Повітряна куля поклав початок цивільної авіації. Принцип його роботи не змінився до цього дня: відсутня і двигун, і кермо для управління. Є лише купол з кошиком, пальник і мішки з піском.
Історія створення
Повітряна куля втілив найдавніший задум людини про підпорядкування повітряної стихії. Перший опис аеростата було зроблено в 1306 році французьким місіонером Бассу, який став свідком його підйому в повітря в Китаї, в день сходження на престол імператора Фо Кіена.
І все ж батьківщиною аеростата визнається Франція, а його першими винахідниками - брати Етьєн і Жозеф Монгольф'є. У 1783 році в місті вони здійснили запуск сконструйованого ними кулястого аеростата 3,5 метрів в діаметрі і масою 155 кг, наповненої гарячим повітрям. Його політ протікав всього 10 хвилин на висоті 300 м, а пройдений шлях склав близько кілометра.
Купол аеростата братів Монгольф'є був виконаний з лляної тканини і обклеєний папером. Для підігріву повітря було розведено вогнище з дрібно нарізаною соломи. А через недовгий час пристрій агрегату доповнилося спеціальним кошиком для мандрівників.
Підйом в повітря першого аеростата став небувалим подією для тієї епохи. На честь їх творців агрегати стали називати монгольф'єрів.
Пристрій повітряної кулі
Сучасні агрегати виробляються з більш технологічних матеріалів, але схема залишилася тією ж, що і братів Монгольф'є. Для пошиття оболонки більше не використовується льон і папір, їх замінив тонкий і міцний поліефірний матеріал. Замість багаття в кошик під купол встановлюється регульована газовий пальник.
Повітряна куля в основі своєї робочої конструкції має такі складові елементи:
- Купол, який наповнюється газом для підйому на задану висоту.
- Пальник - найскладніша деталь, за допомогою якої створюється потік гарячого повітря в купол.
- Кошик для пасажирів, пілота і багажу.
купол аеростата
Це головна частина повітряної кулі, яка зшивається з окремих шматків матерії в колонки, які потім міцно прикріплюються один до одного. Як матеріал виготовлення використовується високоміцний поліестер або поліамідна тканина. З внутрішньої сторони вона обробляється силіконовим просоченням, що не дозволяє проникати і йти газу.
Основні вимоги до купола, це:
- Міцність і стійкість до зовнішніх впливів і механічних пошкоджень.
- Термостійкість, оскільки відбувається постійний контакт з нагрітим газом.
- Еластичність, за рахунок якої можливе збереження заданої форми.
Купол надувається за рахунок надходження нагрітого газу: повітря, водню чи іншого, і за рахунок його піднімається в небо на потрібну висоту. Газ подається через технологічний отвір в нижній частині купола. Для безпеки цей отвір обробляється спеціальним жаровідпірної стрічкою. Пристрій оснащується також спеціальним клапаном, який використовується для виведення назовні гарячого газу при зниженні і приземленні.
Зовні конструкції фіксуються стрічки навантаження. До верхньої частини купола вони кріпляться за допомогою кільця, а внизу приєднуються до підвісних канатів. В результаті утворюється надійний каркас, який може мати різний обсяг і піднімати вантаж різної маси.
пальник
Це технологічний елемент аеростата, що забезпечує підігрів газової суміші, підйом агрегату в повітря, а також підтримка заданої температури при польоті.
Працює пальник на рідкому пропані, який надходить до неї з циліндрів, нагріваючись, стає газоподібним і подається безпосередньо в кулю.
Сучасні пальники дуже потужні, близько 6000 МВт, виробляються з нержавіючої жароміцної сталі. Вони не є небезпечними в експлуатації, оскільки оснащені спеціальним захистом від опіків.
Кошик
Призначена для перенесення мандрівників і вантажів. Необхідно забезпечити її легкість, і в той же час міцність, тому каркас її виконується з лози, а дно - з непромокаючої фанери. З куполом кошик з'єднується сталевим тросом. Щоб повітря не охолоджувався, встановлюються поліуретанові стояки, які разом з тросом закриваються спеціальними оболонками.
У кутку кошика розміщуються і закріплюються на ременях циліндри з газом. Обов'язково виготовляються відсіки для вогнегасника і необхідних у подорожі аксесуарів.
З зовнішньої частини на кошик навішується баласт - мішки з піском. Їх скидають в тому випадку, їли необхідно збільшити висоту польоту.
Класифікація аеростатів
Існує два найбільш поширених типу класифікації по:
- Способом наповнення купола.
- Призначенням.
За способом наповнення оболонки повітряна кулябуває:
- Тепловим.
- Газовим.
- Комбінованим.
Теплові аеростати як і раніше величають монгольф'єрів. Підйом їх здійснюється за рахунок подачі гарячого повітря.
У газових підйомна сила створюється легкими газами і їх сумішами. По-іншому їх називають шарльєр по імені сконструював їх француза Жака Шарля. У 1783 р він вперше з успіхом випробував повітряна куля, що наповнюється воднем.
Комбіновані аеростати в польоті використовують як гаряче повітря, так і газову суміш. Для цього вони оснащені двома оболонками. Розробив таку схему французький фізик Пілатр де Розьє. На жаль, винахідник з помічником загинули під час випробувального польоту в 1785 р, але його пристрої використовуються і отримали назву Розьер.
У 1999 англієць Брайан Джонс і швейцарець Бертран Піккар на Розьер вирушили в перше в історії навколосвітню подорож і благополучно повернулися з нього.
За призначенням аеростати діляться на:
- Вільні або некеровані. Їх застосовують в спорті, екстремальний відпочинок, для наукових цілей та реклами.
- Прив'язні. Ті ж некеровані, але зафіксовані на поверхні землі тросом. Це дозволяє контролювати його віддаленість. Можуть підніматися в повітря з пасажирами і без. Прив'язний куля має обтічну форму і хвостове оперення. Використовується для навчання парашутистів, для огляду місцевості, в наукових і рекламних цілях.
- Стратостат. Некероване пристрій, який піднімається в стратосферу, як правило, без пасажирів, з метою наукових досліджень. Відрізняється великим розміром і герметичній кошиком.
- Керовані або дирижаблі. Їх назва походить від французького «dirigeable» - «керований». Вперше дирижабль був запущений в повітря в 1852 р Він був зроблений у формі сигари, оснащений гвинтом і парогенератором. Дирижаблі набули широкого поширення в той час. Сьогодні вони знайшли своє застосування в туризмі, вантажних і цивільних перевезеннях. В якості двигуна встановлюються парові машини, бензинові, дизельні і електричні двигуни, а також газові турбіни.
Як літає повітряна куля
Принцип польоту аеростата заснований на законах фізики. Повітря або газ, що надходять в оболонку, мають температуру вище, ніж в навколишньому середовищу, А щільність нижче. Відповідно, під дією сили, що виштовхує він спрямовується вгору. На певній висоті дію сили тяжіння врівноважує виштовхуючу силу і аеростат «зависає» в небі.
Як управляти аеростатом
Зрозуміло, куля дуже залежить від вітру. Однак більшість сучасних агрегатів піддаються управлінню. Висота польоту задається за допомогою випускного клапана в вершині оболонки, а для зміни напрямку руху використовується бічний клапан.
підготовка
Управління аеростатом - непросте заняття, воно вимагає навчання і ретельної підготовки. Велике значення мають метеорологічні умови, такі як видимість, хмарність, напрямок і швидкість вітру. На основі цієї інформації і вибудовується маршрут. На шляху руху обов'язково повинні бути ділянки, придатні для здійснення посадки, оскільки під час подорожі не виключено виникнення непередбачених обставин.
зліт
Для здійснення старту вибирають рівну територію, віддалену від житлових об'єктів, дерев, стовпів і ліній електропередачі.
Для підйому кулі в повітря потрібні зусилля всього екіпажу. Спочатку повітряна куля збирають:
- Прикріплюють пальник до гондолі і з'єднують її з газовими балонамиза допомогою шлангів.
- Проводять пробне включення пальника.
- Розтягують купол в напрямку вітру і пристібають його до гондолі карабінами.
Після закінчення зборки купол наповнюють холодним повітрям за допомогою вентилятора. Потім включають пальник. Гаряче повітря відриває куля від поверхні, і екіпаж займає свої місця.
Якщо політ проводиться на прив'язному аеростаті, його попередньо фіксують на поверхні.
політ
Для контролю за польотом потрібні хороші навички. Для збільшення висоти проводиться підігрів повітря шляхом запуску пальника, а для зменшення - відкривається випускає клапан. Рух в бічному напрямку відбувається за рахунок попутного вітру. Щоб рухатися швидше, пілот може піднятися вище, де швидкість вітру більше.
спуск
Для приземлення заздалегідь підбирають майданчик, велику і безпечну. Пілот випускає повітря з купола за допомогою клапана і повітряна куля потихеньку опускається на поверхню.
Примітним є те, що якщо аеростати зіткнуться один з одним в повітрі, то ... нічого не станеться. Вони просто відштовхнутися і полетять далі. Та й зіткнутися їм дуже важко, адже вони подорожують за напрямком вітру - в одну і ту ж сторону.
Перший політ на повітряній кулі, або аеростаті, був здійснений в Г 731 році, п Рязані. Винахідник - самоучка Крякутного. служив піддячим при воєводської канцелярії, змайстрував великий мішок, наповнив його гарячим повітрям і злетів на ньому вище дерев. А п'ятдесят і два роки по тому (в 1783 році) французькі винахідники, брати Жозеф і Етьєн Монгольф'є побудували другий в світі аеростатг діаметр його дорівнював 13 метрам Так зародилося повітроплавання.
Спочатку повітряні кулі наповнювалися теплим повітрям. Вони могли літати тільки до тих пір, поки повітря в кулі не охолоне. Надалі повітроплавні апарати стали наповнювати легким газом - воднем
Чому ж аеростат літає? Як виникає його підйомна сила?
Знаючи закон Архімеда, неважко пояснити політ повітряної кулі. На всяке тіло, занурене в рідину, діє виштовхуюча сила, рівна вазі витісненої ним рідини. У справедливості цього закону можна переконатися, спостерігаючи, як спливає на поверхню корковий кульку, опущений під воду. Шарик викидається силою, що діє від низу до верху і виникає за рахунок того, що кулька важить менше, ніж витіснена їм вода. у
Навпаки, якщо кинути в воду камінь, він потоне. Чому? Тому що вага самого каменю більше, ніж вага витісненої ним води.
Закон Архімеда справедливий і для повітряного середовища, де всі предмети також витісняють деякий об'єм повітря і відчувають з боку його підйомну силу. І якщо який-небудь тіло легше, ніж витиснений їм об'єм повітря, воно буде «спливати» в атмосфері, Таким тілом і є куля, заповнений будь-яким легким газом, наприклад воднем.
Кулі, наповнені газом, непридатні для регулярних повідомлень, так як вони некеровані, а пересуваються в атмосфері разом з повітряними масами, тобто за вітром В даний час вони застосовуються тільки для наукових і спортивних цілей. - **
Аеростат, призначений для польоту за вітром, називається вільним; приєднаний до одного кінця сталевого троса, Закріпленого на барабані, що обертається лебідки - прив'язним (змейковий), Аеростат для польотів в страто-.
сфері з герметично закритою кабіною називається стратостата. аеростати ^
малих розмірів - кулі-зонди і кулі-пілоти - застосовуються в метеоролого-гии для підйому самописних приладів і приладів, свідчення яких передаються за допомогою короткохвильових радіопередавачів, підвішених до кулі.
Докладно про історію і сучасний станповітроплавання можна про-<-ч честь в книге И. Г. Стобровского «Воздухоплавание» (Изд ДОСАРМ, 1949 г.). оХ
ЯК ВИГОТОВИТИ ПОВІТРЯНИЙ ШАР Мч
Повітряна куля (вірніше, багатогранник), склеєний з цигаркового паперу і на-.
конання теплим повітрям, літає як справжній аеростат, тільки піднімається в повітря не так високо і опускається через кілька хвилин.
Для виготовлення такого кулі вирізують з білого або кольорового цигаркового ~
паперу від 12 до 24 (і більше) смуг веретеноподібної форми і склеюють їх краю
Смуги вирізують за шаблоном. Щоб зробити шаблон, потрібно перш за все склеїти в довгу смугу кілька аркушів цупкого паперу і на ній накреслити викрійку Розміри викрійок для куль різних розмірів показані на малюнку 1. Для кулі діаметром в 1 метр треба взяти шаблон завдовжки в 1572 мм, для кулі діаметром в 1 , 5 метра - завдовжки 2400 мм і т. д.
Приготовану смугу паперу згинають по довжині вдвічі (рис. 3). Від лінії згину по косинці проводять допоміжні лінії, на відстані 200 мм одна від одної. На них відкладають відрізки, розміри яких вказані на викрійці. Кінці відрізків з'єднують однією плавною кривою лінією і по ній обрізають смугу. Складений вдвічі готовий шаблон розгортають.
Заготовки для смуг склеюють з окремих листів цигаркового паперу. Для цього аркуші укладають у вигляді «драбинки» (рис 2) і промазують клеєм все її «сходинки». При склеюванні намазана клеєм кромка одного листа повинна стикатися з ненамазанной кромкою іншого.
Якщо є папір двох кольорів, наприклад біла і червона, то куля можна зробити смугастим або картатим. У першому випадку потрібно зробити однакову кількість смуг з паперу того і іншого кольору; у другому випадку аркуші паперу різних кольорів повинні чергуватися в кожної зі смуг При цьому треба міняти расположе ня листів в смугах; .наприклад, якщо в першій шпальті листи чергуються так: крас ний - білий - краайьпг- білий, то в другій смузі їх склеюють ина "білий-червоний - білий - JtpacKbtfl і т. д.
Для кулі ткігтЬф в 1 метр (рис 1, -4) або в 1,5 метра (рис 1,5) нужнс приготувати 12 TiiJL ^ кроку діаметром в 2 метри (рис 1, В) -16 смуг,
в 2,5 метра (рис. iwjiOc в 3 метри (рис. 1, Д) -24 смуги. Для півтора
метрового кулі, | acjjJ »aiej" o<яз fa полос, понадобится 50 листов папиросной буц^у^"Ч
Чому літають кулі з гелієм?
Здавалося б, дуже просте питання, але іноді він ставить в тупик. Швидше за все, тому, що в школі нам це пояснювали сухою мовою цифр на нудних уроках. Але сьогодні ми хочемо веселі повітряні кулі, і нас мучать прості питання про те, як довго вони можуть літати і яку вагу вони зможуть підняти. Значить, потрібно ближче познайомитися з деякими властивостями гелію.
Гелій - це газ. Їм наповнюється повітряну кульку. Це газ набагато легший за повітря. Один кубічний метр повітря, який складається з суміші різних газів, важить 1,293 кг, а один кубічний метр гелію 0,178 кг. виходить, гелій легший за повітря 7,26 рази. Так само виходить, що один кубічний метр гелію може підняти 1,115 кг, Тобто трохи більше кілограма.
Виходить, що кулі літають тому, що вони заповнюються газом гелієм, який в 7,26 рази легший за повітря. Виходить, куля подібно бульбашки повітря у воді, який з дна піднімається вгору. Звичайно, існує ще й такий газ як водень, його підйомна сила ще більше. Однак, використовувати його можна, на відміну від гелію, він вибухонебезпечний і горючий. Замість радості і захоплення ми можемо отримати опіки, пожежі, травми і летальний результат. Але от цікаво, яку вагу може підняти цю кульку?
Обсяг стандартного кулі, розміром 30 сантиметрів, становить близько 14 літрів. Тому, гелій, який заповнює весь об'єм кулі, може підняти близько 15,61 грам. Але, сам куля теж має свою вагу, який становить близько 3 грам. Тому в результаті на кульці ми можемо підняти лише 12,61 грам.
Однак, ми живемо не в ідеальному світі і на практиці підйомна сила стандартного кулі не перевищує 10 грам. Причин тому багато, найголовніша полягає в тому, що гелій дуже швидко просочується крізь стінки кулі, тому відразу ж після надування кулька втрачає підйомну силу. На практиці, після надування звичайний куля, розміром 30 сантиметрів, перестане літати через 12-18 годин.
Звичайно, куля можна обробити спеціальним складом, щоб той втрачав гелій значно повільніше, проте і склад має свою вагу і ефект настає після його застигання, а за цей час кулька встигає «схуднути». Але коли ефект все-таки настане куля зможе протриматися в повітрі від 3 до 30 діб. Оскільки в ньому буде збережуться гелій в кількості, яка зможе забезпечити підйомну силу більшу, ніж вага самого кулі.
Але ось тепер ми підходимо до найцікавішого питання, а скільки потрібно кульок, щоб підняти в повітря людини? Якщо ваша вага 70 кілограм, то шляхом нескладних математичних розрахунків, ми можемо прийти до висновку, що для цього потрібно 7000 (сім тисяч) повітряних куль.
Знову ж таки, після надування куль, вони почнуть втрачати підйомну силу відразу ж. На надування 7000 куль, команді з 4-х чоловік буде потрібно весь день, а може бути і вся ніч. Тому реально, кульок може знадобитися набагато більше. Значить, для підняття людини потрібна велика команда, і величезна кількість куль з запасом. Думаю, десяти тисяч кульок (!!!) цілком достатньо для того, щоб підняти людину в повітря.
Але зазвичай, люди хочуть підняти подарунок вагою 200. Тепер ми точно знаємо, що 20 куль мають підйомну силу в 200 грам. Однак, підняти 200 грам вони не зможу, підйомна сила компенсує вага подарунка і всього-то. Значить нам потрібен як мінімум 21 куля, щоб підйомна сила в результаті склала 10 грам. Але, звичайно, кулі краще взяти з запасом, штук 25-30. Щоб напевно!
Виходить, що куля літає оскільки він заповнений гелієм, який в 7,26 рази легше ніж повітря, стандартний куля має підйомну силу близько 10 грам і здатний літати 12-18 годин без обробки, від 3 до 30 діб з обробкою.
Політ може тривати від 30 хвилин до 1 години. Все залежить від швидкості і напряму вітру в день польоту. Тривалість польоту обмежена розмірами нашої польотного району, що включає в себе Пушкінський район Санкт-Петербурга.
Чи видають парашути?
Парашути не видають, так як польоти проходять на відносно невеликих висотах і, якщо Вам терміново знадобиться на землю, швидше і безпечніше буде здійснити посадку на повітряній кулі.
Чи застраховані пасажири?
Теплові аеростати відносяться до авіації загального призначення. А в авіації в обов'язковому порядку страхуються пасажирські місця на повітряному судні. Тому, ступаючи на борт повітряного кулі, Ви вже застраховані.
Як давно ви літаєте з пасажирами?
У Санкт-Петербурзі більше 5 років.
Скільки пасажирів може летіти в кошику?
2-4 пасажира, в залежності від їх ваги і льотного сезону.
Як виглядає весь процес, починаючи з моменту зустрічі?
Подорож по небу починається з моменту зустрічі початківців повітроплавців з екіпажем.
Далі ми відвозимо наших пасажирів на місце старту, цей етап займає, як правило, не більше півгодини. Після цього Ви можете спостерігати за наповненням аеростата повітрям і підготовкою команди до зльоту, або ми можемо привезти Вас безпосередньо до моменту старту, якщо Ви так бажаєте. Процес підготовки повітряної кулі до зльоту також займає близько півгодини. Після зльоту Ви можете милуватися пам'ятками, політ триває, як правило, від 30 до 60 хвилин в залежності від напрямку і швидкості вітру.
З моменту зльоту по землі за летять аеростатом поїде команда супроводу, яка зустріне Вас в місці вашого приземлення і після традиційної церемонії посвячення в повітроплавці, яка займе близько 30 хвилин, ми відвеземо Вас назад до місця зустрічі.
Скільки часу займуть у нас всі заходи?
Весь процес від моменту зустрічі з командою до повернення на місце зустрічі може зайняти до трьох годин. При цьому пілот перед стартом може переносити політ на необхідний час, з метою дочекатися більш комфортних погодних умов для зльоту. Ми рекомендуємо Вам виділяти для польоту час з запасом, не менше 5 годин, включаючи дорогу.
Чи можуть мої друзі і близькі подивитися на мій політ?
будуть унікальними і єдиними в своєму роді.На повітряній кулі немає ні моторів, ні звичного нам керма. З усього технологічного арсеналу - тільки пальника, мішки з піском і спеціальний клапан у верхній частині купола для травлення повітря. Як же управляти цим літальним апаратом?
З історії повітроплавання
Поява на світ повітряних куль стало першим реальним втіленням вікової мрії людства про підкорення п'ятого океану. У 1306 році французький місіонер Бассу вперше описав, як перебуваючи в Китаї, став свідком польоту повітряної кулі при вступі на престол імператора Фо Кіена.
Однак батьківщиною повітроплавання вважається французьке містечко Анноне, де 5 червня 1783 року брати Етьєн і Жозеф Монгольф'є підняли в небо створений ними кулястий аеростат, наповнений нагрітим повітрям.
Політ літального апарату вагою близько 155 кг і діаметром 3,5 метрів тривав всього 10 хвилин. За цей час він подолав близько кілометра на 300-метровій висоті, що стало визначною подією для свого часу. Пізніше, повітряні кулі на честь творців стали називати монгольф'єрів.
Повітряна куля братів Монгольф'є складався з лляної оболонки, яка обклеєна папером. Щоб її наповнити гарячим повітрям був розлучений багаття з дрібно нарубаної соломи. А 3 місяці по тому, в конструкцію літального апарату було внесено доповнення у вигляді спеціальної кошика для пасажирів.
Сучасні повітряні кулі безсумнівно більш досконалі, але зроблені практично по тій же схемі. Для виготовлення сферичної оболонки кулі використовується спеціальний тонкий і міцний поліефірний матеріал. Змінилася система нагрівання повітря. Функцію багаття виконує регульована пропановая газовий пальник, встановлена в кошику прямо під куполом.
Незважаючи на велику залежність від вітру, сучасні повітряні кулі керовані. Висота польоту регулюється випускним отвором у верхній частині купола за допомогою розривної шнура. Для зміни курсу передбачений бічний клапан. Існують і більш складні конструкції, де всередині основного купола може розміщуватися ще один, заповнений гелієм.
Як управляти повітряною кулею з кошиком
Управління повітряною кулею - заняття, що вимагає серйозної підготовки і чималих фінансових витрат. Досить сказати, що курс навчання пілота аеростата коштує сьогодні близько 200 тис. Рублів. Ціна самого аеростата (в залежності від моделі) порівнянна з ціною легкового автомобіля.
підготовка
Польоту передує ретельна підготовка. Перш за все необхідно вивчити метеоумови - хмарність, видимість і швидкість вітру. Відповідно до отриманих даних планується маршрут польоту. Зважаючи на непередбачені змін метеоумов вибирається саме такий маршрут, де на шляху є достатньо місць для безпечних посадок.
зліт
Щоб повітряна куля злетів, необхідні зусилля всього екіпажу. Оптимальний варіант місця для старту - рівний майданчик 50 х 50 метрів у відкритому полі, де поруч немає ніяких сторонніх об'єктів - стовпів, дерев, ЛЕП.
Потім починається збірка кулі: до кошику кріпляться пальника, які з'єднуються спеціальними шлангами з газовими балонами. Після пробного запуску пальника екіпаж приступає до розтягування купола (обов'язково у напрямку вітру). Далі розтягнутий купол спеціальними карабінами пристібається до кошику.
Наступний етап - заповнення купола холодним повітрям за допомогою вентилятора, після чого запускається пальник для нагрівання повітря. Розігріте повітря піднімає купол з землі, і екіпаж (з пасажирами) займає свої місця. Щоб куля не полетів, його попередньо прив'язують до автомобіля.
політ
Незважаючи на відсутність мотора і крил, повітряна куля управляємо, що вимагає певних навичок. Основні засоби управління - пальники і випускний клапан. Для набору висоти пальник включається і повітря додатково нагрівається, а для зниження - клапан відкривається. Горизонтальний політ відбувається за рахунок попутного вітру. Саме тут проявляється майстерність пілота. Так, щоб летіти швидше, він може збільшити висоту польоту, де швидкість вітру сильніше.
спуск
Місце посадки вибирається заздалегідь. Воно повинно бути великим і безпечним. Ідеальний варіант - футбольне поле поряд з автомобільною дорогою. Про місце посадки екіпаж по радіо повідомляє на землю. Далі пілот випускає повітря з купола за допомогою клапана. Куля плавно опускається на землю.
Завантаження ...
