Luchtvaart (natuurkunde). Luchtvaart in Rusland

Inhoudsopgave:

Luchtvaart (natuurkunde). Luchtvaart in Rusland
Luchtvaart (natuurkunde). Luchtvaart in Rusland
Anonim

De woorden "luchtvaart" en "luchtvaart" tot de jaren 20. 20ste eeuw waren synoniemen. Alles veranderde aan het begin van de vorige eeuw. Luchtvaart werd beweging genoemd met behulp van apparaten die lichter zijn dan lucht, en luchtvaart - vliegen in vliegtuigen. Dat wil zeggen, schepen die zwaarder zijn dan lucht. In het artikel zullen we in detail ingaan op de geschiedenis van de luchtvaart, de fysica van het proces.

Waarom stijgt de ballon op

Herinner je onder welke omstandigheden een in een vloeistof ondergedompeld lichaam drijft. Als de dichtheid kleiner is dan de dichtheid van de vloeistof. Hetzelfde geldt voor gas, in het bijzonder lucht. Een ballon (aerostaat) zal opstijgen als er een lichter (vergeleken met lucht) gas in zijn omhulsel zit. De ballon "zweeft" ook omhoog, hoewel hij wordt gehinderd door de zwaartekracht die op de schaal inwerkt.

Laten we de krachten opsommen die op de bal inwerken. Ten eerste is het de zwaartekracht van de schaal. De tweede is de zwaartekracht van het gas. Het gas in de bal heeft ook massa, wat betekent dat het ook wordt beïnvloed door de zwaartekracht. Laten we aannemen dat deze twee krachten samen niet inin staat om de Archimedische kracht te overwinnen, die op het gas uit de lucht inwerkt. Zo ja, dan kan de ballon opstijgen en de last optillen.

Lift

Laten we eens kijken naar de belangrijkste bepalingen van de fysica van de luchtvaart. Als we de ballon aan de grond vastbinden, zal hij omhoog trekken en aan het touw trekken met een kracht die lift wordt genoemd. Om het te berekenen, moet je het gewicht van het gas samen met de schaal aftrekken van de Archimedes-kracht. Gewicht is de som van de zwaartekracht van de schaal en de zwaartekracht van het gas. De Archimedes-kracht is gelijk aan het product van de dichtheid van lucht, de versnelling van de vrije val en het volume van de bal.

De hefkracht is groter, hoe lichter de schaal. Het is hoe groter, hoe groter het volume van de bal en hoe groter het verschil tussen de dichtheid van lucht en de dichtheid van gas. Dus als u maximale lift wilt krijgen, moet de ballon worden gevuld met het lichtste gas. Dit is waterstof. Er is echter één probleem: het is zeer ontvlambaar, vooral wanneer het wordt gemengd met zuurstof. Daarom worden ballonnen meestal opgeblazen met helium.

Ballon

Sonde ballon
Sonde ballon

Een ballon is een apparaat dat is gevuld met licht gas. De foto toont een heteluchtballon die wordt gebruikt om het weer te bestuderen. Dit is de zogenaamde ballonsonde. Het is gevuld met helium, een radiozender hangt aan de onderkant en verzendt informatie over temperatuur, druk, luchtvochtigheid op verschillende hoogten. Ballonnen worden gebruikt in de meteorologie.

Eerste heteluchtballon
Eerste heteluchtballon

Het is mogelijk om luchtvaartvoertuigen te maken die zowel relatief veilig als erg goedkoop zijn, waarbij geen waterstof of helium nodig is. In plaats van deze gassen is de schaal gevuld met gewone lucht, maar dan heter. Zo'n ballon is uitgevonden door de Fransen, de gebroeders Montgolfier. Dit evenement was geweldig! De afbeelding toont de eerste heteluchtballon. Van onderaf werd een vuur aangestoken, hete lucht vulde de granaat en de bal vloog omhoog. Op een bepaalde hoogte stopte hij met stijgen. Om de beklimming voort te zetten, werd ballast uit het apparaat gedropt. Als het nodig was om naar beneden te gaan, verlaagden ze het vuur.

Stratostat

Op zeer grote hoogte neemt de luchtdichtheid af. Daardoor neemt ook de hefkracht af. Hoe kan het worden vergroot? Het is noodzakelijk om het volume te vergroten, dus die luchtvaartvoertuigen die zeer hoog in de stratosfeer stijgen, zijn enorm. Dergelijke schepen worden stratostaten genoemd.

Baumgartner Stratostat
Baumgartner Stratostat

Onlangs vestigde een extreme atleet een record: hij klom op een stratosferische ballon tot een hoogte van 39 km en overschreed in vrije val de geluidssnelheid. Dit is Felix Baumgartner. De foto toont de stratostaat die hij gebruikte. De afmetingen zijn ongeveer 100 m, wat overeenkomt met de hoogte van het Vrijheidsbeeld. Het vliegtuig is gevuld met 85.000 m33 helium, de zogenaamde gondel hangt eronder, waar de passagier zich bevindt.

Luchtschip

Luchtschip "Gendenburg"
Luchtschip "Gendenburg"

Denk eens aan de fysica van de luchtvaart. De ballon en de stratosfeerballon bewegen waar de wind waait. Ervaren aeronauten weten dat de wind op verschillende hoogtes anders is. Dus passen ze de hoogte van de ballon aan zodat de wind waait waar ze willen. Als u van punt A naar punt B moet varenongeacht de wind, dan moet een speciale propeller worden aangepast aan het apparaat, zoals in een vliegtuig, die zal helpen om in de goede richting te bewegen. Zo'n apparaat wordt een luchtschip genoemd. In de regel zijn dit zeer grote systemen. Het apparaat is gevuld met helium, eronder is een gondel bevestigd en onder de bodem bevindt zich een propeller. De kabels die aan de onderkant van het luchtschip hangen, worden gebruikt om het aan de grond te bevestigen.

Een van de beroemdste luchtschepen ter wereld werd begin jaren '30 door de Duitsers gebouwd. XX eeuw heette het "Gendenburg". Het lot van dit apparaat is enigszins vergelijkbaar met het lot van de Titanic. Ze was een ongewoon comfortabel schip. De lengte was ongeveer een kwart kilometer. Ongeveer 100 mensen werden aan boord geplaatst. Het luchtschip werd aangedreven door 4 motoren.

luchtschip vuur
luchtschip vuur

Op 6 mei 1937 kreeg het schip een ongeluk. Het moest uitsluitend met helium worden gevuld en helium was op dat moment alleen in de Verenigde Staten verkrijgbaar. Aangezien dit de tijd van Hitlers heerschappij was, weigerden de Amerikanen botweg om gas aan de nazi's te verkopen. Het luchtschip was gevuld met waterstof. Buitengewone voorzorgsmaatregelen werden genomen om brand te voorkomen. Tijdens de landing was het weer pre-stormachtig en was er een sterk elektrisch veld in de lucht. Het luchtschip maakte een vlucht van Duitsland (Frankfurt) naar New York, over de Atlantische Oceaan. Toen hij werd geplant, ontstond er een vonk, door een lek van waterstof vatte het luchtschip vlam. Van de 97 passagiers stierven er 35 en een andere persoon werd op de grond gedood.

De eerste stappen van de luchtvaart in ons land: een stukje geschiedenis

Over luchtvaart in Ruslandgeleerd in de tijd van Catharina II. Haar gezant in Frankrijk kondigde de uitvinding van de gebroeders Montgolfier aan.

Monument voor de gebroeders Montgolfier
Monument voor de gebroeders Montgolfier

De sensatie werd overgenomen door Russische kranten en later werd er een boek gepubliceerd waarin het principe van de ballon werd uitgelegd. Het werd voorgelezen door Euler, een lid van de Academie van Wetenschappen in St. Petersburg. Hij bestudeerde de fysica van de luchtvaart en ontwierp de eerste ballon. Na de enige vlucht van dit apparaat verbood Catherine II bij haar decreet de luchtvaart vanwege het risico op brand. Voor overtreding van het decreet werd een boete van 20 roebel opgelegd.

Onder Catharina II schond niemand het decreet, maar toen Alexander I het land regeerde, vloog de ballon weer. Dit gebeurde in Moskou, de ballon werd bestuurd door een man genaamd Terzi. Hij promootte ballonvaren als een circus en verdiende er veel geld mee.

Aeronaut Garnerin
Aeronaut Garnerin

In 1803 werden de beroemde aeronaut Garnerin en zijn vrouw uitgenodigd naar Rusland. Ze demonstreerden de mogelijkheden van de ballon aan een verbaasd publiek, waaronder keizer Alexander I.

Het gebruik van het apparaat in wetenschap en militaire zaken

Garnerin maakte meer dan één demonstratievlucht voordat wetenschappers geïnteresseerd raakten in luchtvaart. De Academie van Wetenschappen stuurde een van haar leden, Zakharov, op een vlucht om atmosferische waarnemingen te doen. De academicus nam veel meetinstrumenten en reagentia mee aan boord. Omdat de ballon niet te groot was, was het om hoogte te winnen nodig om niet alleen de ballast te laten vallen, maar ook veel apparaten, voedsel enzelfs een rokkostuum.

In 1812 waren ze er aan het hof van de keizer zeker van dat Napoleon toch ten strijde zou trekken tegen Rusland. We besloten het vliegtuig voor militaire doeleinden te gebruiken. Er werd begonnen met de bouw van het luchtschip. 150 timmerlieden en smeden maakten de gondel, terwijl naaisters aan de schaal werkten. Het luchtschip had een roer om de vlieghoogte te veranderen, evenals riemen om te manoeuvreren. De gondel had een luik om landmijnen op de vijand te droppen. Helaas heeft het vliegtuig nooit actie gezien.

Aanbevolen: