Przesłanie o rozwoju aeronautyki. Historia aeronautyki
Ludzie zawsze patrzyli w niebo i marzyli o swobodnym locie. Skrzydła Ikara, stupa Baby Jagi, latający dywan, skrzydlaty koń, latający statek, silnik ze śmigłem Carlsona i miotła Nimbus 2000 młodego czarodzieja Harry'ego Pottera - niezliczone mity i baśnie odzwierciedlają wieki- stare marzenie człowieka - wznieść się w powietrze.Rosyjski Ikari
Historia pierwszych eksperymentów w aeronautyce tradycyjnie zaczyna się od greckiego mitu o Ikarze, który przypalił na słońcu swoje skrzydła z piór i wosku. Wynalazcy przez bardzo długi czas próbowali wzbić się w powietrze, zawsze wyposażając swoje projekty w ptasie skrzydła. Eksperymenty pierwszych rosyjskich lotników wzbudziły gniew najwyższych władców i Kościoła. „Człowiek nie jest ptakiem, nie ma skrzydeł. To nie jest dzieło Boga, ale złych duchów” – powiedział w XVI wieku Iwan Groźny, obserwując lot niewolnika Nikity na domowych drewnianych skrzydłach. Głowę Nikity odcięto i spalono skrzydła, ale ludzie kontynuowali próby: 100 lat później, w latach 70. XVII wieku, łucznik Iwan Serpow zrobił duże skrzydła i „chciał latać, ale wzniósł się tylko o 7 arszinów (5 metrów ), wykonał salto w powietrzu i upadł na ziemię”. A w 1729 r. Wystartował kowal Ryazan. Na rękawach, na nogach i na głowie zakładał długie, miękkie skrzydła nawleczone na drut. Latał przez krótki czas, a kiedy zszedł na dach kościoła, otrzymał klątwę od miejscowego księdza, który również spalił jego domowe skrzydła.
Balon i helikopter z XVIII wieku
Według dokumentów z biura gubernatora Riazańskiego, urzędnik Kryakutnoy zrobił piłkę, dosłownie: „jak dużą piłkę nadmuchał ją cuchnącym dymem, zrobił z niej pętlę, usiadł w niej i zły duch podniósł go wyżej niż brzoza, a potem uderzył nim w dzwonnicę, ale on chwycił za linę, jak to się nazywa, i pozostał przy życiu.”
Okazuje się, że rosyjski wynalazca samouk poleciał balonem na ogrzane powietrze 52 lata przed twórcami balonu, braćmi Montgolfier.
Oczywiście nad możliwością latania badali nie tylko utalentowani pasjonaci, którym często brakowało wykształcenia, ale także prawdziwi naukowcy. Wielki rosyjski przyrodnik M.V. Łomonosow nie tylko po raz pierwszy uzasadnił zasady lotu ciał cięższych od powietrza, ale także w 1754 roku zbudował model helikoptera (helikoptera) napędzanego sprężyną zegarową.
Od balonów po samoloty
Latem 1783 roku we francuskim mieście Annonay bracia Montgolfier wystrzelili balon wypełniony gorącym powietrzem, wykonany z lnu i papieru. Zwierzęta stały się pierwszymi pasażerami linii lotniczych, a jesienią tego samego roku balon na ogrzane powietrze uniósł pierwszych ludzi w niebo
Pierwszym Rosjaninem, który poleciał balonem na ogrzane powietrze jako pasażer balonu Francuza Andre Garnerina, był generał piechoty S.L. Lwów w 1803 roku. Pierwszym rosyjskim aeronautą był lekarz sztabowy I.G. Kaszynski, który w 1805 r. odbył samodzielny lot nad Moskwą. Balony królowały na niebie przez prawie 100 lat. Stanowiły one jedyny środek transportu powietrznego. Udoskonalono ich konstrukcję, zaczęto używać wodoru zamiast ciepłego powietrza i gumy zamiast tkaniny i papieru. Następnie balony na ogrzane powietrze wyposażano w palniki gazowe, które podgrzewały powietrze wewnątrz balonu i pozwalały im latać dłużej i wyżej. Jednak naukowcom nigdy nie udało się stworzyć kontrolowanego balonu. Balon leciał tylko tam, gdzie wiał wiatr. Nawet pojawienie się sterowców – balonów z silnikami – nie rozwiązało wszystkich problemów. Okazały się zbyt powolne, niezgrabne i zawodne.
Aleksander Mozhaisky – twórca pierwszego rosyjskiego samolotu
Wynalezienie i udoskonalenie silnika parowego doprowadziło do prób stworzenia samolotu z silnikiem parowym. W 1881 roku oficer marynarki Aleksander Fiodorowicz Mozhaisky, obserwując loty ptaków i latawców, był w stanie określić wielkość powierzchni podnoszenia samolotu i stworzył działające modele samolotu. Latem 1882 roku na poligonie w Krasnoje Siole pod Petersburgiem samolot Mozhaisky'ego oddzielił się od ziemi i przeleciał na pewną odległość. Po raz pierwszy na świecie samolot z osobą na pokładzie mógł wystartować! Słynni amerykańscy projektanci samolotów, bracia Wilbur i Orville Wright, odbyli swój pierwszy lot dopiero w 1903 roku.
Prace rosyjskich naukowców N.E. Żukowskiego i S.A. Chaplygina, którzy położyli teoretyczne podstawy aerodynamiki, odegrały ogromną rolę w rozwoju światowego lotnictwa. „Ojciec rosyjskiego lotnictwa” Nikołaj Jegorowicz Żukowski, autor ponad 220 prac naukowych, napisał: „Człowiek będzie latał, opierając się nie na sile mięśni, ale na sile umysłu”.
XX wiek - wiek lotnictwa
Dzięki osiągnięciom naukowym i wzrostowi postępu technologicznego na początku XX wieku konstrukcja pierwszego samolotu była stale udoskonalana, a piloci ustanawiali coraz więcej rekordów. Jeśli pierwsze loty trwały nie dłużej niż minutę, to do 1908 roku samoloty pozostawały w powietrzu ponad dwie godziny.
Rosyjscy inżynierowie i projektanci opracowali nowe samoloty, które pod wieloma względami przewyższały modele zagraniczne.
Wystarczy wymienić dwupłatowce Y.M. Gakkela, latające łodzie D.P. Grigorowicza i wielosilnikowe ciężkie samoloty I.I. Sikorskiego „Russian Knight” i „Ilya Muromets”, które otworzyły drogę lotnictwu transportowemu. Na zdjęciu poniżej samolot BIS-1 Igora Sikorskiego: Już w 1922 roku na Polu Chodynskoje w Moskwie otwarto Centralne Lotnisko, a rok później rozpoczęła działalność pierwsza pasażerska linia lotnicza Moskwa-Niżny Nowogród. W latach dwudziestych i trzydziestych XX wieku projektanci zaprojektowali pierwsze radzieckie samoloty wojskowe i cywilne, takie jak słynny samolot „kukurydziany” Polikarpowa U-2.
Podczas II wojny światowej
Przy aktywnym udziale S.V. Iljuszyna narodziły się bombowce Ił-4, Ił-28 oraz samoloty szturmowe Ił-2, Ił-10. V.M. Petlyakov - bombowce Pe-2, Pe-8. Słynne myśliwce MiG-1, MiG-3 (na zdjęciu) zostały zbudowane przy udziale projektantów samolotów A.I. Mikoyana i M.I. Gurewicza. Biuro projektowe (KB) A.S. Jakowlewa opracowało najlepsze myśliwce Wielkiej Wojny Ojczyźnianej - Jak-1, Jak-9, Jak-3 (na zdjęciu),
Nawet twórca astronautyki Konstantin Eduardowicz Ciołkowski przewidywał, że samoloty o napędzie śmigłowym zostaną zastąpione samolotami odrzutowymi. Druga połowa XX wieku całkowicie potwierdziła przypuszczenia genialnego naukowca. Rozwój nauki i technologii umożliwił stworzenie niezawodnych silników samolotów odrzutowych.
Lotnictwo rosyjskie w czasie pokoju
Po drugiej wojnie światowej biura projektowe zaczęły aktywnie rozwijać samoloty dla lotnictwa cywilnego. W 1955 roku zespół biura projektowego A.N. Tupolewa wykonał pierwszy na świecie odrzutowy samolot pasażerski, markę TU-104. Biuro projektowe pod przewodnictwem O.K. Antonowa opracowało szereg samolotów transportowych serii An. Najbardziej znanym z nich jest lekki samolot transportowy An-2. Biuro projektowe Jakowlew stworzyło samolot pasażerski Jak-42 dla linii krótkodystansowych i lokalnych w naszym kraju.
Ciekawe zapisy:
Najszybszym samolotem pasażerskim jest Tu-144, którego maksymalna prędkość lotu sięga 2587 km/h (przykładowo maksymalna prędkość europejskiego Concorde to 2333 km/h). Najcięższym samolotem jest AN-225 Mriya, jego standardowa masa startowa sięga 600 ton; z 7-osobową załogą podniósł ładunek o masie 156 300 kg. na wysokość 12410 metrów.
Od niepamiętnych czasów człowiek podążał za lotem ptaków, marząc podobnie jak one o wzbiciu się w niebo. Logika podpowiadała, że skoro stosunkowo słabe mięśnie ptaków są w stanie unieść je w powietrze i utrzymać lot, to człowiek ze swoimi znacznie silniejszymi mięśniami również jest w stanie to zrobić. Nikt nie podejrzewał, jak złożone jest połączenie funkcji mięśni i ścięgien, pracy serca i układu oddechowego u zwykłego ptaka. Nikt nie mógł sobie wyobrazić innego urządzenia do lotu niż ruchome skrzydło o zmiennej krzywiźnie. Przez tysiące lat ludzie próbowali latać jak ptaki i w wyniku takich prób zginęło niezliczone rzesze ludzi.
Imię pierwszego „człowieka-ptaka”, który przybrał skrzydła i skoczył z urwiska z zamiarem latania, nie zachowało się od wieków. Każda nieudana próba zadawała starożytnym baloniarzom coraz to nowe pytania. Dlaczego skrzydła napędzane ręcznym trzepotaniem nie działają? Co jest z nimi nie tak? Filozofowie, naukowcy i wynalazcy proponowali różne rozwiązania, ale nikomu nie udało się zapewnić człowiekowi skrzydeł, które pozwoliłyby mu wznieść się w powietrze i wznieść się jak ptak. Leonardo da Vinci zapełniał strony swoich zeszytów szkicami różnych maszyn latających, ale jego pomysły wciąż miały tę samą wspólną wadę - trzymanie się zasady skrzydeł „ptasich” (ryc. 1-1).
W 1655 roku matematyk, fizyk i wynalazca Robert Hook doszedł do wniosku, że siła mięśni człowieka nie wystarczy, aby latać za pomocą sztucznych skrzydeł. Doszedł do wniosku, że do lotu potrzebna jest dodatkowa siła napędowa.
Poszukiwania rozwiązania poszły w różnych kierunkach. W 1783 roku bracia Joseph i Etienne Montgolfier po raz pierwszy przetestowali balon wypełniony gorącym powietrzem z osobą na pokładzie. Piłka utrzymywała się w powietrzu przez 23 minuty. Dziesięć dni później profesor Jacques Charles wzbił się w przestworza balonem wypełnionym gazem. Balony tak bardzo przykuły uwagę opinii publicznej, że loty przez długi czas kojarzone były wyłącznie z urządzeniami lżejszymi od powietrza. Ale mimo całej swojej świetności balon był niczym więcej jak dużym kawałkiem materiału, unoszącym się tam, gdzie zawiewał wiatr.
Balony na ogrzane powietrze w końcu umożliwiły człowiekowi wzniesienie się w powietrze, ale był to tylko jeden z wielu problemów, z którymi musieli się zmierzyć baloniści. Balon nie pozwalał kontrolować prędkości i kierunku lotu. Problem ten rozwiązał latawiec, zabawka znana na Wschodzie od ponad dwóch tysiącleci, lecz na Zachodzie pojawiła się dopiero w XIII wieku. Już w starożytnych Chinach węże wykorzystywano do badania terenu i określania kierunku wiatru w nawigacji (w wersji sterowanej przez człowieka), a także w urządzeniach sygnalizacyjnych i do celów rozrywkowych (w wersji niekontrolowanej). Obserwacja ruchu latawca pozwoliła odpowiedzieć na wiele pytań dotyczących możliwości lotu urządzeń cięższych od powietrza.
Jednym z tych, którzy wierzyli, że eksperymenty z latawcami pomogą odkryć tajemnice kontrolowanej aeronautyki, był Sir George Cayley. Urodzony w Anglii dziesięć lat przed lotem braci Montgolfier, Cayley spędził całe życie na opracowywaniu pojazdu cięższego od powietrza, wyposażonego w skrzydła w kształcie latawca (ryc. 1-2). Nazywany „ojcem aeronautyki” Cayley odkrył podstawowe zasady, na których opiera się współczesne lotnictwo, zbudował działający model samolotu, a nawet przetestował pierwszy w historii samolot sterowany przez człowieka.
Przez pięćdziesiąt lat po śmierci Cayleya naukowcy i wynalazcy pracowali nad stworzeniem latającego samochodu z napędem. W ten sposób angielski wynalazca William Samuel Henson zaprojektował ogromny jednopłatowiec, który napędzany był silnikiem parowym umieszczonym wewnątrz kadłuba. Niemiecki inżynier Otto Lilienthal udowodnił w praktyce, że możliwy jest lot człowieka w aparacie cięższym od powietrza. I wreszcie marzenie Wilbura i Orville'a Wrightów spełniło się 17 grudnia 1903 roku w amerykańskim mieście Kitty Hawk w Karolinie Północnej.
Bracia Wright, właściciele sklepu rowerowego, spędzili cztery lata eksperymentując z latawcami, domowym tunelem aerodynamicznym i różnymi silnikami do swojego dwupłatowca. Ich znaczącym osiągnięciem było raczej naukowe niż czysto praktyczne podejście do rozwiązania problemu. Stworzony przez braci dwupłatowiec Flyer był przykładem śmiałego projektu i błyskotliwej inżynierii (ryc. 1-3). Tego historycznego dnia bracia Wright wykonali cztery loty, spędzając w powietrzu łącznie 98 sekund. Rozpoczęła się era lotnictwa.
Dzisiaj porozmawiamy o pierwszym kroku ludzkości w rozwoju „Piątego Oceanu” - atmosfery ziemskiej, tj. o wynalezienie balonu na ogrzane powietrze.
Pomimo tego, że historia aeronautyki sięga nieco ponad dwustu lat, pragnienie człowieka oderwania się od Ziemi i wzniesienia się w powietrze jak ptak objawiło się już w starożytności.
Najważniejszym wydarzeniem, które wpłynęło na rozwój aeronautyki, było odkrycie i badania przez Henry'ego Cavendisha w 1766 roku wodoru, czyli, jak wówczas nazywano, „palnego powietrza”. Ze względu na małą gęstość od razu uznano go za gaz nośny do balonów.
W 1783 roku obserwacje chmur Josepha i Etienne’a Montgolfierów doprowadziły ich do pomysłu wykorzystania pary wodnej w balonie (patrz także). Jednak pierwsze eksperymenty zakończyły się niepowodzeniem, ponieważ skorupa była zbyt ciężka, a para szybko się skraplała. Następnie postanowiono wykorzystać dym powstający przy spalaniu wełny i wilgotnej słomy. Zdaniem braci dym miał właściwości elektryczne, a elektryczności przypisywali zdolność odpychania się od powierzchni ziemi.
Po serii niepowodzeń przyszedł sukces - jeden wypełniony dymem pocisk oderwał się od lin trzymających i wzniósł się na wysokość około 300 metrów. Po dziesięciu minutach w powietrzu pocisk upadł na ziemię.
5 czerwca 1783 roku nowy aparat został oficjalnie przetestowany. W obecności widzów wypełniony dymem pocisk o pojemności 600 m 3 wzniósł się na wysokość około dwóch tysięcy metrów, a następnie spadł w odległości dwóch kilometrów od miejsca wzniesienia. Tak rozpoczęła się era aeronautyki.
27 sierpnia 1783 roku w Paryżu odbył się lot balonem profesora Karola. W odróżnieniu od aparatu Montgolfiera, w którym komora z tkaniny była wyłożona od wewnątrz papierem, balon Charlesa wykonany był z jedwabiu impregnowanego gumą. Jego objętość wynosiła 35 m 3. Ale główna różnica polegała na tym, że skorupa była wypełniona wodorem. Aparat Charlesa szybko wzniósł się na wysokość 950 metrów i zniknął w chmurach. Z powodu nadmiernego ciśnienia na dużej wysokości jego skorupa pękła, a wieśniacy przestraszeni niezrozumiałym obiektem, który spadł z nieba, pospieszyli, aby zniszczyć kulę.
Po tym locie balony wypełnione gorącym powietrzem lub dymem zaczęto nazywać balonami na ogrzane powietrze, a te wypełnione wodorem – charlierami.
19 września 1783 roku w powietrze wzbił się balon na ogrzane powietrze z klatką zawieszoną na łańcuchach. Zawierał pierwszych „baloniistów” - koguta, kaczkę i barana. Bezpiecznie przeżyli lot. Teraz możliwe stało się podniesienie osoby w balonie.
21 listopada 1783 roku Pilatre de Rozier i Arland wystartowali balonem na ogrzane powietrze. Ich urządzenie po przebyciu 8 kilometrów wylądowało na przedmieściach Paryża. Podczas lotu prawie zginęli w wyniku pożaru.
1 listopada tego samego roku profesor Charles wraz z podobnie myślącym Robertem wystartowali balonem własnego projektu. W powietrzu przebywali 2 godziny i 15 minut, pokonując w tym czasie 40 kilometrów.
Należy zauważyć, że konstrukcja charliera była bardziej zaawansowana niż balonu na ogrzane powietrze. Pierwszy miał większą siłę nośną. Ponadto wadą balonu na ogrzane powietrze było duże zagrożenie pożarowe ze względu na bliskość otwartego ognia i łatwopalną skorupę.
Loty balonem na ogrzane powietrze cieszą się coraz większą popularnością. Od początku XIX wieku zaczęto je wykorzystywać do celów naukowych.
W 1887 roku DI Mendelejew odbył niezależny lot w celu obserwacji zaćmienia słońca.
Podczas pierwszych lotów naukowych aeronautom udało się wznieść na wysokość siedmiu tysięcy metrów lub więcej.
W 1894 roku niemiecki Berson w balonie Phoenix wzniósł się na wysokość 9150 metrów, a w 1900 roku podczas Wystawy Światowej w Paryżu Francuzi de la Vaux i Costellon w balonie Centaurus pokonali dystans 1922 kilometrów w 35 godzin 45 minut, lądując w obwodzie kijowskim.
W latach 20-30 XX w. stworzono stratostaty – balony z uszczelnioną gondolą do badania górnych warstw atmosfery. Osiągnęli wysokość 20 kilometrów.
Obecnie balony znalazły zastosowanie w meteorologii do wystrzeliwania automatycznych stacji pogodowych na duże wysokości. Pojawienie się nowoczesnych, trwałych materiałów gazoszczelnych i palników gazowych, które pozwalają na utrzymanie wysokiej temperatury wewnątrz balonu przez długi czas, umożliwiło tworzenie balonów do celów sportowych.
Wynalezienie balonu na ogrzane powietrze umożliwiło ludzkości rozpoczęcie podróży mającej na celu opanowanie atmosfery naszej planety i przygotowanie się do eksploracji kosmosu.
Dla lepszego przyswojenia prezentowanego materiału proponujemy obejrzeć film przedstawiający historię wynalezienia balonu na ogrzane powietrze i pierwszy lot człowieka balonem.
GY6j8HXju_w
Radość, z jaką przyjęto wynalezienie balonu przez braci Montgolfier, wkrótce zastąpiła pragmatyczna i trzeźwa analiza perspektyw rozwoju aeronautyki. Już po pierwszym próbnym wejściu na Pilâtre de Rosier balonem na uwięzi, dokonanym 15 października 1783 roku, Joseph Montgolfier myślał o możliwości kontrolowania ruchu balonu, ale bardzo szybko doszedł do wniosku, że to nieprawda. prosty. W swoim liście do brata Etienne’a pisze: „Proszę, mój dobry przyjacielu, pomyśl i dokładnie oblicz: jeśli użyjesz wioseł, będziesz musiał zrobić je albo małe, albo duże; jeśli są duże, będą ciężkie; jeśli są małe, to im są mniejsze, tym szybciej trzeba będzie je przenieść. Zróbmy obliczenia na kuli o średnicy 30 stóp…” I po dokonaniu obliczeń dochodzi do wniosku, że siła 30 osób, które nie są w stanie wytrzymać nawet 50 minut ciągłej pracy bez odpoczynku, nie jest wystarczająca. wystarczy, aby pokonać dwie mile na godzinę. „Nie widzę innego ważnego sposobu kontroli” – kontynuuje Joseph – „z wyjątkiem badania różnych prądów powietrza; Rzadko zdarza się, aby nie zmieniały wysokości. Zaskakujące jest, że pomysł ten został wyrażony w czasie, gdy praktycznie nie było informacji o ruchu mas i warstw powietrza.
Na początkowym etapie eksploracji przestrzeni powietrznej bardzo powszechny był pomysł sterowania ruchem balonu za pomocą wioseł. Jednym z pierwszych aeronautów, który próbował rozwiązać problem sterowania balonem za pomocą tych prostych urządzeń, był Francuz Blanchard, który swoją pierwszą próbę podjął 2 marca 1784 roku na Polach Marsowych w Paryżu.
25 kwietnia 1784 roku Guyton de Morveau i jego przyjaciel de Verly wznieśli się w powietrze balonem specjalnie zaprojektowanym do przeprowadzania eksperymentów kontrolnych. Do równika kuli przymocowano cztery wiosła, dwa żagle i ster, które napędzano z gondoli za pomocą lin. Sama gondola również posiadała wiosła. Połowa z tych urządzeń uległa awarii podczas wznoszenia, ale obaj baloniści byli pewni, że udało im się kontrolować balon w ukierunkowany sposób. 12 czerwca tego samego roku przyjaciele (był z nimi także Abbé Bertrand) w celu kontynuacji eksperymentów wznieśli się do Dijon balonem Akademii Dijon, wyposażonym w wiosła i ster. Maksymalne osiągnięcie to niewielki obrót wokół własnej osi balonu.
16 października 1784 roku Blanchard przetestował w powietrzu działanie sześciołopatowego śmigła, które było zamontowane w gondoli balonu Charlier i napędzane ręcznie, i przekonał się o jego nieskuteczności. Wraz z Blanchardem podczas tego lotu znajdował się angielski aeronauta James Sadler, który wysiadł z gondoli w połowie lotu.
Jedną z najpoważniejszych prób kontrolowanego lotu podjęli dyrektorzy dużej fabryki surowców chemicznych Alban i Valle. W swoich eksperymentach wykorzystali balon, w którego gondoli zamontowano czterołopatowe śmigło, przypominające skrzydła wiatraka. „Przy spokojnej pogodzie” – opowiadali później Alban i Valle – „byliśmy w stanie przesuwać balon w różnych kierunkach na terenie fabryki, a czasem nawet zatoczyć okrąg”. Podczas jednego z lotów wylądowali w pałacu królewskim w Wersalu, w obecności Ludwika XVI wykonał trzy kontrolowane zjazdy i wynurzania bez uwalniania gazu i zrzucania balastu. Jednak pomimo wszystkich wysiłków aeronautów, nawet lekki wietrzyk zniweczył ich próby przeciwstawienia się temu.
Fizycy Abbé Miolan i de Janin proponowali wykorzystanie reakcji strumienia gorącego powietrza wydobywającego się z bocznego otworu skorupy, ale próba ta zakończyła się pożarem. Konkurent Blancharda w uczciwych występach balonowych, Testu-Brissy, używał wielołopatkowych młynów łopatkowych, co nie przyniosło żadnych rezultatów.
Oprócz tych, jeszcze wówczas niedoskonałych projektów, pojawiły się także genialne rozwiązania techniczne, które przewidywały szereg podstawowych pomysłów na przyszłą budowę sterowców. Przykładem tego jest pomysł generała Meuniera, który nakreślił w swoim raporcie dla Francuskiej Akademii Nauk już w 1783 roku, będąc wówczas porucznikiem.
Od pierwszych testów balonów na ogrzane powietrze, które dowiodły możliwości wzniesienia się człowieka w powietrze, Meunier był zafascynowany ideą kontrolowanej aeronautyki. Można z całą pewnością stwierdzić, że stało się to motywem motywacyjnym na całe jego przyszłe życie. On, jak przystało na inżyniera, systematycznie podchodził do rozwiązania tego problemu. Przede wszystkim Meunier zbadał kształt skorupy balonu i doszedł do absolutnie słusznego z punktu widzenia aerodynamiki wniosku – powinien być wydłużony. Ponadto Meunier zauważył, że gdy balon wznosi się i opada, jego skorupa zmienia swój kształt, a na jego powierzchni często tworzą się wgniecenia. W rezultacie podjął decyzję o przykryciu pocisku gazem nośnym innym pociskiem, zwanym balonem, i wpompowaniu powietrza w szczelinę między nimi. Balonet zapewniał utrzymanie stałego kształtu muszli, a ponadto mógł służyć do kontrolowania ruchu na wysokość (o czym dowiedziało się później). W swoich badaniach nad optymalizacją konstrukcji sterowanego balonu Meunier stwierdził, że istniejący wówczas system zawieszenia gondoli wymagał poważnych modyfikacji. Gondola, zdaniem Meuniera, powinna tworzyć ze skorupą jedną całość, a przynajmniej być z nią połączona możliwie sztywno. Do realizacji ruchu balonu do przodu Meunier zaproponował wykorzystanie prądów powietrza o odpowiednim kierunku, które mogłyby zostać wyłapane podczas pionowych ruchów balonu. Ponadto za pomocą trzech śmigieł umieszczonych pomiędzy skorupą a gondolą i napędzanych siłą mięśni członków załogi Meunier miał nadzieję poruszyć balonem w kierunku prostopadłym do ruchu wiatru. Można się tylko dziwić, jak utalentowany inżynier Meunier zakończył swoje badania kompletnym projektem - jego pomysły położyły praktyczną podstawę do stworzenia kontrolowanych balonów i to jest jego historyczna zasługa.
W 1789 roku oficer smoków baron Scott opublikował w Paryżu projekt kontrolowanego balonu, którego skorupa miała wydłużony kształt w kształcie ryby. Według pomysłu Barona, zmieniając kąt nachylenia (przegłębienia) płaszcza w zależności od napływającego powietrza, można było uzyskać ruch aparatu w kierunku poziomym. Była to pierwsza, dotychczas nie zrealizowana (intuicyjna) propozycja wykorzystania efektu siły nośnej. Autor projektu zamierzał przechylić urządzenie i przesunąć je w pionie za pomocą trzech balonów umieszczonych wewnątrz skorupy.
W 1799 roku ukazał się niezwykle zabawny esej Austriaka Jacoba Kaiserera: „O moim wynalazku kontrolowania balonu przy pomocy orłów”. Trzeba przyznać, że pomysł ten był dość popularny wśród marzycieli – już na początku XX wieku, pewien niemiecki „badacz aeronautyki”, z uporem godnym innych zastosowań, bronił swojego projektu wykorzystania do tych celów tresowanych gołębi.
W 1812 roku wiedeński zegarmistrz Jacob Degen zbudował samolot będący połączeniem balonu na ogrzane powietrze i skrzydeł przymocowanych do gondoli. 10 czerwca Degen odbył długi lot do Paryża, podczas którego intensywnie pracował skrzydłami, ile tylko mógł. Był całkowicie pewien, że urządzenie posłuchało jego woli, jednak naoczni świadkowie jednomyślnie stwierdzili coś przeciwnego i skinęli głową w kierunku tylnego wiatru. W październiku tego samego roku niespokojny Degen postanowił powtórzyć eksperyment i szeroko go reklamował w prasie. W wyznaczonym dniu na miejscu startu zebrał się ogromny tłum widzów. Najprawdopodobniej z nieznanych przyczyn balon był źle przygotowany do lotu i urządzenie nie było w stanie wystartować z ziemi. Nieważne, jak bardzo Degen próbował unieść go w powietrze za pomocą skrzydeł, wszystko było na marne. Aeronauta był okrutnie wyśmiewany przez opinię publiczną.
W 1825 roku francuski fizyk Edmond-Charles Guenet, który w czasie rewolucji wyemigrował do Ameryki, opublikował projekt dość interesującego kontrolowanego balonu. Urządzenie poruszało się za pomocą dwóch dużych kół, przypominających koła młyńskie, napędzanych przez dwa konie. Tym samym autor po raz pierwszy wskazał na możliwość wykorzystania siły mięśniowej znacznie większej niż u człowieka. Oprócz załogi i koni w gondoli znajdowało się urządzenie wytwarzające wodór, który był niezbędny do kompensowania strat gazu podczas lotu.
W roku 1834 podjęto konkretną próbę realizacji pomysłu generała Meuniera. Lekarz Berrier z Le Havre i hrabia Lennox połączyli siły, aby zbudować duży, sterowany balon. Wkrótce Berrier, przekonany o daremności projektu, przeszedł na emeryturę. Hrabia jednak nie myślał o poddaniu się. Przygotował i opublikował projekt sterowca Eagle, którytrzeba było wprawić w ruchpasażerowie. W połowie sierpnia 1834 roku balon był gotowy do testów. Wczesnym rankiem 17 sierpnia Eagle został zabrany na miejsce startu na Polach Marsowych. Podczas transportu podmuch wiatru poważnie uszkodził skorupę, której naprawa wymagała dużo czasu. Na to ciekawe widowisko zebrał się liczny, podekscytowany tłum ludzi, który zażądał natychmiastowego powstania. Kiedy stało się jasne, że pokaz lotu może się nie odbyć, tłum przedarł się przez barierę i rozbijając wszystko wokół, zniszczył balon. Bezsilny wobec wściekłości tłumu Earl Lennox w milczeniu obserwował upadek swoich nadziei.
Balon, zbudowany w 1839 roku przez aeronautę Eubryo, miał jedną ciekawą cechę, która w przyszłości stała się standardem dla urządzeń o konstrukcji miękkiej i półsztywnej. Powłoka miała asymetryczny kształt z pogrubieniem przedniej części. Jako napęd wykorzystano dwa koła „młyńskie”, napędzane przez członków załogi. W październiku 1839 roku Eubryo podjął próbę wykonania kontrolowanego lotu, ale przedsięwzięcie to zakończyło się całkowitym niepowodzeniem.
Pierwsze rzeczywiste rezultaty w zastosowaniu napędu mechanicznego zademonstrowano na modelu sterowanego balonu, który zbudował w 1850 roku paryski zegarmistrz Julien. Jego aparat składał się z wydłużonej wrzecionowatej muszli o długości 7 m, do której za pomocą siatki zawieszona była mała gondola. Napęd, który był ściśniętą sprężyną jak w zegarku, obracał dwa śmigła umieszczone po bokach łuski w jej przedniej części. 6 listopada na terenie paryskiego hipodromu, w obecności kilku widzów, Julien przetestował swoje urządzenie. Prasa natychmiast zareagowała na to wydarzenie: „O trzeciej po południu pan Julien zademonstrował, najpierw na arenie, a następnie w amfiteatrze hipodromu, mały wydłużony balon z prostym mechanizmem. Urządzenie szybko ruszyło we właściwym kierunku. Jak na arenę osłoniętą od wiatru, takie zachowanie balonu było w miarę zrozumiałe i nie wywołało większego zachwytu. Nasze zdziwienie przekroczyło wszelkie wyobrażalne granice, gdy aparat na otwartej przestrzeni, łatwo zmieniając kierunek lotu, skutecznie poruszał się pod silnym południowo-zachodnim wiatrem.” Dyrektor hipodromu obiecał Julienowi pomoc w budowie większej maszyny, ale nie dotrzymał słowa.
W tym miejscu należy pokrótce poruszyć, jak by to ująć, wymagania techniczne stawiane silnikowi, który w minimalnym stopniu nadaje się do kontrolowanego lotu balonu. Nie będziemy się wdawać w obliczenia, powiemy tylko, że aby balon o pojemności 1500 m 3 i powierzchni przekroju 40 m 2 mógł osiągnąć prędkość 7 m/s, silnik o pojemności wymagana jest moc co najmniej 8 KM. Z. W tamtych czasach silnik parowy tej mocy ważył (wraz z kotłem) nie mniej niż 1000 kg, więc nasz balon po prostu nie był w stanie unieść wraz z ciężarem samego aparatu i załogi takiego ciężaru.
W 1850 roku francuski inżynier mechanik Henri Giffard nieoczekiwanie ogłosił, że udało mu się skonstruować silnik parowy o wadze 48 kg (bez kotła) i mocy 5 KM. s. i zamierza rozpocząć budowę sterowanego balonu. Projekt samolotu, który stworzył wspólnie z młodymi inżynierami Davidem i Sciamem, był krokiem wstecz w porównaniu z zaawansowanymi pomysłami zaproponowanymi przez Meuniera. Giffard odrzucił potrzebę stosowania balonu – być może było to spowodowane chęcią uczynienia konstrukcji balonu możliwie najlżejszym. Długość sterowca wynosiła 44 m, największa średnica 12 m, a objętość 2500 m 3. Cała konstrukcja samolotu była jak na swoje czasy dość prymitywna, jednak Giffard nie dążył do perfekcji. Głównym zadaniem było przetestowanie silnika parowego, który znajdował się w gondoli na specjalnej platformie i wykonanie kontrolowanego lotu. Silnik wraz z kotłem ważył 160 kg i miał moc 3 litry. Z. 24 września 1852 roku odbył się pierwszy lot na hipodromie w Paryżu, co w pełni potwierdziło obliczenia utalentowanego wynalazcy. Podczas tego lotu Giffard nie mógł nawet wrócić do punktu początkowego. Udało mu się jednak obrócić balon i poruszać się prostopadle do wiatru.
W 1855 roku zbudował kolejny sterowany balon, który był wyposażony w ten sam silnik. W celu zmniejszenia oporów powietrza zmniejszono średnicę płaszcza do 11,2 m. Jednocześnie, aby zachować wymaganą objętość (4440 m3), konieczne było zwiększenie jego długości (78 m), co doprowadziło do wzrost siły tarcia powietrza i „pochłonął” zysk ze zmniejszenia siły oporu powietrza. Zostało to przekonująco zademonstrowane podczas pierwszego lotu testowego. Wiał lekki wiatr i balon, na pokładzie którego znajdowali się Giffard i Gabriel Ion, przez jakiś czas skutecznie się mu opierał. Następnie wiatr się nasilił i urządzenie zaczęło oddalać się od miejsca startu. Giffard postanowił usiąść. Podczas opadania długa muszla straciła elastyczność i niespodziewanie się pomarszczyła (brak balonu miał wpływ). Gaz nośny zebrał się na jednym z jego końców, powodując niebezpieczne przechylenie całej konstrukcji. Siatka z przymocowaną do niej gondolą zsunęła się z muszli i spadła na ziemię, a lekka skorupa, wznosząc się z dużą prędkością, zniknęła w chmurach. Dzięki temu, że wypadek miał miejsce blisko ziemi, aeronauci znajdujący się w gondoli praktycznie nie odnieśli obrażeń.
Projekty Giffarda były pierwszymi naprawdę udanymi próbami zbudowania kontrolowanych balonów zdolnych do poruszania się w powietrzu zgodnie z wolą aeronauty. Wraz z balonem sterowanym przez Giffarda, który słusznie można nazwać sterowcem, rozpoczyna się nowy etap w historii aeronautyki - etap wykorzystania silników mechanicznych.
Pomimo tego, że ówczesny postęp naukowo-techniczny i pierwsze zachęcające eksperymenty Giffarda przygotowały dobry grunt pod dalszy rozwój kontrolowanej aeronautyki, entuzjaści wykorzystania siły mięśni do tych celów jeszcze nie wymarli. Podczas oblężenia Paryża inżynier marynarki wojennej Stanislas Dupuy de Lôme, urodzony w 1816 roku, twórca pierwszego pancernika, przedstawił rządowi projekt sterowca, za pomocą którego zaproponował ustanowienie niezawodnej komunikacji między stolicą a resztą Francji. Plan został zatwierdzony i na jego realizację przeznaczono 40 000 franków.
Konstrukcja sterowca niewątpliwie stanowiła kontynuację pomysłów generała Meuniera, a zatem była bardziej zaawansowana w porównaniu z projektami Giffarda. Przede wszystkim Dupuy de Lome, pamiętając o porażce Giffarda, zastosował balon w konstrukcji muszlowej, dzięki czemu możliwe było utrzymanie jego stałego kształtu. Gondola została zawieszona na siatce, trwale przymocowanej do tzw. pasa trakcyjnego skorupy, za pomocą dwóch specjalnych systemów zawiesi. Nowy, diagonalny sposób zawieszenia gondoli okazał się niezwykle udany. Wyeliminowało to możliwość ześlizgiwania się siatki z skorupy i nadało całej konstrukcji aparatu niezbędną wytrzymałość i stabilność.
Objętość kadłuba sterowca wynosiła 3500 m 3, jego długość wynosiła 36,1 m, a największa średnica 14,8. Ta dość efektowna konstrukcja miała być napędzana przez gigantyczne śmigło o średnicy 9 m, którym obracać miało osiem osób, uzyskując łączną moc około dwóch koni mechanicznych, przy prędkości obrotowej śmigła wynoszącej 21 obr/min. Taka siła, jak już wiemy, najwyraźniej nie wystarczyła do realizacji zaplanowanego planu, ale zapał obrońców Paryża był tak ogromny, że nikt nie zwracał uwagi na taki „drobiazg”. Podczas lotu próbnego w dniu 2 lutego 1872 roku sterowiec osiągnął prędkość zaledwie 2,5 m/s. Niemniej jednak konstruktywne pomysły Dupuy de Loma były bardzo owocne i odegrały znaczącą rolę w dalszym rozwoju konstrukcji sterowców. W nowoczesnych miękkich balonach i sterowcach powszechnie stosuje się zawieszenie łańcuchowe zaproponowane przez Dupuy de Loma i udoskonalane z czasem.
W 1870 roku niemiecki inżynier Paul Henlein przedstawił projekt sterowca, w którym wdrożono kilka obiecujących pomysłów. Przede wszystkim Henlein nadał skorupie sterowca, wykonanej z gumowanej tkaniny, formę bardzo idealną z punktu widzenia aerodynamiki: cylinder ze spiczastymi końcami. Świetnym pomysłem Henleina było umieszczenie sztywnej ramy (prototyp kratownicy stępkowej) jak najbliżej poszycia i przybliżenie gondoli jak najbliżej ramy. Rozwiązanie to pozwoliło nadać całej konstrukcji sterowca większą sztywność i poprawić jego reakcję na ster kierunku.Jednak główną zaletą sterowca był czterocylindrowy silnik gazowy systemu Lenoir. Paliwem stosowanym w tym silniku był gaz oświetlający, pobierany bezpośrednio z kadłuba sterowca. W grudniu 1872 roku Henlein wykonał na swoim sterowcu kilka lotów w pobliżu Brna (Morawy), podczas jednego z nich osiągnięto prędkość 5,2 m/s, przekraczającą wszystko, co osiągnięto wcześniej. Brak funduszy zmusił wynalazcę do odmowy kontynuowania pracy.
We Francji poszli własną drogą. W 1883 roku słynni aeronauci bracia Tissandier, zebrawszy ledwie 50 000 franków, postanowili zbudować sterowiec według projektu Dupuy de Loma i wyposażyć go w dynamo Siemens, które mogłoby rozwinąć moc 1,5 litra. Z. Prąd pobierany przez silnik generowany był przez baterię akumulatorów o masie około 200 kg. 8 października 1883 roku odbył się pierwszy lot, który jak można było się spodziewać zakończył się niepowodzeniem.
Dowódca Centralnego Parku Lotniczego w Chalet-Meudon, kapitan Charles Renard, jego brat Paul i asystent Renarda Krebs systematycznie przybliżali się do powstania swojego sterowca. Przede wszystkim przeprowadzili badanie konfiguracji kadłuba sterowca i doszli do absolutnie prawidłowego wniosku, że powinien on mieć kształt asymetryczny („w kształcie ryby”). Objętość skorupy wynosiła 1860 m 3 , długość 50,4 m, maksymalna średnica 8,4 m. W skorupę wbudowano balon o pojemności 438 m 3 . Na środku gondoli umieszczono silnik elektryczny o mocy 9 litrów. Z. i bateria akumulatorów. Oprócz dwułopatowego śmigła o średnicy siedmiu metrów, które znajdowało się przed gondolą, w silniku obracał się także wentylator przeznaczony do pompowania powietrza do balonu.
Pierwszy lot odbył się 8 sierpnia 1884 roku z poligonu Chalet-Meudon. Pogoda była spokojna, czego oczekiwano od kilku tygodni. Sterowiec sprawnie odbił się od ziemi i wśród wiwatów tłumu skierował się na południe w stronę Villacoublay, tam wykonał zakręt i po 23 minutach, po przebyciu 7,5 km na wysokości 300 m, wrócił do punktu startu. To był długo oczekiwany sukces. Wiadomość o tym locie szybko dotarła do Paryża, wywołując wśród publiczności całkowity zachwyt. Następnego wejścia dokonano 2 września. Niedługo po starcie zerwał się dość silny wiatr, który zaczął porywać sterowiec. Na domiar złego doszło do awarii silnika i Renard zdecydował się pilnie wylądować.
Trzeci lot odbył się 8 listopada. O godzinie 12 po południu sterowiec Renarda i Krebsa wystartował i skierował się w stronę mostu kolejowego w pobliżu Meudon. Następnie przeszedł nad Sekwanę. Tutaj zdecydowano się wyłączyć silnik, aby określić prędkość i kierunek wiatru. Pięć minut później uruchomiono silnik i sterowiec posłuszny kierownicy, po zatoczeniu półkola, skierował się w stronę startu. Ruch sterowca był stabilny, dobrze trzymał swój kierunek. 45 minut po wzniesieniu wylądował bezpiecznie w miejscu startu. Tego dnia odbył się kolejny lot. W ciągu roku sterowiec wykonał siedem lotów i pięć razy wracał na miejsce startu.
Tym samym sterowiec Renarda i Krebsa, zwany „Francją”, wykazał znaczący krok naprzód w ulepszaniu konstrukcji sterowców. Było to długo oczekiwane zwycięstwo ludzkiego umysłu nad żywiołami powietrza.
Wydawałoby się, że historia rozwoju aeronautyki jest zakończona. Dziś w naszym życiu pojawiły się helikoptery, samoloty i wiele innych dziwnych środków transportu. Jednak magia i romantyczność, jakie kojarzą się z tak ciekawym zajęciem, jak latanie balonem, na zawsze pozostaną w sercach ludzi. A dzisiaj ludzie nim podróżują. Wiele osób byłoby ciekawych, jak to się wszystko zaczęło. Historia rozwoju aeronautyki zostanie pokrótce omówiona w tym artykule.
Bartolomeo Lorenzo
Bartolommeo Lorenzo, Brazylijczyk, należy do pionierów, których nazwiska nie zostały zapomniane przez historię. Jednak ich najważniejsze osiągnięcia naukowe były przez wieki kwestionowane lub pozostawały nieznane.
Bartolommeo Lorenzo to prawdziwe imię człowieka, który zapisał się w historii aeronautyki jako Lorenzo Guzmao, portugalski ksiądz, twórca projektu o nazwie „Passarola”, który do niedawna był postrzegany jako fantastyka. W 1971 roku po długich poszukiwaniach udało się odnaleźć dokumenty wyjaśniające wydarzenia z tej odległej przeszłości.
Zaczęli w 1708 roku, kiedy po przeprowadzce do Portugalii Guzmao wstąpił na uniwersytet w Coimbrze i wpadł na pomysł wykonania lotu, który otworzyłby historię aeronautyki. Pomogły mu w tym fizyka i matematyka, w których Lorenzo wykazał się dużymi zdolnościami. Zaczął swój projekt od eksperymentu. Guzmao zaprojektował kilka modeli, które stały się prototypami jego przyszłego statku.
Pierwsze pokazy statku Guzmao
W sierpniu 1709 roku modele te pokazano szlachcie królewskiej. Jeden z takich lotów balonem zakończył się sukcesem: cienka skorupa z zawieszonym pod nią małym paleniskiem uniosła się nad ziemię na prawie 4 metry. W tym samym roku Guzmao rozpoczął swój projekt Passarola. Niestety, nie zachowały się żadne informacje na temat jego testu. Jednak w każdym razie Guzmao był pierwszym, który opierając się na badaniach zjawisk naturalnych, był w stanie znaleźć prawdziwy sposób na wzniesienie się w górę, a także podjął próbę wdrożenia go w praktyce. Tak rozpoczęła się historia rozwoju aeronautyki.
Józefa Montgolfiera
Od Josepha jego starszy brat, Etienne Montgolfier, właściciel fabryki papieru w małym francuskim miasteczku, otrzymał w 1782 roku notatkę, w której jego brat zasugerował, aby przygotował więcej lin i jedwabnych tkanin, aby zobaczyć jedną z najbardziej niesamowitych rzeczy w świat. Ta notatka oznaczała, że Józef w końcu znalazł to, o czym bracia rozmawiali nie raz podczas spotkań: sposób wzniesienia się w powietrze.
Rozwiązaniem okazała się muszla wypełniona dymem. W wyniku jednego prostego eksperymentu J. Montgolfier zauważył, że po napełnieniu dymem materiałowa skorupa w kształcie pudełka, uszyta z dwóch kawałków materiału, unosiła się w górę. Odkrycie to zachwyciło nie tylko samego autora, ale także jego brata. Pracując wspólnie, badacze stworzyli jeszcze dwie maszyny aerostatyczne (tak nazwali swoją), jedną z nich zaprezentowano wśród znajomych i rodziny, wykonaną w kształcie kuli o średnicy 3,5 metra.
Pierwsze sukcesy Montgolfiera
Eksperyment zakończył się pełnym sukcesem: pocisk utrzymywał się w powietrzu przez około 10 minut, wzniósł się na wysokość około 300 metrów i przeleciał w powietrzu około kilometra. Bracia zainspirowani sukcesem postanowili pokazać swój wynalazek szerszej publiczności. Zbudowali gigantyczny balon, którego średnica wynosiła ponad 10 metrów. Jego skorupa, uszyta z płótna, została wzmocniona siatką linową, a także pokryta papierem w celu zwiększenia jej nieprzepuszczalności.
W 1783 r., 5 czerwca, pokazano go na rynku w obecności wielu widzów. Kula wypełniona dymem uniosła się w górę. Wszystkie szczegóły eksperymentu zostały poświadczone specjalnym protokołem, który został opieczętowany podpisami różnych urzędników. Tym samym po raz pierwszy wynalazek otrzymał oficjalną certyfikację, co otworzyło drogę aeronautyce.
Profesor Charles
W Paryżu duże zainteresowanie wzbudził lot braci Montgolfier balonem na ogrzane powietrze. Zostali zaproszeni do powtórzenia swoich doświadczeń w stolicy. W tym samym czasie francuski fizyk Jacques Charles otrzymał polecenie zademonstrowania skonstruowanego przez siebie samolotu. Charles zapewniał, że zadymione powietrze, czyli gaz balonowy, jak go wówczas nazywano, nie jest najlepszym środkiem do tworzenia aerostatyki
Jacques doskonale zdawał sobie sprawę z najnowszych osiągnięć chemii i uważał, że znacznie lepiej jest używać wodoru, ponieważ jest on lżejszy od powietrza. Wybierając jednak ten gaz do wypełnienia swojej aparatury, profesor napotkał szereg trudności technicznych. Przede wszystkim należało zdecydować, co zrobić z lekkiej skorupy, która będzie w stanie utrzymać lotny gaz przez długi czas.
Pierwszy lot Charliera
Bracia Robey, mechanicy, pomogli mu uporać się z tym zadaniem. Wyprodukowali materiał o wymaganych właściwościach. Aby to zrobić, bracia użyli lekkiej tkaniny jedwabnej, którą pokryto roztworem gumy w terpentynie. W 1783 roku, 27 sierpnia, w Paryżu maszyna latająca Karola wystartowała. Pobiegł w górę na oczach około 300 tysięcy widzów i wkrótce stał się niewidzialny. Kiedy jedna z obecnych osób zapytała, o co w tym wszystkim chodzi, Benjamin Franklin, słynny amerykański mąż stanu i naukowiec, który również obserwował lot, odpowiedział: „Jaki jest sens sprowadzenia na świat noworodka?” Uwaga ta okazała się prorocza. Urodził się „noworodek” i była mu przeznaczona wielka przyszłość.
Pierwsi pasażerowie
Sukces Charlesa nie powstrzymał jednak braci Montgolfier przed zamiarem zademonstrowania własnego wynalazku w Paryżu. Etienne, chcąc wywrzeć jak największe wrażenie, wykorzystał swój talent jako doskonałego architekta. Zbudowany przez niego balon na ogrzane powietrze był w pewnym sensie dziełem sztuki. Jego skorupa miała kształt beczki, której wysokość wynosiła ponad 20 metrów. Zdobiono go na zewnątrz kolorowymi zdobieniami i monogramami.
Balon zademonstrowany przez Akademię Nauk wzbudził podziw wśród jej przedstawicieli. Postanowiono powtórzyć to przedstawienie w obecności dworu królewskiego. Pod Paryżem, w Wersalu, w 1783 r., 19 września, odbyła się demonstracja. To prawda, że balon, który wzbudził podziw akademików, nie dożył tego dnia: jego skorupa została zmyta przez deszcz, w wyniku czego stał się bezużyteczny. Ale to nie powstrzymało braci Montgolfier. Pracując pilnie, na czas zbudowali nową piłkę. W niczym nie ustępował pięknu poprzedniemu.
Aby uzyskać maksymalny efekt, bracia przyczepili do niego klatkę, w której umieścili koguta, kaczkę i barana. Byli to pierwsi baloniści w historii. Balon poszybował w górę i po przebyciu dystansu 4 km, po 8 minutach bezpiecznie wylądował na ziemi. Bracia Montgolfier stali się bohaterami swoich czasów. Otrzymali różne nagrody i od tego dnia wszystkie balony wykorzystujące zadymione powietrze do wytworzenia siły nośnej nazywano balonami na ogrzane powietrze.
Człowiek lecący balonem na ogrzane powietrze
Z każdym lotem bracia Montgolfier zbliżali się do upragnionego celu, do którego dążyli - lotu człowieka. Nowa piłka, którą zbudowali, była większa. Jej wysokość wynosiła 22,7 metra, a średnica 15 metrów. Do jej dolnej części dobudowano emporę pierścieniową. Przeznaczony był dla dwóch osób. Stworzenie tego projektu stanowiło kontynuację historii aeronautyki. Fizyka, na której się opierała, pozwalała wówczas na budowę jedynie bardzo prostych samolotów. Na środku galerii zawieszono kominek na słomę. Znajdując się w skorupie pod dziurą, emitował ciepło. Ciepło to ogrzało powietrze, umożliwiając dłuższy lot. Nawet stał się w pewnym stopniu opanowany.
W historii lotów można znaleźć wiele ciekawych faktów. Aeronautyka to dziedzina, która w XVIII wieku przyniosła wielką sławę i chwałę. Twórcy samolotu nie chcieli dzielić się nim z innymi. Jednak Ludwik XVI, król Francji, zabronił autorom projektu osobistego udziału w locie. Jego zdaniem to zagrażające życiu zadanie należało powierzyć dwóm przestępcom skazanym na śmierć. Wywołało to jednak protesty Pilatre de Rozier, jednego z aktywnych uczestników budowy balonu na ogrzane powietrze.
Człowiek ten nie mógł pogodzić się z faktem, że nazwiska zbrodniarzy przejdą do historii aeronautyki. Nalegał, aby sam wziął udział w locie. Ostatecznie pozwolenie zostało wydane. Kolejny „pilot” odbył podróż balonem. Był to markiz d'Arlandes, miłośnik aeronautyki. I tak w 1783 roku, 21 listopada, wystartowali z ziemi i wykonali pierwszy w historii lot. Balon na ogrzane powietrze utrzymywał się w powietrzu przez 25 minut, przelatując w tym czasie około 9 km.
Lot człowieka na Charlierze
Chcąc udowodnić, że przyszłość aeronautyki należy do Charlierów (balony ze skorupami wypełnionymi wodorem), profesor Charles zdecydował się na lot, który miał być bardziej spektakularny niż ten zorganizowany przez braci Montgolfier. Tworząc swój nowy balon, opracował szereg rozwiązań konstrukcyjnych, które będą stosowane przez stulecia.
Zbudowany przez niego Charlier miał siatkę zakrywającą górną półkulę balonu, a także zawiesia, które utrzymywały gondolę zawieszoną na tej siatce. W gondoli byli ludzie. W skorupie wykonano specjalny otwór wentylacyjny umożliwiający ulatnianie się wodoru. Do zmiany wysokości lotu wykorzystano zawór umieszczony w skorupie oraz balast zgromadzony w gondoli. Aby ułatwić lądowanie na ziemi, zapewniono także kotwicę.
Charlier, którego średnica wynosiła ponad 9 metrów, wystartował 1 grudnia 1783 roku w Parku Tuileries. Wyruszył na nią profesor Karol i Robert, jeden z braci, którzy brali czynny udział w budowie Charliera. Wylądowali bezpiecznie w pobliżu wioski, po przeleceniu około 40 kilometrów. Następnie Karol kontynuował swoją podróż samotnie.
Charlier przeleciał 5 km, wspinając się na niesamowitą jak na tamte czasy wysokość – 2750 metrów. Po spędzeniu około pół godziny na tej podniebnej wysokości badacz bezpiecznie wylądował, kończąc tym samym pierwszy w historii aeronautyki lot balonem ze skorupą wypełnioną wodorem.
Balon przeleciał nad kanałem La Manche
Życie Jeana Pierre'a Blancharda, francuskiego mechanika, który odbył pierwszy lot balonem przez kanał La Manche, jest niezwykłe, ponieważ ilustruje punkt zwrotny, jaki nastąpił w rozwoju aeronautyki pod koniec XVIII wieku. Blanchard zaczął od wdrożenia idei lotu trzepoczącego.
W 1781 roku zbudował aparat, którego skrzydła napędzane były siłą jego nóg i ramion. Testując go zawieszonego na linie przerzuconej przez blok, wynalazca ten wzniósł się na wysokość wielopiętrowego budynku, przy czym przeciwwaga wynosiła około 10 kg. Zachwycony pierwszymi sukcesami opublikował w gazecie swoje przemyślenia na temat możliwości lotu trzepoczącego dla człowieka.
Podróże powietrzne odbyte na pierwszych balonach, a także poszukiwanie elementów sterujących lotem, ponownie sprowadziły Blancharda z powrotem do idei skrzydeł, ale przyzwyczajonych już do kontrolowania balonu. Choć pierwszy eksperyment zakończył się niepowodzeniem, badacz nie poddawał się i coraz bardziej dawał się ponieść wspinaczce w niebiańską przestrzeń.
Jesienią 1784 roku rozpoczęły się jego loty w Anglii. Badacz wpadł na pomysł, aby przelecieć balonem kanał La Manche, udowadniając w ten sposób możliwość komunikacji lotniczej między Francją a Anglią. W 1785 roku, 7 stycznia, miał miejsce ten historyczny lot, w którym wziął udział sam wynalazca, a także jego amerykański przyjaciel dr Jeffrey.
Wiek aeronautyki
Historia rozwoju aeronautyki była krótkotrwała. Wydawałoby się, że od początków ery sterowców i balonów do jej całkowitego zakończenia minęło nieco ponad 150 lat. Pierwszy swobodny balon został wzniesiony w powietrze przez braci Montgolfier w 1783 r., a w 1937 r. spłonął sterowiec LZ-129 Gindenburg zbudowany w Niemczech. Stało się to w USA, w Lakehurst, na maszcie cumowniczym. Na pokładzie statku było 97 osób. Spośród nich 35 zmarło. Ta katastrofa tak bardzo zszokowała społeczność światową, że wielkie mocarstwa były skłonne zaprzestać budowy dużych sterowców. Tak zakończyła się era w aeronautyce, w której przez ostatnie 40 lat rozwijały się sztywne sterowce zwane sterowcami (jednym z ich głównych twórców był niemiecki generał Ferdinand von Zeppelin).
Balon na ogrzane powietrze zaprojektowany przez braci Montgolfier był niekontrolowany. Dopiero w 1852 roku Henri Giffard, francuski projektant, stworzył kontrolowany balon.
Inżynierowie od dawna próbują rozwiązać problem sztywności samolotu. Na pomysł wykonania ich korpusu z metalu wpadł David Schwarz, austriacki projektant. W Berlinie w 1897 roku wystartował balon Schwarza. Jego korpus wykonano z aluminium. Jednak z powodu problemów z silnikiem wykonano awaryjne lądowanie.
Hrabia Zeppelina
Hrabia von Zeppelin, po zapoznaniu się z dziełami Davida, dostrzegł ich obietnicę. Wymyślił ramę wykonaną z lekkich kratownic skrzynkowych, które zostały nitowane z aluminiowych pasków. Otwory w nich zostały wybite. Rama została wykonana z ramek w kształcie pierścienia. Połączono je podłużnicami.
Pomiędzy każdą parą ramek umieszczono komorę wodorową (w sumie 1217 sztuk). Dlatego w przypadku uszkodzenia kilku cylindrów wewnętrznych, pozostałe zachowywały zmienność. Latem 1990 roku ośmiotonowy gigant Zeppelin w kształcie cygara (sterowiec o średnicy 12 metrów i długości 128) wykonał udany 18-minutowy lot, zamieniając swojego twórcę, uważanego wówczas niemal za miejskiego szaleńca, w bohater narodowy.
Kraj, który niedawno przegrał wojnę z Francuzami, z hukiem przyjął pomysł generała na tę cudowną broń. Zeppelin to sterowiec, który zaczął być aktywnie wykorzystywany w operacjach wojskowych. Na I wojnę światową generał zaprojektował kilka maszyn, których długość wynosiła 148 m. Mogły osiągać prędkość do 80 km/h. Sterowce zaprojektowane przez hrabiego Zeppelina poszły na wojnę.
XX wiek jeszcze bardziej zdemokratyzował latanie. Nowoczesna aeronautyka stała się hobby wielu ludzi. W lipcu 1897 roku Solomon Auguste Andre odbył pierwszy w historii lot balonem do Arktyki. W 1997 r., aby uczcić setną rocznicę tego wydarzenia, baloniści zorganizowali festiwal balonów na biegunie północnym. Od tego czasu co roku przylatują tu najodważniejsze zespoły, aby wzbić się w przestworza. Festiwal lotniczy to fascynujące widowisko, które przyciąga wielu widzów.
