, а затем из Сиднея официальный автомобиль экспедиции Toyota Hilux доставил гондолу на базу команды в Нортхэм.
Ниже смотрите, как выглядит эта технологичная корзина внутри.
2. Гондола изготовлена из сверхпрочного и легкого углепластика и имеет габариты 2х2,2х1,6м. Попасть в гондолу можно через люк, расположенный на крыше, который также выполняет функцию смотрового окна.
Под днищем гондолы установлены два киля для сохранения плавучести на случай вынужденной посадки в океан. Внутри гондола напоминает отсек спасательной шлюпки с автономностью до 7 дней.
3. Как таковой передней и задней частей у гондолы нет. Но условно их можно определить следующим образом: там, где располагается все навигационное оборудование — передняя часть, а где системы жизнеобеспечения — задняя.
Штурманское место выглядит впечатляюще. Все передняя панель заполнена дисплеями, приборами и управляющими тумблерами.
На центральной консоли большой дисплей многофункционального навигатора
4. Штурманский столик и бортовой журнал на нем.
Навигационное оборудование и радиосвязь аналогичны тем, что установлены в кабине самолета. Без них невозможно было бы получить разрешения на вылет и пролет в зоне активного авиатрафика.
5. Гондола оборудована автопилотом. Спросите, что это означает, ведь у воздушного шара нет крыльев, руля высоты и вообще какого-либо руля? Задача автопилота поддерживать шар в заданном диапазоне высот, не давая выйти из воздушного потока.
Делается это при помощи управления горелками. Когда необходимо, подогревается воздух под оболочкой шара, когда необходимо, часть теплого воздуха стравливается.
6. Рабочие записи Федора Конюхова для радиообмена с авиадиспетчерами. Буквы здесь называются не так, как мы привыкли, а по первым звукам в английский словах: А — Альфа, Б — Браво и т.д. Причем, эти слова четко определены и используются авиадиспетчерами по всему миру.
7. Есть и кнопка SOS глобальной системы спасения КОСПАС-SARSAT
Это международная спутниковая система, которая является одной из основных частей глобальной морской системы спасения при бедствии и предназначена для обнаружения и определения местоположения судов, самолетов, других объектов, потерпевших аварию.
Функционирует она следующим образом. Покупается буй этой системы, который, фактический, является неким «страховым полисом».
Стоимость его достаточно высока, что позволяет аккумулировать системе спасения очень крупные суммы, которые направляются, в случае необходимости, на организацию спасательной операции. Иногда такие операции стоят сотни тысяч долларов.
Первый практический случай спасения людей с помощью системы произошел 10 сентября 1982 года еще на стадии отработки технических средств системы, когда советский спутник «Космос-1383» ретранслировал сигнал бедствия с разбившегося в горах Канады небольшого самолета. Аварийный сигнал через спутник был принят канадской наземной станцией. В результате спасательной операции были спасены три человека. На начало 2002 года с помощью системы КОСПАС-SARSAT спасено более 10 000 человек. В одном только 1998 году произведено 385 спасательных операций, в результате которых было спасено 1334 человека.
Количество же проданных спасательных модулей-буев на данный момент превышает 1 миллион
8. Управление системой жизнеобеспечения кабины. Она оборудована печкой, т.к. на высоте 5-10 км, на которых будет проходить полет в течение 2 недель очень холодно. Ни один пуховик не спасет, поэтому в кабине нужно нагревать воздух.
По техническим причинам кабину нельзя сделать герметичной, как салон самолета, чтобы в ней было комфортно находиться все две недели полета.
Дело в том, что в процессе полета Федору придется не один раз выбираться на верхнюю часть гондолы для работы с горелками, отстегивания пустых баллонов из-под газа и переключения шлангов подачи газа с пустых баллонов на полные.
9. Будильник, который был у Федора на лодке, когда он переплывал на ней Атлантику и Тихий океан.
10. Рабочие записи. Они пригодятся там, в небе, во время экспедиции
11. Задняя часть гондолы, она же бытовая. Кармашки для мелочей, трубы отопления, по которым будет циркулировать теплый воздух
13. Внутренний объем не такой уж и большой, как может показаться. В передней части навигационная панель, по бокам рундуки, одновременно являющиеся и спальным местом. В них, внизу, хранятся необходимые вещи, продукты, запас воды.
14. Верхняя часть гондолы. Она не менее технологичная, чем внутренняя. Это система горелок, которые должны безотказно отработать во время всего перелета на экстремальных высотах при экстремальных температурах
15. Подвес гондолы. Стальные тросы пропущены сквозь корпус из карбона насквозь.
16. Наружная часть печки.
17. Место входа кабелей, идущих от внешнего навигационного оборудования.
18. Горелки снизу во время тестовых пусков.
19. GPS-передатчики расположены примерно в метре от гондолы на внешних штангах. Здесь же будет закреплено несколько камер GoPro, запитанных на постоянной основе. Управление из гондолы при помощи пульта ДУ. Если включить на постоянную запись, надолго карты памяти не хватит.
20. Телеметрический модуль ОКО, который будет мониторить полет Федора.
Этот уникальный аппарат сконструировали инженеры «Русского технического общества», которое является одним из технологических партнеров подготовки кругосветного полета Федора Конюхова на воздушном шаре «Мортон».
Устройство представляет собой куб 17х17х17 см. Оно оснащено бортовым компьютером, который будет записывать характеристики и параметры полета: высоту полета, атмосферное давление, GPS/Глонасс-координаты, скорость перемещения гондолы, направление полета, температуру окружающей среды, ускорение, крен, уровень освещённости, уровень радиации и т.д. Всего модуль будет отслеживать более 20 различных параметров. Кроме того, в устройство встроена фото-видеокамера, которая будет делать 1 снимок каждые 2 минуты на протяжении двух недель полета. Питание автономное при помощи солнечных батарей.
21. Каждый вечер на протяжении недели экспедиционная Toyota Hilux выкатывает прицеп с гондолой из ангара для отработки Федором Конюховым навыков работы с горелками. В вечернем свете это выглядит очень красиво!
22. Во время полета Федору придется быть постоянно в теплом комбинезоне и использовать для дыхания кислородную маску. Огромный баллон с кислородом также будет находиться в гондоле..
Серия репортажей о подготовке кругосветной экспедиции Федора Конюхова осуществляется благодаря спонсору экспедиции и официальному автомобилю команды
Вопрос о том, кто изобрел воздушный шар, наверняка будет интересен каждому школьнику. Ведь данный летательный аппарат был создан в далеком 18 веке и выдержал проверку временем, так как его используют в воздухоплавании и в наши дни. Техника и материалы меняются и совершенствуются, однако принцип действия остался на протяжении веков все тем же. Именно поэтому обращение к личностям тех людей, которые придумали это новое удивительное средство передвижения, представляется особенно актуальным.
Краткая биография
Изобретателями были братья Монгольфье. Они жили в небольшом французском городке Анноне. Оба с детства увлекались науками, ремеслами, техникой. Их отец был предпринимателем, у него была своя бумажная фабрика. После его смерти старший из братьев Жозеф-Мишель унаследовал ее и впоследствии использовал для своего изобретения.
За свои научные достижения он впоследствии стал администратором знаменитой парижской Консерватории искусств и ремесел. Его младший брат Жак-Этьен был по своему образованию архитектором.
Он увлекался научными трудами выдающегося британского ученого-естествоиспытателя открывшего кислород. Это увлечение привело к тому, что он стал принимать участие во всех экспериментах старшего брата.
Предпосылки
Рассказ о том, кто изобрел необходимо начать с объяснения условий, которые сделали возможным столь удивительное открытие. Ко второй половине 18 века уже был сделан ряд важнейших научных открытий, который позволил братьям реализовать на практике собственные наблюдения. Выше уже говорилось об открытии кислорода. В 1766 году другой британский исследователь Г. Кавендиш открыл водород — вещество, которое впоследствии стало активно использоваться в воздухоплавании. Примерно за десять лет до проведения знаменитого опыта с поднятием воздушного шара известный французский ученый А. Л. Лавуазье разработал теорию о роли кислорода в процессах окисления.
Подготовка
Итак, история о том, кто изобрел воздушный шар, тесно связана с научной жизнью второй половины 18 века. В данном случае важно отметить, что подобное изобретение стало возможно благодаря вышеперечисленным открытиям. Братья не только были в курсе последних научных открытий, но и пытались претворить их в жизнь.
Именно эта мысль и подтолкнула их к созданию шара.
В их распоряжении были все необходимые материалы для его изготовления: бумажная фабрика, оставленная им от отца, обеспечивала их бумагой, тканями. Поначалу они делали большие кульки, наполняли их горячим воздухом и запускали в небо. Первые несколько опытов подтолкнули их к идее создания большого шара. Поначалу они наполняли его паром, однако это вещество при поднятии быстро остывало, оседало в виде водяных осадков нас стенках материи. Затем было принято решение использовать водород, который, как известно, легче воздуха.
Однако этот легкий газ быстро испарялся и улетучивался через стенки материи. Не помогла даже обшивка шара бумагой, через которую газ все равно быстро исчезал. К тому же водород был очень дорогим веществом, и браться смогли раздобыть его с большим трудом. Нужно было искать другой способ для успешного завершения эксперимента.
Предварительные пробы
При описании деятельности тех, кто изобрел воздушный шар, необходимо указать на те препятствия, которым пришлось столкнуться братьям, прежде чем их эксперимент успешно завершился. После первых двух неудачных попыток поднять конструкцию в воздух Жозеф-Мишель предложил использовать не водород, а горячий дым.
Этот вариант показался братьям удачным, поскольку это вещество также было легче воздуха и, следовательно, могло поднять шар вверх. Новый опыт оказался успешным. Слух об этом успехе быстро распространился по всему городку, и жители стали просить братьев провести публичный опыт.
Полет 1783 года
Братья назначили испытание на 5 июня. Оба тщательно готовились к этому знаменательному событию. Они изготовили шар, который весил больше 200 килограммов. Он был без корзинки — того непременного атрибута, который мы привыкли видеть в современных конструкциях. К нему были прикреплены специальный пояс и несколько канатов для удержания его в нужном положении до тех пор, пока он воздух внутри оболочки будет нагреваться. Воздушный шар братьев Монгольфье имел весьма внушительный вид и произвел огромное впечатление на собравшихся. Его горловину поместили над костром, который разогревал воздух. Восемь помощников удерживали его за веревки снизу. Когда оболочка наполнилась горячим воздухом, шар поднялся вверх.
Второй полет
Воздушный шар с корзиной был также изобретен этим людьми. Однако этому предшествовал огромный резонанс, который имело открытие никому неизвестных исследователей из маленького французского городка. Этим открытием заинтересовались ученые из Академии наук. Сам король Людовик XVI проявил такой интерес к полету шара, что братьев вызвали в Париж. на сентябрь 1783 года был назначен новый полет. Братья прикрепили к шару ивовую корзину и утверждали, что она выдержит пассажиров. Они хотели полететь сами, однако в газетах развернулась острая дискуссия по поводу большого риска. Поэтому для начала было решено поднять в корзине животных. В назначенный день, 19 сентября, шар в присутствии ученых, придворных и короля поднялся наверх вместе с «пассажирами»: петухом, бараном и уткой. После небольшого полета шар зацепился за ветки деревьев и опустился на землю. Выяснилось, что животные чувствуют себя хорошо, и тогда было принято решение о том, воздушный шар с корзиной выдержит и человека. Через некоторое время первый в мире воздушный полет осуществили Жак-Этьен и известный французский ученый, физик и химик Пилатр де Розье.
Типы шаров
В зависимости от вида газа, которым заполняют оболочку, принято выделять три разновидности этих летательных устройств. Те, которые поднимаются с помощью разгоряченного воздуха, называются монгольфьерами — по фамилии его создателей. Это один из наиболее удобных и безопасных способов наполнения материи газом, который легче воздуха и, соответственно, может поднять корзину с находящимися в ней людьми. Разные виды воздушных шаров позволяют путешественникам выбирать наиболее удобный способ передвижения. Особое значение в данной конструкции имеет горелка воздушного шара.
Ее назначение состоит в том, чтобы постоянно нагревать воздух. В тех случаях, когда нужно опустить шар, необходимо открыть специальный клапан в оболочке для того, чтобы остудить воздух. Те шары, внутренность которых наполняют водородом, получили название шарльеры — по имени другого выдающегося французского химика-изобретателя, современника братьев Монгольфьеров Жака Шарля.
Другие типы аппаратов
Заслуга этого исследователя заключается в том, что он самостоятельно, не используя разработки своих выдающихся соотечественников, изобрел собственный шар, наполнив его водородом. Впрочем, его первые опыты были неудачными, так как водород, будучи взрывоопасным веществом, вступив в контакт с воздухом, взорвался. Водород является взрывоопасным веществом, поэтому его использование при наполнении оболочки летательных аппаратов сопряжен с определенными неудобствами.
Воздушные шары с гелием также называются шарльерами. Молекулярный вес этого вещества больше чем у водорода, он обладает достаточной грузоподъемностью, он безвреден и безопасен. Единственным недостатком этого вещества является его дороговизна, поэтому его используют для пилотируемых аппаратов. Те шары, которые наполняются наполовину воздухом, наполовину — газами, получили название розьеров — по имени другого современника братьев Монгольфьеров — упомянутого Пилатра де Розьера. Он разделил оболочку шара на две части, одну из которых наполнил водородом, другую — горячим воздухом. Он попытался осуществить полет на своем аппарате, однако водород загорелся, и он вместе со своим спутником погиб. Тем не менее придуманный им тип аппарата получил признание. Воздушные шары с гелием и воздухом, или водородом используются в современном воздухоплавании.
На воздушном шаре нет ни моторов, ни привычного нам руля. Из всего технологического арсенала — только горелки, мешки с песком и специальный клапан в верхней части купола для травления воздуха. Как же управлять этим летательным аппаратом?
Из истории воздухоплавания
Однако родиной воздухоплавания считается французский городок Аннонэ, где 5 июня 1783 года братья Этьен и Жозеф Монгольфье подняли в небо созданный ими шарообразный аэростат, наполненный нагретым воздухом.
Полет летательного аппарата весом около 155 кг и диаметром 3,5 метров длился всего 10 минут. За это время он преодолел около километра на 300-метровой высоте, что стало выдающимся событием для своего времени. Позже, воздушные шары в честь создателей стали называть монгольфьерами.
Воздушный шар братьев Монгольфье состоял из льняной оболочки, обклеенной бумагой. Чтобы ее наполнить горячим воздухом был разведен костер из мелко нарубленной соломы. А 3 месяца спустя, в конструкцию летательного аппарата было внесено дополнение в виде специальной корзины для пассажиров.
Современные воздушные шары несомненно более совершенны, но сделаны практически по той же схеме. Для изготовления сферической оболочки шара используется специальный тонкий и прочный полиэфирный материал. Изменилась система нагрева воздуха. Функцию костра выполняет регулируемая пропановая газовая горелка, установленная в корзине прямо под куполом.
Несмотря на большую зависимость от ветра, современные воздушные шары управляемы. Высота полета регулируется выпускным отверстием в верхней части купола с помощью разрывного шнура. Для изменения курса предусмотрен боковой клапан. Существуют и более сложные конструкции, где внутри основного купола может размещаться еще один, заполненный гелием.
Как управлять воздушным шаром с корзиной
Управление воздушным шаром – занятие, требующее серьезной подготовки и немалых финансовых затрат. Достаточно сказать, что курс обучения пилота аэростата стоит сегодня около 200 тыс. рублей. Цена самого аэростата (в зависимости от модели) соизмерима с ценой легкового автомобиля.
Подготовка
Полету предшествует тщательная подготовка. Прежде всего необходимо изучить метеоусловия – облачность, видимость и скорость ветра. В соответствии с полученными данными планируется маршрут полета. Ввиду непредвиденных изменений метеоусловий выбирается именно такой маршрут, где на пути есть достаточно мест для безопасных посадок.
Взлет
Чтобы воздушный шар взлетел, необходимы усилия всего экипажа. Оптимальный вариант места для старта – ровная площадка 50 х 50 метров в открытом поле, где рядом нет никаких посторонних объектов – столбов, деревьев, ЛЭП.
Затем начинается сборка шара: к корзине крепятся горелки, которые соединяются специальными шлангами с газовыми баллонами. После пробного запуска горелки экипаж приступает к растягиванию купола (обязательно по направлению ветра). Далее растянутый купол специальными карабинами пристегивается к корзине.
Следующий этап – заполнение купола холодным воздухом с помощью вентилятора, после чего запускается горелка для нагрева воздуха. Разогретый воздух поднимает купол с земли, и экипаж (с пассажирами) занимает свои места. Чтобы шар не улетел, его предварительно привязывают к автомобилю.
Полет
Несмотря на отсутствие мотора и крыльев, воздушный шар управляем, что требует определенных навыков. Основные средства управления – горелки и выпускной клапан. Для набора высоты горелка включается и воздух дополнительно нагревается, а для снижения – клапан приоткрывается. Горизонтальный полет происходит за счет попутного ветра. Именно здесь проявляется мастерство пилота. Так, чтобы лететь быстрее, он может увеличить высоту полета, где скорость ветра сильнее.
Спуск
Место посадки выбирается заранее. Оно должно быть большим и безопасным. Идеальный вариант – футбольное поле рядом с автомобильной дорогой. О месте посадки экипаж по радио сообщает на землю. Далее пилот выпускает воздух из купола при помощи клапана. Шар плавно опускается на землю.
Название этого летательного аппарата легче воздуха говорит само за себя. Огромную оболочку из непроницаемого для газа материала — прорезиненной ткани или пластика — надувают либо теплым воздухом, который, как известно, легче холодного, либо легким газом (водородом или гелием), и воздушный шар поднимается, увлекая за собой корзину с пассажирами.
Шар, надутый теплым воздухом, назвали монгольфьером — по имени французов, братьев Жозефа и Этьена Монгольфье. Летом 1783 г. они соорудили воздушный шар, первыми пассажирами которого были баран и петух. Полет прошел удачно. Убедившись, что полеты безопасны, на монгольфьерах стали летать и люди. Первый такой полет в ноябре того же 1783 г. совершили французы Пилатр де Розье и д»Арланд. Так началась эра воздухоплавания — полетов на летательных аппаратах легче воздуха.
Поскольку монгольфьеры летали очень недолго — они опускались вниз, как только в них остывал воздух,- полеты на них были лишь чисто развлекательными. Для полетов с практическими, военными и научными целями стали использовать воздушные шары, надуваемые водородом или гелием. Для наблюдения солнечного затмения в 1887 г. на таком шаре совершил полет известный русский ученый Д. И. Менделеев.
Постепенно воздушные шары стали делать самых различных форм. Поэтому название — воздушный шар — устарело. В наше время все летательные аппараты легче воздуха называют аэростатами.
В 30-е гг. XX в. было построено несколько высотных аэростатов, предназначенных для исследования верхних слоев атмосферы — стратостатов. Чтобы люди могли подолгу находиться на большой высоте, не страдать от недостатка кислорода, гондола стратостата, в которой находился экипаж, делалась герметичной. Стратостаты с такими кабинами достигали высоты свыше 20 км.
Однако свободно летящий аэростат — игрушка ветра. Он летит не туда, куда хочет экипаж, а куда тянет его поток воздуха. Поэтому широкого распространения неуправляемые аэростаты не получили. На смену им пришли сначала управляемые аэростаты — дирижабли, а потом и летательные аппараты тяжелее воздуха — самолеты и вертолеты. Правда, во время первой и второй мировых войн в армиях многих стран в качестве подвижных наблюдательных пунктов, для подвески радиоантенн, воздушных заграждений против авиации противника использовались привязные аэростаты, связанные с наземной поверхностью прочным стальным тросом.
В настоящее время воздушные шары находят себе применение в метеорологии (см. Метеорологическая техника) для запуска на большие высоты автоматических метеорологических станций и в спортивных целях. Современные прочные газонепроницаемые материалы, газовые горелки, позволяющие без особых хлопот поддерживать высокую температуру воздуха внутри шара достаточно продолжительное время, дали возможность достичь высокой безопасности таких спортивных полетов. Спортсменам на воздушных шарах порой удается преодолеть весьма значительные расстояния. Так, в 1978 г. был совершен благополучный перелет на воздушном шаре через Атлантический океан.
Как ещё называют воздушный шар?
Аэростатам его ещё называют, но всё же чаще просто воздушным шаром.
Если ещё покопаться в названиях, то пилотируемый воздушный шар одно время называли шарльерам в честь того самого профессора Шарля, который и был изобретателем газонаполненного воздушного шара.
Ещё одно название — монгольфьер (по имени боратьев Монгольфье, впервые осуществивших такой полёт). Строго говоря, сейчас монгольфьерами называют тепловые воздушные шары — где подъёмная сила создаётся не тем, что шар накачивается водородом или гелием, а нагревание воздуха, находящегося в оболочке.
Аэростат, опять же строго говоря, не относится к воздушным щарам. Характерная особенность аэростата, отличающая его от насточщего воздушного шара, — оболочка переменная объёма. По мепе подъёма и уменьшения внешнего давления (а значит, и плотности воздуха) она растягивается, тем самым поддерживая подъёмную силу. Поэтому аэростаты могут подниматься до высот, для обычных вохдушных шаров не достижимых.