Воздухоплавание

Цель работы: изучить историю развития воздухоплавания, физические основы воздухоплавания и области применения аэростатов и дирижаблей

Воздухоплавание (аэронавтика) — управляемые или неуправляемые полёты в атмосфере Земли на летательных аппаратах легче воздуха
Аэростат (упрощённо —воздушный шар) — летательный аппарат легче воздуха: газовые —шарльеры, тепловые —монгольфьеры
Дирижабль (от фр. dirigeable — управляемый) — летательный аппарат легче воздуха, аэростат с двигателем, благодаря которому дирижабль может двигаться независимо от направления воздушных потоков.
Основные понятия:

С глубокой древности люди мечтали подняться в воздух, чтобы парить там подобно птицам. Именно им они подражали в своих первых попытках оторваться от земли.
Воздушному шару 225 лет, у него сложная и драматичная история

В течение всей нашей истории многие изобретали крылья, похожие на птичьи, но люди не понимали, что мускулы их рук слишком слабы, чтобы заставить их двигаться.

Историческая Справка
I в. н.э.- среди некоторых учёных- историков существует мнение,что перуанские индейцы овладели искусством свободного полёта.
IIIв.до н.э.- в Китае
изобретен воздушный змей.

VIв.н.э. в обнаруженной учёными рукописной книге древнего Китая «Всеобъемлющее зеркало истории»можно встретить свидетельства полетов человека с помощью воздушного змея.
1271 – итальянский путешественник Марко Поло во время путешествия в Китай стал свидетелем удивительных полетов человека,привязанного к огромному воздушному змею.

XVв.- воздушный змей попал в европейские страны.
1731- подьячий Нерехтец Фурвим из России совершил один из первых полетов в небо,который вполне соответствовал всем правилам воздухоплавания.

Братья Монгольфье
В 1782 году братья Этьенн и Жозеф Монгольфье решили продемонстрировать подъём в воздух, наполненной дымом оболочки в виде шара диаметром 3,5 метра и массой 154 кг. Успех был ошеломляющий. Оболочка продержалась в воздухе около 10 минут, поднявшись при этом на высоту почти
300 метров, и пролетела по воздуху около километра.

ПЕРВЫЕ ВОЗДУШНЫЕ ПАССАЖИРЫ
Чтобы произвести еще больший эффект, братья прицепили к воздушному шару клетку, куда посадили барана, утку и петуха.
Это были первые пассажиры в истории воздухоплавания. Через восемь минут шар, проделав путь в четыре километра, благополучно опустился на землю.

Человек поднялся в воздух!
Каждый полет воздушных шаров братьев Монгольфье приближал их к заветной цели - полету человека.
И вот 21 ноября 1783 года человек смог оторваться от земли и совершить воздушный полет.
Монгольфьер продержался в воздухе 25 минут, пролетев около девяти километров

Воздухоплавание с момента зарождения было признано дворянской привилегией. Известны случаи, когда простолюдины, поднявшиеся на воздушном шаре, по приземлении были биты плетьми за дерзость, после чего с соблюдением всех правил возведены во дворянство.
Иллюстрация из архива Библиотеки Конгресса США
коллекция братьев Тиссандье

Доставка почты
17 августа 1859 года
из американского
штата Индиана
стартовал воздушный шар
с необычным для того времени грузом – почтой.
С тех пор этот день считается
днем рождения авиапочты.

Русский военный привязной сферический аэростат,
применявшийся во время русско-японской войны 1904 – 1905 гг.

Широкое применение аэростаты нашли в годы Великой Отечественной войны 1941 – 1945 гг.
Аэростаты наблюдения вели артиллерийскую разведку, корректировали
огонь батарей.
Аэростаты заграждения использовались в системе ПВО городов, промышленных районов, военно-морских баз.
На привязном аэростате в блокадном Ленинграде
был установлен передатчик, транслировавший
первое исполнение 7 симфонии Шостаковича

Стратостаты – это высотные аэростаты
с герметической гондолой, которые предназначены
для полётов в стратосферу, т. е. на высоту 10-50 км.
До появления реактивных самолетов и метеорологических ракет стратостаты
были единственным средством, позволявшими проводить научные исследования в высоких слоях атмосферы.
Первый в мире настоящий стратостат был сконструирован и построен швейцарским учёным Огюстом Пикаром.
В 1931 году в Германии Пикар достиг высоты 15 785 км.
Большая часть стратостатов была спроектирована и совершила полёты в 30-е годы ХХ века.
Рекорд высоты для стратостата
составляет 53 км (Япония, 2002 г.)

«Граф Цеппелин»
Был построен в Германии в 1928 году и являлся на то время крупнейшим и наиболее передовым дирижаблем в мире.
Длина дирижабля составляла 236,6 м, максимальный диаметр — 30,5 м, объём — 105 000 м³, несущий газ (водород) размещался в 17 отсеках.
Силовая установка состояла из 5 моторов «Майбах» VL II мощностью 530 л.с. каждый.
Полезная нагрузка дирижабля составляла порядка 25 т, максимальная скорость — 128 км/ч, крейсерская — около 115 км/ч. Дальность полёта — более 10 000 км. Экипаж насчитывал 40—45 человек.
Длина гондолы составляла 40 м, ширина — 6 м и максимальная высота — 2,25 м.
Пассажиры размещались в 10 двухместных оборудованных каютах со спальными местами. Кухня была рассчитана на обслуживание более 50 человек в течение нескольких суток. Кроме того, имелись почта, умывальные комнаты и пр.
За девять лет эксплуатации «Граф Цеппелин» провёл в воздухе около 17 200 часов, совершил 590 полётов в разные страны мира, преодолел почти 1,7 млн. км, перевёз 13 110 пассажиров и около 70 т грузов и почты; при этом он 143 раза пересёк Атлантический океан и 1 раз — Тихий.

В 1926 году совместная норвежско-итало-американская экспедиция
под руководством Р. Амундсена на дирижабле «Норвегия» (N-1 «Norge») конструкции Умберто Нобиле
осуществила первый трансарктический перелёт
о. Шпицберген — Северный Полюс — Аляска.
Дирижабль «Норвегия» над Ленинградом, май 1926 г.

Создатели дирижаблей пренебрегали элементарными мерами безопасности, наполняя их небезопасным, но дешёвым водородом вместо инертного, но дорогого гелия.
В марте 1936 г. в Германии был создан преемник стареющего «Графа Цеппелина», дирижабль LZ 129 «Гинденбург», рассчитанный на использование безопасного гелия. Однако требуемые количества гелия были в то время только у США, которые ввели эмбарго на экспорт военных материалов в гитлеровскую Германию. Пришлось наполнять баллоны «Гинденбурга» доступным водородом.
6 мая 1937 года на глазах у зрителей сгорел «Гинденбург», погибло 35 человек на борту и один на земле.
В мирное время в катастрофах, унёсших немало человеческих жизней погибли американские жёсткие дирижабли «Шенандоа» (14 погибших из 43 находившихся на борту), «Акрон» (73 из 76) и «Мейкон» (2 из 83), британские «R.38» (44 из 49) и «R.101» (48 из 54), французский «Диксмюде» (50 из 50). Пока разбирались с их причинами, дальнейший прогресс авиации оставил эпоху дирижаблей позади.

КРУШЕНИЕ ДИРИЖАБЛЯ «ГИНДЕНБУРГ»
«Гинденбург» выполнял 18-й перелет
через Атлантику в Нью-Йорк.
Спустя 4 минуты после полной швартовки
в заднем баллонете показалась яркая
вспышка и вслед за ней гигантский
огненный гриб взметнулся ввысь.
Чудом 61 человеку удалось спастись.
«Гинденбург» был способен взять на борт 72 пассажира и со скоростью 140 километров в час перенести их в Америку. Его длина была 245 метров, диаметр - 30 метров, общий объем составлял 200 000 кубометров.

Современный военный высотный дирижабль на солнечных батареях может подниматься
на высоту в 20 км и год подряд нести вахту, наблюдая за действиями противника

Воздухоплавание в наши дни
После 50 лет забвения аэростаты и дирижабли постепенно возвращаются.
Их используют для геофизической разведки, наблюдения за состоянием окружающей среды, патрулирования крупных городов, прибрежных и приграничных районов, картографирования, фото- и телесъёмки, рекламы и т.д.

Но и сегодня, спустя 200 лет, люди до сих пор используют воздушные шары. Стремятся установить рекорд – совершить беспосадочный полет вокруг земного шара.

Воздухоплавание получило распространение в спортивных целях — в состязаниях на продолжительность, высоту и дальность полёта

Москва
Олимпийские игры XXII
1980 год
Олимпийский мишка стартовал
на воздушных шарах
со стадиона «Лужники» и приземлился
на Воробьёвых горах