Letectví (fyzika). Letectví v rusku

Slova "letectví" a "letectví" do 20. let. XX v. byly synonyma. Na začátku minulého století se věci změnily. Letectví se začalo nazývat pohybem pomocí zařízení, která jsou lehčí než vzduch, a letectví-létání v letadlech. To znamená, lodě, které jsou těžší než vzduch. V článku se podrobně podíváme na historii letectví, fyziku procesu.

Proč balón vzlétne

Vzpomeňme si, když jaké podmínky tělo ponořené do kapaliny se vznáší. Pokud je jeho hustota menší než hustota kapaliny. Totéž platí pro plyn, zejména vzduch. Balón (balón) vzlétne, pokud je uvnitř jeho pláště lehčí (ve srovnání se vzduchem) plyn. Balón se také" vznáší " nahoru, i když mu brání gravitace působící na skořápku.

Seznam sil působících na míč. Nejprve je to gravitace skořápky. Za druhé, je to gravitace plynu. Plyn uvnitř koule má také hmotnost, což znamená, že na něj působí také zemská přitažlivost. Budeme předpokládat, že tyto dvě síly společně nemohou překonat Archimédovu sílu, která působí na plyn ze strany vzduchu. Pokud ano, pak míč může vzlétnout a zvednout náklad.

Vztlak

Zvažte klíčová ustanovení fyziky letectví. Pokud připevníme balón k zemi, natáhne se nahoru a natáhne lano silou zvanou Zvedací lano. Chcete-li jej vypočítat, musíte odečíst hmotnost plynu spolu s pláštěm od Archimedesovy síly. Hmotnost je součtem gravitace pláště a gravitace plynu. Archimédova síla se rovná součinu hustoty vzduchu na gravitační zrychlení a na objem koule.

Zdvihací síla je větší, čím lehčí je skořápka. Je větší, čím větší je objem koule a čím větší je rozdíl mezi hustotou vzduchu a hustotou plynu. Pokud tedy potřebujete získat maximální vztlak, musí být míč naplněn nejlehčím plynem. Je to vodík. Existuje však jeden problém: je velmi hořlavý, zejména ve směsi s kyslíkem. Proto jsou koule nejčastěji nafouknuty heliem.

Balón

Balón je stroj, který je naplněn lehkým plynem. Fotografie ukazuje balón, který se používá ke studiu počasí. Jedná se o takzvanou kulovou sondu. Je naplněn heliem, zespodu je k němu zavěšen rádiový vysílač, který přenáší informace o teplotě, tlaku, vlhkosti vzduchu v různých výškách. Balóny se používají v meteorologii.

Existuje možnost vytvářet balónky a jsou relativně bezpečné a velmi levné a nevyžadují ani vodík, ani hélium. Místo těchto plynů je skořápka naplněna běžným vzduchem, ale teplejším. Takový balón vynalezli Francouzi, bratři Montgolfierovi. Událost byla velkolepá! Obrázek ukazuje první tepelný balón. Oheň byl zapálen zespodu, horký vzduch naplnil skořápku a koule stoupala nahoru. V určité výšce přestal stoupat. Chcete-li pokračovat ve zvedání, předřadník byl vyhozen ze zařízení. Pokud jste museli jít dolů, snížili jste oheň.

Stratostat

Ve velmi vysoké nadmořské výšce klesá hustota vzduchu. Proto se také snižuje vztlak. Jak ji lze zvýšit? Je nutné zvýšit objem, takže ty balónky, které stoupají velmi vysoko do stratosféry, mají obrovskou velikost. Taková plavidla se nazývají stratostaty.

Nedávno jeden extrém vytvořit rekord: vylezl na stratostatu do výšky 39 km a ve volném pádu překročil rychlost zvuku. To Je Felix Baumgartner. Fotografie ukazuje stratostat, který použil. Jeho rozměry jsou řádově 100 m, což odpovídá výšce Sochy Svobody. Létající stroj plný 85 tisíc. m³ helium, pod ním je zavěšena takzvaná Gondola, kde se nachází cestující.

Vzducholoď

Zvažte fyziku letectví. Balón a stratostat se pohybují tam, kde fouká vítr. Zkušení letci vědí, že v různých výškách je vítr jiný. Proto upravují výšku balónu tak, aby vítr foukal tam, kam potřebují. Pokud potřebujete plout z bodu A do bodu B bez ohledu na vítr, měli byste do zařízení namontovat speciální šroub, jako v letadle, který vám pomůže pohybovat se požadovaným směrem. Takové zařízení se nazývá vzducholoď. Obecně se jedná o velmi velké systémy. Přístroj je naplněn heliem, Gondola je připevněna dole a vzduchový šroub je umístěn pod jeho dnem. Kabely, které visí ze spodní části vzducholodi, jsou potřebné k zajištění na zemi.

Jednu z nejslavnějších vzducholodí na světě postavili Němci na počátku 30. let. 20. století se tomu říkalo "Gendenburg". Osud tohoto aparátu je poněkud podobný osudu Titanicu. Byla to mimořádně pohodlná loď. Jeho délka byla asi čtvrt kilometru. Na jeho palubu bylo umístěno přibližně 100 lidí. Vzducholoď poháněla 4 motory.

6. května 1937 loď utrpěla nehodu. Muselo být naplněno výhradně heliem a v té době bylo hélium k dispozici pouze v USA. Protože to byla doba Hitlerovy vlády, Američané odmítli prodávat plyn nacistům. Vzducholoď byla naplněna vodíkem. Byla přijata mimořádná opatření, aby nedošlo k požáru. Během přistání bylo počasí před hrozbami a ve vzduchu bylo silné elektrické pole. Vzducholoď letěla z Německa (d. Frankfurt) do New Yorku, přes Atlantický oceán. Když byla vysazena, jiskra se objevila, vzducholoď se vznítila kvůli úniku vodíku. Z 97 pasažérů zahynulo 35, další člověk zabil na zemi.

První kroky letectví v naší zemi: trochu historie

O letectví v Rusku se dozvěděli v době Kateřiny II. Její vyslanec ve Francii informoval o vynálezu bratrů Montgolfierů.

Senzaci rozšířily ruské noviny a později byla do tisku vydána kniha, která vysvětlovala princip činnosti balónu. Četl ji Euler, člen Akademie věd v Petrohradě. Studoval fyziku letectví a navrhl první balón. Catherine II svým dekretem zakázala letectví kvůli nebezpečí požáru. Za porušení vyhlášky byla uložena pokuta 20 rublů.

Za Kateřiny II nikdo neporušil dekret, ale když zemi vládl Alexander I., balón znovu letěl. Stalo se to v Moskvě, balon řídil muž jménem Terci. Prezentoval letectví jako cirkusové představení a vydělával na tom velké peníze.

V roce 1803. do Ruska pozvali slavného Aeronauta Garnerena s manželkou. Ukázali možnosti balónu ohromenému publiku, mezi nimiž byl i císař Alexander I.

Použití aparátu ve vědě a vojenské záležitosti

Garneren provedl více než jeden exhibiční let, než se vědci zajímali o letectví lodí. Akademie věd vyslala jednoho ze svých členů, Zakharova, aby provedl pozorování atmosféry. Akademik vzal na palubu mnoho měřicích přístrojů, proudů. Protože balón nebyl příliš velký na získání výšky, musel být upuštěn nejen balast, ale také mnoho spotřebičů, jídla a dokonce i frak.

V roce 1812. u císařova dvora si byli jisti, že Napoleon bude stále válkou proti Rusku. Rozhodli jsme se použít letadlo pro vojenské účely. Začaly práce na stavbě vzducholodi. 150 tesařů a kovářů vytvořilo gondolu a švadleny pracovaly na vytvoření pláště. Vzducholoď měla kormidlo pro změnu výšky letu a také pádla pro manévrování. Gondola měla Poklop, aby odhodila miny na nepřítele. Letadlo se bohužel nikdy nezúčastnilo boje.