Hőlégballon

A Montgolfier ( fr.  Montgolfière ) egy hőlégballon , melynek héja fűtött levegővel van feltöltve.

A léggömb a Montgolfier fivérek  , Joseph-Michel és Jacques-Etienne feltalálóiról kapta a nevét . Az első repülésre Annonay városában ( Annonay , Franciaország ) került sor 1783. június 5-én .

Történelem

A hőlégballon története azonban még korábban kezdődött:

1306 -ban Kínában fedezték fel , valószínűleg először a világon a „ repülés aerosztatikus elvét ”, és használták szórakoztató és szórakoztató célokra. Az udvari mágusok és pirotechnikusok kis könnyű gömbhéjat készítettek, amit füsttel megtöltve a levegőbe engedték... Ezt követően, mint kiderült, kevéssé ismert esemény volt, több évszázadon át, egészen a 18. század elejéig. században a feltalálók, kutatók és tudósok felfedezték a kizárólag " aerodinamikus repülési elv " alkalmazásának lehetőségeit különböző típusú repülőgépek létrehozásával (a megvalósítás módja szerint) , de repülési adataik szerint még egyik sem felelt meg a követelményeknek. - " repülőgépként " használható gyakorlati használatra ... Ugyanakkor a kínai szórakoztató "aerosztatikus repülési elv" - a folyamatban lévő aerodinamikai kísérletek árnyékában volt, ezért nem számított ígéretes tudományos és műszaki iránynak a gyakorlatban is alkalmazható légijármű létrehozása [1] .

1709 augusztusában egy brazil származású Bartolomeu de Guzman , aki Portugáliában élt , bemutatott egy repüléstechnikai készülék modelljét, amely egy vékony tojás alakú héj volt, amely alatt egy kis tűzhely függött. Az egyik teszt során a modell 4 méterrel a levegőbe emelkedett . Ugyanebben az évben Guzmán belefogott a Passaroli projektbe. Arra azonban nincs bizonyíték, hogy ez a projekt megvalósult volna. De mindenesetre Guzman volt az első ember, aki a természet fizikai jelenségeinek tanulmányozására támaszkodva képes volt azonosítani a repülés valódi módszerét, és megpróbálta azt a gyakorlatban alkalmazni.

Sok modern kutató hamisnak ismeri el azt a történetet, hogy 1731-ben a nerekhtai (vagyis Nerekhta lakos ) Kryakutny jegyzője Rjazanban hőballonnal próbált felemelkedni .

1782-ben Joseph és Etienne Montgolfier testvérek (egy papírgyáros fiai a dél-franciaországi Annonay városából) megtették az első lépést az aerosztatikus repülési elv gyakorlati megvalósítása felé egy forró gázzal töltött gömbhéjjal kapcsolatban. levegő keverék. Kezdetben az égen lebegő felhők megfigyelése alapján a Montgolfier fivérek azzal az ötlettel álltak elő, hogy készítsenek egy mesterséges felhőt – papírhéjba zárva, repülésre alkalmas, célul tűzve ki maguknak, hogy a levegőbe emelkedjenek és felhőként lebegjenek [ 2] ... Az első kísérletekben a héjba beáramló gőz gyorsan lecsapódott, a papír nedves lett és elszakadt... A papírhéj más töltőanyagát keresve a Montgolfier fivérek megismételték a híres kémikusok, Black és Cavallo kísérleteit – akik a a közelmúltban könnyű gázzal – hidrogénnel töltött könnyű héjakat próbáltak emelni , amelyek tulajdonságait 1766-ban fedezték fel. Ezek a kísérletek azonban negatív eredményt hoztak – a hidrogén gyorsan átszivárgott a papír- és szövethéjak pórusain... Az első kísérletek a a vízgőzös és hidrogénes kagylók közvetve azt jelzik, hogy a Montgolfier fivérek kezdetben nem tudtak a kínai vonzásról (1306), sem B. Guzman modelljéről (1709), kísérleti munkájukat valójában önállóan, következetesen végezték – fogalmuk sem volt a labdát a levegőbe emelő erő valódi természete - kezdetben személyes megfigyelések (vízgőz), majd Black és Cavallo kémikusok kísérleteiről (hidrogén) kapcsolatos információkkal, végül - a rendelkezésekkel Az akkoriban népszerű „elektromos jelenségek” elmélete szerint - amely a héj emelőerejének megjelenési természetét értelmezi - az elektromossággal feltöltött füst talajtaszító tulajdonságát, amikor - Joseph Montgolfier először töltötte meg forróval a papírhéjat. füstöt és simán elszállt. Az első sikeren felbuzdulva a Montgolfier fivérek több könnyű kagylót készítettek, és megtöltötték azokat égető szalma és gyapjú forró füstjével - azt hitték, hogy ezeknek az anyagoknak az égéséből származó füstnek van a legnagyobb visszataszító hatása, és gondoskodtak arról, hogy minden kagyló tele legyen füsttel. könnyen lebeg a levegőben [3] ... .

Ugyanebben az évben a dinamikus repülést kedvelő Jacques-Etienne és Joseph-Michel Montgolfier testvérek, akik hidrogénnel töltött kagylókkal is kísérleteztek , ismerik ezt a felfedezést, arra a következtetésre jutottak, hogy a felhők felemelkedésének oka. a villamosításuk. Az elektromos tulajdonságokkal rendelkező gáz előállításához nedves szalmát és gyapjút kezdtek elégetni . Ezt az anyagot az elektrográfban lezajló folyamatokhoz hasonlóan használták , és vizet adtak hozzá, hogy a felhők összetételéhez hasonló gőzt állítsanak elő. A golyóikat (eleinte négyszögletes, majd csak gömb alakúak voltak) aerosztatikus gépeknek nevezték. Az egyik ilyen 3,5 méter átmérőjű golyót a rokonoknak és barátoknak mutatták meg. A labda 300 méter magasra emelkedve körülbelül 10 percig a levegőben maradt.

Ezt követően a Montgolfier fivérek mintegy 11,5 méter átmérőjű kagylót építettek, amely vászonból készült, belülről speciális papírral ragasztották fel, és kötélszalaggal erősítették meg. Ennek a bálnak a bemutatójára Annone város piacterén került sor 1783. június 5-én, számos néző jelenlétében. Jegyzőkönyvet készítettek, amely a repülés minden részletét tükrözte. A héj térfogata 2200 köbméter, súlya - 230 kg. A füsttel megtöltött kagyló simán felszállt a levegőben 1500-2000 m magasságig (szemtanúk szerint), és ahogy az azt kitöltő füstös levegő lehűlt, fokozatosan ereszkedett le a felszállástól kb. 2 km-re. pont. Az első "hőlégballon", ahogy később a hőlégballonokat nevezték - felmelegített levegővel megtöltött - repülését a városi hatóságok aláírt és a Francia Tudományos Akadémiának megküldött aktus tanúja volt. Az első hőlégballon alkotóinak téves elképzelése az emelőerő eredetének természetéről a legkevésbé sem rontotta eredményeiket és a mutatott tervezési találékonyságot - sikerült: kísérletet végezniük egy héjjal. viszonylag nagy méretek és nagyon jelentős emelőerő; kellően erős, könnyű és gázzáró héj készítése; módszert dolgozott ki a héj forró füsttel való feltöltésére és egy eszközt a töltés során a földön tartásra; felfüggesztési rendszert (egyenlítői szövet öv, amelyről a hevederek leszálltak) - biztosítva a héjban fellépő erők egyenletes eloszlását, miközben felszállás előtt a talajon tartják. Montgolfier találmánya egyike volt a technika történetének meglehetősen gyakori példáinak, amikor a tudományos elmélet lemaradt a gyakorlati eredmények mögött. [3]

1783. szeptember 19-én Versailles- ban ( Párizs mellett) XVI. Lajos király jelenlétében, kastélyának udvarán délután egy órakor egy léggömb emelkedett a levegőbe, és az első légi utazókat szállította. kosár, amely egy birka , egy csirke és egy kacsa volt . A léggömb 10 perc alatt 4 kilométert repült. 2 pud (32 kg) szalma és 5 font (2,3 kg) gyapjú kellett a kitöltéséhez.

1783. november 21-én Pilatre de Rosier és d'Arlande márki először emelkedett hőlégballonnal a levegőbe Párizsban . A ballon körülbelül 14:00 órakor indult el a Bois de Boulogne -ban (egy park Párizs nyugati külvárosában) a la Muette kastélyból, és körülbelül 1 km magasságba emelkedett. Miután 25 perc alatt körülbelül öt mérföldet (9 km) repültek, és átrepültek a Szajna felett, az első repülők a Butt-au-Caye-dombon landoltak a szélmalmok között, nem messze a város sánca mögött. Az emberek nemzeti hősként üdvözölték őket. A Montgolfier testvérek és az egész emberiség ünnepelte a győzelmet.

Egy nő 1784. szeptember 24-én emelkedett először hőlégballonnal a levegőbe Lyonban . Mrs. Thible III. Gusztáv svéd király jelenlétében 2700 méter magasra emelkedett, és 142 percig tartózkodott a levegőben.

1785. június 15. tragikussá vált a repüléstörténetben. Ezen a napon halt meg Jean-Francois Pilatre-de-Rozier pilóta, fizikus, feltaláló és barátja, a szerelő, Romain.

Ez a ballon ( rosier ) hőlégballon és charlier kombinációja volt , ami a a tragédiához.

Ezt követően a hőlégballonok átadták helyét a hidrogénnel töltött léggömböknek, az úgynevezett charliereknek . Ennek oka a hőlégballonok eredendő hátránya: nagy mennyiségű üzemanyag felvétele, tűzveszély a levegőben stb.

A 20. század második felében azonban ismét népszerűvé váltak a hőlégballonok. Ez új könnyű és tűzálló anyagok megjelenéséhez, valamint speciális gázégők megjelenéséhez vezetett, amelyek a gázpalackokkal együtt kényelmes és megbízható vezérlőkomplexumot alkottak a hőlégballonokhoz . Ezenkívül megjelentek egy ilyen típusú hőlégballonok, mint a napelemesek. A kapszulázott levegő és a környezet közötti hőmérsékletkülönbség 30 °C körül lehet. Természetesen az ilyen léggömbök csak napsütéses időben repülhetnek, és a héj térfogata 2,5-3-szor nagyobb, mint a hagyományos léggömböké.

Az új típusú hőlégballonok megjelenése új típusú versenyek és légi fesztiválok - fieszták megjelenéséhez vezetett .

A versenyeken a léggömböt a lehető legpontosabban egy adott pontra kell vinni, vagy optimalizálni kell a repülés időtartamát vagy távolságát. A fieszták viszont elbűvölő látványt nyújtanak: a több tucat, száz, és különösen nagy ünnepeken egyszerre induló több tucat, több száz, és a különösen nagy ünnepek alkalmával több ezer különböző formájú és színű hőlégballon kitörölhetetlen benyomást kelt a közönségben.

Termikus rádióvezérlésű léggömbök (modellezés)

A rádióvezérlésű hőlégballonok legfeljebb 200 m³ térfogatú hőlégballonok rádióvezérlésű légi modelljei. Az ilyen léggömbök versenyezésére a FAI Sportszabályzat 4. szakasza – Repülőmodellezés szabályai vonatkoznak. 7. kötet. Repülési modellek. Oroszországban 2007. január 30-án került megrendezésre az első "Christmas Aeromodelling Fiesta 2007" hőlégballonok fiesztája a moszkvai "Intellektuális" (1128. sz.) tehetséges gyermekek internátusának kupájáért.

A hőlégballon emelőereje

A levegő sűrűsége a következő képlettel fejezhető ki:

ahol  a levegő sűrűsége kg/m³-ban;  — légköri nyomás Hgmm-ben. Művészet. ;  a levegő abszolút hőmérséklete K -ban .

A hőlégballon emelőereje kilogrammban a héj térfogatának 1 m³-ére vonatkoztatva egyenlő a légkörben lévő levegő sűrűsége és a héj átlagos levegősűrűsége közötti különbséggel, és a következő képlettel fejezhető ki:

ahol és  a külső levegő abszolút hőmérséklete, illetve a héjon belüli levegő átlagos abszolút hőmérséklete.

Például 760 Hgmm légköri nyomáson. Art., a légköri levegő hőmérséklete 0 ° С és a levegő átlagos hőmérséklete a héjban 50 ° С, a hőlégballon emelőereje a héj térfogatának 0,2 kg / m³ lesz, ami többszöröse a charliers emelőerejének hidrogénnel (1,204 kg/m³), héliummal (1,115 kg/m³), metánnal (0,579 kg/m³) vagy ammóniával (0,534 kg/m³) töltve.

Amikor a hőlégballon felemelkedik, a légköri levegő nyomásának és hőmérsékletének változása különböző irányokba hat: a nyomáscsökkenés az emelőerő csökkenéséhez, a hőmérséklet csökkenése pedig hozzájárul a növekedéshez, de a nyomás hatása érvényesül, ezért a hőlégballonok emelése a magasság növekedésével csökken. A héjon belüli levegő hőmérsékletének növekedésével az emelőerő növekszik, de ezt a hőmérsékletet nagyon korlátozza a héj hőállósága. Ezen okok miatt a hőlégballonok általában legfeljebb néhány száz méter magasra emelkednek.

Galéria

Jegyzetek

  1. ↑ V. A. Popov A repüléstechnika alapjai. Oborongiz. Moszkva 1947 450. o
  2. ↑ V. A. Popov A repüléstechnika alapjai. Oborongiz. Moszkva 1947 449. o
  3. ↑ 1 2 V. A. Popov A repüléstechnika alapjai. Oborongiz. Moszkva, 1947, 551. o

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Tematikus oldalak
Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban
 Repülőgépek
Tervezők
Forgószárnyú
Aerosztatikus
Aerodinamikai
Rakéta dinamikus
Egyéb