Les mots "aviation" et "aéronautique" jusque dans les années 20. 20ième siècle étaient synonymes. Tout a changé au début du siècle dernier. L'aéronautique a commencé à s'appeler mouvement à l'aide d'appareils plus légers que l'air et l'aviation - volant à bord d'avions. C'est-à-dire des navires plus lourds que l'air. Dans l'article, nous examinerons en détail l'histoire de l'aéronautique, la physique du processus.
Pourquoi le ballon décolle
Rappelez dans quelles conditions un corps immergé dans un liquide flotte. Si sa densité est inférieure à la densité du liquide. Il en va de même pour le gaz, en particulier l'air. Un ballon (aérostat) décollera s'il y a un gaz plus léger (par rapport à l'air) à l'intérieur de sa coque. Le ballon "flotte" également vers le haut, bien qu'il soit gêné par la force de gravité agissant sur la coque.
Énumérons les forces agissant sur la balle. Premièrement, c'est la gravité de la coquille. La seconde est la gravité du gaz. Le gaz à l'intérieur de la balle a également une masse, ce qui signifie qu'il est également affecté par la gravité. Supposons que ces deux forces ensemble ne soient pas encapable de vaincre la force d'Archimède, qui agit sur le gaz de l'air. Si tel est le cas, le ballon peut alors décoller et soulever la charge.
Ascenseur
Considérons les dispositions clés de la physique de l'aéronautique. Si nous attachons le ballon au sol, il se soulèvera, tirant la corde avec une force appelée portance. Pour le calculer, vous devez soustraire le poids du gaz avec l'obus de la force d'Archimède. Le poids est la somme de la gravité de la coque et de la gravité du gaz. La force d'Archimède est égale au produit de la densité de l'air, de l'accélération de la chute libre et du volume de la balle.
Plus la force de levage est grande, plus la coque est légère. Elle est d'autant plus grande que le volume de la boule est grand et que la différence entre la densité de l'air et la densité du gaz est grande. Donc, si vous voulez obtenir une portance maximale, le ballon doit être rempli avec le gaz le plus léger. C'est de l'hydrogène. Cependant, il y a un problème: il est très inflammable, surtout lorsqu'il est mélangé à de l'oxygène. Par conséquent, le plus souvent, les ballons sont gonflés à l'hélium.
Ballon
Un ballon est un appareil rempli de gaz léger. La photo montre une montgolfière utilisée pour étudier la météo. C'est ce qu'on appelle la sonde à ballonnet. Il est rempli d'hélium, un émetteur radio est suspendu par le bas, transmettant des informations sur la température, la pression, l'humidité de l'air à différentes hauteurs. Les ballons sont utilisés en météorologie.
Il est possible de créer des véhicules aéronautiques à la fois relativement sûrs et très bon marché, ne nécessitant ni hydrogène ni hélium. Au lieu de ces gaz, la coque est remplie d'air ordinaire, mais plus chaud. Un tel ballon a été inventé par les Français, les frères Montgolfier. Cet événement était super ! La figure montre la première montgolfière. Un feu a été allumé par le bas, de l'air chaud a rempli la coquille et la balle s'est envolée vers le haut. A une certaine hauteur, il cessa de monter. Pour continuer l'ascension, du lest a été largué de l'appareil. S'il fallait descendre, ils baissaient le feu.
Stratostat
À très haute altitude, la densité de l'air diminue. Par conséquent, la force de levage diminue également. Comment peut-il être augmenté ? Il faut augmenter le volume, donc ces véhicules aéronautiques qui montent très haut dans la stratosphère sont énormes. Ces navires sont appelés stratostats.
Récemment, un athlète de l'extrême a établi un record: il est monté sur un ballon stratosphérique à une hauteur de 39 km et en chute libre, il a dépassé la vitesse du son. C'est Félix Baumgartner. La photo montre le stratostat qu'il a utilisé. Ses dimensions sont d'environ 100 m, ce qui correspond à la hauteur de la Statue de la Liberté. L'avion est rempli de 85 000 m33 d'hélium, la soi-disant nacelle est suspendue en dessous, où se trouve le passager.
Dirigeable
Considérons la physique de l'aéronautique. Le ballon et le ballon stratosphérique se déplacent là où souffle le vent. Les aéronautes expérimentés savent que le vent est différent à différentes hauteurs. Ils ajustent donc la hauteur du ballon pour que le vent souffle où ils veulent. Si vous devez naviguer d'un point A à un point Bquel que soit le vent, une hélice spéciale doit être adaptée à l'appareil, comme dans un avion, ce qui aidera à se déplacer dans la bonne direction. Un tel appareil s'appelle un dirigeable. En règle générale, ce sont de très grands systèmes. L'appareil est rempli d'hélium, une nacelle est fixée en dessous et une hélice est située sous son fond. Les câbles qui pendent du bas du dirigeable sont utilisés pour le fixer au sol.
L'un des dirigeables les plus célèbres au monde a été construit par les Allemands au début des années 30. XX siècle, elle s'appelait "Gendenburg". Le sort de cet appareil ressemble quelque peu au sort du Titanic. C'était un navire exceptionnellement confortable. Sa longueur était d'environ un quart de kilomètre. Une centaine de personnes ont été embarquées. Le dirigeable était propulsé par 4 moteurs.
6 mai 1937, le navire subit un accident. Il devait être rempli exclusivement d'hélium, et à cette époque l'hélium n'était disponible qu'aux États-Unis. Comme c'était l'époque du règne d'Hitler, les Américains ont catégoriquement refusé de vendre du gaz aux nazis. Le dirigeable était rempli d'hydrogène. Des précautions extraordinaires ont été prises pour éviter un incendie. Lors de l'atterrissage, le temps était pré-orageux et il y avait un fort champ électrique dans l'air. Le dirigeable a effectué un vol de l'Allemagne (Francfort) à New York, à travers l'océan Atlantique. Lorsqu'il a été planté, une étincelle s'est produite, due à une fuite d'hydrogène, le dirigeable a pris feu. Sur les 97 passagers, 35 sont morts et une autre personne a été tuée au sol.
Les premiers pas de l'aéronautique dans notre pays: un peu d'histoire
À propos de l'aéronautique en Russieappris au temps de Catherine II. Son envoyé en France annonce l'invention des frères Montgolfier.
La sensation a été reproduite par les journaux russes, et plus tard un livre a été publié qui expliquait le principe du ballon. Il a été lu par Euler, membre de l'Académie des sciences de Saint-Pétersbourg. Il étudie la physique de l'aéronautique et conçoit le premier ballon. Après le seul vol de cet appareil, Catherine II, par son décret, interdit l'aéronautique en raison du risque d'incendie. Pour violation du décret, une amende de 20 roubles a été prévue.
Sous Catherine II, personne n'a violé le décret, mais quand Alexandre Ier a gouverné le pays, le ballon a de nouveau volé. Cela s'est passé à Moscou, le ballon était contrôlé par un homme du nom de Terzi. Il a promu la montgolfière comme un cirque et en a fait beaucoup d'argent.
En 1803, le célèbre aéronaute Garnerin et sa femme sont invités en Russie. Ils ont démontré les capacités du ballon à un public étonné, parmi lequel se trouvait l'empereur Alexandre I.
L'utilisation de l'appareil dans les affaires scientifiques et militaires
Garnerin a effectué plus d'un vol de démonstration avant que les scientifiques ne s'intéressent à l'aéronautique. L'Académie des sciences a envoyé l'un de ses membres, Zakharov, sur un vol pour faire des observations atmosphériques. L'académicien a emporté avec lui à bord de nombreux instruments de mesure et réactifs. En raison du fait que le ballon n'était pas trop gros, pour prendre de la hauteur, il a fallu laisser tomber non seulement le lest, mais aussi de nombreux appareils, de la nourriture etmême un frac.
En 1812, à la cour de l'empereur, on est persuadé que Napoléon entrera néanmoins en guerre contre la Russie. Nous avons décidé d'utiliser l'avion à des fins militaires. Les travaux de construction du dirigeable ont commencé. 150 charpentiers et forgerons ont créé la gondole, tandis que des couturières ont travaillé sur la coque. Le dirigeable avait un gouvernail pour changer l' altitude de vol, ainsi que des rames pour manœuvrer. La télécabine avait une trappe pour larguer des mines terrestres sur l'ennemi. Malheureusement, l'avion n'a jamais vu l'action.
