Aeronautika (fizika). Aeronautika u rusiji

Riječi "Zrakoplovstvo" i "baloniranje" do 20-ih. XX. bili sinonimi. Početkom prošlog stoljeća sve se promijenilo. Aeronautika se počela nazivati kretanjem uz pomoć uređaja lakših od zraka, a Zrakoplovstvo-letenje zrakoplovima. To jest, brodovi koji su teži od zraka. U članku ćemo detaljno razmotriti povijest aeronautike, fiziku procesa.

Zašto balon polijeće

Sjetimo se kada kojim uvjetima tijelo uronjeno u tekućinu pluta. Ako je njegova gustoća manja od gustoće tekućine. Isto vrijedi i za plin, posebno zrak. Balon (balon) će poletjeti ako se unutar njegove ljuske nalazi lakši (u usporedbi sa zrakom) plin. Balon također "pluta" prema gore, iako ga ometa sila gravitacije koja djeluje na ljusku.

Nabrojimo sile koje djeluju na loptu. Prvo je gravitacija ljuske. Drugo je gravitacija plina. Plin unutar kugle također ima masu, što znači da na njega djeluje i Zemljina gravitacija. Pretpostavimo da ove dvije sile zajedno nisu u stanju prevladati Arhimedovu silu koja djeluje na plin iz zraka. Ako je to slučaj, lopta može poletjeti i podići teret.

Sila podizanja

Razmotrite ključne odredbe fizike aeronautike. Ako vežemo balon za tlo, on će se povući prema gore, povlačeći uže silom koja se naziva podizanje. Da biste ga izračunali, trebate oduzeti težinu plina zajedno s ljuskom od Arhimedove sile. Težina je zbroj gravitacije ljuske i gravitacije plina. Arhimedova sila jednaka je umnošku gustoće zraka na ubrzanje gravitacije i na volumen lopte.

Podizanje je veće što je ljuska lakša. Što je veći, to je veći volumen lopte i veća je razlika između gustoće zraka i gustoće plina. Dakle, ako trebate dobiti maksimalno podizanje, lopta se mora napuniti najlakšim plinom. To je vodik. Međutim, postoji jedan problem: vrlo je zapaljiv, posebno kada se pomiješa s kisikom. Stoga se najčešće baloni napuhuju helijem.

Balon

Balon je uređaj koji se puni laganim plinom. Fotografija prikazuje balon koji se koristi za proučavanje vremena. To je takozvana kuglasta sonda. Ispunjen je helijem, s dna je ovješen radio odašiljač koji prenosi informacije o temperaturi, tlaku, vlažnosti zraka na različitim visinama. Baloni se koriste u meteorologiji.

Postoji mogućnost stvaranja aeronautičkih vozila i relativno sigurnih, i vrlo jeftinih, i ne zahtijevaju ni vodik ni helij. Umjesto ovih plinova, ljuska je ispunjena običnim zrakom, ali toplijim. Takav balon izmislili su Francuzi, braća Montgolfier. Ovaj događaj bio je grandiozan! Na slici je prikazan prvi toplinski balon. Odozdo je zapaljena vatra, vrući zrak ispunio je školjku, a lopta je poletjela prema gore. Na određenoj visini prestao se penjati. Da bi se nastavio uspon, balast je ispušten iz vozila. Ako je bilo potrebno spustiti se, onda su smanjili vatru.

Stratostat

Na vrlo velikoj nadmorskoj visini gustoća zraka se smanjuje. Stoga se smanjuje i sila podizanja. Kako se može povećati? Potrebno je povećati volumen, pa su oni Aeronautički strojevi koji se uzdižu vrlo visoko u stratosferu ogromne veličine. Takvi se brodovi nazivaju stratostati.

Nedavno je jedan ekstremni postavio rekord: na stratostatu se popeo na visinu od 39 km i u slobodnom padu premašio brzinu zvuka. Ovo Je Feliks Baumgartner. Fotografija prikazuje stratostat koji je koristio. Dimenzije su mu oko 100 m, što je proporcionalno visini Kipa slobode. Zrakoplov je ispunjen 85 tisuća. m³ helija, ispod je ovješena takozvana gondola u kojoj se nalazi putnik.

Zračni brod

Razmotrite fiziku aeronautike. Balon i stratostat kreću se tamo gdje puše vjetar. Iskusni balonisti znaju da su vjetrovi različiti na različitim visinama. Stoga prilagođavaju visinu balona tako da vjetar puše tamo gdje treba. Ako trebate ploviti od točke A do točke B bez obzira na vjetar, tada biste na uređaj trebali prilagoditi poseban propeler, kao u avionu, koji će vam pomoći da se krećete u pravom smjeru. Takav se uređaj naziva zračni brod. To su obično vrlo veliki sustavi. Vozilo je napunjeno helijem, na dnu je pričvršćena gondola, a ispod njegovog dna nalazi se propeler. Kablovi koji vise s dna zračnog broda potrebni su za njegovo pričvršćivanje na tlo.

Jedan od najpoznatijih zračnih brodova na svijetu izgradili su Nijemci početkom 30-ih. Stoljeća, zvao se "gendenburg". Sudbina ovog uređaja donekle je slična sudbini "Titanica". Bio je neobično udoban brod. Duljina mu je bila oko četvrtine kilometra. Na brodu je bilo smješteno oko 100 ljudi. Zračni brod pokretala su 4 motora.

6. svibnja 1937. brod je pretrpio nesreću. Morao se puniti isključivo helijem, a u to se vrijeme helij mogao nabaviti samo u SAD-u. Budući da je to bilo za vrijeme Hitlerove vladavine, Amerikanci su odlučno odbili prodati plin nacistima. Zračni brod ispunjen vodikom. Poduzete su izvanredne mjere opreza kako se ne bi dogodio požar. Tijekom slijetanja bilo je predgrozivno vrijeme, a u zraku je bilo jako električno polje. Zračni brod putovao je iz Njemačke (g. Frankfurta) u Njujork, preko Atlantskog oceana. Kad je posađeno, pojavila se iskra, zbog curenja vodika, zračni brod se zapalio. Od 97 putnika, 35 je umrlo, a još jedna osoba je ubijena na zemlji.

Prvi koraci aeronautike u našoj zemlji: malo povijesti

O baloniranju u Rusiji naučili su se u vrijeme Ekaterine CARZINE. Njezin izaslanik u Francuskoj izvijestio je o izumu braće Montgolfier.

Senzaciju su ponovile ruske novine, a kasnije je objavljena knjiga koja je objasnila princip rada balona. Pročitao ga je Euler, član Akademije znanosti u Sankt Peterburgu. Studirao je fiziku aeronautike i konstruirao prvi balon. Nakon jedinog leta ovog aparata, Ekaterina AZIPONI svojim je dekretom zabranila aeronautiku zbog opasnosti od požara. Za kršenje Uredbe predviđena je novčana kazna od 20 rubalja.

Pod Katarinom AMAIN nitko nije prekršio dekret, ali kad je zemljom vladao Aleksandar Amain, balon je ponovno poletio. To se dogodilo u Moskvi, balonom je upravljao čovjek po imenu Terzi. Aeronautiku je predstavio kao cirkusku predstavu i od toga zaradio velik novac.

1803. poznati zrakoplov Garneren i njegova supruga pozvani su u Rusiju. Pokazali su mogućnosti balona zaprepaštenoj publici, među kojima je bio i car Aleksandar Aziponi.

Korištenje aparata u znanosti i vojnim poslovima

Garneren je izveo više od jednog pokaznog leta prije nego što su se znanstvenici zainteresirali za aeronautiku brodova. Akademija znanosti poslala je jednog od svojih članova Zakharova na let kako bi promatrao atmosferu. Akademik je sa sobom na brod ponio mnogo mjernih instrumenata, reagensa. Zbog činjenice da balon nije bio prevelik da bi dobio visinu, morali su se baciti ne samo balast, već i mnogi uređaji, hrana, pa čak i kaput.

1812. na carevom dvoru bili su sigurni da će Napoleon ipak ratovati protiv Rusije. Odlučili su koristiti zrakoplov u vojne svrhe. Započeli su radovi na izgradnji zračnog broda. 150 stolara i kovača stvorilo je gondolu, a krojačice su radile na izradi školjke. Zračni brod imao je kormilo za promjenu visine leta, kao i vesla za manevriranje. Gondola je imala otvor za ispuštanje nagaznih mina na neprijatelja. Nažalost, zrakoplov nikada nije sudjelovao u bitci.