Letectvo (fyzika). Letectvo v rusku

Slovo "letectvo" a "letecký" boli synonymom až do 20. rokov. XX storočia. . Na začiatku minulého storočia sa všetko zmenilo. Letectvo sa začalo nazývať pohybom pomocou zariadení, ktoré sú ľahšie ako vzduch, a letectvo-lietanie na lietadlách. To znamená, že lode, ktoré sú ťažšie ako vzduch. V článku sa podrobne pozrieme na históriu letectva, fyziku procesu.

Prečo balón vzlietne

Pamätajme pod aké podmienky telo ponorené do kvapaliny pláva. Ak je jeho hustota menšia ako hustota kvapaliny. To isté platí pre plyn, najmä vzduch. Balón (balón) vzlietne, ak je vo vnútri jeho plášťa ľahší (v porovnaní so vzduchom) plyn. Balón tiež" pláva " hore, aj keď mu bráni gravitácia pôsobiaca na škrupinu.

Vymenujme sily pôsobiace na loptu. Po prvé, je to gravitácia škrupiny. Po druhé, je to gravitácia plynu. Plyn vo vnútri gule má tiež hmotnosť, čo znamená, že na ňu pôsobí aj gravitácia. Predpokladajme, že tieto dve sily spolu nie sú schopné prekonať Archimedovu silu, ktorá pôsobí na plyn zo vzduchu. Ak je to tak, potom môže balón vzlietnuť a zdvihnúť náklad.

Zdvíhacia sila

Pozrime sa na kľúčové ustanovenia fyziky letectva. Ak balón priviažeme k zemi, vytiahne sa nahor a lano potiahne silou nazývanou zdvíhanie. Aby ste to mohli vypočítať, musíte od Archimedovej sily odpočítať hmotnosť plynu spolu so škrupinou. Hmotnosť je súčet gravitácie škrupiny a gravitácie plynu. Archimedova sila sa rovná súčinu hustoty vzduchu pomocou gravitačné zrýchlenie a podľa objemu lopty.

Čím väčšia je zdvíhacia sila, tým je škrupina ľahšia. Čím väčší je objem gule a tým väčší je rozdiel medzi hustotou vzduchu a hustotou plynu, tým väčší je. Takže, ak potrebujete získať maximálnu zdvíhaciu silu, musíte balón naplniť najľahším plynom. Je to vodík. Existuje však jeden problém: je veľmi horľavý, najmä ak je zmiešaný s kyslíkom. Preto sú najčastejšie balóny nafúknuté héliom.

Vzduchový balón

Balón je prístroj, ktorý je naplnený ľahkým plynom. Na fotografii je balón, ktorý slúži na štúdium počasia. Toto je takzvaná balónová sonda. Je naplnený héliom, zospodu je zavesený rádiový vysielač, ktorý prenáša informácie o teplote, tlaku, vlhkosti v rôznych výškach. Balóny sa používajú v meteorológii.

Je možné vytvoriť letecké zariadenia, ktoré sú relatívne bezpečné a veľmi lacné a nevyžadujú vodík ani hélium. Namiesto týchto plynov je škrupina naplnená obyčajným vzduchom, ale teplejšia. Tento balón vymysleli Francúzi, bratia Montgolfierovci. Bola to veľká udalosť! Obrázok ukazuje prvý termálny balón. Zospodu sa zapálil oheň, škrupinu naplnil horúci vzduch a lopta vyletela hore. V určitej výške prestal liezť. Na pokračovanie vo výstupe bol z prístroja vypustený predradník. Ak bolo potrebné zostúpiť, oheň sa znížil.

Stratostat

Vo veľmi vysokej nadmorskej výške klesá hustota vzduchu. V dôsledku toho sa tiež znižuje zdvíhacia sila. Ako sa dá zlepšiť? Je potrebné zvýšiť objem, preto tie letecké vozidlá, ktoré stúpajú veľmi vysoko do stratosféry, majú obrovské rozmery. Takéto plavidlá sa nazývajú stratostaty.

Nedávno jeden extrém nastaviť záznam: vyliezol na stratostat do výšky 39 km a pri voľnom páde prekročil rýchlosť zvuku. Toto je Felix Baumgartner. Fotografia ukazuje stratostat, ktorý použil. Jeho rozmery sú asi 100 m, čo zodpovedá výške Sochy Slobody. Lietadlo je naplnené 85 tisíc. ^m3 z hélia je takzvaná gondola zavesená na dne, kde je cestujúci.

Vzducholoď

Zvážte fyziku letectva. Balón a stratostat sa pohybujú tam, kde fúka vietor. Skúsení balónisti vedia, že vietor je v rôznych nadmorských výškach odlišný. Preto nastavujú výšku balóna tak, aby vietor fúkal tam, kde potrebujú. Ak potrebujete plaviť z bodu A do bodu B bez ohľadu na vietor, mali by ste zariadeniu prispôsobiť špeciálnu skrutku, ako v lietadle, ktorá vám pomôže pohybovať sa správnym smerom. Takéto zariadenie sa nazýva vzducholoď. Spravidla ide o veľmi veľké systémy. Zariadenie je naplnené héliom, v spodnej časti je pripevnená gondola a pod jeho dnom je umiestnená vzduchová skrutka. Káble, ktoré visia zo spodnej časti vzducholode, sú potrebné na jej pripevnenie k zemi.

Jednu z najslávnejších vzducholodí na svete postavili Nemci začiatkom 30. rokov. XX storočia, to bolo nazývané "Gendenburg". Osud tohto zariadenia je trochu podobný Osudu Titanicu. Bola to nezvyčajne pohodlná loď. Jeho dĺžka bola asi štvrť kilometra. Na palube bolo ubytovaných približne 100 ľudí. Vzducholoď bola poháňaná 4 motormi.

6. mája 1937 loď utrpela nehodu. Muselo sa plniť výlučne héliom a v tom čase sa hélium dalo získať iba v USA. Keďže to bol čas Hitlerovej vlády, Američania rázne odmietli predávať plyn nacistom. Vzducholoď bola naplnená vodíkom. Boli prijaté mimoriadne opatrenia, aby sa zabránilo vzniku požiaru. Počas pristátia bolo počasie pred búrkou a vo vzduchu bolo silné elektrické pole. Vzducholoď robila let z Nemecka (. Frankfurt) do New Yorku, cez Atlantický oceán. Keď bol položený, objavila sa iskra, v dôsledku úniku vodíka vzducholoď začala horieť. Z 97 cestujúcich bolo 35 zabitých, ďalšia osoba bola zabitá na zemi.

Prvé kroky letectva v našej krajine: malá história

O letectve v Rusku sa dozvedeli za čias Kataríny II. Jej vyslanec vo Francúzsku oznámil vynález bratov Montgolfierovcov.

Tento pocit replikovali ruské noviny a neskôr vyšla kniha, ktorá vysvetľovala princíp fungovania balóna. Čítal to Euler, člen Akadémie vied v Petrohrade. Študoval fyziku letectva a navrhol prvý balón. Po jedinom lete tohto zariadenia Catherine II svojím dekrétom zakázala letectvo kvôli nebezpečenstvu požiaru. Za porušenie dekrétu bola poskytnutá pokuta 20 rubľov.

Nikto neporušil dekrét, ale keď Alexander I. vládol krajine, balón opäť letel. Stalo sa to v Moskve, balón prevádzkoval muž menom Terzi. Prezentoval letectvo ako cirkusové predstavenie a zarobil na ňom veľa peňazí.

V roku 1803. slávny aeronaut Garneren a jeho manželka boli pozvaní do Ruska. Schopnosti balóna predviedli užasnutému publiku, medzi ktorými bol aj cisár Alexander I.

Použitie zariadenia vo vede a vojenských záležitostiach

Garneren uskutočnil viac ako jeden demonštračný let predtým, ako sa vedci začali zaujímať o letectvo lodí. Akadémia vied vyslala jedného zo svojich členov Zacharova na let, aby vykonal pozorovania atmosféry. Akademik si so sebou vzal na palubu veľa meracích prístrojov a činidiel. Vzhľadom na to, že balón nebol príliš veľký na to, aby získal nadmorskú výšku, bolo potrebné zhodiť nielen záťaž, ale aj veľa spotrebičov, jedla a dokonca aj frak.

V roku 1812. , na dvore cisára si boli istí, že Napoleon ešte pôjde do vojny proti Rusku. Rozhodli sme sa použiť lietadlo na vojenské účely. Začali sa práce na stavbe vzducholode. 150 tesárov a kováčov vytvorilo gondolu a krajčírky pracovali na vytvorení škrupiny. Vzducholoď mala kormidlo na zmenu nadmorskej výšky letu, ako aj veslá na manévrovanie. Gondola mala Poklop na zhadzovanie nášľapných mín na nepriateľa. Lietadlo sa bohužiaľ bitky nezúčastnilo.