Аеростат

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Повітряна куля (сферичний вільний аеростат) в польоті. Англія, 2004 рік.
Запуск повітряної кулі під час Великої Гаївки в Дрогобичі 17 квітня 2012 року.

Аеростат (грец. — повітря і грец. — стоячий, нерухомий) — літальний апарат, легший за повітря. Підйомна сила створюється легшим за повітря газом (водень, гелій, світильний газ), що міститься в оболонці аеростата.

Аеростат — вид літальних апаратів політ якого, повністю або частково, обумовлений дією закона Архімеда.

Історія[ред.ред. код]

В 1783 р. брати Монгольф'є піднялись в повітря на повітряній кулі, наповненою гарячим повітрям. Повітряні кулі, або аеростати, до початку використання гідрометеорологічних та геодезійних супутників слугували метеорологам для зібрання інформації про погоду. На початку XX ст. керовані аеростати - так звані дирижаблі - конкурували з літаками. В наші дні вони використовуються переважно як платформи для телекамер або в цілях реклами

Оболонка аеростата "монгольф'єра" вміщає великий об'єм гарячого повітря, який створює "аеростатичну підйомну силу" (або "сплавну" силу). Якщо загальна вага аеростата менша, ніж "аеростатична підйомна сила" то він буде підійматися. Аеростати на гарячому повітрі підіймаються, коли повітря в оболонці нагрівається, тому що при цьому воно стає менш густим, ніж холодне атмосферне повітря. В більшості газових аеростатів і дирижаблів для створення {{плавучість|"аеростатичної підйомної сили" (або "сплавної сили")]] використовується гелій - негорючий газ з дуже низькою густиною. Дирижаблі мають двигуни, руль напряму і руль висоти, які дозволяють керувати швидкістю і напрямком польоту. Аеростати вільнолітаючі не мають рушійних засобів і дрейфують разом з вітром. Аеростати прив'язні утримуються на фіксованій позиції, незалежно від дії вітру, завдяки тросу і віжкій наземній базі.

Класифікація і застосування[ред.ред. код]

Розрізняють керовані і некеровані аеростати До 1-ї групи належать дирижаблі і моторизовані аеростати з двигунами й повітряними гвинтами, до 2-ї — сферичні вільні аеростати, або повітряні кулі, і прив'язні, т. з. змійкові аеростати.

Вільні аеростати застосовують переважно для дослідження атмосфери і в спорті. До них належать радіозонди, кулі-пілоти, стратостати і автоматично керовані аеростати, які піднімаються в повітря без людей (з радіотелеметричними приладами).

Прив'язні аеростати поділяються на аеростати спостереження і аеростати загородження, які піднімаються в повітря на тросі, що розмотується з моторизованої лебідки.

Аеростати спостереження в наші часи застосовують для військової розвідки та коректування артилерійського вогню і в метеорології. Аеростати загородження у XX столітті використовували для захисту важливих об'єктів і міст від нальотів ворожої авіації; їх піднімали густою сіткою (рядами або в шаховому порядку) на висоту, яка досягала 4.5 км і більше. Їх широко застосовували в системі ППО Москви та інших міст СРСР під час Другої Світової війни.

У японських конструкторів 1970-х років користувався повагою аеростат, до якого підвішувався каркас із сідлом і велоприводом.[1] Натискуючи на педалі, пілот міг підніматися вгору або опускатися вниз — фізичні зусилля витрачалися тільки на переміщення апарата, оскільки в повітрі утримувала повітряна куля.[1]

Повна класифікація аеростатів[ред.ред. код]

Параметр класифікації[ред.ред. код]

  1. Керованість
    1. керовані (дирижабль)
      1. вільнолетячий керований за висотою
      2. повністю керований
    2. некеровані
      1. вільнолетячий (повітряна куля)
      2. прив'язний (змійковий)
  2. Наповнення
    1. тепловий (монгольф'єр)
    2. газовий (шарльєр)
    3. комбінований (роз'єр)
    4. вакуумний (суто гіпотетично, неможливо з інженерної точки зору)[2]
  3. Система компенсації зміни газового об'єму
    1. балонетні
      1. пасивні
      2. з примусовим піддувом
    2. зі стягуючою системою
    3. змішані
    4. без компенсації
  4. Використання додаткової підйомної сили
    1. з використанням додаткової підйомної сили (діностат (саможабль, діноліфтер), гелікостат)
      1. використовують власні двигуни
      2. використовують зовнішні рухателі
    2. без використання додаткової підйомної сили
  5. Тип
    1. одиночні
    2. тандемні
    3. триплетні
  6. Призначення
    1. транспортні (вантажні, пасажирські)
      1. низької вантажності до 100 кг
      2. середньої вантажності 100—1000 кг
      3. великої вантажності понад 1000 кг
    2. зв'язку
    3. демонстраційні
    4. метеорологічні
    5. спеціалізовані
    6. бойові
      1. розвідувальні (в тому числі спостереження, корегувальні)
      2. бомбардувальні
      3. загороджувальні
      4. комбіновані
      5. крім того всі аеростати можуть виконувати функцію хибної радіолокаційної цілі
  7. Конструкція
    1. жорсткі
    2. напівжорсткі
    3. м'які
  8. Участь людини
    1. пілотовані
    2. безпілотні
  9. Висота зони рівноваги
    1. тропосферні
      1. маловисотні 0-2 км
      2. середньовисотні 2-6 км
      3. висотні 6-11 км
    2. стратосферні
    3. мезосферні
  10. Об'єм (м³)
    1. малооб'ємні (250/ 400/ 600/ 900/ 1200)
    2. середньооб'ємні (1600/ 2200/ 3000/ 4000/ 6000)
    3. великооб'ємні (9000/ 12000/ 16000/ 22000/ 25000/ 50000/ 100000/ більше 100000)

Сучасні аеростати[ред.ред. код]

Прив'язний аеростат із радаром для прикордонного спостереження. США, 2010 рік

Аеростати спостереження в армії і охороні кордонів[ред.ред. код]

Конструкція сучасного змійкового аеростата[ред.ред. код]

Більшість сучасних прив'язних аеростатів мають краплеподібну форму. Корпус "краплі" формує оболонка із синтетичного багатошарового матеріала. Основний об'єм корпуса займає ємність наповнена гелієм. Легкий газ за законом Архімеда протидіє силі гравітації і утворює "сплавну" (або "вспливну") силу. Також в корпусі аеростата — зазвичай в передній і задній частині — аеростат має два внутрішні відсіки — "мішки", наповнені повітрям. Вони називаються балонетами і слугують для утримання постійної форми та напруження оболонки, що є дуже важливим при зміні висоти аеростата, або при погодній зміні атмосферного тиску. Коли аеростат піднімається, і зовнішній барометричний тиск зменшується, гелій в аеростаті розширюється. Для компенсації зростаючого напруження оболонки із балонета відкачується повітря. При зниженні аеростата підйомний газ гелій — навпаки — зменшується в обєм'і. Аби запобігти "зморщенню" оболонки і утворенню "ложки" — в балонети накачують повітря. [3] [4]

Рекордні спортивні польоти[ред.ред. код]

"Брейтлінг Орбітер 3"[ред.ред. код]

Брейтлинг Орбитер 3 у польоті

В березні 1999 р. гібридний аеростат "Брейтлінг Орбітер 3" (англ. Breitling Orbiter) висотою 60 метрів з аеронавтами Бертраном Пікаром і Брайаном Джонсом здійснив навколосвітню подорож. Основну підйомну силу створював гелій, йому допомагав нагріте повітря, розміщений в нижній частині оболонки. Екіпаж із двох людей розміщувався в герметичній гондолі, в яку нагнітався кисень і азот. Вуглекислий газ, який виділявся при диханні, видалявся літієвими фільтрами.

Аланом Юстасом досягнуто висоти понад 41 км[ред.ред. код]

Новий рекорд висотного підйому на аеростаті-шарльєрі встановив 24 грудня 2014 року Алан Юстас (Alan Eustace). Ним було досягнуто висоти 41 419 м (135 890 футів)[5] Було використано повітряну кулю (балон) газовою ємністю 991 куб.м (35000 куб.футів). Аеронавт був одягненим у спеціальний скафандр. Рекордної висоти було досягнуто приблизно за дві години. Після цього Юстас за допомогою вибухового пристрою відділив від себе свій сферичний аеростат і повернувся на Землю, скористувавшися парашутом.

Повітряна куля в історії України[ред.ред. код]

1784 року у Львові запущено першу у світі повітряну кулю з автоматичним пальником на рідкому пальному для підігріву повітря у балоні. Це сталося усього через дев'ять місяців після польоту кулі братів Монгольф'є, пальним для якої була солома[Джерело?].

У 1874 році у Харківській губернії М. Т. Лаврентьев на кулі-шарльєрі власного виготовлення виконав 10 польотів і досягнув висоти 6 000 м. [6]

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. а б Маслов В. І. / Сам себе катаю: Все про велосипед: Для серед. і ст. шк. віку / Худож Є. І. Корольков.—К.:Веселка, 1990.—172с.:іл. ISBN 5-301-00515-4 (с.:125)
  2. Арие М. Я. Дирижабли. – Киев: Наукова думка, 1986. – С.8
  3. Лосик С. А., Козлов И. А. Оборудование дирижаблей. – М-Л: НКАП СССР, Оборонгиз, 1939. С.44 - 64 – Глава II. Воздушная система
  4. Tethered Aerostat Radar System [[1]]
  5. Джон Маркофф. Рекордний парашутний стрибок -- більш ніж 25 міль за 15 хвилин. Нью-Йорк Таймс, 25 жовтня 2014 [2] (англ.)
  6. Стобровский Н. Г. Воздухоплавание.– М: Досарм, 1949. – 64 с.

Джерела інформації[ред.ред. код]