Les paraules "aviació" i "aeronàutica" fins als anys 20. segle 20 eren sinònims. Tot va canviar a principis del segle passat. L'aeronàutica va començar a anomenar-se moviment amb l'ajuda d'aparells més lleugers que l'aire, i l'aviació: volar en avions. És a dir, vaixells que són més pesats que l'aire. En l'article analitzarem amb detall la història de l'aeronàutica, la física del procés.
Per què s'enlaira el globus
Recordeu en quines condicions flota un cos immers en un líquid. Si la seva densitat és menor que la del líquid. El mateix s'aplica al gas, en particular a l'aire. Un globus (aeròstat) s'enlairarà si hi ha un gas més lleuger (en comparació amb l'aire) dins de la seva closca. El globus també "flota" cap amunt, tot i que es veu obstaculitzat per la força de gravetat que actua sobre la closca.
Enumerem les forces que actuen sobre la pilota. En primer lloc, és la gravetat de la closca. El segon és la gravetat del gas. El gas dins de la bola també té massa, la qual cosa significa que també es veu afectat per la gravetat. Suposem que aquestes dues forces juntes no hi sóncapaç de vèncer la força d'Arquimedes, que actua sobre el gas de l'aire. Si és així, el globus es pot enlairar i aixecar la càrrega.
Ascensor
Considerem les disposicions clau de la física de l'aeronàutica. Si lliguem el globus a terra, tirarà cap amunt, estirant la corda amb una força anomenada sustentació. Per calcular-lo, cal restar el pes del gas juntament amb la closca de la força d'Arquimedes. El pes és la suma de la gravetat de la closca i la del gas. La força d'Arquimedes és igual al producte de la densitat de l'aire, l'acceleració de la caiguda lliure i el volum de la pilota.
La força d'elevació és més gran, més lleugera és la closca. Com més gran, més gran és el volum de la pilota i més gran és la diferència entre la densitat de l'aire i la densitat del gas. Per tant, si voleu obtenir la màxima sustentació, el globus s'ha d'omplir amb el gas més lleuger. Això és hidrogen. Tanmateix, hi ha un problema: és molt inflamable, sobretot quan es barreja amb oxigen. Per tant, la majoria de vegades els globus s'inflen amb heli.
globus
Un globus és un aparell que s'omple de gas lleuger. La foto mostra un globus aerostàtic utilitzat per estudiar el temps. Aquesta és l'anomenada sonda de globus. Està ple d'heli, un transmissor de ràdio està suspès des de sota, transmetent informació sobre temperatura, pressió, humitat de l'aire a diferents altures. Els globus s'utilitzen en meteorologia.
És possible crear vehicles aeronàutics relativament segurs i molt econòmics, que no requereixen ni hidrogen ni heli. En lloc d'aquests gasos, la closca s'omple d'aire normal, però més calent. Aquest globus el van inventar els francesos, els germans Montgolfier. Aquest esdeveniment va ser genial! La figura mostra el primer globus aerostàtic. Es va encendre un foc des de baix, l'aire calent va omplir la closca i la pilota es va disparar cap amunt. A una certa alçada, va deixar d'aixecar-se. Per continuar l'ascens, es va deixar caure llast de l'aparell. Si calia baixar, baixaven el foc.
Stratostat
A altituds molt elevades, la densitat de l'aire disminueix. En conseqüència, la força d'elevació també disminueix. Com es pot augmentar? Cal augmentar el volum, de manera que aquells vehicles aeronàutics que pugen molt alt a l'estratosfera són enormes. Aquests vaixells s'anomenen estratostats.
Recentment, un esportista extrem va establir un rècord: va pujar en un globus estratosfèric a una alçada de 39 km i en caiguda lliure va superar la velocitat del so. Aquest és Felix Baumgartner. La foto mostra l'estratostat que va utilitzar. Les seves dimensions són d'uns 100 m, la qual cosa és proporcional a l'alçada de l'Estàtua de la Llibertat. L'avió està ple d'heli de 85 mil m33, l'anomenada góndola està suspesa a sota, on es troba el passatger.
Dirigible
Considereu la física de l'aeronàutica. El globus i el globus estratosfera es mouen on bufa el vent. Els aeronautes experimentats saben que el vent és diferent a diferents altures. Així que ajusten l'alçada del globus perquè el vent bufi on volen. Si necessiteu navegar del punt A al punt Bindependentment del vent, hauríeu d'adaptar una hèlix especial a l'aparell, com en un avió, que us ajudarà a moure't en la direcció correcta. Aquest dispositiu s'anomena dirigible. Com a regla general, es tracta de sistemes molt grans. El dispositiu està ple d'heli, una góndola està connectada a sota i una hèlix es troba sota la seva part inferior. Els cables que pengen de la part inferior de l'aeronau s'utilitzen per fixar-lo a terra.
Un dels dirigibles més famosos del món va ser construït pels alemanys a principis dels anys 30. segle XX, es deia "Gendenburg". El destí d'aquest aparell és una mica similar al destí del Titanic. Era un vaixell inusualment còmode. La seva longitud era d'aproximadament un quart de quilòmetre. Unes 100 persones van ser col·locades a bord. L'aeronau estava impulsada per 4 motors.
El 6 de maig de 1937, el vaixell va patir un accident. S'havia d'omplir exclusivament d'heli, i en aquell moment l'heli només estava disponible als Estats Units. Com que aquesta era l'època del govern de Hitler, els nord-americans es van negar rotundament a vendre gas als nazis. L'aeronau estava plena d'hidrogen. Es van prendre precaucions extraordinàries per evitar un incendi. Durant l'aterratge, el temps era previ a la tempesta i hi havia un fort camp elèctric a l'aire. L'aeronau va fer un vol d'Alemanya (Frankfurt) a Nova York, travessant l'oceà Atlàntic. Quan va ser plantat, va sorgir una espurna, a causa d'una fuita d'hidrogen, l'aeronau es va incendiar. Dels 97 passatgers, 35 van morir i una altra persona va morir a terra.
Els primers passos de l'aeronàutica al nostre país: una mica d'història
Sobre l'aeronàutica a Rússiaaprès en temps de Caterina II. El seu enviat a França va anunciar la invenció dels germans Montgolfier.
La sensació va ser replicada pels diaris russos, i més tard es va publicar un llibre que explicava el principi del globus. El va llegir Euler, membre de l'Acadèmia de Ciències de Sant Petersburg. Va estudiar la física aeronàutica i va dissenyar el primer globus. Després de l'únic vol d'aquest aparell, Caterina II, pel seu decret, va prohibir l'aeronàutica pel risc d'incendi. Per violar el decret, es va pagar una multa de 20 rubles.
Sota Caterina II, ningú va violar el decret, però quan Alexandre I va governar el país, el globus va tornar a volar. Això va passar a Moscou, el globus estava controlat per un home anomenat Terzi. Va promocionar el vol en globus com un circ i va guanyar molts diners amb això.
L'any 1803, el famós aeronauta Garnerin i la seva dona van ser convidats a Rússia. Van demostrar les capacitats del globus a un públic sorprès, entre els quals hi havia l'emperador Alexandre I.
L'ús de l'aparell en ciències i afers militars
Garnerin va fer més d'un vol de demostració abans que els científics s'interessessin per l'aeronàutica. L'Acadèmia de Ciències va enviar un dels seus membres, Zakharov, en un vol per fer observacions atmosfèriques. L'acadèmic portava a bord un munt d'instruments de mesura i reactius. A causa del fet que el globus no era massa gran, per guanyar alçada, calia deixar caure no només el llast, sinó també molts electrodomèstics, aliments ifins i tot un frac.
El 1812, a la cort de l'emperador, estaven segurs que, tanmateix, Napoleó aniria a la guerra contra Rússia. Vam decidir utilitzar l'avió amb finalitats militars. Van començar les obres de construcció de l'aeronau. 150 fusters i ferrers van crear la góndola, mentre que les modistes van treballar per crear la petxina. L'aeronau tenia un timó per canviar l' altitud de vol, així com rems per maniobrar. La góndola tenia una escotilla per llançar mines terrestres sobre l'enemic. Malauradament, l'avió mai no va veure acció.
