Воздухоплавание. История развития и современность

Министерство образования и науки
Российской Федерации
Муниципальное образовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 34
РЕФЕРАТ
по физике
«ВОЗДУХОПЛАВАНИЕ: ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ»
Выполнил:
ученик 9 класса
Безымянный Александр Юрьевич
Научный руководитель:
Белякова Марина Валерьевна,
учитель физики
Тверь, 2014
1
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение____________________________________________________стр.3
Глава 1 Воздухоплавание. Воздухоплавательные
средства________________________________________________________стр.4
Глава 2 История мирового воздухоплавания________________________стр.7
2.1 Изобретение воздушных шаров_________________________________стр.7
2.2 Воздухоплавание в России_____________________________________стр.9
2.3 Достижения российских воздухоплавателей______________________стр.11
Глава 3 Современные аэростаты и дирижабли______________________стр.13
3.1 Устройство__________________________________________________стр.13
3.2 Физические основы полета_____________________________________стр.15
Глава 4 Применение аэростатов и дирижаблей: военное и
мирное_________________________________________________________стр.17
Заключение_________________________________________________стр.21
Список литературы__________________________________________стр.22
2
ВВЕДЕНИЕ
Познавая природу, человек наблюдал уникальное явление — полет
птицы. Воздействие живого примера на человеческое сознание оказалось столь
мощным, что на протяжении многих веков он стал предпринимать попытки
плавания по воздушному океану. Закон Архимеда о выталкивании тела,
погруженного в жидкость, начинал осознаваться в более широкой области его
приложения. Неясно было одно: как эту силу получить в воздухе. Человек не
видел в окружающей его природе непосредственных аналогов предполагаемой
летательной машины, хотя и наблюдал ежедневно, как нагретый пламенем
горячий воздух устремляется вверх. Родившаяся из абстрактной фантазии идея
аэростатической летательной машины постепенно сделалась альтернативой
идее машущего крыла и постепенно приобретала вполне реальные очертания.
Актуальность темы реферата определяется не только тем, что идея
подняться в воздух и воспользоваться воздушным океаном очень стара, но и
тем, что читателю любого возраста интересно узнать, как устроены воздушные
шары, как, используя физические законы и теории, объяснить возможность
надёжного передвижения по воздуху этих сооружений? Для каких целей они
используются?
В качестве источника выбрана книга Зигуненко С. «Авиация и
воздухоплавание» (АСТ, Астрель, 2006). В книге описана история развития
воздухоплавания
от первых сооружений, до современных
конструкций;
физические принципы воздухоплавания, его применение.
Цель реферата – познакомить читателя с историей воздухоплавания,
устройством аэростатов и дирижаблей, физическими основами полета на
воздушном шаре и применением воздухоплавательных средств.
Задачи: проанализировав первоисточник:
1) изучить историю воздухоплавания,
2) познакомиться с устройством современных аэростатов, физическими
основами воздухоплавания, его применением.
3
ГЛАВА I
ВОЗДУХОПЛАВАНИЕ. ВОЗДУХОПЛАВАТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА
Воздухоплавание (аэронавтика) — полеты в атмосфере Земли на
летательных аппаратах легче воздуха (в отличие от авиации, использующей
летательные аппараты тяжелее воздуха), использующих подъёмную силу
заключённого в оболочке газа с плотностью меньшей, чем плотность
окружающего воздуха. До начала 1920-х годов термин «воздухоплавание»
использовался для обозначения передвижения по воздуху вообще.
Воздухоплаватель (аэронавт, летчик, пилот, авиатор) - человек, который
занимается воздухоплаванием, поднимается в небо на воздушных шарах.
Все воздухоплавательные средства
можно
разделить
на
две
группы:
аэростаты и дирижабли.
Аэростат - летательный аппарат
«легче
воздуха».
Неуправляемые
аэростаты свободного полета с оболочкой,
имеющей форму шара, называют
воздушными шарами.
Управляемые аэростаты (имеющие
двигатель и воздушные винты) называют
дирижаблями
(от
управляемый).
Привязные
соединяют
позволяющим
с
фр.
землей
аппарату
dirigeable аэростаты
тросом,
не
совершать
горизонтальные перелеты.
Воздушные шары, предназначенные для полетов в стратосферу (на
высоту более 11 000 м), называют стратостатами.
4
Воздушные шары бывают трех основных видов: газовые, тепловые и
комбинированные. В тепловых горячий воздух в шар загонялся с помощью
жаровен. Раньше в качестве газа использовался аммиак, водород и даже
каменноугольный газ, в современном воздухоплавании используют теплый
воздух и гелий. Комбинированные аэростаты представляют собой связку
нескольких шаров, наполненных разными газами. Главный недостаток
воздушный шаров – их неспособность летать горизонтально без помощи
воздушных потоков. Аэростаты могут без труда подниматься и опускаться, для
этого воздухоплаватели сбрасывают балласт, выпускают лишний газ/воздух из
шара, изменяют температуру газа/воздуха в шаре. Однако пролететь из одного
города в другой при отсутствии ветра воздушные шары не могут.
Дирижабли могут двигаться независимо от направления воздушных
потоков. В отличие от воздушных шаров, дирижаблями легко управлять, они
могут перевозить большее количество людей, а также летать на дальние
расстояния.
Дирижабли
удовлетворяют
главным
критериям
оценки
транспортных средств - экономичности и экологичности. На самых первых
дирижаблях для движения использовалась мускульная сила или паровой
двигатель. С 1890 года стали широко применяться двигатели внутреннего
сгорания, а с 80-х годов XIX века - электродвигатели. Электрические двигатели
удовлетворяют необходимым условиям: при малом сравнительно весе они
развивают значительную силу. Скорость дирижаблей 120-150 км/ч. Им не
нужны аэродромы, они не боятся обледенений и выдерживают ураганный
ветер.
Дирижабли, как и воздушные шары, бывают газовыми (гелиевыми и
водородными) и тепловыми. Дирижабли бывают мягкой, полужесткой и
жесткой систем. Дирижабль мягкой системы уступает своему полужесткому
коллеге в размерах, у него отсутствуют металлические конструкции,
предотвращающие деформацию оболочки. Дирижабль жесткой системы
состоит из крепкого каркаса, внутрь которого помещают мешки с газом.
5
ВЫВОДЫ
Воздухоплавание (аэронавтика) — управляемые или неуправляемые
полёты в атмосфере Земли на летательных аппаратах «легче воздуха» (в
отличие от авиации, использующей летательные аппараты «тяжелее воздуха»).
Воздухоплавательные средства можно разделить на две группы:
воздушные шары (аэростаты) и дирижабли. Аэростат (воздушный шар) летательный аппарат легче воздуха. Дирижабль - аэростат с двигателем.
Аэростаты неспособны летать горизонтально без помощи воздушных потоков.
К корзине дирижабля крепятся винтовые двигатели, благодаря чему они могут
двигаться независимо от направления воздушных потоков.
Воздушные шары взлетают благодаря подъемной силе используемого
газа, плотность которого меньше плотности атмосферного воздуха. Аэростаты
могут без труда подниматься и опускаться, для этого воздухоплаватели
сбрасывают балласт, выпускают лишний газ/воздух из шара, изменяют
температуру газа/воздуха в шаре.
6
ГЛАВА II
ИСТОРИЯ МИРОВОГО ВОЗДУХОПЛАВАНИЯ
2.1 Изобретение воздушных шаров
Если космическая эра начиналась с Белки и
Стрелки, то эпоха воздухоплавания – с утки,
петуха и овцы. В сентябре 1783 года в пригороде
Парижа
Версале
братья
Жозеф
и
Этьен
Монгольфье подняли трех животных в небо на
огромном
братьев
воздушном
представляло
шаре.
Изобретение
собой
полотняную
оболочку, оклеенную бумагой, и прикрепленную
к ней корзину. Шар получился с трехэтажный
дом высотой и весил свыше 200 килограммов.
Заполненный горячим дымом шар в присутствии короля Франции Людовика
XVI успешно поднялся на высоту 500 метров и пролетел за восемь минут около
двух километров.
Спустя полгода первое путешествие на воздушном шаре совершили и
люди. Ими стали французы Жан-Франсуа Пилатр де Розье и маркиз дАрланд.
Долгое время достойную конкуренцию французским инженерам не могли
составить ученые остального мира.
27 августа 1783 года на Марсовом поле в
Париже
стартовал
летательный
аппарат
французского физика Шарля. Шарль был уверен,
что Монгольфьеров газ (дымный воздух) не
лучшее средство для создания аэростатической
подъемной силы. Он считал, что гораздо больше
выгоды сулит использование водорода, так как
он легче воздуха. Но Шарль должен был
разрешить техническую проблему: из чего
изготовить
легкую
оболочку,
способную
длительное время держать летучий газ? Справиться с ней помогли механики
7
братья Робер. Они изготовили материал необходимых качеств из легкой
шелковой ткани, покрытой раствором каучука в скипидаре.
На глазах 300 тысяч зрителей он устремился ввысь и вскоре стал
невидимым. Когда кто-то из присутствовавших воскликнул: «Какой же во всем
этом смысл?!» — известный американский ученый и государственный деятель
Бенджамин Франклин, находившийся среди зрителей, заметил: «А какой смысл
в появлении на свет новорожденного?» Замечание оказалось пророческим. На
свет появился «новорожденный», которому было предопределено великое
будущее.
До середины XIX века большинство аэростатов были неуправляемыми.
Поднявшись в воздух, они просто дрейфовали по ветру. Когда горячий воздух
остывал, агрегат терял высоту.
В
сентябре
1852
года
французский
изобретатель Анри Жиффар совершил первый
управляемый
полет
на
шаре
с
паровым
двигателем, развив скорость в 11 км/ч. Позже
такие летательные аппараты стали называть
дирижаблями.
Самыми
истории
известными
стали
выпускаемые
Фердинанда
летательные
немецкой
фон
дирижаблями
аппараты,
компанией
Цеппелина.
в
графа
Управляемый
аэростат Цеппелина совершил свой первый полет
в 1900 году в Германии. В отличие от других
летательных аппаратов того времени немецкий
дирижабль имел жесткую систему в виде металлического каркаса, в который
помещался газ в мешках из газонепроницаемой материи. За пять лет, с 1909 по
1914 гг., они совершили 15000 полетов и перевезли 35 тысяч человек без
единой аварии.
8
2.2 Воздухоплавание в России
История российского воздухоплавания началась 30 июля 1803 года. В
этот день французский воздухоплаватель-изобретатель Андре-Жак Гарнерен,
приехавший в Россию со своим воздушным шаром, предложил взять с собой в
полет пассажира за 2000 рублей. Первым россиянином, поднявшимся в небо на
воздушном шаре, оказался престарелый генерал Сергей Львов. Воздушный шар
с Гарнереном и Львовым поднялся в петербургское небо с плаца кадетского
корпуса на Васильевском острове. Аэростат полетел в сторону Финского
залива, постепенно набирая высоту в 2,5 км. Спустя десять месяцев в небо
поднялась первая русская женщина. Ей стала дочь пензенского помещика
Александра Турчанинова. Она вместе с женой Гарнерена наслаждалась на
высоте двух километров не чудесным видом Петербурга, а красивой панорамой
Москвы.
В июне 1804 года химик Яков Дмитриевич Захаров вместе с бельгийским
физиком Этьен-Гаспаром Робертсоном поднялись на аэростате, чтобы
исследовать атмосферу.
В октябре 1805 года штабс-доктор Лефортовского госпиталя И.Г.
Кашинский сконструировал и построил на собственные деньги первый
российский аэростат. Во время полетов в Нескучном саду в Москве медик
доказал, что его летательный аппарат ничем не уступает зарубежным аналогам.
Инициативу Кашинского поддержала госпожа Ильинская. В августе 1828 года
она на спроектированном ею шаре поднялась в воздух на высоту 650 метров.
Ученые старались придать аэростатам лучшую маневренность и легкость
в управлении. Так, в 1856 году петербургский изобретатель Л. Лазов разработал
проект
аэростата, который
двигался
с помощью паруса по особым
проволочным рельсам, натянутым на столбы.
В 1870 году было создано Русское общество воздухоплавания. А в 1880
году, по инициативе великого русского химика Д.И. Менделеева, был основан
воздухоплавательный отдел Русского технического общества. Спустя четыре
года при Главном инженерном управлении появилась «Комиссия по
9
применению воздухоплавания, голубиной почты и сторожевых вышек к
военным целям». Уже в августе 1886 года российские воздухоплаватели
участвовали в военных маневрах войск Петербургского военного округа.
Боевое крещение аэронавты получили в русско-японской войне 1904-1905 г.г. К
этому времени было сформировано уже семь воздухоплавательных рот.
К изготовлению дирижаблей в Российской империи приступили в 1908
году, в это же время здесь прошёл первый полёт российского дирижабля
«Учебный».
Военные
воздухоплаватели
осваивали
приемы
управления
воздушными шарами и проводили опыты с привязными аэростатами, в августе
1909 года поднялся ввысь первый в России управляемый аэростат «Лебедь».
К началу XX века Россия вошла в число ведущих воздухоплавательных
держав мира. В апреле 1911 года столица Российской Империи – Петербург –
принимала Международную воздухоплавательную выставку. А в августе того
же года российский экипаж установил мировом рекорд в скорости полетов на
дирижабле – 47 км/ч. По состоянию на начало 1941 года из 24 официально
зарегистрированных Международной Авиационной Федерацией мировых
рекордов 17 принадлежали советским воздухоплавателям.
В послевоенное время воздухоплавание в СССР развивалось не так бурно.
Возрождение аэронавтики пришлось на 1990-е годы. В 1992 году в Рыльске
прошел первый чемпионат России по воздухоплаванию. Второй Чемпионат
России приняли в июне 1996 года Великие Луки. В 1999 году Комиссия по
воздухоплаванию ФАИ (Международная авиационная федерация, Fédération
Aéronautique Internationale) присвоила Чемпионату России по воздухоплаванию
на тепловых аэростатах первую категорию.
10
2.3 Достижения российских воздухоплавателей
В настоящее время российские воздухоплаватели входят в элиту мировой
аэронавтики. Пилоты из России из года в год ставят мировые рекорды,
завоевывают призы на крупнейших мероприятиях по воздухоплаванию.
В
феврале
2004
года
Николай
Галкин
установил
рекорд
продолжительности полета. На небольшом тепловом дирижабле (объемом
1600-3000 м³) пилот продержался в воздухе 6 часов и 1 минуту.
Спустя год российские воздухоплаватели Наталья Володичева и
Екатерина Кочеткова переписали женский рекорд продолжительности полета (3
часа 22 минуты), а пилот Леонид Путинцев вписал свое имя в ряды мировых
рекордсменов по скорости. Он разогнался на газовом дирижабле до 50 км/ч.
2005 год оказался плодотворным на воздухоплавательные рекорды. В марте три
российских воздухоплавателя на тепловых аэростатах разных классов
установили сразу четыре национальных рекорда. Особенность рекордов
состояла в том, что полеты проходили как в дневное, так и впервые в истории
российского воздухоплавания, ночное время суток.
Один из самых крупных воздушных шаров в России тепловой аэростат
«Дмитров-850»
пилотировался
двумя
известными
воздухоплавателями
Станиславом Федоровым и Юрием Тараном. Они установили рекорд по
продолжительности (16 часов 38 минуты) и дальности полета (345 км). А пилот
Михаил Баканов на аэростате «Гранд Паркъ» поставил национальные рекорды
в тех же номинациях, но для воздушных шаров среднего объема (3000-4000 м³).
В апреле 2005 года подмосковный воздухоплаватель Валерий Шкуленко
на одноместном тепловом дирижабле «Зяблик» установил новый мировой
рекорд продолжительности полета этого класса дирижаблей – 46 минут и 38
секунд. А спустя год на этом же аэростате пилот стал мировым рекордсменом
по скорости полета.
11
ВЫВОДЫ
Первый воздушный шар в 1783 году изобрели французы, братья
Монгольфье. Монгольфьер - аэростат с оболочкой, наполненной горячим
дымом. Шар получился с трехэтажный дом высотой и весил свыше 200
килограммов.
1783 года в Париже стартовал летательный аппарат французского физика
Шарля. Чтобы оболочка воздушного шара могла длительное время удерживать
летучий газ (водород) был
изготовлен материал необходимого качества из
легкой шелковой ткани, покрытой раствором каучука в скипидаре.
В сентябре 1852 года французский изобретатель Анри Жиффар совершил
первый управляемый полет на шаре с паровым двигателем. Позже такие
летательные аппараты стали называть дирижаблями. Самыми известными
дирижаблями в истории стали летательные аппараты, выпускаемые немецкой
компанией графа Фердинанда фон Цеппелина.
Первый российский аэростат был построен в 1805 году. К началу XX века
Россия вошла в число ведущих воздухоплавательных держав мира.
В настоящее время российские воздухоплаватели входят в элиту мировой
аэронавтики. Пилоты из России из года в год ставят мировые рекорды,
завоевывают призы на крупнейших мероприятиях по воздухоплаванию.
12
ГЛАВА III СОВРЕМЕННЫЕ АЭРОСТАТЫ И ДИРИЖАБЛИ
3.1 Устройство
Современный воздушный шар
(тепловой
аэростат)
со
времен
братьев Монгольфье не претерпел
принципиальных
изменений
и
состоит из оболочки, гондолы и
тепловой установки.
1 - Оболочка аэростата. Шьется из
прочных
нейлоновых
внутренняя
покрывается
сторона
тканей,
которых
полиуретаном
(силиконом), чтобы не пропускать
воздух. Куски ткани – сегменты
сшиваются между собой. Отверстие
надувания оболочки обшивают лентой, которая защищает оболочку от
обжигания во время надувания. На оболочке нашиты вертикальные и
горизонтальные силовые ленты, создающие силовой каркас и предотвращают
возможные разрывы оболочки.
2 - Парашютный клапан. Расположен в верхней части оболочки. Служит для
выпуска теплого воздуха.
3 - Блоки управления. Один расположен на внутренней части оболочки на
вертикальной силовой ленте. На втором блоке сходятся стропы парашютного
клапана. Через блоки пропущен фал управления клапаном.
4 - Фал управления парашютным клапаном. Представляет собой гибкий
шнур (веревку) из прочного термостойкого материала. Предназначен для
открытия парашютного клапана.
13
5 - Горелка или блок горелок. Является составной частью тепловой установки
аэростата. При помощи горелки сжигается газ и нагревается воздух,
находящийся внутри оболочки.
6 - Гондола (корзина) плетется из ивовых прутьев или ротанга, некоторые
части которых обтягиваются кожей для выдерживания ударов при жестких
посадках. Дно корзины выкладывается устойчивой к влаге морской фанерой. К
куполу корзина крепиться шестимиллиметровыми тросами из нержавеющей
стали. В корзине крепятся: газовые баллоны, футляр для карты, огнетушитель
и другие принадлежности.
7- Газовые баллоны и горелки. Из них состоит система подачи горячего
воздуха в оболочку. Газовые баллоны и горелки размещаются по углам внутри
корзины. В баллонах содержится газ (пропан - бутан), который по шлангам
подается на горелку. Объем баллона в среднем - 40-50 литров. В современных
аэростатических комплексах горелки снабжены механизмами, автоматически
поддерживающими необходимую температуру горячего воздуха в оболочке.
8 - Воздухозаборник. Его использование снижает возможность формирования
«ложек» (изменение формы оболочки теплового аэростата под воздействием
воздушного потока с образованием на ней ложковидной вмятины)
9 - Место крепления фала управления. Это петля внутри оболочки, надежно
пришитая к вертикальной силовой ленте.
Приборное оборудование воздушных шаров содержит минимальный перечень,
необходимый для безопасного полета: высотомер, указатель вертикальной
скорости (вариометр), указатель уровня топлива в баках или баллонах,
индикатор температуры в оболочке. Для полетов на тепловом аэростате
необходима карта местности, компас и радиостанция для связи с зональным
центром управления полетами. Устройство дирижабля представляет собой
комбинацию из аэростата, винтового электрического двигателя или
ДВС,
прикрепленного к корзине, и системы управления ориентацией (рули
управления).
14
3.2 Физические основы полета
Воздушные шары поднимаются в
воздух согласно закону Архимеда: они
взлетают
благодаря
подъемной
силе
используемого газа, плотность которого
меньше плотности атмосферного воздуха.
Шар поднимается, когда Fа > Fт
Fа = ρгаза∙g∙V
Fпод = Fа – (Fт шара + Fт груза + Fт газа)
Высота шара над Землей не изменяется,
если
Fа = Fт
Шар снижается если Fа < Fт.
Чем меньше плотность газа, заполняющего воздушный шар данного объема,
тем больше подъемная сила. При нагревании воздуха от 0 0С до 100 0С его
плотность уменьшается только в 1,37 раз. Поэтому подъемная сила шаров,
заполненных теплым воздухом, оказывается небольшой. Плотность водорода в
14 раз меньше плотности воздуха, и подъемная сила шара, наполненного
водородом более чем в три раза превышает подъемную силу нагретого воздуха
того же объема. Плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты над
уровнем моря. Поэтому по мере поднятия воздушного шара действующая на
него
архимедова
сила
становится
меньше.
После того, как архимедова сила достигнет значения, равного силе тяжести,
подъем воздушного шара прекратится. Чтобы подняться еще выше, с шара
сбрасывают балласт. При этом сила тяжести уменьшается, и выталкивающая
сила опять оказывается вновь большей.
Чтобы опуститься на землю, архимедову силу необходимо уменьшить.
Для этого можно уменьшить объем шара. В верхней части оболочки шара
имеется специальный выпускной клапан, через который можно выпустить
часть газа. После этого шар начнет опускаться вниз.
15
ВЫВОДЫ
Современный воздушный шар (тепловой аэростат) состоит из оболочки,
гондолы и тепловой установки. Устройство дирижабля – комбинация из
аэростата, винтового электрического двигателя, прикрепленного к корзине, и
системы управления ориентацией.
Воздушные шары поднимаются в воздух согласно закону Архимеда: они
взлетают благодаря подъемной силе используемого газа, плотность которого
меньше плотности атмосферного воздуха. Аэростаты могут без труда
подниматься и опускаться, для этого воздухоплаватели сбрасывают балласт,
выпускают лишний газ/воздух из шара, изменяют температуру газа/воздуха в
шаре. Шар поднимается, когда архимедова сила превышает силу тяжести,
действующую на него. Шар опускается, когда сила тяжести превышает
архимедову силу.
16
IV.
ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОСТАТОВ И ДИРИЖАБЛЕЙ
Первые полеты на воздушных шарах носили развлекательный характер,
но вскоре аэростаты стали применять с научными (для изучения атмосферы,
географических исследований и др.) и военными целями.
В военных целях аэростаты и дирижабли
использовались для
наблюдения за полем боя и передвижениями войск в районе боевых действий,
для корректировки огня артиллерии, разведки, создания помех в работе
радиотехнических средств, подъема радиотрансляторов, транспортирования
боеприпасов и агитационных материалов. Во время второй мировой войны
аэростаты использовались в качестве средств воздушного заграждения
(привязные) для обороны от низколетящих самолетов,
для сбрасывания
зажигательных и разрывных бомб. На привязных аэростатах поднимали в
воздух радиоретрансляционные станции с целью облегчения связи между
командными пунктами и передовыми подразделениями сухопутных войск.
Во время франко-прусской войны 1871 года посредством аэростатов была
налажена связь окруженного немцами Парижа с остальной Францией. За
четыре месяца на аэростатах переправили 3 млн. писем и депеш общим весом
почти 17 тонн, а также 150 пассажиров.
Аэростатные
радиолокационные
комплексы
и
сегодня успешно «служат» в ПВО в
качестве систем системы слежения и
раннего предупреждения.
В мирное время современные аэростаты и дирижабли используют для
геофизической разведки, наблюдения за состоянием окружающей среды,
патрулирования крупных городов, прибрежных и приграничных районов,
картографирования, фото- и телесъёмки, рекламы. 23 мая 2005 года российская
17
экспедиция на воздушном шаре "Святая Русь" за всю историю освоения
Арктики впервые достигла Северного полюса. Полёт продолжался 38 дней.
Шар преодолел 980 км при температуре –500С.
Также
используют
метеозонды
-
беспилотные аэростаты, предназначенные для
изучения атмосферы. Они состоит из резиновой
или
пластиковой
оболочки,
наполненной
водородом или гелием, и подвешенного к ней
контейнера с аппаратурой. Приборы позволяют
измерять
давление
температуру
и
воздуха,
другие
влажность,
параметры.
Замеры
перемещения шара позволяют определять скорость ветра на разных высотах.
Высотные метеозонды могут достигать высоты 30—40 км. Для исследования
высотных слоев атмосферы используют стратостаты.
В России в
2001 г.
«БАРС». Он включал
был произведен запуск аэростатного комплекса
причальное устройство, радиостанцию и привязной
аэростат. Эта система впервые обеспечивала доступ в Интернет для школ
города Москвы. Возможности таких ретрансляторов на порядок превосходят
возможности наземных телевизионных башен. Создание и эксплуатация
аэростатного комплекса
обходится примерно в два раза дешевле, чем
использование наземных кабельных средств.
Аэростаты
герметических
используют
кабин,
для
изучения
испытания
космических
космического
излучения,
приборов
и
исследования
струйных течений на больших высотах.
Воздушные шары и дирижабли используются и для отдыха. Прогулка на
воздушном аппарате – любимое времяпрепровождение сотен тысяч людей по
всему миру. В США насчитывается 7500 прогулочных воздушных шаров, в
России же подобных летательных аппаратов около 300.
Ежегодно проходят около 400 самых разных воздухоплавательных
фестивалей. Это и Бристольская воздухоплавательная фиеста, и фестиваль
18
воздушных шаров «Большой медведь» в Нью-Джерси, и праздники воздушных
шаров в Лондоне. Особую радость зрителям подобных мероприятий приносит
феерическое представление воздушных
шаров «Ночное свечение». В вечернее
время пилоты поднимаются в небо и
меняют
положение
горелок
так,
что
воздушные шары начинают светиться. По
командам
координатора
координировано
горелки,
тушат
создавая
в
и
пилоты
зажигают
темном
небе
фантастические образы. Воздухоплавательные праздники устраивают и в
России. В последние годы фестивали воздухоплавания проходили в Перми,
Ярославле, Казани, Ессентуках.
Летом
2005
года
жители 24 городов России
стали участниками акции
компании
«МегаФон»
«Поднимись
над
облаками!».
Гвоздем
программы
был
запуск
самого большого в России
теплового дирижабля (длиной 41 м и диаметром 13 м).
Особое место тепловые аэростаты занимают в современном спортивном
мире - в состязаниях на продолжительность, высоту и дальность полета.
В наше время ученые и конструкторы планируют использование
аэростатов не только на Земле, но и на других планетах. Так, например, в 1985
г. советские автоматические межпланетные станции "Вега-1" и "Вега-2"
доставили аэростаты на Венеру. Перемещаясь в ее атмосфере, эти аппараты
передали на Землю ценную информацию о физических условиях на этой
планете.
19
ВЫВОДЫ
Аэростаты и дирижабли нашли широкое применение в мирных целях:
- для геофизической разведки, изучения атмосферы (метеозонды), высотных
слоев атмосферы (стратостаты);
- патрулирования крупных городов, прибрежных и приграничных районов,
картографирования, фото- и телесъёмки, рекламы;
- в качестве системы, обеспечивающей доступ в Интернет;
- для испытания космических приборов и герметических кабин, изучения
космического излучения, исследования струйных течений на больших высотах;
- в качестве почты;
- для спорта и отдыха.
В военных целях:
- в ПВО в качестве системы слежения и раннего предупреждения;
- для разведки;
- создания помех в работе радиотехнических средств,
- подъема радиотрансляторов;
- транспортирования боеприпасов и агитационных материалов;
- для сбрасывания в места дислокации противника зажигательных и разрывных
бомб;
- в качестве средств воздушного заграждения для обороны от низколетящих
самолетов.
20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Желание человека узнать, что представляет собой мир, особенно
недостижимое небо над головой, стремление к звездам положили начало
великому открытию
воздухоплавания - полетам на летательных аппаратах
«легче воздуха». В воздухоплавании применяют
аэростаты и дирижабли.
Первый воздушный шар в 1783 году изобрели французы. Первый российский
аэростат был построен в 1805 году. Современный воздушный шар (тепловой
аэростат) состоит из оболочки, гондолы и тепловой установки. В устройстве
дирижабля дополнительно присутствуют винтовой электрический двигатель,
прикрепленный к корзине, и система управления ориентацией.
Аэростаты
поднимаются
в
воздух
благодаря
подъемной
силе
используемого газа, плотность которого меньше плотности атмосферного
воздуха. Температуру воздуха, его плотность и подъемную силу можно
регулировать с помощью газовой горелки, расположенной в нижней части
шара. Увеличивая пламя горелки, можно заставить шар подниматься выше. При
уменьшении пламени шар опускается вниз или повисает в воздухе. Аэростат
всегда летит со скоростью ветра. Дирижабли могут двигаться независимо от
направления воздушных потоков.
Аэростаты и дирижабли нашли широкое применение в мирных целях (для
геофизической разведки, изучения атмосферы, картографирования) и военных
целях
(для
разведки,
в качестве средств воздушного
заграждения,
транспортирования боеприпасов и агитационных материалов).
Задачи, поставленные в ходе работы над рефератом, выполнены и
позволяют
сделать
вывод:
совершенствование
конструкций
аэростатов
происходило в течение 3 столетий, что позволило превратить их в
универсальное средство для осуществления свободных полетов над Землей и
открыло путь воздухоплаванию, востребованному как в военное, так и
в
мирное время. Цель достигнута решением поставленных задач.
Все
возрастающий
интерес
со
стороны
ученых
к
проблемам
воздухоплавания вполне оправдан и своевременен.
21
ЛИТЕРАТУРА
1. Зигуненко С. Я познаю мир. Авиация и воздухоплавание. АСТ, Астрель,
2006.
2. Материалы Internet (картинки)
22