«ավիացիա» և «ավիագնացություն» բառերը մինչև 20-ական թթ. 20 րդ դար հոմանիշներ էին։ Ամեն ինչ փոխվեց անցյալ դարասկզբին։ Աերոնագնացությունը սկսեց կոչվել շարժում՝ օդից թեթեւ սարքերի օգնությամբ, իսկ ավիացիան՝ ինքնաթիռներով թռչել։ Այսինքն՝ օդից ծանր նավեր։ Հոդվածում մենք մանրամասն կքննարկենք ավիացիայի պատմությունը, գործընթացի ֆիզիկան։
Ինչու է օդապարիկը թռչում
Հիշեք, թե ինչ պայմաններում է լողում հեղուկի մեջ ընկղմված մարմինը: Եթե նրա խտությունը փոքր է հեղուկի խտությունից. Նույնը վերաբերում է գազին, մասնավորապես՝ օդին։ Օդապարիկը (աերոստատը) կթռչի, եթե նրա պատյանի ներսում ավելի վառիչ (օդի համեմատ) գազ լինի: Փուչիկը նույնպես «լողում է» վերև, չնայած նրան խանգարում է պատյանի վրա ազդող ձգողական ուժը։
Թվարկենք գնդակի վրա գործող ուժերը: Նախ, դա կեղևի ձգողականությունն է: Երկրորդը գազի ձգողականությունն է: Գնդիկի ներսում գտնվող գազը նույնպես զանգված ունի, ինչը նշանակում է, որ դրա վրա նույնպես ազդում է ձգողականությունը: Ենթադրենք, որ այս երկու ուժերը միասին ներս չենկարողանում է հաղթահարել Արքիմեդյան ուժը, որը գործում է օդից եկող գազի վրա։ Եթե այո, ապա օդապարիկը կարող է հանել և բարձրացնել բեռը։
Բեռնել
Դիտարկենք ավիացիոն ֆիզիկայի հիմնական դրույթները: Եթե փուչիկը կապենք գետնին, այն կքաշվի վեր՝ ձգելով պարանը բարձրացնող ուժով։ Այն հաշվարկելու համար հարկավոր է Արքիմեդի ուժից հանել գազի քաշը պատյանի հետ միասին։ Քաշը կեղևի և գազի ծանրության գումարն է։ Արքիմեդի ուժը հավասար է օդի խտության, ազատ անկման արագացման և գնդակի ծավալի արտադրյալին։
Բարձրացնող ուժն ավելի մեծ է, այնքան ավելի թեթև է պատյանը: Այն որքան մեծ է, այնքան մեծ է գնդակի ծավալը և այնքան մեծ է տարբերությունը օդի և գազի խտության միջև: Այսպիսով, եթե ցանկանում եք ստանալ առավելագույն բարձրացում, ապա օդապարիկը պետք է լցված լինի ամենաթեթև գազով: Սա ջրածին է: Այնուամենայնիվ, կա մեկ խնդիր՝ այն շատ դյուրավառ է, հատկապես, երբ խառնվում է թթվածնի հետ։ Ուստի ամենից հաճախ փուչիկները փչվում են հելիումով։
Փուչիկ
Փուչիկը սարք է, որը լցված է թեթև գազով։ Լուսանկարում պատկերված է օդապարիկ, որն օգտագործվում է եղանակը ուսումնասիրելու համար։ Սա այսպես կոչված փուչիկ-զոնդն է։ Այն լցված է հելիումով, ներքևից կախված է ռադիոհաղորդիչ, որը տարբեր բարձրությունների վրա տեղեկատվություն է փոխանցում ջերմաստիճանի, ճնշման, օդի խոնավության մասին։ Փուչիկները օգտագործվում են օդերեւութաբանության մեջ։
Հնարավոր է ստեղծել ավիացիոն տրանսպորտային միջոցներ, որոնք և՛ համեմատաբար անվտանգ են, և՛ շատ էժան, որոնք չեն պահանջում ո՛չ ջրածին, ո՛չ հելիում:Այս գազերի փոխարեն պատյանը լցվում է սովորական օդով, բայց ավելի տաք։ Նման օդապարիկ հորինել են ֆրանսիացիները՝ Մոնգոլֆիե եղբայրները։ Այս իրադարձությունը հիանալի էր: Նկարը ցույց է տալիս առաջին օդապարիկը: Ներքևից կրակ վառվեց, տաք օդը լցվեց պատյանի մեջ, և գնդակը բարձրացավ դեպի վեր։ Որոշակի բարձրության վրա նա դադարեց բարձրանալ։ Վերելքը շարունակելու համար ապարատից գցվել է բալաստ։ Եթե պետք էր իջնել, կրակն իջեցնում էին։
Ստրատոստատ
Շատ բարձր բարձրությունների վրա օդի խտությունը նվազում է։ Հետեւաբար, բարձրացնող ուժը նույնպես նվազում է։ Ինչպե՞ս կարելի է այն մեծացնել: Անհրաժեշտ է մեծացնել ծավալը, ուստի այն ավիացիոն մեքենաները, որոնք շատ բարձր են բարձրանում դեպի ստրատոսֆերա, հսկայական են։ Նման նավերը կոչվում են ստրատոստատներ։
Վերջերս էքստրեմալ մարզիկներից մեկը ռեկորդ է սահմանել՝ նա բարձրացել է ստրատոսֆերային օդապարիկի վրա մինչև 39 կմ բարձրություն և ազատ անկման ժամանակ գերազանցել է ձայնի արագությունը։ Սա Ֆելիքս Բաումգարտներն է։ Լուսանկարում պատկերված է նրա օգտագործած ստրատոստատը։ Նրա չափերը մոտ 100 մ են, ինչը համարժեք է Ազատության արձանի բարձրությանը։ Ինքնաթիռը լցված է 85 հազար մ33 հելիումով, այսպես կոչված գոնդոլը կախված է ներքեւում, որտեղ գտնվում է ուղեւորը։։
Airship
Դիտարկենք օդագնացության ֆիզիկան: Փուչիկը և ստրատոսֆերային օդապարիկը շարժվում են այնտեղ, որտեղ քամին է փչում։ Փորձառու օդագնացները գիտեն, որ քամին տարբեր է տարբեր բարձրությունների վրա: Այսպիսով, նրանք հարմարեցնում են օդապարիկի բարձրությունը, որպեսզի քամին փչի այնտեղ, որտեղ նրանք ուզում են: Եթե Ձեզ անհրաժեշտ է նավարկել A կետից B կետանկախ քամուց, ապա ապարատին պետք է հարմարեցնել հատուկ պտուտակ, ինչպես ինքնաթիռում, որը կօգնի շարժվել ճիշտ ուղղությամբ։ Նման սարքը կոչվում է օդանավ: Որպես կանոն, դրանք շատ մեծ համակարգեր են։ Սարքը լցված է հելիումով, ներքևում գոնդոլ է ամրացված, իսկ հատակի տակ՝ պտուտակ։ Մալուխները, որոնք կախված են օդանավի հատակից, օգտագործվում են այն գետնին ամրացնելու համար։
Աշխարհի ամենահայտնի օդանավերից մեկը կառուցվել է գերմանացիների կողմից 30-ականների սկզբին։ XX դարում այն կոչվել է «Գենդենբուրգ»։ Այս ապարատի ճակատագիրը որոշ չափով նման է Տիտանիկի ճակատագրին։ Նա անսովոր հարմարավետ նավ էր: Նրա երկարությունը մոտ քառորդ կիլոմետր էր։ Նավում մոտ 100 մարդ է տեղավորվել։ Դիրանավն աշխատում էր 4 շարժիչով։
1937 թվականի մայիսի 6-ին նավը վթարի ենթարկվեց։ Այն պետք է լցված լիներ բացառապես հելիումով, իսկ այն ժամանակ հելիումը հասանելի էր միայն ԱՄՆ-ում։ Քանի որ սա Հիտլերի կառավարման ժամանակաշրջանն էր, ամերիկացիները կտրականապես հրաժարվեցին գազ վաճառել նացիստներին: Դիրանավը լցված էր ջրածնով։ Հրդեհից խուսափելու համար ձեռնարկվել են արտակարգ միջոցառումներ. Վայրէջքի ժամանակ եղանակը նախապատմական էր, իսկ օդում ուժեղ էլեկտրական դաշտ էր։ Դիրանավը չվերթ է իրականացրել Գերմանիայից (Ֆրանկֆուրտ) Նյու Յորք՝ Ատլանտյան օվկիանոսով։ Երբ նրան տնկեցին, կայծ առաջացավ, ջրածնի արտահոսքի պատճառով օդանավը բռնկվեց։ 97 ուղևորներից 35-ը մահացել են, ևս մեկը զոհվել է գետնին։
Աերոնագնացության առաջին քայլերը մեր երկրում. մի փոքր պատմություն
Ռուսաստանի օդագնացության մասինսովորել է Եկատերինա II-ի ժամանակ։ Ֆրանսիայում նրա բանագնացը հայտարարեց Մոնգոլֆիե եղբայրների գյուտի մասին։
Սենսացիան կրկնօրինակեցին ռուսական թերթերը, իսկ ավելի ուշ հրատարակվեց մի գիրք, որը բացատրում էր օդապարիկի սկզբունքը: Այն կարդացել է Սանկտ Պետերբուրգի Գիտությունների ակադեմիայի անդամ Էյլերը։ Նա ուսումնասիրել է ավիացիայի ֆիզիկան և նախագծել առաջին օդապարիկը։ Այս ապարատի միակ թռիչքից հետո Եկատերինա II-ն իր հրամանագրով արգելել է ավիագնացությունը՝ հրդեհի վտանգի պատճառով։ Հրամանագիրը խախտելու համար նախատեսվել է տուգանք 20 ռուբլու չափով։
Եկատերինա II-ի օրոք ոչ ոք չէր խախտել հրամանագիրը, բայց երբ Ալեքսանդր I-ը ղեկավարեց երկիրը, օդապարիկը նորից թռավ: Դա տեղի է ունեցել Մոսկվայում, օդապարիկը կառավարել է Թերզի անունով տղամարդը։ Նա կրկեսի պես խթանում էր օդապարիկը և շատ փող էր աշխատում դրանից։
1803 թվականին հայտնի օդագնաց Գարներինն ու նրա կինը հրավիրվեցին Ռուսաստան։ Նրանք ապշած հանդիսատեսի առաջ ցուցադրեցին օդապարիկի հնարավորությունները, որոնց թվում էր կայսր Ալեքսանդր I-ը։
Ապարատի օգտագործումը գիտության և ռազմական գործերում
Գարներինը մեկից ավելի ցուցադրական թռիչք է կատարել նախքան գիտնականները սկսել են հետաքրքրվել ավիացիոն տեխնիկայով: Գիտությունների ակադեմիան իր անդամներից մեկին՝ Զախարովին, օդանավ է ուղարկել՝ մթնոլորտային դիտարկումներ անելու։ Ակադեմիկոսն իր հետ ինքնաթիռ է վերցրել բազմաթիվ չափիչ գործիքներ ու ռեագենտներ։ Հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ օդապարիկը շատ մեծ չէր, բարձրություն ձեռք բերելու համար անհրաժեշտ էր գցել ոչ միայն բալաստը, այլև բազմաթիվ տեխնիկա, սնունդ և.նույնիսկ ֆրակ։
1812 թվականին կայսեր արքունիքում վստահ էին, որ Նապոլեոնը, այնուամենայնիվ, կռվի Ռուսաստանի դեմ։ Մենք որոշեցինք օգտագործել ինքնաթիռը ռազմական նպատակներով։ Աշխատանքները սկսվեցին օդանավի կառուցման վրա։ Գոնդոլան ստեղծել են 150 ատաղձագործներ և դարբիններ, իսկ պատյանի վրա աշխատել են դերձակուհիները։ Դիրանավն ուներ ղեկ՝ թռիչքի բարձրությունը փոխելու համար, ինչպես նաև թիակներ՝ մանևրելու համար։ Գոնդոլան ուներ լյուկ՝ թշնամու վրա ականներ գցելու համար։ Ցավոք սրտի, ինքնաթիռը երբեք գործողություն չի տեսել:
