Проекты управляемых аэростатов реферат

Обновлено: 02.07.2024

К созданию летательных аппаратов учёные и изобретатели в конце XVIII века шли двумя путями:

1) использовался статический принцип полёта, основанный на свойстве лёгких газов вытесняться вверх более тяжёлыми. Следовавшие по этому пути заложили основы аэростатики, давшей начало воздухоплаванию;

Накопление технических, географических, методологических, знаний , развитие мануфактурного производства создали предпосылки для зарождения в XVIII века воздухоплавания. В этом направлении усиленно работали во Франции братья Жозеф и Этьен Монгольфье.

5 июня 1783 г. им удалось осуществить беспилотный пуск аэростата диаметром 11,5 м, выполненного из оклеенного бумагой холста с верёвочной сеткой и наполненного горячим воздухом. 19 сентября братья Монгольфье подняли в воздух баллон с животными, а 21 ноября 1783 г. в Париже был осуществлён первый полёт людей – Ж.Ф. Пилатра де Розье и Ф. Арланда. Аэростат имел диаметр 15 м, вес 675 кг и пробыл в воздухе 25 мин., пролетев расстояние около 9 км. Шары, наполнявшиеся горячим воздухом, стали называть монгольфьерами или открытыми аэростатами.

27 августа 1783 г. физик Жак Шарль и механики братья Робер организовали в Париже полёт воздушного шара, наполненного лёгким газом – водородом. Оболочка шара была изготовлена из шёлка, пропитанного сырой резиной – каучуком. В декабре того же года состоялся первый полёт людей на аэростате конструкции Ж. Шарля. Полёт продолжался 2 часа, было преодолено расстояние в 40 км. Аэростаты, наполненные водородом, получили название шарльеров или закрытых аэростатов.

Физик Жан Франсуа Пилатр де Розье, ставший первым пилотом-воздухоплавателем, выдвинул идею перелёта на аэростате через Ла-Манш. Для этой цели он разработал аэростат собственной конструкции, объединявший в себе обычный сферический шарльер и монгольфьер цилиндрической формы. Комбинированный аэростат, соединивший в себе преимущества монгольфьера и шарльера, стал называться розьером. Поднявшись 15 июня 1785 г. в воздух со своим помощником Роменом, Розье не успел долететь до Ла-Манша. Пожар, возникший на розьере, привёл к трагической гибели обоих воздухоплавателей.

В России интерес к воздушному шару проявил математик академик Леонард Эйлер, который работал над теорией змея. 1 сентября 1783 г. Эйлер подробно рассчитал подъёмную силу аэростата.

Интерес к вопросам воздухоплавания и простота постройки воздушных шаров способствовали началу практических работ в области воздухоплавания в России. Первые опыты ограничились запусками беспилотных аэростатов. В 1784 г. в Москве француз Мениль организовал подъём воздушного шара без пассажира. Шар имел большие размеры (диаметр более 12 м) и достиг высоты около 3км.

Первые пилотируемые полёты на аэростате в России были осуществлены в 1803 г. французским воздухоплавателем Ж. Гарнереном. 20 сентября 1803 г. с ним поднялся в воздух на воздушном шаре генерал С.Л. Львов, который и стал первым русским человеком, участвовавшим в воздушном путешествии. Полёты Гарнерена носили развлекательный характер.

В июне 1804 г. Российская Академия наук организовала первый в мире полёт воздушного шара с научными целями. Во время полёта этого аэростата, управлявшегося бельгийским воздухоплавателем Робертсоном, академик Я.Д. Захаров выполнил ряд научных опытов.

Первый самостоятельный полёт на воздушном шаре, изготовленном в России, был выполнен нашим соотечественником штабс-лекарем Кашинским в Москве осенью 1805 г.

В августе 1828 г. на аэростате поднялась первая русская воздухоплавательница Ильинская.

В 40-х годах XIX века особенной популярностью пользовались в России полёты русских воздухоплавателей В. Берга и А. Леде. Леде погиб в августе 1847 г., совершая очередной полёт на аэростате. Он стал первой жертвой российского воздухоплавания.

Уже в первые годы после изобретения аэростата этот летательный аппарат начали применять для решения военных задач. В 1794-1795 гг. революционная французская армия использовала привязные аэростаты как средство корректировки артиллерийского огня и разведки. В 1849 г. при осаде Венеции австрийская армия применила беспилотные аэростаты для бомбардировки этого города.

Для связи экипажа с землёй применялись: проводной телеграф; рупор; флажки; зеркало, приспособленное для подачи световых сигналов; сбрасывание записок. Для наполнения шара использовался водород. По результатам первых испытаний был сделан вывод о необходимости создания специальных войсковых воздухоплавательных частей различной укомплектованности в зависимости от принадлежности и назначения: учебных, полевых, крепостных.

§ 2. Управляемые аэростаты: становление дирижаблестроения

- снабдить аэростат двигателем, обладающим достаточно малым удельным весом;

- установить на аэростате движитель;

- уменьшить сопротивление воздуха в направлении полёта;

- обеспечить аэростат органами управления.

Решение некоторых из этих задач было найдено из опыта кораблестроения, который, в частности, подсказывал, что для выполнения двух последних условий следовало придать летательному аппарату удлинённую форму и установить на нём рули в форме парусов или жёстких плоскостей.

Опыт морского дела облегчил также выбор движителя управляемого аэростата, прообразами которого могли служить весла и гребной винт.

Наиболее сложный задачей являлось создание двигателя, обладающего достаточно малым удельным весом для его применения на аэростате.

В рассматриваемый период в качестве энергетических установок для летательных аппаратов могли быть использованы: мускульная сила человека, паровая машина и реактивный (ракетный) двигатель.

Первый проект управляемого аэростата создал в 1784 г. французский инженер Ж. Менье. Он предложил применять для движения аэростата воздушные винты, а для управления – руль. Им же было впервые предложено придать аэростату вытянутую в направлении полёта форму для уменьшения аэродинамического сопротивления.

Первый проект управляемого аэростата российскому правительству был предложен немецким изобретателем Ф. Леппихом в 1812 г. Согласно этому проекту Леппих обещал построить полужёсткий большой дирижабль объёмом 8000 м 3 на 40 пассажиров, который должен был иметь рыбообразную форму и перемещаться в воздухе с помощью двух подвижных крыльев, прикреплённых по бокам аппарата. Аэростат предлагалось использовать для борьбы с армией Наполеона.

Начало XIX века ознаменовалось широким распространением паровых машин. Это натолкнуло учёных и изобретателей, занимавшихся проблемами воздухоплавания, на мысль о возможности применения паровой машины для движения аэростата. Проект управляемого аэростата с двигателем впервые осуществил француз А. Жиффар. В 1852 г. состоялся первый полёт аэростата его конструкции с установленной в гондоле паровой машиной мощностью 3 л.с., вращающей толкающий винт.

Успешный опыт применения в России боевых ракет, значительная тяга и простота конструкции порохового ракетного двигателя побудили изобретателей к разработке реактивных летательных аппаратов. Капитан И. Третесский в 1849 г. разработал проект реактивного дирижабля, у которого реактивный эффект достигался за счёт истечения газов через специальное сопло под давлением не менее 6 атмосфер. В зависимости от источника движения Третесский подразделял свои летательные аппараты на – паролёты, газолёты, воздухолёты. Он предложил разделить оболочку аэростата на ряд изолированных отсеков. Проект Третесского был основан на математических вычислениях, содержал большое количество схем и чертежей, поэтому основная заслуга изобретателя состоит в том, что он впервые в России предпринял попытку научного решения вопроса о применении принципа реактивного движения к задачам воздухоплавания. Над реактивным дирижаблем работали также Н.М. Соковнин и К.И. Константинов. Морской офицер Соковнин разработал и представил в 1866 г. в Военное министерство проект жёсткокорпусного дирижабля, в отсеках которого должны были размещаться мягкие газовые баллоны. Эту конструкцию через 33 года осуществил Цеппелин в своих дирижаблях. Соковнин видел трудности, возникающие от применения водорода, и предложил наполнять оболочку невзрывоопасным аммиаком. Для изменения высоты полёта был предусмотрен руль высоты, это было также новинкой – за границей он появился в 1902 г. на дирижабле Жюлиа. До этого изменение наклона продольной оси дирижабля производилось передвижением в гондоле груза.

К.И. Константинов, изучая вопросы применения поровых ракет в воздухоплавании на основании опытов, проведённых при помощи ракетного баллистического маятника, пришёл к выводу о невозможности использования ракет для перемещения аэростатов.

В 1886 г. в Париже по заказу русского правительства строился дирижабль конструктора Г. Иона объёмом 2900 м³ с паровым двигателем в 43 л.с. Дирижабль должен был поднимать 1000 кг груза. Истратив 100 тыс. руб., российское правительство впоследствии отказалось от финансирования дальнейших работ.

Расцвет дирижаблестроения начался с появлением н6адежных легких и достаточно мощных двигателей внутреннего сгорания и пришелся на начало XX века. Развитие дирижаблей шло по трем конструктивным направлениям: мягкие, полужесткие, жесткие.

Как каждая инженерная конструкция, дирижабли мягкой схемы имеют свои достоинства и недостатки. Последние достаточно серьезны: повреждение оболочки или отказ вентилятора, нагнетающего воздух в баллонеты, приводят к катастрофам. Основным же преимуществом является большая весовая отдача. Мягкая схема ограничивает размеры дирижабля, что, впрочем, обуславливает относительную легкость сборочно-разборочных и транспортных операций.

К 1914 г. все страны – будущие участники первой мировой войны располагали кадровыми воздухоплавательными частями, имевшими на вооружении привязные аэростаты и дирижабли, которые подразделялись на малые (объёмом 3000 м 3 ), средние (до 6000 м 3 ) и большие. Дирижабли могли летать на высотах до 500-700 м со скоростью до 80 км\ч; некоторые из них имели грузоподъёмность в сотни килограммов. В русской армии имелись: четыре полевые воздухоплавательные роты, семь крепостных воздухоплавательных рот и одно крепостное воздухоплавательное отделение. На их вооружении состояло 15 дирижаблей и 46 привязных змейковых аэростатов. По числу дирижаблей Россия вместе с Францией разделяли второе место в мире после Германии, занимавшей первое место.

Количество дирижаблей в армиях основных стран-участниц первой мировой войны к её началу

Попытки заставить воздушный шар двигаться в желаемом направлении, т. е. создать управляемый аэростат, были сделаны почти сейчас же после первых полетов. Уже в 1784 году, т. е. всего спустя год после первых удачных испытаний, француз БЛАНШАР построил аэростат, приводившийся в движение с помощью особых воздушных весел. Попытка эта потерпела полную неудачу. Несколько более правильной по замыслу была попытка бр. Робер, которые построили аэростат продолговатой формы. Однако отсутствие в те времена пригодных двигателей заставило и этих опытных строителей прибегнуть к помощи человеческой мускульной силы. При таких условиях попытка эта тоже не могла дать хороших результатов.

В области воздухоплавания, как и в других областях техники, для успеха такой работы, кроме научных познаний и таланта изобретателя, необходимы были технические средства, т. е. материалы, станки, приборы и т. д. Необходимы также работники, умеющие обращаться с такими материалами и станками и могущие выполнить идеи изобретателя. Этим объясняется то, что в течение почти 70 лет со времени первых попыток дело управляемого воздухоплавания не двигалось вперед. За этот срок были изобретены пароходы, железные дороги и большое число паровых двигателей, исполнявших разные работы. Все это нашло себе отклик и во воздухоплавании. В 1852 году выдающийся французский инженер ЖИФФАР построил небольшой аэростат правильной продолговатой формы[ 6 ]. Приводить в движение этот воздушный корабль должна была легкая паровая машина, весившая с котлом и топкой около 9-ти пудов[ 7 ] и развивавшая 3 лошадиных силы.


Машина приводила в действие трехлопастный воздушный винт 11 футов в диаметре, делавший 110 оборотов в минуту. Сам аэростат имел в длину 143 фута, в диаметре 39 футов; емкость его была 75000 куб. футов. Первое испытание его было произведено в 1852 году и прошло вполне успешно. Аэростат отлично слушался рулей и двигался в желаемом направлении, развивая скорость до 10 верст в час. Полет, продолжавшийся несколько часов, прошел вполне благополучно, причем к вечеру аэростат самостоятельно возвратился к месту вылета в Париж[ 8 ].

После этой первой крупной удачи инженер Жиффар, один из самых замечательных изобретателей, работавших в области воздухоплавания в 19 столетии, построил еще несколько управляемых аэростатов средней величины и под конец задумал создать огромный быстроходный воздушный корабль в 2000 фут. длиною. Но этому проекту не суждено было осуществиться, т. к. изобретатель ослеп и покончил жизнь самоубийством.

Таким образом, это был первый воздухоплавательный аппарат, действительно двигавшийся туда, куда этого желали находившиеся на нем люди. Он развивал скорость свыше 20 верст в час. Опыты с ним были произведены в 1884 и 1885 годах. С теми техническими средствами и машинами, которые в то время были в распоряжении строителей, едва ли можно было сделать больше.

Под конец 19-го столетия были разработаны и получили большое распространение двигатели внутреннего сгорания, столь широко и успешно применяемые на автомобилях и моторных лодках. Этот же тип двигателя сделал возможным действительное осуществление воздухоплавательных приборов. Все без исключения управляемые аэростаты и летательные машины, оказавшиеся пригодными для настоящей практической службы наравне с пароходами и автомобилями, приводились в движение бензиновыми двигателями внутреннего сгорания. Бензиномотор и был тем главным инструментом, без которого нельзя было создать жизнеспособную летательную машину какого бы то ни было рода.

Глава 5. Аэростаты заграждения

Глава 5. Аэростаты заграждения Кросби был смешным типом. Он два года служил у меня вестовым, но ни разу ни в чем не ошибся. Он никогда не сердился, даже когда я позволял себе отругать его. Он был довольно высок, однако какой-то непонятный дефект заставлял его держать голову

Аэростаты заграждения в небе столицы сбивали… и наших летчиков!

Аэростаты заграждения в небе столицы сбивали… и наших летчиков! Эта глава — об аэростатах заграждения, которые были на войне.«Аэростаты? — спросит иной читатель. — На войне? Не слыхал, да что им там делать, пузырям, наполненным водородом, гвоздем ткнешь — проткнешь,

Приказано поднять аэростаты заграждения!

Приказано поднять аэростаты заграждения! Войну ждали. Зарево ее пожаров уже полыхало на большей части Европы, все больше покрывая порабощенные немецким вермахтом страны. В светлую воскресную ночь с 21 на 22 июня 1941 года улицы Москвы были полны гуляющих. Школьники и

Аэростаты над Берлинской стеной

Аэростаты над Берлинской стеной Это рассказ Александра Бернштейна, ветерана войны и вооруженных сил, в силу служебного долга выполнявшего, как оказалось позже, непродуманное, волюнтаристское, авантюристическое распоряжение первого секретаря ЦК КПСС и председателя

Глава III Английские управляемые торпеды

Глава III Английские управляемые торпеды В апреле 1941 года в форт Блокхауз близ Портсмута собралась небольшая группа молодых моряков, прибывших сюда из различных подразделений английского военно-морского флота в качестве добровольцев для участия в одной рискованной

Аэростаты и дирижабли

Управляемые аэростаты последнего времени

Управляемые аэростаты последнего времени Когда в 1914 году наступила война, все государства, у которых имелись аэростаты, пробовали применить их для военных целей. В большинстве случаев это было довольно неудачно. Аэростаты представляли из себя большую, отлично видимую

Дирижабль: первые попытки создания управляемых аэростатов

Дирижабль — управляемый аэростат (воздушный шар), летательный аппарат легче воздуха, поддерживаемый подъемной силой газа.

Первые попытки создания управляемых аэростатов появились вместе с самим аэростатом в XVIII веке. Они были основаны на аналогии плавания аэростата и воздушного судна. Для управления горизонтальным движением аэростата предлагалось использовать паруса, руль и весла. Все эти попытки постигла неудача.

Впоследствии удалось достичь некоторых результатов в управлении аэростатами с помощью паруса. Для этого применялись специальные устройства, имитировавшие тормозящее влияние воды на надводные суда. Одно из таких устройств, гайдроп, представляло собой тяжелый канат длиной до двухсот метров. При спущенном гайдропе возникает дополнительное сопротивление вследствие трения каната о землю. Это снижало скорость аэростата относительно скорости ветра, и установленный на аэростате парус начинал раздуваться. Меняя положение паруса, можно было добиться некоторого изменения направления полета. Применять гайдроп можно было только при полете над ровной местностью, например над водой. При полете над лесом или населенными пунктами он мог зацепиться за препятствие и сыграть, что нежелательно, роль якоря.

Вскоре после полета первого монгольфьера была предпринята попытка управления аэростатом при помощи реактивной струи сжатого воздуха, выходящего через отверстие в оболочке. Но изобретателей постигла неудача — аппарат сгорел во время наполнения газом. В 1801 году венский инженер Кайзерер предлагал использовать для передвижения аэростата дрессированных орлов.

Огромное влияние на развитие управляемых аэростатов оказал проект французского военного инженера Менье. Он представил его на рассмотрение Французской академии наук в 1784 году. Менье предложил использовать вместо сферической формы оболочки форму удлиненного эллипсоида вращения. Это позволяло уменьшить сопротивление при движении. Для поддержания неизменяемости формы аэростата его оболочка делалась двойной. Во внутренней полости находился водород, а пространство между внутренней и внешней оболочками заполнялось воздухом. Эта воздушная полость получила название баллонета. Количество воздуха в баллонете зависит от изменения плотности водорода. При возрастании плотности в баллонет нагнетают дополнительный воздух, при уменьшении — излишек воздуха выпускают. Таким образом, форма остается неизменной. Гондола крепилась к специальному поясу, пришитому вокруг поверхности оболочки.

В качестве движителя Менье предложил использовать винты, вращать которые должны были восемьдесят человек. Длина аэростата составляла восемьдесят метров, диаметр — сорок два. Постройка этого воздушного корабля так и не состоялась.


Теоретические исследования и практический опыт, накопленный первопроходцами управляемого воздухоплавания, привели их к выводу: управляемость аэростата можно обеспечить, поместив источник энергии внутри аэростата.

Паровой двигатель был изобретен практически одновременно с аэростатом. Но долгое время его удельная масса составляла около ста килограммов на одну лошадиную силу. Это делало невозможным применение на аэростате двигателя, обеспечивавшего аппарату скорость, превышавшую скорость ветра.

В 1851 году французу А. Жиффару удалось построить паровой двигатель весом 45 килограммов и мощностью 3 лошадиные силы. Он предназначался для аэростата, созданного годом позже.

Первый полет состоялся 23 сентября 1852 года. Жиффар поднялся на высоту 1800 метров и затем благополучно приземлился. Во время полета аэростат двигался перпендикулярно направлению ветра со скоростью 12 км/ч. Дату этого полета принято считать началом эры управляемого воздухоплавания, а сам аппарат — первым дирижаблем.

Первые дирижабли были весьма беспомощными в полете. Даже слабый ветер становился для них серьезным препятствием. Отсутствие мощного двигателя, позволявшего развивать скорость, превышающую скорость встречного ветра, тормозило развитие дирижаблестроения.

Главной особенностью дирижабля, сконструированного немецким инженером П. Генлейном, было использование газового двигателя системы Ленуара. Топливом был газ, наполнявший оболочку аэростата. Мощность двигателя — 6 л. с. При помощи винта дирижабль развивал скорость до 18,7 км/ч.

В 1883 году французы, братья Тиссандье, построили аэростат, на котором установили электродвигатель мощностью 1,5 л. с. Максимальная скорость дирижабля составляла более 14 км/ч.

В 1897 году австриец Шварц построил в Германии первый цельнометаллический дирижабль. Его оболочка состояла из алюминиевых листов толщиной 0,2 мм, прикрепленных к жесткому каркасу из алюминиевых же профилей. Гондола тоже была из алюминия и жестко соединялась с оболочкой. В ней поместили бензиновый двигатель мощностью 12 л. с., вращавший четыре винта. Два из них находились по бокам гондолы и служили одновременно для поворотов и перемещения вперед, один размещался позади гондолы и должен был толкать аппарат вперед. Четвертый — подъемный с вертикальной осью — разместили под гондолой. Первый полет состоялся 3 ноября 1897 года. На высоте 250 м отказал двигатель. Пилоты выпустили избыточное количество газа, дирижабль начал быстро снижаться и при ударе о землю взорвался. Аэронавту удалось спастись. Дирижабль Шварца стал первым управляемым жестким аэростатом и прообразом будущих дирижаблей с жесткой системой.

Этот дирижабль был самым крупным аэростатом к тому времени, что достигалось благодаря жесткому и упругому каркасу. Размещение подъемного газа в изолированных баллонах повышало надежность корабля А внешняя оболочка препятствовала утечке газа. Удачно были размещены винты, надежная конструкция клапанов и горизонтального руля. В дальнейшем эта конструкция была признана наиболее рациональной и перспективной.

На рубеже XIX-XX веков дирижаблестроение вплотную подошло к практическому использованию управляемых аэростатов. Из-за отсутствия других видов воздушного транспорта дальнейшее их использование рассматривалась как одна из важнейших транспортных и оборонных задач. В начале XX века дирижаблестроение переживало период расцвета. Этому в значительной мере способствовали успехи в разработке бензиновых двигателей.


Резко возросли и летные характеристики дирижаблей. Скорость выросла до 122 км/ч, высота подъема достигла 7650 метров. Максимальная продолжительность полета составляла 96 часов, полезная нагрузка — 51 000 кг. Лучшим самолетам того времени они уступали только в скорости. Значительно возросли надежность и безопасность полета дирижаблей.


Научно-технический уровень того времени не позволил дирижаблям раскрыть все свои достоинства. Кроме того, на первый план уже вышли самолеты. Дирижабли состязаться с самолетами не могли.

В последние десятилетия наблюдается возрождение интереса к дирижаблям. Это вызвано, в частности, тем, что для современных самолетов требуются огромные дорогостоящие аэродромы, что они расходуют огромное количество топлива. Грузоподъемность самолетов ограничена. Отказ двигателей самолета приводит к катастрофе, в то время как на дирижаблях это не является неизбежным.

Появление новых материалов позволяет значительно облегчить дирижабли. Производство безопасного, в пожарном отношении, гелия стало значительно дешевле. А применение современных двигателей и компьютеров существенно облегчит управление кораблем. Все это позволяет надеяться, что в ближайшем будущем полеты на новых дирижаблях станут удобными и безопасными.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

BraveRobot нашел еще статьи на эту тему:

Дирижабль: первые попытки создания управляемых аэростатов

Дирижабль — управляемый аэростат (воздушный шар), летательный аппарат легче воздуха, поддерживаемый подъемной силой газа.

Первые попытки создания управляемых аэростатов появились вместе с самим аэростатом в XVIII веке. Они были основаны на аналогии плавания аэростата и воздушного судна. Для управления горизонтальным движением аэростата предлагалось использовать паруса, руль и весла. Все эти попытки постигла неудача.

Впоследствии удалось достичь некоторых результатов в управлении аэростатами с помощью паруса. Для этого применялись специальные устройства, имитировавшие тормозящее влияние воды на надводные суда. Одно из таких устройств, гайдроп, представляло собой тяжелый канат длиной до двухсот метров. При спущенном гайдропе возникает дополнительное сопротивление вследствие трения каната о землю. Это снижало скорость аэростата относительно скорости ветра, и установленный на аэростате парус начинал раздуваться. Меняя положение паруса, можно было добиться некоторого изменения направления полета. Применять гайдроп можно было только при полете над ровной местностью, например над водой. При полете над лесом или населенными пунктами он мог зацепиться за препятствие и сыграть, что нежелательно, роль якоря.

Вскоре после полета первого монгольфьера была предпринята попытка управления аэростатом при помощи реактивной струи сжатого воздуха, выходящего через отверстие в оболочке. Но изобретателей постигла неудача — аппарат сгорел во время наполнения газом. В 1801 году венский инженер Кайзерер предлагал использовать для передвижения аэростата дрессированных орлов.

Огромное влияние на развитие управляемых аэростатов оказал проект французского военного инженера Менье. Он представил его на рассмотрение Французской академии наук в 1784 году. Менье предложил использовать вместо сферической формы оболочки форму удлиненного эллипсоида вращения. Это позволяло уменьшить сопротивление при движении. Для поддержания неизменяемости формы аэростата его оболочка делалась двойной. Во внутренней полости находился водород, а пространство между внутренней и внешней оболочками заполнялось воздухом. Эта воздушная полость получила название баллонета. Количество воздуха в баллонете зависит от изменения плотности водорода. При возрастании плотности в баллонет нагнетают дополнительный воздух, при уменьшении — излишек воздуха выпускают. Таким образом, форма остается неизменной. Гондола крепилась к специальному поясу, пришитому вокруг поверхности оболочки.

В качестве движителя Менье предложил использовать винты, вращать которые должны были восемьдесят человек. Длина аэростата составляла восемьдесят метров, диаметр — сорок два. Постройка этого воздушного корабля так и не состоялась.


Теоретические исследования и практический опыт, накопленный первопроходцами управляемого воздухоплавания, привели их к выводу: управляемость аэростата можно обеспечить, поместив источник энергии внутри аэростата.

Паровой двигатель был изобретен практически одновременно с аэростатом. Но долгое время его удельная масса составляла около ста килограммов на одну лошадиную силу. Это делало невозможным применение на аэростате двигателя, обеспечивавшего аппарату скорость, превышавшую скорость ветра.

В 1851 году французу А. Жиффару удалось построить паровой двигатель весом 45 килограммов и мощностью 3 лошадиные силы. Он предназначался для аэростата, созданного годом позже.

Первый полет состоялся 23 сентября 1852 года. Жиффар поднялся на высоту 1800 метров и затем благополучно приземлился. Во время полета аэростат двигался перпендикулярно направлению ветра со скоростью 12 км/ч. Дату этого полета принято считать началом эры управляемого воздухоплавания, а сам аппарат — первым дирижаблем.

Первые дирижабли были весьма беспомощными в полете. Даже слабый ветер становился для них серьезным препятствием. Отсутствие мощного двигателя, позволявшего развивать скорость, превышающую скорость встречного ветра, тормозило развитие дирижаблестроения.

Главной особенностью дирижабля, сконструированного немецким инженером П. Генлейном, было использование газового двигателя системы Ленуара. Топливом был газ, наполнявший оболочку аэростата. Мощность двигателя — 6 л. с. При помощи винта дирижабль развивал скорость до 18,7 км/ч.

В 1883 году французы, братья Тиссандье, построили аэростат, на котором установили электродвигатель мощностью 1,5 л. с. Максимальная скорость дирижабля составляла более 14 км/ч.

В 1897 году австриец Шварц построил в Германии первый цельнометаллический дирижабль. Его оболочка состояла из алюминиевых листов толщиной 0,2 мм, прикрепленных к жесткому каркасу из алюминиевых же профилей. Гондола тоже была из алюминия и жестко соединялась с оболочкой. В ней поместили бензиновый двигатель мощностью 12 л. с., вращавший четыре винта. Два из них находились по бокам гондолы и служили одновременно для поворотов и перемещения вперед, один размещался позади гондолы и должен был толкать аппарат вперед. Четвертый — подъемный с вертикальной осью — разместили под гондолой. Первый полет состоялся 3 ноября 1897 года. На высоте 250 м отказал двигатель. Пилоты выпустили избыточное количество газа, дирижабль начал быстро снижаться и при ударе о землю взорвался. Аэронавту удалось спастись. Дирижабль Шварца стал первым управляемым жестким аэростатом и прообразом будущих дирижаблей с жесткой системой.

Этот дирижабль был самым крупным аэростатом к тому времени, что достигалось благодаря жесткому и упругому каркасу. Размещение подъемного газа в изолированных баллонах повышало надежность корабля А внешняя оболочка препятствовала утечке газа. Удачно были размещены винты, надежная конструкция клапанов и горизонтального руля. В дальнейшем эта конструкция была признана наиболее рациональной и перспективной.

На рубеже XIX-XX веков дирижаблестроение вплотную подошло к практическому использованию управляемых аэростатов. Из-за отсутствия других видов воздушного транспорта дальнейшее их использование рассматривалась как одна из важнейших транспортных и оборонных задач. В начале XX века дирижаблестроение переживало период расцвета. Этому в значительной мере способствовали успехи в разработке бензиновых двигателей.


Резко возросли и летные характеристики дирижаблей. Скорость выросла до 122 км/ч, высота подъема достигла 7650 метров. Максимальная продолжительность полета составляла 96 часов, полезная нагрузка — 51 000 кг. Лучшим самолетам того времени они уступали только в скорости. Значительно возросли надежность и безопасность полета дирижаблей.


Научно-технический уровень того времени не позволил дирижаблям раскрыть все свои достоинства. Кроме того, на первый план уже вышли самолеты. Дирижабли состязаться с самолетами не могли.

В последние десятилетия наблюдается возрождение интереса к дирижаблям. Это вызвано, в частности, тем, что для современных самолетов требуются огромные дорогостоящие аэродромы, что они расходуют огромное количество топлива. Грузоподъемность самолетов ограничена. Отказ двигателей самолета приводит к катастрофе, в то время как на дирижаблях это не является неизбежным.

Появление новых материалов позволяет значительно облегчить дирижабли. Производство безопасного, в пожарном отношении, гелия стало значительно дешевле. А применение современных двигателей и компьютеров существенно облегчит управление кораблем. Все это позволяет надеяться, что в ближайшем будущем полеты на новых дирижаблях станут удобными и безопасными.

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.



Южно-Российский Государственный Технический Университет

На протяжении двух последующих десятилетий проекты управляемых аэростатов русских деятелей не были реализованы. Сооружение таких аэростатов требует, как известно, больших средств, а в них все время отказывали русским изобретателям и конструкторам. В то же время не останавливались перед огромными затратами на проекты иностранных предпринимателей, ни один из которых не оправдал возлагавшихся на него надежд.

В 1886 г. русское военное ведомство заказало аэростат некоему Иону в Париже за сто тысяч франков. Денег истратили массу, но ничего из этого дела не вышло.

В 1890—1896 гг. усиленно и безуспешно занимались управляемым аэростатом Вельферта.

В 1892 г. заказали управляемый аэростат французскому обществу в Париже, предложившему соорудить его за сто десять тысяч франков. Дело кончились тем, что пришлось расторгнуть договор с фирмой.

— Пусть едет в Америку. Если действительно полетит, мы встретим его с триумфом.

Такое положение привело к тому, что первый управляемый аэростат появился в России сравнительно поздно.

Все это, однако, было очень скромным по сравнению с тем, что было пo плечу русский новаторам. Ведь еще в 1911 г. К. Э. Циолковский, предлагая военному министерству соорудить по его проекту цельнометаллический дирижабль, писал:

Предложение Циолковского тогда отвергли.

Первенцы

Русские новаторы очень рано приступили к практической работе по созданию самолета. Одним из первых провел большую работу Александр Федорович Можайский.

Осуществив подъем человека на воздух при помощи гигантского змея, Можайский далеко опередил зарубежных деятелей. Только в 1886 г. Майо во Франции сумел запустить воздушный змей с нагрузкой, примерно соответствующей весу человека. Лишь в конце девяностых годов XIX в. Харгрэв в Австралии и Баден-Поуэл в Англии начали свои работы по подъему на змеях людей, осуществленному русским изобретателем еще в 1876 г.

Кроме опытов со змеями, Можайский устраивал и испытывал летающие модели с приводом воздушных винтов пружиной. Его летающая модель 1876 г. могла держать в воздухе до килограмма полезной нагрузки.

Изучая полет птиц и создавая летающие модели, он накопил опыт для работы по созданию аэроплана. Однако, если предшествующие работы он смог выполнить за счет своих личных ограниченных средств, то сооружение большой летательной машины требовало затраты таких значительных денежных сумм, которыми не располагал изобретатель. Он обратился в Воздухоплавательную комиссию военного министерства. Здесь ему помог

Для привода воздушного винта Можайский предложил двигатель внутреннего сгорания. Снабженный фюзеляжем в виде лодки, аэроплан должен был, по мысли изобретателя, иметь возможность садиться и на сушу и на воду.

Первый русский аэроплан, проект которого относится еще к 1878 г., обладал теми элементами, которые были разработаны другими русскими и зарубежными строителями самолетов только через тридцать лет.

Итак, еще задолго до того, как был создан механический аппарат, пригодный для полета человека, русские новаторы провели много работ, Действуя в трех основных направлениях, они стремились создать аэроплан, орнитоптер и геликоптер.

В те же годы, что и Можайский, работал Сергей Макунин, стремившийся с 1877 г. создать аэроплан.

Менделеев обратил внимание на то значение, которое имело бы использование опытов Котова для создания практически применимых аэропланов. Замечательные слова великого деятеля, однако, тогда остались неопубликованными.

Большое значение для практики, несомненно, имела бы поддержка начинаний русских новаторов конца XIX в. Танского, Германа и других, занимавшихся планерами.

В те годы, однако, не встретило отклика даже замечательное начинание

Особую группу исканий многих новаторов составляют безуспешные попытки создать аппараты, совершающие полет при помощи взмахов крыльев — орнитоптеры.

В Главном инженерном управлении, куда обратился Лодыгин, его предложение не встретило поддержки. После этого он решил в 1870 г. предложить свое изобретение французам, боровшимся с пруссаками. Лодыгин отправился лично во Францию, где его изобретение принял Комитет национальной защиты.

Постройку летательного прибора Лодыгина поручили заводу Крезо, но раньше, чем машину сделали, Франция была разгромлена прусской армией.

Лодыгин возвратился в Петербург, откуда ему пришлось затем эмигрировать в США.

В 1914 г. он снова попытался помочь своей стране в деле развития авиации. Он создал проект нового электролёта, несравненно более совершенного, чем прежде им изобретенный. Царское правительство отвергло и этот проект.

Проблема геликоптера привлекала внимание многих других русских новаторов. В 1891 г. Гроховский составил проект летательного снаряда, сочетавшего идею геликоптера и аэроплана. В 1895 г. подобный по идее, но оригинальный по конструкции проект разработал мастер Сестрорецкого оружейного завода В. П. Коновалов. Так в конце XIX в. русские техники шли по пути, зачинателем которого был еще в 1754 г. М. В. Ломоносов.

В те же годы много и успешно работал по развитию воздушных змеев

Существенное значение имели также опыты по использованию змеев для подъема радиоантенны, проведенные в 90-х годах XIX в. на Балтике творцом радио А. С. Поповым и его соратниками.

Все эти начинания не встретили поддержки в царской России. Здесь не были должным образом оценены и использованы и другие технические новшества, которыми так богата история русской авиации.

Русские крылья

После первых успешных полетов братьев Райт и других зарубежных деятелей еще упорнее продолжали свой труд русские новаторы, во главе которых в то время был Н. Е. Жуковский. Они умело использовали опыт, накопленный за рубежом, и обогатили его своими достижениями.

Русские деятели энергично изучали достижения зарубежной техники.

Одними из первых пассажиров Вильбура Райта были Н. И. Утешев и С. А. Немченко. Технику вождения самолетов быстро освоили первые русские летчики М Н. Ефимов и С. И. Уточкин. 8 марта 1910 г. Ефимов совершил в Одессе первый полет в России. На родине А. Ф. Можайского и других новаторов первому русскому летчику пришлось летать на самолете, привезенном, из за рубежа.

Вслед за первыми летчиками новое дело освоили: Н. Е. Попов, первый-русский военный летчик Е. В. Руднев, Б. И. Россинский, П. Д. Кузьминский, Л. М. Мациевич. С. А. Ульянин и другие.

Оригинальные проекты самолетов разработали: С. А. Ульянин, Д. И. Шабский, А. Г. Уфимцев, С. К. Джевецкий, Л. В. Школин и другие. Отдельные изобретатели выступали с новыми проектами орнитоптеров и геликоптеров.

В царской России с ее отсталой промышленностью не было необходи-мой базы для должного развертывания производства летательных аппаратов и моторов. Тем не менее, русские новаторы буквально своими руками построили много машин. Некоторые из них добились с 1907 г. больших успехов в сооружении и испытаниях планеров: Б. И. Российский, Г. С. Те-реверко, Г. А. Векшин, С. П. Добровольский.

В июне 1910 г. состоялся первый полет самолета русской конструкции. Его построил Яков Модестович Гаккель по своему собственному проекту. Создав небольшую мастерскую, он построил до 1912 г. по своим проектам моноплан и несколько бипланов. Кроме того, он соорудил гидросамолет, получивший высокую оценку. Разработанный им к 1914г. проект нового гидросамолета специалисты признали одним из лучших в мире.

В 1909 г. приступил к строительству самолетов Степан Васильевич Гризо-дубов. отец теперь всем известного Героя Советского Союза Валентины Гризодубовой. Труд Гризодубова — прекрасный пример того, на что способен русский новатор. Не располагая какими-либо средствами, кроме самого скромного заработка в качестве техника в Харькове, и не пользуясь, чьей -нибудь поддержкой, Гризодубов самостоятельно выполнил следующее:

1) проект самолета; 2).проект мотора; 3) сооружение самолета; 4) изготовление мотора; 5) полеты на самолете.

В начале работ он достал у механика из кино обрывок демонстрировавшегося тогда фильма о полетах братьев Райт. По кинокадрам полета, он составил чертеж райтовского самолета, и затем разработал свой проект, в который внес много нового. Он ввел несущий стабилизатор, отсутствовавший в то время на райтовской машине и примененный в ней только в 1910г.Вслед за первым Гризодубов построил еще несколько самолетов: бипланы и моноплан. Он лично совершал удачные политы на своих самолетах.

Киевским политехникам удалось еще в 1908 г. построить первый геликоптер, в 1910 г. — второй. К. А. Антонов, начавший работу в 1907 г. построил свой геликоптер к 1910 г. Н. И. Сорокину удалось соорудить в 1913—1914 гг. свою оригинальную машину. Однако эти изобретатели тогда не добились положительных результатов.

Иначе повел дело Б. Н. Юрьев, приступивший в 1909 г. к оригинальных геликоптеров и продолжающий в наши дни плодотворно работать над развитием этих летательных машин.

Еще при проектировании своего первого геликоптера он создал оригинальную конструкцию и внес при этом много ценных изобретений, в том числе автомат-перекос для обеспечения управляемости и устойчивости.

Из-за невозможности купить семидесятисильный мотор, на который был рассчитан геликоптер, проект пришлось переделывать из расчета установки пятидесятисильного мотора. За время переделки отпала возможность получить и такой мотор, пришлось все переделывать в третий раз с расчетом на двадцатипятисильный мотор. После всех переделок Б. Н. Юрьев построил геликоптер, удостоенный золотой медали на Международной выставке 1912 г. Однако из-за отсутствия средств не удалось тогда развернуть работы, а затем они были прерваны в 1914 г. войной. Не пришлась осуществить намеченные еще в те годы такие предложения, как многомоторные геликоптеры, морской геликоптер и другие изобретения Б. Н. Юрьева, получившего только при советской власти возможность успешно вести работы.

Работа Б. Н. Юрьева, создавшего автомат-перекос, изучившего авторотацию винтов, обеспечившего безопасность спуска при остановке мотора и т. д., показывает, что русские новаторы, занимавшиеся геликоптерами, во многом опережали зарубежных строителей геликоптеров.

Не следует при этом забывать, что в названных конкурсах не смогли участвовать некоторые отличные русские машины. Так, к конкурсу 1912 г. Я. М. Гаккель, построил два самолета, обладавших выдающимися летными качествами, но участвовать в соревновании им не пришлось. Пожар уничтожил ангар вместе с самолетами, а изобретатель разорился, но о помощи ему тогда не было и речи. Не встретили тогда должной поддержки и труды таких строителей самолетов, как П. Н. Нестеров и многие другие. Никто из власть имущих не позаботился о том, чтобы помочь рус-ским изобретателям самолетных моторов: А. Г. Уфимцеву, Ф. Г. Калепу, а также Глазырину, Голикову, Гоголинскому а другим. Царское правительотво совершенно не заботилось о развиты в стране моторостроения на основе не только отечественного, но и на основе зарубежного опыта.

На исходе 1913 г Н. Р. Лобанов сделал важное изобретение — лыжи для самолетов. Лобановские лыжи приняли из России, и в других странах для использования самолетов зимой.

Хуже всего обстояло дело в царской России, где изобретение Котельникова не сумели использовать.

Не сумели использовать в царской России и такое выдающееся изобретение, как управление самолетам по радио..

В 1914 г С. А. Ульянин демонстрировал военным морякам прибор, при помощи которого он хотел управлять по радио полетом самолета. Изобретение не встретило поддержки у высшего командования.

В числе многочисленных завоеваний русской технической мысли особое место занимает создание тяжелой бомбардировочной авиации.

Замечательный вклад в дело развития авиационной техники внес Дмитрий Павлович Григорович, строитель первых русских летающих лодок. В 1913 г. Григорович построил свой первый гидросамолет, а вслед за тем он создал еще целую серию новых типов самолетов, обеспечивших нашей стране еще в те годы первое место в технике гидросамолетостроения.

В рядах русских изобретателей, конструкторов и летчиков трудился замечательный летчик старого времени — Петр Николаевич Нестеров, основоположник высшего пилотажа. Начав работу в авиации в 1910 г., Нестеров действовал как революционер и ломал установившиеся неверные представления о самолетовождении.

Нестеров решил превратить самолет в аппарат, сохраняющий способность полета в любых условиях и выходящий из любого положения.

Нестеров понял, что основной ошибкой при самолетовождении в его время был механический перенос условий плавания судов на поверхности воды на принципиально иные условия полета самолета не по поверхности, а непосредственно в самом воздухе.

Так действовал русский новатор в те дни, когда лучшие конструкторы и летчики, как, например Блерио, считали самой главной задачей не всемерное развитие маневренности самолета, а достижение возможно белее полной принудительной устойчивости его.

После многих предварительных расчетов и опытов Нестеров решил проделать опыт, ставший историческим. 27 августа (9 сентябри н. с.) 1913 г., поднявшись на самолете, заботливо снаряженном русскими техниками и рабочими, русский военный летчик П. Н. Нестеров впервые сделал замкнутую петлю в вертикальной плоскости.

28 августа в газетах появилась телеграмма, подписанная свидетелями на аэродроме:

Россия стала страной, где впервые были открыты совершенно новые условия для развития авиации, исходя из всемерного развития маневренности самолета.

Вслед за Нестеровым осуществил мертвую петлю Пегу и другие летчики за рубежом. Пегу публично признал первенство Нестерова.

Русскому основоположнику высшего пилотажа П. Н. Нестерову принадлежит также слава создания новой формы воздушного боя широко, примененной советскими летчиками в борьбе с немецко-фашистской авиацией. Это — воздушный Тиран.

26 августа 1914 г. штабом главнокомандующего Юго-Западным фронтом была послана верховному командованию телеграмма следующего содержания:

Новатор-герой П. Н. Нестеров навсегда вошел в историю, как творец самой мужественной формы воздушного боя.

Навсегда вошли в историю имена многих из его современников — летчиков, изобретателей, конструкторов и других представителей русского творчества в авиации и воздухоплавании. Величие их дел особенно ощутимо при воспоминании о том, что оно имело место в стране, правители которой не позаботились развернуть в необходимых размерах отечественное моторои самолетостроение.

В стране тогда почти не было опытных баз. Данные по продувкам самолетов и их деталей приходилось в значительной части брать из работ французских, английских и других исследователей, так как отечественных продувок было еще очень мало. И тем разительнее то, что даже при таких условиях русские новаторы завоевали первенство в решении важнейших задач развития авиации.

Значение достижений русских техников-новаторов в истории развития самолетостроения.

Попытки сотен русских новаторов, штурмовавших в прошлом небо, привели к тому, что в стране были испробованы решительно все, какие только можно придумать, способы для осуществления полета. Эти сотни попыток привели к тому, что в нашей стране были осуществлены дела, дающие право сказать: великий русский народ внес самый выдающийся вклад в мировую историю авиации. Россия — родина геликоптера, как доказывают проект и опыты М. В. Ломоносова. Россия ¾ родина самолета, как свидетельствует привилегия А. Ф. Можайского, осуществившего также первые подъемы человека на воздушном змее. Россия — родина аэростата, как об этом говорят документы о полете Крякутного. Россия — родина цельнометаллического дирижабля, изобретенного К. Э. Циолковским. России принадлежит первенство в изобретении стратостата, впервые предложенного Д. И. Менделеевым.

России принадлежат: идея использования негорючего газа для воздухоплавания, идея создания отсеков на дирижабле и другие передовые идеи, впервые разработанные Третесским, Соковниным. Переносные газгольдеры, ранцевый парашют, гидросамолет — русское изобретение.

Тянущий винт, рули поворотов, коробчатый фюзеляж, колесное шасси, лыжи для самолетов, двухсторонняя обтяжка крыла, сосредоточение управления рулями поворотов и элеронами в одной рукоятке, штурвальное управление — тако далеко не полный перечень русских изобретении, используемых современным мировым самолетостроением.

Опыт создания аэродинамического института и лабораторий Н. Е. Жуковским крепко помог созданию подобных учреждений в зарубежных странах. Опыт П. Н. Нестерова лег в основу всего последующего развития техники высшего пилотажа и техники самой мужественной формы воздушного боя.

Воздушный винт с изменяемым в полете шагом, реактивные закрылки, моторы и воздушные тормоза, изменяемая в полете площадь крыла и иное, вплоть до управления самолетом по радио, которому принадлежит, будущее, находит свои истоки в творчестве русских техников-новаторов.

Русская техническая мысль так обогатила мировую теорию и практику авиации, что на ее завоевания опирается в своем развитии вся авиация.

Воздушные винты всех самолетов во всем мире и теперь рассчитываются на основе вихревой теории, разработанной тогда Николаем Егоровичем Жуковским. Именно Жуковский и его ученик и личный друг Серрей Алексеевич Чаплыгин создали теорию крыльев.

Чаплыгин создал общую теорию крыльев, так же как Жуковский общую теорию воздушного винта. В статье, посвященной С. А. Чаплыгину, о теории самолета справедливо сказал А. Н. Крылов, упомянув, в частности, о войне 1914—1918 гг.: «Теория и способ расчета этого механизма, который человечество искало с легендарных времен Икара, в значительной мере принадлежат Н. Е. Жуковскому и С. А. Чаплыгину.

В этих словах отца русской авиации четко указан тот путь, по которому идет самолетостроение, стоящее в наши дни перед задачей создания сверхскоростных самолетов, полностью подобных стреле.

dirizhabl-2

22 декабря 2008 г. в США был осуществлен запуск аэростат NASA, который установил новый рекорд по продолжительности полета- 42 дня.

Аэростат NASA является аэростатом сверхдавления. Это означает, что его объем не меняется при изменении температуры наполняющего газа (для этого данные аэростаты изготавливают из особого материала). Известно, что под воздействием Солнца газ внутри оболочки аэростата нагревается, что приводит к его расширению. Если оболочка эластичная (как у обычных аэростатов), то она тоже расширяется. При этом меняется ее объем и, следовательно, изменяется подъемная сила, действующая на аппарат. Все это может приводить к значительным колебаниям высоты полета аэростата, которые необходимо учитывать при проведении различных измерений. Поэтому аэростаты используются преимущественно в полярных регионах, где имеются временные промежутки, за которые почти не происходит смены освещенности: полярные дни и полярные ночи.

96

Аэростат – современное название воздушного шара (от аэро… греч. Statos). Отличается от воздушного шара своей продолговатой формой. Форму подъема аэростата рассчитал ещё Эйлер в 1783г. Различаются аэростаты управляемые (дирижабли), неуправляемые (свободного полета) и привязные (змейковые). Свободные аэростаты применяют преимущественно для спортивных и исследовательских целей. Автоматические аэростаты используют для исследования воздушных струйных течений, образований циклонов, фотографирования земной поверхности, установления влияния космической радиации в нижних слоях атмосферы на живые организмы, а также как стартовые площадки для запуска метеоракет и средств подъема телескопов. Привязные аэростаты используют для метеорологических целей. В военном деле аэростаты заграждения используют для ПВО военных, промышленных и др. объектов. Более широкое использование аэростатов в военных, научных и др. целях началось в первой половине ХХ века. Так, 30 июня 1804г. в Петербурге русский ученый Я.Д. Захаров и бельгийский Физик Э. Робертсон совершили полет на аэростате с целью наблюдения различных физических явлений. В военных целях аэростаты использовались с 1849 г.

До 70-х годов ХI века использовались только свободные и привязные аэростаты. И только в 1784г. французским военным инженером Ж. Менье был предложен первый проект управляемого аэростата с воздушными винтами. В 40-х годах ХIХ века проекты управляемых аэростатов были предложены русским военным инженером И.И. Третесским, предусматривающим, в частности, ракетный двигатель. 24 сентября 1852г. француз А. Жиффар совершил первый управляемый полет со скоростью до 11 км в час на аэростате с паровым двигателем. В России с 1870г. в Усть-Ижорском саперном лагере под Петербургом проводились наблюдения с аэростатов за войсками и корректирование артстрельбы по невидимым с земли целям. В 1885г. В Петербурге была учреждена кадровая команда военных, которая приступила к учебно-тренировочным подъемам и полетам на аэростатах. Производились попытки применить свободные аэростаты для исследования труднодоступных местностей. С начала ХХ века получили распространение более совершенные змейковые аппараты, созданные немцем А. Парзевалем в 1893г.

27 июля 1920г. в честь второго конгресса 3-го Интернационала состоялся полет свободного аэростата на высоту около 5 тыс. метров с Красной площади. С 1921г. в России начались регулярные полеты на аэростатах с
учебными и тренировочными целями и одновременно проводились научные наблюдения.

Впоследствии на аэростатах поднимались для изучения физических явлений в верхних слоях атмосферы и закономерностей движения воздушных масс. С помощью аэростатов были открыты струйные движения в атмосфере. Возникла возможность создания карт струйных течений над всем земным шаром, а также прогнозирование трассы полета аэростата с момента его старта на несколько суток предстоящего полета. С расширение знаний по физике атмосферы произошли и существенные изменения в воздухоплавательной технике. Химическая промышленность стала выпускать новые пластические материала для изготовления оболочек аэростатов (полиэтилен, полиэтилен-терефталат и др.). На аэростате, выполненном из таких материалов можно достичь высоты 40 км и продолжительности полетов более 15 суток.

Достижения радиотехники, электроники, автоматики, точного приборостроения позволили создавать надежно летающие беспилотные свободные аэростаты, названные автоматическим аэростатами, которые используются для изучения воздушных струйных течений, для медико-биологических исследований в нижних слоях стратосферы, и, как стартовыми площадками, для запуска метеорологических ракет и подъема телескопов.

На Международном конгрессе по астронавтике, который состоялся в 1956 г. в Риме, группа американских ученых предложила применять запускаемые с воздушного шара ракеты для изучения околоземного космического пространства.

99

И хотя сама по себе идея использовать воздушный шар в качестве стартовой площадки не умерла, и, возможно, такие попытки будут предприниматься и впредь, маловероятно, что они окажут заметное влияние на исследования космоса. У человечества есть более мощные и, главное, более надежные средства для этих целей. Вот их-то и будут использовать. А аэростаты — разве что для любителей острых ощущений и научных исследований. Например, высотные полеты. Всего было осуществлено 4 высотных полета на стратостатах с открытой гондолой и пилотами. (10 августа 1956 г., 24 сентября 1956 г., 6 — 7 мая 1958 г., 7 августа 1959 г.). Это были первые с 1935 года стратосферные пилотируемые полёты в США.

Работы по проекту STRATOLAB, заключавшемуся в создании стратосферной лаборатории для проведения широкого круга исследований, начались в 1955 г. Главными заявленными целями проекта было проведение экспериментов в области аэрокосмической медицины, геофизических и астрофизических наблюдений, исследований свойств верхних слоев атмосферы. Выполнялись различные эксперименты, такие, как отработка методики непрерывной фотосъемки в рентгеновском диапазоне на больших высотах. Проводились также исследования в рамках американской пилотируемой программы НАСА, в частности, проводились испытания модификации скафандра, разработанного для астронавтов программы Меркурий (Mercury). В последнем полёте по этой программе была также установлена рекордная высота подъема для пилотируемого стратостата с экипажем из двух человек. Одной из особенностей проекта было то, что во время части полётов стратонавты находились в открытой гондоле, что требовало постоянного использования специальных скафандров. Кроме того, использовалось несколько типов оболочек аэростата, отличавшихся как по материалу, так и по объему. Использовавшейся в 1961 году стратостат объемом 283 169 м 3 (10 млн. куб.футов) до сих пор является самым большим из всех когда либо создававшихся стратостатов.

Стратосферные полёты.

Полёт стратостата STRATOLAB HIGH I состоялся 8 ноября 1956 г. Стратостат объемом 56 634 м 3 (2 млн. куб.футов) поднялся на высоту 23 км 164 метра (76 000 футов), что было рекордной высотой на тот момент. Во время полёта проводилось фотографирование Земли и неба, проводились наблюдения Солнца и звезд, изучение полярного сияния и содержания натрия в верхних слоях атмосферы. Продолжительность полёта составила 6 часов.

Полёт стратостата STRATOLAB HIGH II состоялся 18 октября 1957 г. Стратостат поднялся на высоту 26 км 121 метр (85 700 футов). Во время полёта проводились эксперименты по исследованию атмосферного электричества и космических лучей. Продолжительность полёта составила 10 часов.

Полёт стратостата STRATOLAB HIGH III состоялся 26-27 июня 1958 г. Стратостат поднялся на высоту 24 км 993 м (82 000 футов). Всего было выполнено более 50 экспериментов. Для исследования влияния космических лучей на живые организмы, борту гондолы находилось около 10 тысяч насекомых, среди которых были блохи, пчелы и мухи дрозофилы. Продолжительность полёта составила около 35 часов.

Полёт стратостата STRATOLAB HIGH V состоялся 4 мая 1961 г. Запуск стратостата объемом 283 169 м 3 (10 млн. куб.футов) был осуществлен с палубы авианосца ВМС США (USS Antietam), находящегося в Мексиканском заливе. Через 2 часа 11 минут поднялся на высоту 34 км 668 метров (113 740 футов), что до сих пор является рекордной высотой для пилотируемых стратостатов.
Во время полёта пилоты стратостата были одеты в космические скафандры, разработанные для программы Меркурий (Mercury), являвшиеся модификацией используемых ВМС скафандров Mark IV. Продолжительность полёта составила 9 часов. Необходимо отметить, что во всех полетах в гондолах стратостатов находились два пилота, которые и проводили все эксперименты. По проекту STRATOLAB было проведено четыре высотных полёта с открытой гондолой на нижнюю границу стратосферы и пять стратосферных полётов, в четырех из которых использовалась герметичная гондола.

Пилоты также проходили специальную подготовку. Она включала десантную подготовку, тесты на клаустрофобию и полёты в открытых гондолах воздушных шаров Sky Car на небольшой высоте. В этих полётах прошло проверку и некоторое оборудование герметичных гондол Man High. Наполненная гелием оболочка стратостатов, изготовленная из полиэтилена, имела максимальный объем до 85 007.2 м 3 (около 3 млн. куб. футов) и диаметр 61 метр.

Кроме выше упомянутых проектов, необходимо отметить проект STARGAZER, работы по которому были начаты в 1959 г. Основной целью проекта было проведение астрономических наблюдений из стратосферы, что и определило само название проекта. При этом практически полностью исключалось влияние земной атмосферы (пыль, водяные пары, турбулентность), обычно затрудняющей наблюдения, так как стратостат поднимался на высоту, при которой около 90% атмосферы оставалось внизу. Кроме этой основной цели, проект преследовал еще несколько дополнительных целей. Во время подъема на большую высоту и длительного пребывания в герметичной гондоле экипажа из двух человек проводилась проверка систем жизнеобеспечения кабины и скафандров, в которые были одеты стратонавты. Необходимо также отметить, что этот полёт стал последним на сегодняшний день пилотируемым стратосферным полётом, организацией которого занимались ВВС США. Одной из особенностей проекта STARGAZER была герметичная двухместная гондола экипажа весом 2 177 кг (4 800 фунтов) с размещенным в ней различным научным оборудованием, включая телескоп со специальной системой управления и стабилизации. Телескоп был выполнен по схеме телескопа с зеркалом Кассегрена, при этом диаметр зеркала составлял 30 см (12 дюймов), а эффективное фокусное расстояние — 3 метра (120 дюймов). Помимо телескопа астрономическое оборудование включало фотоэлектрический фотометр и 16-и миллиметровую кинокамеру KD-7 Bell & Howell.

Сам стратостат был выполнен из майларовой пленки и был наполнен гелием. В момент взлета стратостат имел диаметр 85 м (280 футов), а на высоте его диаметр увеличился до 120 м (400 футов). Первый и единственный полёт состоялся 13-14 декабря 1962 г. из окрестностей базы ВВС США Холломан. Экипаж стратостата STARGAZER состоял из пилота Джозефа Киттингера и астронома Уилльяма Уайта. Максимальная высота подъема составила 26,2 км (86 000 футов). В течение 13 часов они проводили наблюдения на высоте около 25 км (81 500 футов) над пустынями Нью-Мексико. Во время подъема и спуска кабина вращалась со скоростью до 3 градусов в секунду. При проведении наблюдений скорость вращения была менее 1 градуса в секунду. Общая продолжительность полёта составила более 18 часов. Посадка гондолы стратостата произошла возле города Лордсбург. По результатам проведенных исследований было сделано однозначное заключение о том, что с помощью подъема астрономических приборов за пределы большей части атмосферы возможно получение новых данных, получение которых в наземных условиях невозможно. Была доказана принципиальная возможность создания с помощью стратостата полноценной стратосферной обсерватории. Однако, несмотря на положительные результаты, дальнейшие работы в этом направлении не проводились. Причиной этого явилось, как представляется, развитие прикладной космонавтики, так как возможность создания специализированного астрономического спутника давала еще больше преимуществ.

Цель проекта поэтому была сформулирована весьма просто — установить новый рекорд высоты свободного падения. При этом выполнить полёт предполагалось без стабилизирующего парашюта, чтобы рекорд был признан FAI. Отличием проекта было то, что это был полностью частный проект помощи стратонавту после приземления.

Так как это был частный проект, техническое обеспечение стратонавта во многом зависело от спонсоров. Например, журнал LIFE, который был информационным спонсором проекта, предоставил в распоряжение Николаса Пиантанида кино- и фотокамеры с дистанционным управлением и со специальной пленкой, которая не боится низкой температуры. Кроме того, штатный фотограф журнала помогал монтировать эти камеры и присутствовал на всех полётах.

Всего состоялось три полета. Но не все проходило гладко, так во время первого полета 22 октября 1965г. на высоте 7 км ветер силой 6 узлов разорвал верхушку стратостата и Николас Пиантанида был вынужден покинуть гондолу стратостата. Раскрыв парашют, он благополучно приземлился на городской свалке города Сэнт Пол. 2 февраля 1966 г. состоялся второй полет. Когда стратостат достиг рекордной высоты 37,6 км, Николас Пиантанида приготовился к рекордному прыжку. Для этого ему требовалось вначале отключить кислородный шланг, который соединял его высотный костюм с кислородными баллонами, находящимися в гондоле. Однако из-за холода вентиль, который должен был разъединить две системы и перевести костюм на автономное питание, замерз и не открывался. С риском порвать герметичные перчатки на руках Николас Пиантанида пытался с силой сорвать вентиль, однако все было тщетно. Выпрыгнуть из гондолы было невозможно. В этих условиях чтобы вернуть пилота на землю руководитель наземной команды Эд Йост принял решение отделить гондолу от стратостата. Николас Пиантанида вновь опустился на сидение, и после окончания обратного отсчета от десяти до одного по команде с земли гондола отделилась от стратостата.

Свободное падение продолжалось около 35 секунд. Скорость достигла 600 миль в час. К счастью, гондола не вращалась и не кувыркалась. Но самое опасное было впереди — на высоте около 29,5 км должен был открыться парашют гондолы. Рывок мог быть такой, что стратонавт мог и не удержаться в открытой гондоле. К счастью, рывок был не намного сильнее того, что бывает при обычном прыжке с парашютом. Но пилота поджидала следующая неприятность. Под куполом парашюта гондола начала сильно раскачиваться из стороны в сторону. На высоте 20 км Николаса тошнило от этих раскачиваний. Тем не менее, гондола вместе со стратонавтом благополучно приземлилась на картофельном поле в штате Айове. Пилот не пострадал, но попытка побить рекорд опять не удалась.

Подводя некоторые итоги, хочется отметить, что аэростаты стали не только транспортным средством, но и своеобразным символом нашего времени. Дело в том, что эти аппараты первыми осуществили извечную мечту человека подняться в воздушное пространство. Кроме того, они стали служить человеку во многих областях его деятельности (наука, военное дело, спорт, развлечения и другие), то есть органично влились в его жизнь. И теперь усилиями энтузиастов, часто поддерживаемых людьми, скажем так, с возможностями, этот символ бережно сохраняется и развивается.

Читайте также: