Charlier
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. március 7-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 2 szerkesztést igényelnek .A Charliere ( fr. charlière ) hidrogénnel , héliummal vagy más , a levegőnél könnyebb gázokkal töltött léggömb . Nevét Jacques Alexandre Cesar Charles francia tudósról és feltalálóról kapta . Egy 25 m³ térfogatú ballon 1783. augusztus 27-én repült először 300 ezer nézővel a párizsi Champ de Marson . A Charliere első repülése legénységgel ( J. A. S. Charles és M. N. Robert ) 1783. december 1-jén történt Párizsban. Jacques Charles francia fizikaprofesszor úgy vélekedett , hogy a füstös levegő nem a legjobb megoldás, mert a forró levegő lehűlve elveszíti felhajtóerejét , ami a hidrogénről nem mondható el, hiszen kezdetben könnyebb a levegőnél. Jacques Charles egy terpentinben készült gumioldattal átitatott könnyű selyemszövetet használt héjként, amely hosszú ideig képes megtartani az illékony gázokat.
Kitöltés
Ahhoz, hogy a charlier a levegőbe emelkedjen, a gáznak könnyebbnek kell lennie a levegőnél. Adott hőmérsékleten és nyomáson a gáz sűrűsége arányos a molekulatömeggel . Ahhoz, hogy egy gáz könnyebb legyen a levegőnél, molekulatömegének 28,97 alatt kell lennie. A teherbírás arányos a 28,97 és a gáz molekulatömege közötti különbséggel. Kevés olyan anyag van, amelynek molekulatömege 29 alatt van, és szobahőmérsékleten gáz halmazállapotú:
- Hidrogén . Molekulasúly 2. Nagy terhelhetőség (1,204 kg/m³), ártalmatlan, olcsó, de gyúlékony és robbanásveszélyes. Széles körben használják pilóta nélküli charlierekhez.
- Hélium . Molekulasúly 4. Nagy terhelhetőség (1,115 kg/m³), ártalmatlan, biztonságos, de drága. Széles körben használják emberes charlierekhez.
- Neon . Molekulatömeg 20. Ártalmatlan, biztonságos, de drágább, mint a hélium, és a nagy atomsúly miatt a teherbírása háromszor kisebb, mint a hidrogéné (0,400 kg / m³). Korlátozott használat.
- Metán . Molekulatömeg 16. Alacsony toxicitású, olcsó, de gyúlékony és robbanásveszélyes. Korlátozott használat.
- Ammónia . Molekulatömeg 17. Szúrós, mérgező, enyhén gyúlékony, viszonylag olcsó és könnyen beszerezhető. Korlátozottan használható időjárási léggömbökhöz .
- Hidrogén-fluorid (HF). Molekulatömeg 21. Rendkívül mérgező (halálos koncentráció - századszázalék; alacsonyabb koncentrációban égési sérülést okoz a bőrön és a légzőszervekben). Kémiailag agresszív (szinte minden héjon átég). Nem alkalmazható.
- Acetilén (C 2 H 2 ). Molekulatömeg 26. Rendkívül tűz- és robbanásveszélyes. Nem alkalmazható.
- Diborán (B 2 H 6 ). Molekulatömeg 27,6. Levegőn instabil, öngyulladó. Nem alkalmazható.
- Nitrogén . Molekulatömeg 28. Ártalmatlan, olcsó, de elhanyagolható teherbírás (0,043 kg/m³). Nem alkalmazható.
- Etilén (C 2 H 4 ). Molekulatömeg 28. Tűz- és robbanásveszély. Ugyanabból az okból nem alkalmazható, mint a nitrogén.
- Szén-monoxid (CO). Molekulatömeg 28. Éghető és rendkívül mérgező. Ugyanabból az okból nem alkalmazható, mint a nitrogén.
Ezenkívül töltőanyagként vízgőz használatát javasolják, és korábban gyújtógázt (metán, hidrogén és szén-monoxid keveréke) használtak. A gázok fent leírt tulajdonságai alapján a hélium a legelőnyösebb és legszélesebb körben alkalmazott. Hidrogén, ammónia vagy metán csak pilóta nélküli léggömbökhöz használható, gázzal való feltöltését nyílt helyen, tűz- vagy áramforrástól távol, minden berendezés földelésével kell végezni. A neon nem igényel óvintézkedéseket – a héliumhoz hasonlóan teljesen biztonságos.
Léglift
Feltételezve, hogy a töltőgáz és a környező gáz-halmazállapotú közeg - levegő - hőmérséklete azonos, a charlier levegő emelőereje a következő képlettel fejezhető ki:
, Itt van az emelőerő kilogrammban 1 m³-re (szintén g/l) a töltőgázra a levegőhöz viszonyítva normál körülmények között . — a levegő átlagos molekulatömege, g/mol, a töltőgáz átlagos molekulatömege, g/mol, — bármely gáz moláris térfogata normál körülmények között, l/mol. Charlier emelőerő 1 m³ töltőgázra normál körülmények között
| gáztöltő _ |
Kémiai képlet |
Molekulatömeg _ |
Emelőerő (kg/m³) |
|---|---|---|---|
| Hidrogén | H2_ _ | 2 | 1.204 |
| Hélium | Ő | négy | 1.115 |
| Metán | CH 4 | 16 | 0,579 |
| Ammónia | NH3_ _ | 17 | 0,534 |
| Nitrogén | N 2 | 28 | 0,043 |
Ha a légköri levegő és a töltőgáz hőmérséklete és nyomása egyenlő, és amíg a charlier héja tartalmazza a teljes kezdeti mennyiségű töltőanyagot, a készülék emelőereje nem függ a légköri viszonyoktól, mivel azok mikor térnek el a normáltól . , a levegő és a töltőanyag sűrűségének aránya állandó marad, a töltőanyag és az általa kiszorított levegő tömegének különbsége nem változik. Így ha az emelőerő meghaladja a charlier héjának, kötélzetének és hasznos teherének súlyát, az korlátlanul emelkedni fog. Ez a következő okok miatt korlátozható:
- a személyzet a töltőanyag egy részét kiadja a héjból, vagy a légköri nyomás csökkenése miatt kitágulva részben kifolyik a héj alsó nyakán;
- zárt, rugalmas héj (pl. héliummal töltött baba léggömb vagy időjárási ballon ), amely a töltőanyag tágulásakor nyúlik, további nyomást fejt ki rá, aminek következtében az a légköri levegőnél kisebb mértékben tágul, és a töltőanyag és a levegő sűrűségének különbsége, és ezért , és a charlier emelőereje csökken;
- a légkör felső rétegeiben, amelyekbe sztrasztosztátok emelkednek , a levegő molekuláris összetétele megváltozik: a nehezebb frakciók, elsősorban az oxigén aránya csökken. Ennek eredményeként a levegő átlagos molekulatömege csökken, ami a sztrasztosztát emelő erejének csökkenéséhez vezet.
Lásd még
Jegyzetek
- ↑ Rajz Brockhaus és Efron enciklopédikus szótárából, 1890-1907
- ↑ Ministere du Commerce de L'Industrie des Postes et des Telegraphes. Universelle Internationale Exposition de 1900 a Paris. Concours Internationaux D'Exercices Physiques et de Sports. Rapports Publis Sous La Direction de M.D. Merillon (francia) . - Párizs: Imprimerie Nationale, 1902. - S. 178, 250-275.
Linkek
- Gasballoon Launch field Gladbeck
- Stratocat _
- Preston és mtsai. Determination of Venus Winds by Ground-Based Radio Tracking of the VEGA Balloons (angol) // Science : Journal. - 1986. - 1. évf. 231. sz . 4744 . - P. 1414-1416 . - doi : 10.1126/tudomány.231.4744.1414 . - Irodai . — PMID 17748082 .
 Szótárak és enciklopédiák | |
|---|---|
| Bibliográfiai katalógusokban |
| Repülőgépek | |
|---|---|
| Tervezők | |
| Forgószárnyú | |
| Aerosztatikus | |
| Aerodinamikai | |
| Rakéta dinamikus | |
| Egyéb | |