Невероятно, но факт!






купонлар.ру
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.

Наперекор стихии

С изобретением воздушного шара показалось, что большего не стоит и желать. Ведь вековая мечта человека осуществилась — он хоть и не обрел крылья, но получил возможность часами парить в небе как птица. Обобщенное впечатление первых воздухоплавателей гласило: «Ничто не сравнимо с блаженством ухода от земли». Усовершенствованные аэростаты были послушны воле человека, повинуясь его приказу, они…

“Красные крылья”

Молодому советскому государству хотелось доказать всему миру, что оно достойно уважения, и в области авиации ему это удавалось: самолеты Советского Союза, осуществляя рекордные перелеты, устремлялись в самые отдаленные уголки планеты, символизируя тем самым могущество своей страны. Весь мир рукоплескал героизму советских пилотов, замешанному на самоотверженности и авантюризме. Впервые в истории советский самолет «АНТ-4» («Страна Советов»)…

Мотор – сердце самолета

Нет необходимости доказывать, что мотор для самолета является основной составной частью. И поэтому сравнение мотора самолета с основным органом человека не случайно. Сердце для человека является источником жизни, мотор для самолета является источником скорости. Из истории абсолютных мировых рекордов скорости полета. Начиная со второй половины 20-х гг. XX в. и до начала второй мировой войны…

Амфибии от Сикорского

Игорь Иванович Сикорский немало сделал в различных областях авиастроения. Кроме тяжелых бомбардировщиков, он создал в 1914—1917 гг. легкие истребители, морской разведчик, легкий разведчик-истребитель, двухмоторный истребитель-бомбардировщик и штурмовик — практически полный парк самолетов всех типов, использовавшихся в первой мировой войне. Революция круто изменила судьбу знаменитого конструктора. С приходом большевиков к власти в России И.И. Сикорский принимает…

Воинственные “стрекозы”

Если в годы второй мировой войны вертолеты не успели продемонстрировать все свои преимущества, то уже в 50-х гг., во время корейской войны, американские военные, превратив Корейский полуостров в полигон для испытания новейшей боевой техники, впервые массированно использовали винтокрылые летательные аппараты для эвакуации раненых, корректировки артиллерийского огня, разведки и переброски небольших подразделений. Вертолеты, садясь на «пятачки»…

Опираясь на воздух

Такое название для этой главы выбрано не случайно. Именно так, опираясь крыльями на воздух, как это делают птицы, взлетели в небо первые самолеты, открыв новую эру на земле — эру авиации. И не случайно слово «авиация» в переводе с латинского обозначает — птица. Ведь именно мечта людей летать, как птицы, и послужила толчком к зарождению…

Покорение ледяного царства

Еще в 1914 г. норвежский исследователь Фритьоф Нансен в своей книге «В страну будущего» высказался о том, что авиация будет играть важную роль в освоении Севера, в частности в развитии судоходства через Карское море и устья рек Обь и Енисей. Почти в то же время русскими летчиками были предприняты первые попытки пролететь над Северным морским…

Глаза, уши и мускулы пилота

В наши дни самолеты способны летать на огромные расстояния и подниматься на большие высоты. В любое время года, днем и ночью, при любой погоде они пересекают океаны и континенты, летают с околозвуковой и сверхзвуковой скоростью. Но все эти успехи современной авиации были бы невозможны, если бы вместе с развитием самолетов не происходило развитие техники, которая…

Самолет для подводной лодки и подводная лодка-самолет

Гидросамолеты настолько понравились морякам, что ими начали оборудовать не только надводные ко-Dpaftjivi, но даже подводные лодки. Более того, встречались такие конструкции гидросамолетов, которые сами по себе и представляли подводную лодку. Невероятно — но факт. В начале 1935 г. пилотам авиации Военно-Морского Флота СССР удалось познакомиться с весьма оригинальной двухместной летающей лодкой «СПЛ-1», что расшифровывалось как…

Еще не самолет, но уже не аэростат

Ничто в мире не случается вдруг. Каждому явлению предшествует длительная подготовка. Так и историческому полету аппарата братьев Райт предшествовали многолетние опыты и эксперименты других людей, порой весьма далеких от авиации. Об одном из таких людей, летательный аппарат которого молено считать переходной моделью между аппаратами авиации и воздухоплавания, пойдет этот рассказ. В 1897 г. в небо…

Все права защищены ©2006-2019. Перепечатка материалов с сайта возможна только с указанием ссылки на сайт – Невероятно, но факт!. Email: hi@poznovatelno.ru