Невероятно, но факт!
Главная / Авиация / Почему они летают?

Почему они летают?

К концу XIX в. аэростат уже не считали ярмарочной диковинкой, служащей для увеселения толпы. Большинство людей относилось к нему как к вполне надежному средству для совершения полетов. Но почему он летает, какая сила заставляет подниматься шар в небо, ответить на эти и другие вопросы, связанные с воздухоплаванием, могли лишь немногие.

Простейшим объяснением теории воздухоплавания может быть такое: теплый воздух легче холодного, поэтому он поднимается вверх, вытесняемый воздухом более низкой температуры, который занимает его место. В науке этот процесс называется конвекцией.

Конвекция (от латинского слова «convectio» — принесение, доставка) — перемещение макроскопических частей среды (газа, жидкости), приводящее к переносу массы, теплоты и других физических величин. Различают естественную (свободную) конвекцию, вызванную неоднородностью среды, и вынужденную конвекцию, вызванную внешним механическим воздействием на среду. С конвекцией в атмосфере Земли связано образование облаков.

Пример конвекции в жидкости.Однако на заре воздухоплавания делались попытки объяснить полет воздушного шара более простым способом. Даже основоположники воздухоплавания братья Монгольфье вначале считали, что не теплый воздух, наполняющий шар, а частички дыма были необходимы для полета.

После ряда опытов, произведенных с электричеством, возникло не менее оригинальное объяснение причин, по которым летательный аппарат отрывается от земли. Воздух наполнен электричеством — об этом свидетельствуют грозы и молнии. Если же наполнить шар «небоподобным» веществом — дымом, то произойдет электризация, которая потянет шар в небо.

6 июля 1907 г. героический поступок совершили офицеры-воздухоплаватели М.Г. Кологривов, Л.Г. Сафонов, Ф.Ф. Лихутин и Б. И. Михайлов. Они погибли, поочередно добровольно выбрасываясь без парашюта из корзины падающего аэростата, чтобы затормозить его падение и этим спасти оставшийся экипаж.

Наиболее правдоподобное объяснение феномену воздухоплавания можно встретить в записях русского писателя Льва Николаевича Толстого (1828—1910). По его мнению, как только на дне кастрюли с водой, стоящей на огне, «…соберется пар, немножко водяного газа, он сейчас пузырем выскочит наверх. Сперва выскочит один пузырь, потом другой, а как нагреется вся вода, то пузыри выскакивают не переставая… Так же, как из воды выскакивают наверх пузыри, потому что они легче воды, — так из воздуха выскочит на самый верх пузырь, надутый газом — водородом, или горячим воздухом, потому что горячий газ легче холодного воздуха, а водород легче всех газов».

С точки зрения современных ученых загадка полета воздушного шара объясняется несколько иначе. Плотность и давление — вот два параметра, характеризующие состояние как воздуха, так и жидкости. На уровне моря плотность воздуха приблизительно равна 1,3 кг/м3, а атмосферное давление составляет около 100 кПа (примерно 760 мм рт.ст.). С увеличением высоты подъема плотность и давление воздуха резко уменьшаются. В 40—60 км над поверхностью Земли плотность и давление воздуха уменьшаются в сотни раз.

Атмосферное давление — давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и на земную поверхность. В каждой точке атмосферы атмосферное давление равно весу вышележащего столба воздуха, поэтому с увеличением высоты оно убывает. Среднее атмосферное давление на уровне моря эквивалентно давлению ртутного столба высотой в 760 мм, или 101,325 кПа.

«Всякое тело, погруженное в жидкость, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость» — гласитШар-аэростат конца XIX в. закон, открытый древнегреческим ученым Архимедом (ок. 287—212 гг. до н.э.). В справедливости этого закона может убедиться каждый. Погружаясь в наполненную водой ванну, вы заметите — тело как будто потеряло в весе. Этот же закон древнегреческого ученого можно применить и к воздуху. Поэтому для преодоления силы тяжести надо, чтобы летательный аппарат был изготовлен из очень легких материалов и при этом вытеснял как можно больший объем воздуха.

Так объясняется причина полетов воздушных аппаратов, построенных по принципу шара-монгольфьера Они были изготовлены из легкого материала — бумаги, их объем достигал нескольких сотен кубических метров, и заполняли такие шары нагретым воздухом. А как известно, при нагревании воздух расширяется и плотность его уменьшается. Поэтому полет такого шара заканчивается после того, как воздух в нем остывает.

Теперь попробуем объяснить, по каким законам летает более тяжелый шар — шарльер. Оболочка такого шара делается из тонкого материала и заполняется газом более легким, чем воздух (т.е. с меньшей плотностью), таким образом давление изнутри и снаружи шара уравновешивается. Обычно для наполнения шаров-шарлье-ров используют водород, а иногда и другой газ — гелий. Плотность водорода в 14, а гелия в 7 раз меньше плотности воздуха при одних и тех же давлении и температуре.

Гелий — относится к благородным газам, без цвета и запаха, плотность 0,178 г/л. В небольшом количестве гелий содержится в воздухе и земной коре, где он постоянно образуется при распаде урана и других радиоактивных элементов. Значительно более распространен гелий во Вселенной, например на Солнце, где он впервые был открыт (отсюда название: от греческого слова «helios» — Солнце). Получают гелий из природных газов. Применяют в криогенной технике, для создания инертных сред. В аэронавтике гелий применяют для заполнения стратостатов, воздушных шаров, дирижаблей.

Таким образом, для полета воздушным шарам различной модификации не нужно разгоняться, как самолетам. Они не взлетают, а всплывают в небо, подобно тому, как наполненный воздухом мячик всплывает из водной глубины на поверхность.

Ступени в небо

Россияне были не единственными, кто, добившись некоторых результатов в области авиастроения, не стал лидером в этой области. В последние десятилетия XIX в. практически во всех странах мира находились люди, каждому из которых можно присвоить титул создателя первого самолета. Но несмотря на неудачи, постигшие их творения, после каждой, даже самой неудачной попытки подняться в небо, человек…

“Разминка” перед большой схваткой

За несколько лет до начала этой самой кровопролитной войны произошло несколько «репетиций» — локальных войн, которые охватывали относительно небольшое число государств и ограниченный географический район и в которых будущие участники второй мировой войны демонстрировали мощь своих вооруженных сил и испытывали боеспособность вооружения. Возможность для первой «пробы сил» предоставилась в 1936 г., когда в Испании в…

“Ди-2” – “Douglas” по-советски

В 1935 г. в США фирмой «Douglas» был разработан пассажирский самолет, получивший название «DC-3». Конструкция самолета оказалась необычайно удачной. Она отличалась хорошими пилотажными качествами, высоким уровнем комфорта, совершенным комплексом связного и пилотажно-навигационного оборудования. Хотя по максимальной скорости, которая достигала 330 км/ч, «DC-3» уступал некоторым пассажирским самолетам того времени, но благодаря исключительно высоким экономическим показателям, простоте…

Настоящее и будущее воздушных кораблей

Несмотря на окончание второй мировой войны, работы над созданием летающих лодок не остановились. В 1945 г. в конструкторском бюро Г.М. Бериева был создан дальний морской разведчик «Бе-6». Этот самолет представлял собой двухмоторную цельнометаллическую летающую лодку со звездообразными двигателями воздушного охлаждения, двухкилевым оперением и подкрыльными поплавками. Самолет имел экипаж из 8 человек, был вооружен 3 пушечными…

Пионеры авиации

Не все энтузиасты небесных полетов поступали так, как это делали X. Максим и К. Адер — вначале строили, а затем пытались поднять в небо сконструированный ими аппарат. Был среди них Отто Лилиенталь, который сначала проверял все свои идеи на моделях, а затем перешел на изготовление планеров. На американском континенте нашлось еще два человека, которые, подобно…

Первые сражение Второй Мировой войны

Польша стала государством, которое первым ощутило на себе всю мощь вооруженных сил фашистской Германии. Польским пилотам пришлось сражаться в небе второй мировой войны с самого ее начала с 1 сентября 1939 г., и для некоторых из них она закончилась лишь в мае 1945 г. Значительную часть польских ВВС составляли ближние бомбардировщики «PZL Р-23». Они наносили…

“АН” – самолет для любых аэродромов

Конструкторское бюро под руководством O.K. Антонова (1906—1984), созданное в 1946 г., специализируется главным образом на создании транспортных самолетов. Родоначальником многочисленного семейства самолетов с маркой «Ан» по праву можно назвать широко известный легкий транспортный самолет «Ан-2». Самолет «Ан-2» выпускался в различных модификациях Вот наиболее интересные из них: «Ан-2В» — двухпоплавковая модель с укороченными лопастями воздушного винта;…

Самолеты с бомбовой нагрузкой

Первые бомбардировщики появились в годы первой мировой войны и широко использовались в боевых операциях всех остальных войн и конфликтов. Вероятно, трудно отнести этот тип военных самолетов, несущих на своих крыльях десятки тонн смертоносного оружия, к воздушным защитникам. Впрочем, этот вопрос больше относится к компетенции военных специалистов, которые уверенно заявляют, что такое утверждение справедливо. Так или…

Российские соколы

Не отставали от мирового авиационного движения, охватившего в первые десятилетия XX в. мир, и российские энтузиасты воздушных полетов. Журнал «Русский спорт» за 1910 г. информировал своих подписчиков: «Идея устройства в Москве аэроклуба, зародившаяся еще в начале зимы и не раз обсуждавшаяся с тех пор в различных частных кружках, нашла, наконец, свою форму осуществления. Теперь мы…

В небе Великой Отечественной

На рассвете 22 июня 1941 г. фашистская Германия вероломно напала на СССР. Создав на направлении ударов подавляющее превосходство, агрессор прорвал оборону советских войск, захватил стратегическую инициативу и господство на земле и в воздухе. Так началась Великая Отечественная война. «Авиация противника безраздельно господствовала в воздухе, поэтому все перегруппировки, передвижения и наступательные действия пришлось производить ночью, так…

Все права защищены ©2006-2021. Перепечатка материалов с сайта возможна только с указанием ссылки на сайт – Невероятно, но факт!.
Email: hi@poznovatelno.ru. Карта сайта
 

Невероятно, но факт!