Послание за развитието на аеронавтиката. История на аеронавтиката
Хората винаги са гледали към небето и са мечтали за свободен полет. Крилата на Икар, ступата на Баба Яга, летящ килим, крилат кон, летящ кораб, мотор с витло Карлсон и метлата Nimbus 2000 на младия магьосник Хари Потър - безброй митове и приказки отразяват вековете- стара мечта на човека - да се издигне във въздуха.Руско Икари
Историята на първите експерименти в аеронавтиката традиционно започва с гръцкия мит за Икар, който изгорил крилата си от пера и восък на слънце. Много дълго време изобретателите се опитваха да излязат във въздуха, като винаги оборудваха дизайните си с птичи крила. Експериментите на първите руски летци предизвикаха гнева на върховната власт и църквата. "Човек не е птица, няма крила. Това не е Божие дело, а от зли духове", казал Иван Грозни през 16 век, след като наблюдавал полета на роба Никита на самоделни дървени крила. Главата на Никита е отсечена и крилата му са изгорени, но хората продължават опитите си: 100 години по-късно, през 70-те години на 17 век, стрелецът Иван Серпов прави големи крила и „иска да лети, но се издига само на 7 аршина (5 метра). ), направи салто във въздуха и падна на земята". И през 1729 г. рязански ковач излетя. На ръкавите си, на краката, на главата си сложи дълги меки криле, нанизани на тел. Той летял за кратко и когато слязъл на покрива на църквата, получил проклятия от местния свещеник, който изгорил и самоделните му крила.
Балон с горещ въздух и хеликоптер от 18 век
През 1731 г., според документи от канцеларията на губернатора на Рязан, чиновникът Крякутной направил топка, буквално: „като голяма топка, той я наду с отвратителен и вонящ дим, направи от нея примка, седна в нея и злият дух вдигна го по-високо от бреза, а след това го удари в камбанарията, но той хвана въжето, както се казва, и остана жив."
Оказва се, че руският самоук изобретател е летял с балон с горещ въздух 52 години преди създателите на балона братята Монголфие.
Разбира се, не само талантливи ентусиасти, които често нямаха образование, но и истински учени изучаваха възможността за полет. Великият руски натуралист М.В. Ломоносов не само за първи път обосновава принципите на полета на тела, по-тежки от въздуха, но и през 1754 г. построява модел на хеликоптер (хеликоптер), задвижван от часовникова пружина.
От балони до самолети
През лятото на 1783 г. във френския град Аноне братята Монголфие изстрелват балон, пълен с горещ въздух, направен от лен и хартия. Животните станаха първите въздушни пътници, а през есента на същата година балон с горещ въздух издигна първите хора в небето
Първият руснак, летял с балон с горещ въздух като пътник в балона на французина Андре Гарнерен, е генералът от пехотата С. Л. Лвов през 1803 г. А първият руски аеронавт е щатният лекар И. Г. Кашински, който извършва самостоятелен полет над Москва през 1805 г. Балоните царуваха в небето почти 100 години. Те бяха единственото средство за въздушен транспорт. Техният дизайн беше подобрен, те започнаха да използват водород вместо топъл въздух и гума вместо плат и хартия. Тогава балоните с горещ въздух бяха оборудвани с газови горелки, които нагряваха въздуха вътре в балона и им позволяваха да летят по-дълго и по-високо. Учените обаче така и не успяха да направят контролиран балон. Балонът летеше само накъдето духа вятърът. Дори появата на дирижабли - балони с двигатели - не реши всички проблеми. Те се оказаха твърде бавни, непохватни и ненадеждни.
Александър Можайски - създател на първия руски самолет
Изобретяването и усъвършенстването на парната машина доведе до опити за създаване на самолети с парна машина. През 1881 г. морският офицер Александър Федорович Можайски, наблюдавайки полетите на птици и хвърчила, успява да определи размера на повдигащата се площ на самолета и създава работещи модели на самолета. През лятото на 1882 г. на тестовото поле в Красное село близо до Санкт Петербург самолетът на Можайски се отделя от земята и прелита на известно разстояние. За първи път в света самолет с човек на борда успя да излети! Известните американски авиоконструктори, братята Уилбър и Орвил Райт, правят първия си полет едва през 1903 г.
Трудовете на руските учени Н. Е. Жуковски и С. А. Чаплигин, които поставиха теоретичните основи на аеродинамиката, изиграха огромна роля в развитието на световната авиация. „Бащата на руската авиация“ Николай Егорович Жуковски, автор на повече от 220 научни труда, пише: „Човек ще лети, разчитайки не на силата на мускулите си, а на силата на ума си“.
20 век - векът на авиацията
Благодарение на научните постижения и растежа на технологичния прогрес в началото на 20-ти век, дизайнът на първите самолети непрекъснато се подобрява, а пилотите поставят все повече и повече рекорди. Ако първите полети продължават не повече от минута, то до 1908 г. самолетите остават във въздуха повече от два часа.
Руските инженери и дизайнери разработиха нови самолети, които в много отношения превъзхождаха чуждестранните модели.
Достатъчно е да назовем бипланите на Ю. М. Гаккел, летящите лодки на Д. П. Григорович и многодвигателния тежък самолет на И. И. Сикорски „Руски рицар“ и „Иля Муромец“, които отвориха пътя на транспортната авиация. На снимката по-долу самолетът BIS-1 на Игор Сикорски: Още през 1922 г. е открито Централното летище на Ходинското поле в Москва, а година по-късно започва да функционира първата пътническа авиокомпания Москва-Нижни Новгород. През 1920-1930 г. конструкторите проектират първите съветски военни и граждански самолети, като известния самолет U-2 на Поликарпов „царевицата“.
По време на Втората световна война
С активното участие на С. В. Илюшин се раждат бомбардировачите Ил-4, Ил-28 и щурмовите самолети Ил-2, Ил-10. В. М. Петляков - бомбардировачи Пе-2, Пе-8. Известните изтребители МиГ-1, МиГ-3 (на снимката) са построени с участието на авиационни конструктори А. И. Микоян и М. И. Гуревич. Конструкторското бюро (КБ) на А. С. Яковлев разработи най-добрите изтребители от Великата отечествена война - Як-1, Як-9, Як-3 (на снимката),
Дори основоположникът на космонавтиката Константин Едуардович Циолковски прогнозира, че витловите самолети ще бъдат заменени от реактивни. Втората половина на двадесети век напълно потвърди предположението на гениалния учен. Развитието на науката и технологиите направи възможно създаването на надеждни реактивни самолетни двигатели.
Руската авиация в мирно време
След Втората световна война дизайнерските бюра започват активно да разработват самолети за гражданската авиация. През 1955 г. екипът на конструкторското бюро на А. Н. Туполев създава първия в света реактивен пътнически самолет марка ТУ-104. Конструкторското бюро под ръководството на О. К. Антонов разработи редица транспортни самолети от серията An. Най-известният от тях е лекият транспортен самолет Ан-2. Конструкторското бюро Яковлев създаде пътническия самолет Як-42 за къси разстояния и местни авиокомпании у нас.
Интересни записи:
Най-бързият пътнически самолет е Ту-144, чиято максимална скорост на полет достига 2587 км/ч (например максималната скорост на европейския Конкорд е 2333 км/ч). Най-тежкият самолет е AN-225 Mriya, стандартното му тегло при излитане достига 600 тона; с екипаж от 7 души повдига товар от 156 300 кг. на височина 12410 метра.
От незапомнени времена човекът следва полета на птиците, мечтаейки като тях да се издигне в небето. Логиката подсказва, че ако сравнително слабите мускули на птиците могат да ги издигнат във въздуха и да поддържат полет, човекът, с много по-силните си мускули, също може да го направи. Никой не подозираше колко сложна е комбинацията от функциите на мускулите и сухожилията, работата на сърцето и дихателната система в обикновена птица. Никой не можеше да си представи друго устройство за полет освен движещо се крило с променлива кривина. В продължение на хиляди години хората са се опитвали да летят като птици и безброй животи са били изгубени в такива опити.
Името на първия „човек-птица“, който надянал крила и скочил от скала с намерението да полети, не е запазено от векове. Всеки неуспешен опит задавал на древните балонисти нови и нови въпроси. Защо крилата, задвижвани от ръчно пляскане, не работят? Какво им става? Философи, учени и изобретатели предлагаха различни решения, но никой не успя да осигури на човек крила, които да му позволят да се издигне във въздуха и да се рее като птица. Леонардо да Винчи изпълни страниците на своите тетрадки със скици на различни летящи машини, но идеите му все още имаха същия общ недостатък - придържане към принципа на "птичи" крила (фиг. 1-1).
През 1655 г. математикът, физикът и изобретателят Робърт Хук стига до извода, че човешката мускулна сила не е достатъчна, за да лети с помощта на изкуствени крила. Той заключи, че за полета е необходима допълнителна движеща сила.
Търсенето на решение тръгна в различни посоки. През 1783 г. братята Жозеф и Етиен Монголфие за първи път тестват балон, пълен с горещ въздух, с човек на борда. Топката остана във въздуха 23 минути. Десет дни по-късно професор Жак Шарл се издига в небето с балон, пълен с газ. Балоните привлякоха вниманието на обществеността толкова много, че дълго време полетите се свързваха изключително с устройства, по-леки от въздуха. Но въпреки цялото си великолепие, балонът не беше нищо повече от голямо парче плат, което летеше накъдето духа вятърът.
Балоните с горещ въздух най-накрая позволиха на човека да се издигне във въздуха, но това беше само един от многото проблеми, които балонистите трябваше да решат. Балонът не ви позволяваше да контролирате скоростта и посоката на полета. Този проблем беше решен с хвърчило, играчка, която е била известна на Изтока повече от две хилядолетия, но се появява на Запад едва през 13 век. Дори в древен Китай змиите са били използвани за изследване на района и определяне на посоката на вятъра при навигация (в контролираната от човека версия), както и като сигнални устройства и за забавление (в неконтролираната версия). Наблюдението на движението на хвърчило даде възможност да се отговори на много въпроси относно възможността за полет на устройства, по-тежки от въздуха.
Един от онези, които вярваха, че експериментите с хвърчила ще помогнат за разкриването на тайните на контролираната аеронавтика, беше сър Джордж Кейли. Роден в Англия десет години преди полета на братята Монголфие, Кейли прекарва живота си в разработване на превозно средство, по-тежко от въздуха, оборудвано с крила във формата на хвърчило (фиг. 1-2). Наречен „бащата на аеронавтиката“, Кейли открива основните принципи, на които се основава съвременната авиация, създава работещ модел на самолет и дори тества първия пилотиран от хора самолет в историята.
В продължение на петдесет години след смъртта на Кейли учени и изобретатели работят за създаването на задвижвана летяща кола. Така английският изобретател Уилям Самюел Хенсън проектира огромен моноплан, който се задвижва от парен двигател, разположен вътре в фюзелажа. Германският инженер Ото Лилиентал доказа на практика, че човешкият полет в апарат, по-тежък от въздуха, е възможен. И най-накрая мечтата е реализирана от Уилбър и Орвил Райт в американския град Кити Хоук, Северна Каролина, на 17 декември 1903 г.
Братята Райт, собственици на магазин за велосипеди, прекараха четири години в експерименти с хвърчила, домашно направен аеродинамичен тунел и различни двигатели за своя биплан. Тяхното значително постижение е по-скоро научен, отколкото чисто практически подход за решаване на проблем. Бипланът Flyer, създаден от братята, е пример за смел дизайн и брилянтен инженеринг (фиг. 1-3). В този исторически ден братя Райт направиха четири полета, като прекараха общо 98 секунди във въздуха. Ерата на авиацията започна.
Днес ще говорим за първата стъпка на човечеството в развитието на "Петия океан" - атмосферата на Земята, т.е. относно изобретение на балона с горещ въздух.
Въпреки факта, че историята на аеронавтиката датира от малко повече от двеста години, желанието на човека да се откъсне от Земята и да полети като птица се проявява в древни времена.
Най-важното събитие, повлияло на развитието на аеронавтиката, е откриването и изследването от Хенри Кавендиш през 1766 г. на водорода или, както се нарича тогава, „горимия въздух“. Поради ниската си плътност, веднага се счита за газ-носител за балони.
През 1783 г. наблюденията на Джоузеф и Етиен Монголфие върху облаците ги довеждат до идеята за използване на водна пара за балон (вижте също). Но първите опити бяха неуспешни поради твърде тежката обвивка и бързото кондензиране на парата. Тогава решили да използват дима, генериран от изгарянето на вълна и влажна слама. Според братята димът имал електрически свойства и те приписвали на електричеството способността да се отблъсква от повърхността на земята.
След поредица от неуспехи дойде успехът - един снаряд, пълен с дим, се откъсна от поддържащите въжета и се издигна на височина около 300 метра. След десет минути във въздуха снарядът се срутва на земята.
На 5 юни 1783 г. новият апарат е официално тестван. В присъствието на зрители, пълна с дим снаряд с обем 600 m 3 се издигна на височина от около две хиляди метра и след това падна на разстояние два километра от мястото на издигане. Така започна ерата на аеронавтиката.
На 27 август 1783 г. в Париж се състоя полетът с балон на професор Чарлз. За разлика от апарата Монголфие с тъканна камера, облицована с хартия отвътре, балонът на Чарлз е направен от коприна, импрегнирана с гума. Обемът му беше 35 m 3. Но основната разлика беше, че черупката беше пълна с водород. Апаратът на Чарлз бързо се издигна на височина от 950 метра и изчезна в облаците. Поради прекомерно налягане на голяма надморска височина черупката му се спука; селяните, уплашени от неразбираем обект, паднал от небето, побързаха да унищожат топката.
След този полет балоните, пълни с горещ въздух или дим, започват да се наричат балони с горещ въздух, а пълните с водород - чарлиери.
На 19 септември 1783 г. балон с горещ въздух с клетка, окачена на вериги, излита във въздуха. В него бяха първите „балонисти” – петел, патица и овен. Те преживяха полета благополучно. Сега стана възможно да се вдигне човек с балон.
На 21 ноември 1783 г. Пилатр де Розие и Арланд излитат с балон с горещ въздух. Устройството им, след като измина 8 километра, кацна в предградията на Париж. По време на полета те едва не загинаха поради пожар.
На 1 ноември същата година професор Чарлз, заедно със съмишленик Робърт, излита с балон по собствен дизайн. Те останаха във въздуха 2 часа и 15 минути, като през това време прелетяха 40 километра.
Трябва да се отбележи, че дизайнът на чарлиера е по-напреднал от балона с горещ въздух. Първият имаше по-голяма подемна сила. В допълнение, недостатъкът на балона с горещ въздух беше високата опасност от пожар поради близостта на открит огън и запалима обвивка.
Полетите с балон с горещ въздух стават все по-популярни. От началото на 19 век те започват да се използват за научни цели.
През 1887 г. Д. И. Менделеев извършва самостоятелен полет за наблюдение на слънчево затъмнение.
В първите научни полети аеронавтите успяха да се издигнат на височина от седем хиляди метра или повече.
През 1894 г. германецът Берсон в балона Феникс се издигна на височина от 9150 метра, а през 1900 г., по време на Световното изложение в Париж, французите дьо ла Во и Костелон в балона Кентавър преодоляха разстояние от 1922 километра за 35 часа 45 минути, кацане в киевска област.
През 20-30-те години на ХХ век. са създадени стратостати - балони със запечатана гондола за изследване на горните слоеве на атмосферата. Те достигнаха височина от 20 километра.
В момента балоните са намерили приложение в метеорологията за изстрелване на автоматични метеорологични станции на големи височини. Появата на съвременни издръжливи газонепроницаеми материали и газови горелки, които позволяват поддържане на висока температура вътре в балона за дълго време, направи възможно създаването на балони за спортни цели.
Изобретяването на балона с горещ въздух позволи на човечеството да започне пътуването за овладяване на атмосферата на нашата планета и подготовката за изследване на космоса.
За по-добро усвояване на представения материал предлагаме да гледате видеоклип за историята на изобретяването на балон с горещ въздух и първия полет на човек в балон с горещ въздух.
GY6j8HXju_w
Ликуването, с което беше посрещнато изобретяването на балона от братя Монголфие, скоро беше заменено от прагматичен и трезв анализ на перспективите за развитие на аеронавтиката. Още след първото тестово изкачване на Pilatre de Rosier на привързан балон с горещ въздух, извършено на 15 октомври 1783 г., Джоузеф Монголфие се замисли за възможността да контролира движението на балон, но много скоро стигна до заключението, че това не е така. просто. В писмото си до брат Етиен той пише: „Моля те, мой добър приятелю, помисли, изчисли внимателно: ако използваш гребла, ще трябва да ги направиш малки или големи; ако са големи, ще бъдат тежки; ако са малки, тогава колкото по-малки са, толкова по-бързо ще трябва да бъдат преместени. Нека направим изчислението на топка с диаметър 100 фута...” И като направи изчислението, той стига до извода, че силата на 30 души, които не могат да издържат дори 50 минути непрекъсната работа без почивка, не е достатъчно, за да направи две мили в час. „Не виждам други валидни средства за контрол“, продължава Джоузеф, „освен чрез изучаване на различните въздушни течения; Рядко се случва да не променят височината си. Изненадващо е, че тази идея беше изразена във време, когато практически нямаше информация за движението на въздушни маси и слоеве.
В началния етап на изследване на въздушното пространство идеята за контролиране на движението на балон с помощта на гребла беше много разпространена. Един от първите аеронавти, които се опитаха да решат проблема с управлението на балон с помощта на тези прости устройства, беше французинът Бланшар, който направи първия си опит на 2 март 1784 г. на Марсово поле в Париж.
На 25 април 1784 г. Гитон дьо Морво и неговият приятел дьо Верли излитат с балон, който е специално проектиран за провеждане на контролни експерименти. Четири гребла, две платна и рул бяха прикрепени към екватора на топката, които бяха задвижвани от гондолата с помощта на въжета. Самата гондола също имаше гребла. Половината от тези устройства се отказаха по време на изкачването, но и двамата балонисти бяха уверени, че са успели да контролират балона по целенасочен начин. На 12 юни същата година, за да продължат експериментите, приятели (с тях беше и абат Бертран) се изкачиха до Дижон с балона на Дижонската академия, оборудван с гребла и рул. Максимумът, който постигнаха, беше леко завъртане около собствената ос на балона.
На 16 октомври 1784 г. Бланшар изпробва във въздуха работата на витло с шест лопатки, което е монтирано в гондолата на балона Шарлие и се задвижва ръчно, и се убеждава в неговата неефективност. Заедно с Бланчард в този полет беше английският аеронавт Джеймс Садлър, който слезе от гондолата по средата на полета.
Един от най-сериозните опити за контролиран полет е направен от директорите на голяма фабрика за химически суровини Албан и Вале. В експериментите си те използваха балон, в гондолата на който беше монтирано витло с четири лопатки, подобно на крилата на вятърна мелница. „При тихо време“, казаха Албан и Вале по-късно, „ние успяхме да преместим балона в различни посоки в рамките на територията на фабриката и дори понякога да направим кръг.“ На един от полетите те кацнаха в кралския дворец във Версай и в присъствието на Луи XVI направи три контролирани спускания и качвания без изпускане на газ или изхвърляне на баласт. Но въпреки всички усилия на аеронавтите, дори лекият бриз отрича опитите им да му се противопоставят.
Физиците абе Миолан и де Жанин предложиха да се използва реакцията на поток от горещ въздух, излизащ от страничния отвор на черупката, но този опит завърши с пожар. Състезателят на Blanchard в честните изпълнения с балон, Testu-Brissy, използва колела с много остриета, които не дават никакви резултати.
Наред с тези, дори несъвършени проекти по това време, имаше и гениални технически решения, които предвиждаха редица основни идеи за бъдещото строителство на дирижабли. Пример за това е идеята на генерал Мюние, която той очерта в доклада си пред Френската академия на науките през 1783 г., когато тогава е бил лейтенант.
От първите тестове на балони с горещ въздух, които доказаха възможността човек да се издигне във въздуха, Мюние беше запален от идеята за контролирана аеронавтика. Може да се каже с пълна сигурност, че това се превърна в мотивация за целия му бъдещ живот. Той, както подобава на инженер, подходи систематично към решението на този проблем. Преди всичко Мьоние изследва формата на обвивката на балона и стигна до абсолютно правилното от гледна точка на аеродинамиката заключение - тя трябва да бъде удължена. Освен това Мюние забеляза, че когато балонът се издига и спуска, черупката му променя формата си и на повърхността му често се образуват вдлъбнатини. В резултат на това той стигна до решението да покрие черупката с газ-носител с друга черупка, наречена балон, и да изпомпва въздух в пролуката между тях. Балонът осигурява поддържането на постоянна форма на корпуса и освен това може да се използва за контрол на движението във височина (това стана известно по-късно). В своите изследвания за оптимизиране на дизайна на контролиран балон, Мюние установява, че системата за окачване на гондолата, която съществува по това време, изисква сериозна модификация. Гондолата, според Мюние, трябва да образува едно цяло с корпуса или поне да бъде свързана с него възможно най-здраво. За да се извърши движението на балона напред, Meunier предложи да се използват въздушни течения с подходяща посока, които могат да бъдат уловени по време на вертикалните движения на балона. В допълнение, с помощта на три витла, разположени между корпуса и гондолата и задвижвани от мускулната сила на членовете на екипажа, Мюние се надяваше да премести балона в посока, перпендикулярна на движението на вятъра. Човек може само да се учуди как талантливият инженер Мьоние завърши своите изследвания с цялостен проект - неговите идеи поставиха практическата основа за създаването на контролирани балони и това е неговата историческа заслуга.
През 1789 г. драгунският офицер, барон Скот, публикува в Париж проект на контролиран балон, чиято обвивка има удължена форма на риба. Според идеята на барона, чрез промяна на ъгъла на наклон (отрязване) на корпуса към входящия въздушен поток, беше възможно да се постигне движение на апарата в хоризонтална посока. Това беше първото, все още неосъществено (интуитивно) предложение за използване на ефекта на повдигащата сила. Авторът на проекта възнамеряваше да наклони устройството и да го премести вертикално с помощта на три балонета, поставени вътре в корпуса.
През 1799 г. се появява изключително забавно есе на австриеца Якоб Кайзерер: „За моето изобретение да управлявам балон с помощта на орли“. Трябва да се каже, че тази идея беше доста популярна сред мечтателите - дори в началото XX век, един немски „изследовател на аеронавтиката“, с упоритост, достойна за други приложения, защити своя проект за използване на обучени гълъби за тези цели.
През 1812 г. виенският часовникар Якоб Деген построява самолет, който комбинира балон с горещ въздух и крила, прикрепени към гондола. На 10 юни Деген направи дълъг полет в Париж, по време на който интензивно работеше с крилете си, доколкото можеше. Той беше абсолютно сигурен, че устройството се подчинява на волята му, но очевидци единодушно твърдяха обратното и кимнаха към попътен вятър. През октомври същата година неспокойният Деген решава да повтори експеримента и го рекламира широко в пресата. В уречения ден огромна тълпа от зрители се събра на мястото за изстрелване. По неизвестни причини най-вероятно балонът е бил лошо подготвен за полет, устройството не е успяло да излети от земята. Колкото и да се опитваше Деген да го вдигне във въздуха с помощта на крилата си, всичко беше безполезно. Аеронавтът беше жестоко осмиван от обществеността.
През 1825 г. френският физик Едмонд-Шарлз Генет, който емигрира в Америка по време на революцията, публикува дизайн на доста интересен контролиран балон. Устройството се движело с помощта на две големи колела, като воденични колела, задвижвани от два коня. Така авторът за първи път посочи възможността за използване на мускулна сила, много по-голяма от тази на хората. В допълнение към екипажа и конете, гондолата разполагаше с устройство за производство на водород, което беше необходимо за компенсиране на загубите на газ по време на полета.
През 1834 г. е направен конкретен опит за реализиране на идеята на генерал Мюние. Лекарят Берие от Льо Хавър и граф Ленъкс се обединиха в опит да построят голям управляем балон. Скоро Берие, убеден в безполезността на проекта, се пенсионира. Графът обаче не мислеше да се отказва. Подготвя и публикува проект за дирижабъл „Орел“, койтотрябваше да се задвижипътници. До средата на август 1834 г. балонът е готов за тестване. Рано сутринта на 17 август „Орелът“ беше отведен до стартовата площадка на Марсово поле. По време на транспортирането порив на вятъра сериозно повреди корпуса, което изискваше много време за ремонта му. Голяма, развълнувана тълпа от хора се събра за това интересно зрелище и поиска незабавно ставане. Когато стана ясно, че демонстрацията на полет може да не се състои, тълпата проби бариерата и, разбивайки всичко наоколо, унищожи балона. Безсилен пред яростта на тълпата, Ърл Ленъкс мълчаливо наблюдава краха на надеждите си.
Балонът, построен през 1839 г. от аеронавта Еубрио, имаше една интересна характеристика, която в бъдеще стана стандарт за устройства с мека и полутвърда конструкция. Черупката имаше асиметрична форма с удебеляване на предната част. Две "мелнични" колела, задвижвани от членове на екипажа, са използвани като задвижване. През октомври 1839 г. Еубрио се опитва да извърши контролиран полет, но това начинание завършва с пълен провал.
Първите реални резултати в използването на механично задвижване са демонстрирани върху модел на контролиран балон, който е построен през 1850 г. от парижкия часовникар Жулиен. Неговият апарат се състоеше от удължена вретеновидна обвивка с дължина 7 m, към която с помощта на мрежа беше окачена малка гондола. Двигателят, който беше компресирана пружина като часовников механизъм, завъртя две витла, разположени отстрани на корпуса в предната му част. На 6 ноември на територията на парижкия хиподрум, в присъствието на няколко зрители, Жулиен изпробва устройството си. Пресата незабавно реагира на това събитие: „В три часа следобед г-н Жулиен демонстрира първо на арената, а след това в амфитеатъра на хиподрума, малък удължен балон с прост механизъм. Устройството се движеше бързо в правилната посока. За арена, защитена от вятъра, това поведение на балона беше съвсем разбираемо и не предизвика много наслада. Нашата изненада надмина всички възможни граници, когато апаратът на открито, лесно променяйки посоката на полета си, успешно се движеше срещу силен югозападен вятър. Директорът на хиподрума обеща на Жулиен да му помогне да построи по-голяма машина, но не удържа на думата си.
Тук трябва накратко да се спрем на, как да го кажа, техническите изисквания за двигател, който е минимално подходящ за целите на контролиран полет на балон. Няма да се задълбочаваме в изчисленията, а само ще кажем, че за да се даде на балон с обем 1500 m 3 и площ на напречното сечение 40 m 2 скорост 7 m/sec, двигател с необходима е мощност поне 8 к.с. с. В онези дни парен двигател с такава мощност тежеше (включително котела) не по-малко от 1000 кг, така че нашият балон просто не можеше да вдигне, заедно с теглото на самия апарат и екипажа, такова тегло.
През 1850 г. френският машинен инженер Анри Жифард прави неочаквано съобщение, че е успял да създаде парна машина с тегло 48 кг (без котел) и произвеждаща 5 к.с. с. и той възнамерява да започне изграждането на контролиран балон. Проектът за самолет, който той създава заедно с младите инженери Дейвид и Скиам, е крачка назад в сравнение с напредналите идеи, предложени от Мюние. Giffard отхвърли необходимостта от балон - може би това се дължи на желанието да се направи дизайнът на балона възможно най-лек. Дължината на дирижабъла е 44 м, най-големият диаметър е 12 м, а обемът е 2500 м 3. Целият дизайн на самолета беше доста примитивен за времето си, но Giffard не се стремеше към съвършенство. Основната задача беше да се тества парна машина, която се намираше в гондола на специална платформа, и да се извърши контролиран полет. Заедно с котела двигателят тежал 160 кг и мощност 3 литра. с. На 24 септември 1852 г. е направен първият полет на парижкия хиподрум, който напълно потвърждава изчисленията на талантливия изобретател. При този полет Giffard дори не можа да се върне в началната точка. Той обаче успя да завърти балона и да се движи перпендикулярно на вятъра.
През 1855 г. той построява друг контролиран балон, който е оборудван със същия двигател. За да се намали съпротивлението на въздуха, диаметърът на корпуса беше намален до 11,2 м. В същото време, за да се запази необходимия обем (4440 м3), дължината му трябваше да бъде увеличена (78 м), което доведе до увеличаване на силата на въздушно триене и „изяде“ печалбата от намаляването на силата на въздушното съпротивление. Това бе убедително доказано по време на първия тестов полет. Подухваше лек бриз и балонът, на борда на който бяха Гифард и Габриел Йон, известно време успешно му устояваше. Тогава вятърът се засили и устройството започна да се отдалечава от мястото на изстрелване. Гифард реши да седне. При спускане дългата черупка загуби еластичността си и неочаквано се набръчка (липсата на балон се отрази). Газът носител се събра в единия му край, което накара цялата конструкция да се наклони опасно. Мрежата с прикрепената към нея гондола се изплъзна от черупката и падна на земята, а леката черупка, издигайки се с висока скорост, изчезна в облаците. Поради факта, че инцидентът е станал близо до земята, аеронавтите в гондолата са практически невредими.
Проектите на Giffard бяха първите наистина успешни опити за изграждане на контролирани балони, способни да се движат във въздуха по волята на аеронавта. С управлявания балон на Giffard, който с право може да се нарече дирижабъл, започва нов етап в историята на аеронавтиката - етапът на използване на механични двигатели.
Въпреки факта, че научният и технологичен прогрес от онова време и първите обнадеждаващи експерименти на Giffard подготвиха добра почва за по-нататъшното развитие на контролираната аеронавтика, ентусиастите да използват мускулна сила за тези цели все още не са изчезнали. По време на обсадата на Париж морският инженер Станислас Дюпюи дьо Лом, роден през 1816 г., създател на първия броненосец, представя на правителството проект за дирижабъл, с помощта на който предлага да се установи надеждна комуникация между столицата и останалата част на Франция. Планът е одобрен и за изпълнението му са отпуснати 40 000 франка.
Дизайнът на дирижабъла имаше несъмнена приемственост с идеите на генерал Мюние и следователно беше по-напреднал в сравнение с проектите на Giffard. Първо, Dupuy de Lome, имайки предвид провала на Giffard, използва балон в дизайна на корпуса, с който е възможно да се поддържа постоянната му форма. Гондолата беше окачена на мрежата, здраво закрепена към така наречения контактен пояс на корпуса, с помощта на две специални системи за сапани. Новият диагонален метод за окачване на гондолата се оказа изключително успешен. Той елиминира възможността мрежата да се изплъзне от черупката и придава на цялата структура на апарата необходимата здравина и стабилност.
Обемът на корпуса на дирижабъла е 3500 m 3, дължината му е 36,1 метра, а най-големият му диаметър е 14,8. Тази доста впечатляваща конструкция трябваше да се задвижва от гигантско витло с диаметър 9 м, което трябваше да се върти от осем души, развивайки обща мощност от около две конски сили, докато скоростта на витлото беше 21 об / мин. Такава сила, както вече знаем, очевидно не беше достатъчна за изпълнение на планирания план, но ентусиазмът на защитниците на Париж беше толкова огромен, че никой не обърна внимание на такава „дреболия“. По време на изпитателен полет на 2 февруари 1872 г. дирижабълът достига скорост от едва 2,5 м/сек. Въпреки това, конструктивните идеи на Dupuy de Loma бяха много плодотворни и изиграха значителна роля в по-нататъшното развитие на конструкцията на дирижабли. В съвременните меки балони и дирижабли широко се използва контактното окачване, предложено от Dupuy de Lom и подобрено с течение на времето.
През 1870 г. немският инженер Пол Хенлайн представя проект за дирижабъл, в който са реализирани някои обещаващи идеи. На първо място, Хенлайн даде на корпуса на дирижабъла, изработен от гумирана тъкан, много перфектна форма от гледна точка на аеродинамиката: цилиндър със заострени краища. Отличната идея на Хенлайн беше да постави твърдата рамка (прототипа на киловата ферма) в непосредствена близост до корпуса и да приближи гондолата възможно най-близо до рамката. Това решение направи възможно да се придаде по-голяма твърдост на цялата конструкция на дирижабъла и да се подобри реакцията му към руля.Основното предимство на дирижабъла обаче беше четирицилиндровият газов двигател на системата Lenoir. Горивото, използвано в този двигател, беше осветителен газ, който беше взет директно от корпуса на дирижабъла. През декември 1872 г. Хенлайн извършва няколко полета на своя дирижабъл близо до Бърно (Моравия), при един от които е постигната скорост от 5,2 м/сек, надвишаваща всичко постигнато преди това. Липсата на средства принуди изобретателя да откаже да продължи работата си.
Във Франция те тръгнаха по своя път. През 1883 г. известните аеронавти братя Тисандие, едва събрали 50 000 франка, решават да построят дирижабъл по дизайна на Дюпюи де Лома и да го оборудват с динамо Сименс, което може да развие мощност от 1,5 литра. с. Токът, консумиран от двигателя, се генерира от батерия от батерии с тегло около 200 кг. На 8 октомври 1883 г. е извършен първият полет, който, както може да се очаква, завършва с неуспех.
Командирът на Централния аеронавигационен парк в Chalet-Meudon, капитан Чарлз Ренар, неговият брат Пол и помощникът на Ренард Кребс систематично се приближиха до създаването на своя дирижабъл. На първо място, те проведоха проучване на конфигурацията на корпуса на дирижабъла и стигнаха до абсолютно правилното заключение, че той трябва да бъде асиметричен („рибовиден“) по форма. Обемът на корпуса е 1860 m 3, дължина - 50,4 m, максимален диаметър - 8,4 м. В корпуса е вграден балон с обем 438 m 3. В средата на гондолата е поставен електродвигател с мощност 9 литра. с. и батерия от батерии. Освен витлото с две лопатки с диаметър седем метра, което се намираше пред гондолата, двигателят въртеше и вентилатор, предназначен да изпомпва въздух в балона.
Първият полет е извършен на 8 август 1884 г. от полигона Chalet-Meudon. Имаше тихо време, което се очакваше от няколко седмици. Дирижабълът плавно излетя от земята и сред овациите на тълпата се насочи на юг към Вилакубле, направи завой там и след 23 минути, след като измина 7,5 километра на височина 300 м, се върна в началната точка. Това беше успехът, който беше чакан толкова дълго. Новината за този полет бързо стигна до Париж, предизвиквайки пълен възторг сред обществеността. Следващото изкачване беше на 2 септември. Скоро след изстрелването задуха доста силен вятър, който започна да издухва дирижабъла. За капак на всичко двигателят отказа и Ренар реши да кацне спешно.
Третият полет е извършен на 8 ноември. В 12 часа следобед дирижабълът на Ренар и Кребс излита и се насочва към железопътния мост близо до Медон. След това мина над Сена. Тук беше решено да се изключи двигателят, за да се определи скоростта и посоката на вятъра. Пет минути по-късно двигателят беше стартиран и дирижабълът, покорен на волана, описал полукръг, се насочи към старта. Движението на дирижабъла беше стабилно, той поддържаше посоката си добре. 45 минути след издигането той се приземи безопасно на стартовата площадка. На този ден е извършен още един полет. През годината дирижабълът направи седем полета и пет пъти се върна на мястото за изстрелване.
Така дирижабълът на Ренар и Кребс, наречен "Франция", демонстрира значителна крачка напред в подобряването на дизайна на дирижаблите. Това беше дългоочакваната победа на човешкия ум над въздушните стихии.
Историята на развитието на аеронавтиката, изглежда, е завършена. Днес в живота ни се появиха хеликоптери, самолети и много други странни транспортни средства. Но магията и романтиката, свързани с такова интересно занимание като летенето с балон с горещ въздух, ще останат завинаги в сърцата на хората. И днес хората пътуват по него. Мнозина биха били любопитни да разберат как започна всичко. Историята на развитието на аеронавтиката ще бъде разгледана накратко в тази статия.
Бартоломео Лоренцо
Бразилецът Бартоломео Лоренцо принадлежи към пионерите, чиито имена не са забравени от историята. Основните им научни постижения обаче са поставени под съмнение или са останали неизвестни от векове.
Бартоломео Лоренцо е истинското име на човек, който влезе в историята на аеронавтиката като Лоренцо Гузмао, португалски свещеник, създател на проект, наречен "Пасарола", който доскоро се възприемаше като фантазия. През 1971 г., след дълго търсене, беше възможно да се открият документи, обясняващи събитията от това далечно минало.
Те започват през 1708 г., когато, след като се премества в Португалия, Гузмао постъпва в университета в Коимбра и е вдъхновен от идеята да направи полет, който да разкрие историята на аеронавтиката. Физиката и математиката, в които Лоренцо показа големи способности, му помогнаха в това. Той започна своя проект с експеримент. Гузмао проектира няколко модела, които станаха прототипи на бъдещия му кораб.
Първи демонстрации на кораба Guzmao
През 1709 г., през август, тези модели бяха показани на кралското благородство. Един такъв полет с балон се оказа успешен: тънка черупка с малък мангал, окачен под нея, се издигна от земята на почти 4 метра. През същата година Гузмао започва своя проект Passarola. За неговия тест, за съжаление, не са запазени никакви сведения. Въпреки това, във всеки случай, Гузмао беше първият, който, въз основа на изучаването на природните явления, успя да намери реален начин да се издигне нагоре и също се опита да го приложи на практика. Така започва историята на развитието на аеронавтиката.
Жозеф Монголфие
От Жозеф, по-големият му брат, Етиен Монголфие, който притежаваше хартиена фабрика в малко френско градче, получи бележка през 1782 г., в която брат му предложи да подготви повече въжета и копринен плат, за да види едно от най-удивителните неща в Светът. Тази бележка означаваше, че Джоузеф най-накрая е намерил това, за което братята са говорили повече от веднъж по време на срещите си: начин да се издигне във въздуха.
Черупка, пълна с дим, се оказа това лекарство. В резултат на един прост експеримент Дж. Монголфие забеляза, че платнена обвивка с форма на кутия, ушита от две парчета плат, се втурна нагоре, след като се напълни с дим. Това откритие пленява не само самия автор, но и брат му. Работейки заедно, изследователите създадоха още две аеростатични машини (така нарекоха своята).Едната от тях беше демонстрирана сред приятели и семейство.Тя беше направена под формата на топка с диаметър 3,5 метра.
Първите успехи на Монголфие
Експериментът беше пълен успех: снарядът остана във въздуха около 10 минути, издигна се на височина от около 300 метра и прелетя във въздуха около километър. Братята, вдъхновени от успеха си, решават да покажат изобретението си на широката публика. Те построиха гигантски балон, чийто диаметър беше повече от 10 метра. Обвивката му, ушита от платно, беше подсилена с въжена мрежа и също покрита с хартия, за да се увеличи нейната непропускливост.
През 1783 г., на 5 юни, тя е демонстрирана на пазарния площад в присъствието на много зрители. Пълното с дим кълбо се издигна нагоре. Всички подробности по експеримента са удостоверени със специален протокол, който е подпечатан с подписите на различни длъжностни лица. Така за първи път официално е удостоверено изобретение, което отваря пътя на аеронавтиката.
Професор Чарлз
В Париж голям интерес предизвика полетът на братя Монголфие с балон с горещ въздух. Те бяха поканени да повторят опита си в столицата. По същото време на Жак Шарл, френски физик, беше наредено да демонстрира създадения от него самолет. Чарлз увери, че димният въздух, газът от балон с горещ въздух, както се наричаше тогава, не е най-доброто средство за създаване на аеростатични
Жак беше добре запознат с най-новите постижения в химията и вярваше, че е много по-добре да се използва водород, тъй като той е по-лек от въздуха. Въпреки това, след като избра този газ за зареждане на апарата си, професорът се натъкна на редица технически трудности. На първо място, беше необходимо да се реши какво да се направи от лека обвивка, способна да задържа летлив газ за дълго време.
Първият полет на Чарлиър
Братята Роби, механици, му помогнаха да се справи с тази задача. Те произвеждат материал с необходимите качества. За да направят това, братята използваха лека копринена тъкан, която беше покрита с разтвор на каучук в терпентин. През 1783 г., на 27 август, летателната машина на Чарлз излита в Париж. Той се втурна нагоре пред около 300 хиляди зрители и скоро стана невидим. Когато един от присъстващите попита какъв е смисълът от всичко това, Бенджамин Франклин, известен американски държавник и учен, който също е наблюдавал полета, отговори: „Какъв е смисълът да се роди новородено?“ Тази забележка се оказа пророческа. „Новороденото“ се роди и за него беше предопределено голямо бъдеще.
Първи пътници
Успехът на Чарлз обаче не спира братята Монголфие от намерението им да демонстрират собственото си изобретение в Париж. Етиен, опитвайки се да направи най-голямо впечатление, използва таланта си на отличен архитект. Балонът с горещ въздух, който той построи, беше в известен смисъл произведение на изкуството. Черупката му беше с форма на варел, чиято височина беше повече от 20 метра. Тя беше украсена отвън с цветни орнаменти и монограми.
Демонстрираният от Академията на науките балон предизвика възхищение сред нейните представители. Беше решено това шоу да се повтори в присъствието на кралския двор. Близо до Париж, във Версай, през 1783 г., на 19 септември, се проведе демонстрация. Вярно е, че балонът, който предизвика възхищението на академиците, не доживя до този ден: черупката му беше измита от дъжд, в резултат на което стана неизползваем. Но това не спря братята Монголфие. Работейки усърдно, те построиха новата топка навреме. По нищо не отстъпваше по красота на предишния.
За да има максимален ефект, братята прикрепиха към него клетка, в която поставиха петел, патица и овен. Това са първите балонисти в историята. Балонът се втурна нагоре и след като измина разстояние от 4 км, 8 минути по-късно безопасно кацна на земята. Братята Монголфие станаха героите на деня. Те бяха наградени с различни награди и от този ден нататък всички балони, които използваха опушен въздух, за да създадат повдигане, бяха наречени балони с горещ въздух.
Човек, летящ с балон с горещ въздух
С всеки полет братята Монголфие се доближаваха до заветната цел, която преследваха - човешки полет. Новата топка, която направиха, беше по-голяма. Височината му е 22,7 метра, а диаметърът му е 15 метра. В долната му част е била прикрепена пръстеновидна галерия. Предназначена е за двама души. Създаването на този дизайн продължи историята на аеронавтиката. Физиката, на постиженията на която се основаваше, по това време позволяваше изграждането само на много прости самолети. В средата на галерията беше окачена камина за изгаряне на слама. Излъчваше топлина, докато беше в черупката под дупката. Тази топлина затопли въздуха, позволявайки по-дълъг полет. Дори стана донякъде управляем.
В историята на полетите можете да намерите различни интересни факти. Аеронавтиката е дейност, донесла голяма известност и слава през 18 век. Създателите на самолета не искаха да го споделят с други. Кралят на Франция Луи XVI обаче забранява на авторите на проекта да вземат лично участие в полета. Според него тази животозастрашаваща задача е трябвало да бъде поверена на двама престъпници, които са осъдени на смърт. Това обаче предизвика протести от Пилатр де Розие, един от активните участници в изграждането на балона с горещ въздух.
Този човек не можеше да се примири с факта, че имената на престъпниците ще останат в историята на аеронавтиката. Той настоя сам да участва в полета. В крайна сметка разрешението беше дадено. Друг „пилот“ тръгна на пътешествие с балон с горещ въздух. Беше маркиз д'Арланд, почитател на аеронавтиката. И така през 1783 г., на 21 ноември, те излитат от земята и правят първия полет в историята. Балонът с горещ въздух остана във въздуха 25 минути, като през това време прелетя около 9 км.
Полет на човек на чарлиер
За да докаже, че бъдещето на аеронавтиката принадлежи на Charliers (балони с черупки, пълни с водород), професор Чарлз решава да извърши полет, който трябва да бъде по-зрелищен от този, организиран от братята Монголфие. При създаването на новия си балон той разработи редица дизайнерски решения, които ще бъдат използвани векове напред.
Charlier, построен от него, имаше мрежа, която покриваше горната полусфера на балона, както и сапани, които държаха гондолата, окачена на тази мрежа. В гондолата имаше хора. В корпуса е направен специален отвор, за да може водородът да излиза. Клапан, разположен в корпуса, както и баласт, съхраняван в гондолата, са използвани за промяна на височината на полета. Осигурена е и котва за по-лесно кацане на земята.
Шарлие, чийто диаметър е повече от 9 метра, излита на 1 декември 1783 г. в парка Тюйлери. По него тръгва професор Чарлз, както и Робърт, един от братята, участвали активно в строежа на Шарлие. Те кацнаха благополучно близо до село, след като прелетяха около 40 километра. След това Чарлз продължил пътуването си сам.
Чарлиър прелетя 5 км, като същевременно се изкачи на невероятна височина за това време - 2750 метра. След като прекара около половин час на тази небесна височина, изследователят се приземи безопасно, като по този начин завърши първия полет в историята на аеронавтиката с балон с обвивка, пълна с водород.
Балон, прелетял над Ламанша
Животът на Жан Пиер Бланшар, френският механик, извършил първия полет с балон през Ламанша, е забележителен с това, че илюстрира повратната точка, настъпила в развитието на аеронавтиката в края на 18 век. Бланчард започна с прилагането на идеята за махащ полет.
През 1781 г. той построява апарат, чиито крила се задвижват от силата на краката и ръцете му. Тествайки го, окачен на въже, хвърлен върху блок, този изобретател се издигна до височината на многоетажна сграда, докато противотежестта беше около 10 кг. Възхитен от първите успехи, той публикува във вестника мислите си за възможността за махащ полет за хората.
Пътуването по въздух, направено в първите балони, както и търсенето на управление на полета, отново върна Бланшар към идеята за крила, но вече използвани за управление на балона. Въпреки че първият експеримент завърши неуспешно, изследователят не се отказа от опитите си и все повече се увличаше от изкачването в небесния простор.
През 1784 г., през есента, полетите му започват в Англия. Изследователят има идеята да прелети Ламанша с балон, като по този начин докаже възможността за въздушна комуникация между Франция и Англия. През 1785 г., на 7 януари, се състоя този исторически полет, в който участваха самият изобретател, както и д-р Джефри, негов американски приятел.
Ерата на аеронавтиката
Историята на развитието на аеронавтиката беше краткотрайна. От началото на ерата на дирижаблите и балоните до пълното й завършване изглежда, че са минали малко повече от 150 години. Първият свободен балон е издигнат във въздуха от братята Монголфие през 1783 г., а през 1937 г. дирижабълът LZ-129 Gindenburg, построен в Германия, изгаря. Това се случи в САЩ, в Лейкхърст, на швартова мачта. На борда на кораба е имало 97 души. От тях 35 са загинали. Тази катастрофа толкова шокира световната общност, че великите сили бяха склонни да спрат да строят големи дирижабли. Така приключи една ера в аеронавтиката, в която през последните 40 години бяха разработени твърди дирижабли, наречени цепелини (един от основните им създатели беше Фердинанд фон Цепелин, германски генерал).
Балонът с горещ въздух, проектиран от братята Монголфие, беше неконтролируем. Едва през 1852 г. Анри Гифард, френски дизайнер, създава контролиран балон.
Инженерите отдавна се опитват да решат проблема с твърдостта на самолета. Давид Шварц, австрийски дизайнер, излезе с идеята да направи тялото им метално. В Берлин през 1897 г. излита балонът Шварц. Корпусът му беше изработен от алуминий. Заради проблеми с двигателя обаче се стигна до аварийно кацане.
Граф Цепелин
Граф фон Цепелин, след като се запозна с произведенията на Дейвид, видя тяхното обещание. Той излезе с рамка, изработена от леки кутии, които бяха занитени от алуминиеви ленти. Дупките в тях бяха щамповани. Рамката е направена от пръстеновидни рамки. Те бяха свързани с струни.
Между всяка двойка рамки (общо 1217 броя) беше поставена водородна камера. Следователно, ако няколко вътрешни цилиндъра бяха повредени, останалите поддържаха нестабилност. През лятото на 1990 г. пуровидният осемтонен гигант Цепелин (дирижабъл с диаметър 12 метра, дължина - 128) извърши успешен 18-минутен полет, превръщайки своя създател, който тогава беше смятан за почти градски луд, в национален герой.
Страната, която наскоро загуби войната с французите, прие идеята на генерала за това чудо оръжие с гръм и трясък. Zeppelin е дирижабъл, който започна активно да се използва във военни операции. За Първата световна война генералът проектира няколко машини, чиято дължина е 148 м. Те могат да развиват скорост до 80 км/ч. Дирижаблите, проектирани от граф Цепелин, тръгнаха на война.
20-ти век допълнително демократизира летенето. Съвременната аеронавтика се превърна в хоби за много хора. През юли 1897 г. Соломон Огюст Андре извършва първия полет до Арктика с балон с горещ въздух. През 1997 г., в чест на стогодишнината от това събитие, балонистите проведоха фестивал на балоните на Северния полюс. Оттогава най-смелите екипи летят тук всяка година, за да се издигнат в небето. Фестивалът на въздухоплаването е завладяващ спектакъл, на който много хора идват да се възхищават.
