"Авиация" және "авиация" сөздері 20-шы жылдарға дейін. 20 ғасыр синонимдер болды. Өткен ғасырдың басында бәрі өзгерді. Аэронавтика ауадан жеңіл құрылғылардың көмегімен қозғалыс, ал авиация - ұшақтарда ұшу деп атала бастады. Яғни, ауадан ауыр кемелер. Мақалада біз аэронавтиканың тарихын, процестің физикасын егжей-тегжейлі қарастырамыз.
Шар неге ұшып жатыр
Сұйықтыққа батырылған дене қандай жағдайда қалқып жүретінін еске түсіріңіз. Егер оның тығыздығы сұйықтықтың тығыздығынан аз болса. Бұл газға, атап айтқанда ауаға да қатысты. Шар (аэростат) оның қабықшасының ішінде жеңілірек (ауамен салыстырғанда) газ болса, ұшады. Шар да қабықшаға әсер ететін ауырлық күші кедергі келтірсе де, жоғары "жүзеді".
Допқа әсер ететін күштерді тізіп көрейік. Біріншіден, бұл қабықтың ауырлығы. Екіншісі - газдың ауырлық күші. Шардың ішіндегі газдың да массасы бар, яғни оған ауырлық күші де әсер етеді. Бұл екі күш бірге емес деп есептейікауадағы газға әсер ететін архимед күшін жеңуге қабілетті. Олай болса, әуе шары көтеріліп, жүкті көтере алады.
Көтеру
Аэронавтика физикасының негізгі ережелерін қарастырайық. Шарды жерге байлап қойсақ, ол арқанды көтеру деп аталатын күшпен тарта отырып, жоғары көтеріледі. Оны есептеу үшін Архимед күшінен қабықпен бірге газдың салмағын алып тастау керек. Салмақ - қабықтың ауырлық күші мен газдың ауырлығының қосындысы. Архимед күші ауаның тығыздығы, еркін түсу үдеуі және доп көлемінің көбейтіндісіне тең.
Көтеру күші үлкенірек, қабық жеңілірек. Бұл шардың көлемі неғұрлым үлкен болса, соғұрлым ауа тығыздығы мен газдың тығыздығы арасындағы айырмашылық соғұрлым көп болады. Осылайша, максималды көтеруді алғыңыз келсе, әуе шары ең жеңіл газбен толтырылуы керек. Бұл сутегі. Дегенмен, бір мәселе бар: ол өте жанғыш, әсіресе оттегімен араласқанда. Сондықтан көбіне шарлар гелиймен үрленеді.
Әуе шары
Әуе шары – жеңіл газбен толтырылған құрылғы. Фотосуретте ауа-райын зерттеу үшін қолданылатын әуе шары көрсетілген. Бұл әуе шарлы зонд деп аталады. Ол гелиймен толтырылған, радиотаратқыш төменнен ілініп, температура, қысым, ауа ылғалдылығы туралы ақпаратты әртүрлі биіктікте жібереді. Шарлар метеорологияда қолданылады.
Салыстырмалы түрде қауіпсіз және өте арзан, сутегі де, гелий де қажет емес аэронавигациялық көліктерді жасауға болады. Бұл газдардың орнына қабық қарапайым ауамен толтырылады, бірақ одан да ыстық. Мұндай шарды француздар, ағайынды Монгольфьелер ойлап тапқан. Бұл шара тамаша болды! Суретте бірінші ыстық ауа шары көрсетілген. Төменнен от жағылып, снарядқа ыстық ауа толып, шар жоғары көтерілді. Белгілі бір биіктікте ол көтерілуді тоқтатты. Жоғары көтерілуді жалғастыру үшін аппараттан балласт түсірілді. Төмен түсу керек болса, олар отты азайтты.
Stratostat
Өте биіктікте ауа тығыздығы азаяды. Демек, көтеру күші де азаяды. Оны қалай көбейтуге болады? Көлемді ұлғайту керек, сондықтан стратосфераға өте жоғары көтерілетін аэронавигациялық көліктер өте үлкен. Мұндай кемелер стратостаттар деп аталады.
Жақында бір экстремалды спортшы рекорд орнатты: ол 39 км биіктікке стратосфералық шарға көтеріліп, еркін құлау кезінде дыбыс жылдамдығынан асып түсті. Бұл Феликс Баумгартнер. Фотосуретте ол қолданған стратостат көрсетілген. Оның өлшемдері шамамен 100 м, бұл Азаттық мүсінінің биіктігіне сәйкес келеді. Әуе кемесі 85 мың м33 гелиймен толтырылған, гондола деп аталатын жолаушы орналасқан төменде ілулі тұр.
Дирегация
Аэронавтика физикасын қарастырайық. Шар мен стратосфералық шар жел соққан жерде қозғалады. Тәжірибелі аэронавттар желдің әртүрлі биіктікте әртүрлі болатынын біледі. Сондықтан олар әуе шарының биіктігін жел қалаған жеріне соғатындай етіп реттейді. Егер сізге А нүктесінен В нүктесіне жүзу керек болсажелге қарамастан, арнайы винтті ұшақтағыдай аппаратқа бейімдеу керек, ол дұрыс бағытта қозғалуға көмектеседі. Мұндай құрылғы дирижабль деп аталады. Әдетте, бұл өте үлкен жүйелер. Құрылғы гелиймен толтырылған, төменде гондола бекітілген, ал оның түбінің астында пропеллер орналасқан. Әуе кемесінің түбінен ілулі тұрған кабельдер оны жерге бекіту үшін пайдаланылады.
Әлемдегі ең атақты дирижабльдердің бірін немістер 30-жылдардың басында салған. ХХ ғасырда ол «Генденбург» деп аталды. Бұл құрылғының тағдыры Титаниктің тағдырына ұқсас. Ол ерекше ыңғайлы кеме болды. Оның ұзындығы шамамен төрттен бір шақырымды құрады. Бортқа 100-ге жуық адам отырғызылған. Дирижабль 4 қозғалтқышпен жұмыс істеді.
1937 жылы 6 мамырда кеме апатқа ұшырады. Оны тек гелиймен толтыру керек болды, ал ол кезде гелий тек Америка Құрама Штаттарында болды. Бұл Гитлер билігінің уақыты болғандықтан, американдықтар нацистерге газ сатудан үзілді-кесілді бас тартты. Дирижабл сутегімен толтырылды. Өрттің алдын алу үшін төтенше сақтық шаралары жүргізілді. Қону кезінде ауа райы дауылды болды, ауада күшті электр өрісі болды. Дирижабль Германиядан (Франкфурт) Атлант мұхиты арқылы Нью-Йоркке рейс жасады. Ол отырғызылған кезде ұшқын пайда болды, сутегінің ағып кетуіне байланысты дирижабль өртенді. 97 жолаушының 35-і қаза тауып, тағы бір адам жерде қаза тапты.
Еліміздегі аэронавтиканың алғашқы қадамдары: біраз тарих
Ресейдегі аэронавтика туралыЕкатерина II кезінде үйренді. Оның Франциядағы өкілі ағайынды Монгольфьелердің өнертабысы туралы хабарлады.
Сенсацияны ресейлік газеттер қайталады, кейінірек шардың принципін түсіндіретін кітап шықты. Оны Санкт-Петербургтегі Ғылым академиясының мүшесі Эйлер оқыды. Ол аэронавтиканың физикасын зерттеп, алғашқы әуе шарының жобасын жасады. Бұл аппараттың жалғыз ұшуынан кейін Екатерина II өз жарлығымен өрт қаупіне байланысты аэронавтикаға тыйым салды. Жарлықты бұзғаны үшін 20 рубль көлемінде айыппұл салынды.
Екатерина ІІ кезінде ешкім жарлықты бұзған жоқ, бірақ Александр I елді басқарған кезде әуе шары қайтадан ұшты. Бұл Мәскеуде болды, шарды Терзи есімді адам басқарды. Ол әуе шарын цирк сияқты насихаттап, одан көп ақша тапты.
1803 жылы атақты аэронавт Гарнерин әйелімен бірге Ресейге шақырылады. Олар әуе шарының мүмкіндіктерін таң қалдырған аудиторияға көрсетті, олардың арасында император Александр I болды.
Аппаратты ғылымда және әскери істерде пайдалану
Гарнерин ғалымдар аэронавтикаға қызығушылық танытқанға дейін бірнеше демонстрациялық ұшу жасады. Ғылым академиясы өз мүшелерінің бірі Захаровты атмосфераны бақылау үшін ұшуға жіберді. Академик өзімен бірге көптеген өлшеу құралдары мен реагенттерді алып кетті. Шар тым үлкен емес болғандықтан, биіктікке жету үшін балластты ғана емес, сонымен қатар көптеген тұрмыстық техниканы, тамақты жәнетіпті фрак.
1812 жылы императордың сарайында олар Наполеонның Ресейге қарсы соғысқа баратынына сенімді болды. Біз ұшақты әскери мақсатта пайдалануды ұйғардық. Дирижаблдың құрылысы бойынша жұмыс басталды. 150 ағаш ұстасы мен ұста гондоланы жасаса, тігіншілер раковинада жұмыс істеді. Дирижаблдың ұшу биіктігін өзгертуге арналған рульі, сондай-ақ маневр жасау үшін ескектері болды. Гондолада жауға миналарды тастауға арналған люк болды. Өкінішке орай, ұшақ ешқашан әрекетті көрмеді.
