Повітряна куля

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Hot air balloon in flight quebec 2005.jpeg

Повітряна куля (англ. Balloon, нім. Ballon, рос. Воздушный шар) — літальний апарат типу "легше-за-повітря" (аеростат), в якому для польоту використовується підйомна сила повітроплавального газу, або нагрітого повітря. Складається з заповненої газом оболонки та прикріпленого до неї кошика чи причепної кабіни. На відміну від дирижаблів, повітряні кулі не мають двигунів для самостійного горизонтального руху в повітрі. Залежно від наповнення, розрізняють монгольф'єри (кулі, наповнені нагрітим повітрям), шарльєри (наповнені легким газом — як правило, воднем або гелієм) та розьєри (що використовують одночасно газ і повітря, розміщені в окремих оболонках).

Перша повітряна куля була винайдена у 1783 року братами Монгольф'є. Куля наповнювалась гарячим повітрям, завдяки чому підіймалась угору.

Сучасні повітряні кулі, що використовуються для демонстраційних та спортивних польотів, також здебільшого наповнюються нагрітим повітрям. За допомогою пропанового пальника повітря нагрівається, і, оскільки гаряче повітря легше за холодне, куля злітає. Якщо набрана завелика висота, пілот смикає за спеціальний шнур, що відкриває отвір у повітряній кулі (а саме у оболонці) — таким чином, частина гарячого повітря виходить назовні, і повітряна куля опускається.

Основні недоліки повітряної кулі:

  • Повітряною кулею не можна керувати — вона летить туди, куди її "понесе" вітер.
  • Також повітряна куля не здатна перевозити габаритний і важкий вантаж (це стосується, в першу чергу, монгольф'єрів)

Принципи[ред.ред. код]

За конструкцією повітряна куля є найпростішою з усіх літаючих машин. Повітряна куля це тканинна оболонка заповнена газом, який є легшим за повітря[en]. Оскільки уся повітряна куля має меншу густину ніж довколишнє повітря, вона здіймається, разом із кошиком, що прикріплений знизу, і може нести пасажирів і вантаж. Незважаючи на те, що повітряна куля не має ніякої рушійної системи, існує можливість досягти деякого керування напрямком руху, опускаючи чи підіймаючи кулю по висоті для пошуку сприятливого напряму вітру.

Існує три основні різновиди повітряних куль:

  • аеростат наповнений гарячим повітрям або Монгольф'єр набуває своєї легкості шляхом нагрівання повітря в середині кулі; він став самим поширеним різновидом.
  • газовий аеростат або Шарльєр наповнюється газом, що має меншу молекулярну масу ніж навколишня атмосфера; більшість повітряних куль встановлюють внутрішній тиск газу таким, що дорівнює атмосферному тиску; повітряна куля надлишкового тиску[en] може використовувати підйомний газ із більшим тиском ніж атмосферний, з метою зменшити або уникнути втрату газу від нагрівання вдень; газові повітряні кулі заповнюють такими газами, як:
    • водень – широко використовувався на початку, але через його високу займистість газ використовується рідко;
    • коксовий газ – хоча він дає на половину меншу підіймальну силу ніж водень,[1] він широко застосовувався в дев'ятнадцятому і на початку двадцятого століть, оскільки був дешевшим за водень і легкодоступним;
    • гелій – використовується сьогодні у більшості дирижаблів і пілотованих кулях наповнених газом;
    • іншими газами, що застосовуються є аміак і метан, але вони мають погану підйомну здатність і інші недоліки пов'язані з безпекою, тому вони ніколи не були широко використовувані.[2]
  • Розьєр різновид, що застосовує обидва як гарячий так і не гарячий гази для здіймання в окремих відсіках. Цей різновид повітряних куль іноді використовують для польотів на далекі відстані, наприклад для навколосвітніх подорожей.

Історія[ред.ред. код]

Сучасний ліхтар Кунміна

Безпілотні повітряні кульки популярні у історії Китаю. Чжуге Лян із королівства Династія Шу, в період Трьох Царств (220–280 н.е.) використовував повітряні ліхтарики для військового сигналізування. Ці небесні ліхтарики мають назву ліхтарі Кунміна (孔明灯).[3][4] Монгольська армія вивчила ліхтарики Кунміна із Китаю і використали їх в Битві при Легниці під час вторгнення монголів до Польщі.[5] Вперше повітряна куля стала відома в західному світі.

В 1709 бразильський церковник Бартоломей де Гусмао зробив кулю заповнену нагрітим повітрям, що здійнялася посеред кімнати в Лісабоні. Також існують твердження, що він побудував кулю, яка називалася Passarola (Великий птах) і зробив спробу здійнятися на ній із замку Святого Георгія в Лісабоні, і приземлився в кілометрі від нього.[6][7][8][9][10][11] Це твердження зазвичай не признається істориками з авіації за межами португальськомовного співтовариства, зокрема, міжнародною федерацією повітроплавання.[12][13]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Holmes, Richard (2013). Falling Upwards. London: Collins. ISBN 978-0-00-738692-5. p.57
  2. Balloon Lift with Lighter than Air Gases: Methane. UH Manoa Chemistry Department. Процитовано 2010-05-24. 
  3. Ancient Chinese Inventions
  4. The Ten Thousand Infallible Arts of the Prince of Huai-Nan Архівовано 28 July 2011 у en:Wayback Machine.
  5. Joseph Needham (1965). Science and Civilisation in China: Volume 4, Physics and Physical Technology, Part 2, Mechanical Engineering; rpr. Taipei: Caves Books Ltd.
  6. AMEIDA, L. Ferrand de, "Gusmão, Bartolomeu Lourenço de", in SERRÃO, Joel, Dicionário de História de Portugal, Porto, Figueirinhas, 1981, vol. III, pp. 184–185
  7. CARVALHO, História dos Balões, Lisboa, Relógio d'Agua, 1991
  8. CRUZ FILHO, F. Murillo, Bartolomeu Lourenço de Gusmão: Sua Obra e o Significado Fáustico de Sua Vida, Rio de Janeiro, Biblioteca Reprográfica Xerox, 1985
  9. SILVA, Inocencio da, ARANHA, Brito, Diccionario Bibliographico Portuguez, Lisboa, Imprensa Nacional, T. I, pp. 332–334
  10. TAUNAY, Affonso d'Escragnolle, Bartolomeu de Gusmão: inventor do aerostato: a vida e a obra do primeiro inventor americano, S. Paulo, Leia, 1942
  11. TAUNAY, Affonso d'Escragnolle, Bartholomeu de Gusmão e a sua prioridade aerostatica, S. Paulo: Escolas Profissionaes Salesianas, 1935, Sep. do Annuario da Escola Polytechnica da Univ. de São Paulo, 1935
  12. FAI Ballooning Commission Achievements. Fédération Aéronautique Internationale. Процитовано 2010-04-11. «A list of notable balloon and airship flights has been assembled by Hans Åkerstedt from Sweden. The list has been compiled with much help from Troy Bradley, USA and Norman Pritchard, UK. Information from many other sources have also been used – FAI record files, personal log books and commercially available literature.» 
  13. CIA Notable flights and performances: Part 01, 0000–1785. Svenska Ballong Federationen. Процитовано 2010-04-11. «Date 1709-08-08 Pilot: Bartholomeu Lourenço de Gusmão, Earliest recorded model balloon flight.» 

Див. також[ред.ред. код]