Воздушного шара – Воздушный шар. Виды и устройство. Как летать и особенности

Содержание

Воздушный шар. Виды и устройство. Как летать и особенности

Воздушный шар положил начало гражданской авиации. Принцип его работы не изменился по сей день: отсутствует и двигатель, и руль для управления. Есть лишь купол с корзиной, горелка и мешки с песком.

История создания

Воздушный шар воплотил древнейший замысел человека о подчинении воздушной стихии. Первое описание аэростата было сделано в 1306 году французским миссионером Бассу, который стал свидетелем его подъема в воздух в Китае, в день восхождения на престол императора Фо Киена.

И все же родиной аэростата признается Франция, а его первыми изобретателями — братья Этьен и Жозеф Монгольфье. В 1783 году в городе они произвели запуск сконструированного ими шарообразного аэростата 3,5 метров в диаметре и массой 155 кг, наполненного горячим воздухом. Его полет протекал всего 10 минут на высоте 300 м, а пройденный путь составил около километра.

Купол аэростата братьев Монгольфье был выполнен из льняной ткани и оклеен бумагой. Для подогрева воздуха был разведен костер из мелко нарезанной соломы. А спустя недолгое время устройство агрегата дополнилось специальной корзиной для путешественников.

Подъем в воздух первого аэростата стал небывалым событием для той эпохи. В честь их создателей агрегаты стали называть монгольфьерами.

Устройство воздушного шара

Современные агрегаты производятся из более технологичных материалов, но схема осталась той же, что и братьев Монгольфье. Для пошива оболочки больше не используется лен и бумага, их заменил тонкий и прочный полиэфирный материал. Вместо костра в корзину под купол устанавливается регулируемая газовая горелка.

Воздушный шар в основе своей рабочей конструкции имеет следующие составные элементы:

Купол, который наполняется газом для подъема на заданную высоту.
Горелка — самая сложная деталь, посредством которой создается поток горячего воздуха в купол.
Корзина для пассажиров, пилота и багажа.

Купол аэростата

Это главная часть воздушного шара, которая сшивается из отдельных кусков материи в колонки, которые затем прочно прикрепляются друг к другу. В качестве материала изготовления используется высокопрочный полиэстер или полиамидная ткань. С внутренней стороны она обрабатывается силиконовой пропиткой, что не позволяет проникать и уходить газу.

Основные требования к куполу, это:

Прочность и устойчивость к внешним воздействиям и механическим повреждениям.
Термоустойчивость, поскольку происходит постоянный контакт с нагретым газом.
Эластичность, за счет которой возможно сохранение заданной формы.

Купол надувается за счет поступления нагретого газа: воздуха, водорода или иного, и за счет его поднимается в небо на нужную высоту. Газ подается через технологическое отверстие в нижней части купола. Для безопасности это отверстие обрабатывается специальной жароустойчивой лентой. Устройство оснащается также специальным клапаном, который используется для вывода наружу горячего газа при снижении и приземлении.

Снаружи конструкции фиксируются ленты нагрузки. К верхней части купола они крепятся с помощью кольца, а внизу присоединяются к подвесным канатам. В итоге образуется надежный каркас, который может иметь различный объем и поднимать груз разной массы.

Горелка

Это технологический элемент аэростата, обеспечивающий подогрев газовой смеси, подъем агрегата в воздух, а также поддержание заданной температуры при полете.

Работает горелка на жидком пропане, который поступает к ней из цилиндров, нагреваясь, становится газообразным и подается непосредственно в шар.

Современные горелки очень мощные, порядка 6000 МВт, производятся из нержавеющей жаропрочной стали. Они не опасны в эксплуатации, поскольку оснащены специальной защитой от ожогов.

Корзина

Предназначена для переноса путешественников и грузов. Необходимо обеспечить ее легкость, и в то же время прочность, поэтому каркас ее выполняется из лозы, а дно — из непромокаемой фанеры. С куполом корзина соединяется стальным тросом. Чтобы воздух не охлаждался, устанавливаются полиуретановые стояки, которые вместе с тросом закрываются специальными оболочками.

В углу корзины размещаются и закрепляются на ремнях цилиндры с газом. Обязательно изготавливаются отсеки для огнетушителя и необходимых в путешествии аксессуаров.

С наружной части на корзину навешивается балласт — мешки с песком. Их сбрасывают в том случае, ели необходимо увеличить высоту полета.

Классификация аэростатов

Существует два наиболее распространенных типа классификации по:

Способу наполнения купола.
Назначению.

По способу наполнения оболочки воздушный шар бывает:

Тепловым.
Газовым.
Комбинированным.

Тепловые аэростаты по-прежнему величают монгольфьерами. Подъем их осуществляется за счет подачи горячего воздуха.

В газовых подъемная сила создается легкими газами и их смесями. По-другому их называют шарльерами по имени сконструировавшего их француза Жака Шарля. В 1783 г он впервые с успехом испытал воздушный шар, наполняемый водородом.

Комбинированные аэростаты в полете используют как горячий воздух, так и газовую смесь. Для этого они оснащены двумя оболочками. Разработал такую схему французский физик Пилатр де Розье. К сожалению, изобретатель с помощником погибли во время испытательного полета в 1785 г, но его устройства используются и получили название розьеров.

В 1999 англичанин Брайан Джонс и швейцарец Бертран Пиккар на розьере отправились в первое в истории кругосветное путешествие и благополучно вернулись из него.

По назначению аэростаты делятся на:

Свободные или неуправляемые. Их применяют в спорте, экстремальном отдыхе, для научных целей и рекламы.

Привязные. Те же неуправляемые, но зафиксированные на поверхности земли тросом. Это позволяет контролировать его удаленность. Могут подниматься в воздух с пассажирами и без. Привязной шар имеет обтекаемую форму и хвостовое оперение. Используется для обучения парашютистов, для обзора местности, в научных и рекламных целях.

Стратостат. Неуправляемое устройство, которое поднимается в стратосферу, как правило, без пассажиров, с целью научных исследований. Отличается большим размером и герметичной корзиной.

Управляемые или дирижабли. Их название происходит от французского «dirigeable» — «управляемый». Впервые дирижабль был запущен в воздух в 1852 г. Он был сделан в форме сигары, оснащен винтом и парогенератором. Дирижабли получили широкое распространение в то время. Сегодня они нашли свое применение в туризме, грузовых и гражданских перевозках. В качестве двигателя устанавливаются паровые машины, бензиновые, дизельные и электрические двигатели, а также газовые турбины.

Как летает воздушный шар

Принцип полета аэростата основан на законах физики. Воздух или газ, поступающие в оболочку, имеют температуру выше, чем в окружающей среде, а плотность ниже. Соответственно, под действием выталкивающей силы он устремляется вверх. На определенной высоте действие силы тяжести уравновешивает выталкивающую силу и аэростат «зависает» в небе.

Как управлять аэростатом

Разумеется, шар очень зависит от ветра. Однако большинство современных агрегатов поддаются управлению. Высота полета задается при помощи выпускного клапана в вершине оболочки, а для изменения направления движения используется боковой клапан.

Подготовка

Управление аэростатом — непростое занятие, оно требует обучения и тщательной подготовки. Большое значение имеют метеорологические условия, такие как видимость, облачность, направление и скорость ветра. На основе этой информации и выстраивается маршрут. На пути движения обязательно должны быть участки, пригодные для совершения посадки, поскольку во время путешествия не исключено возникновение непредвиденных обстоятельств.

Взлет

Для осуществления старта выбирают ровную территорию, удаленную от жилых объектов, деревьев, столбов и линий электропередачи.

Для подъема шара в воздух требуются усилия всего экипажа. Вначале воздушный шар собирают:

Прикрепляют горелку к гондоле и соединяют ее с газовыми баллонами посредством шлангов.
Проводят пробное включение горелки.
Растягивают купол в направлении ветра и пристегивают его к гондоле карабинами.

По окончании сборки купол наполняют холодным воздухом с помощью вентилятора. Затем включают горелку. Горячий воздух отрывает шар от поверхности, и экипаж занимает свои места.

Если полет производится на привязном аэростате, его предварительно фиксируют на поверхности.

Полет

Для контроля за полетом требуются хорошие навыки. Для увеличения высоты производится подогрев воздуха путем запуска горелки, а для уменьшения – открывается выпускающий клапан. Движение в боковом направлении происходит за счет попутного ветра. Чтобы двигаться скорее, пилот может подняться повыше, где скорость ветра больше.

Спуск

Для приземления заранее подбирают площадку, большую и безопасную. Пилот выпускает воздух из купола при помощи клапана и воздушный шар потихоньку опускается на поверхность.

Примечательным является то, что если аэростаты столкнутся друг с другом в воздухе, то… ничего не произойдет. Они просто оттолкнутся и полетят дальше. Да и столкнуться им весьма сложно, ведь они путешествуют по направлению ветра — в одну и ту же сторону.

Полет на большом воздушном шаре

Полеты на большом воздушном шаре во всем мире недаром считаются одним из наиболее впечатляющих видов активного отдыха. Во все времена люди засматривались в небо и завидовали парящим в нем птицам. Эти извечные человеческие мечты породили немало мифов и легенд, но воплотились в жизнь сравнительно недавно. Изобретение воздушного шара подарило людям возможность ощутить прелесть свободного полета и почувствовать себя сродни птицам. Для людей того времени это потрясающая, удивительная, буквально запредельная возможность.

Ведь самолеты, высотные здания и небоскребы – пришли в нашу жизнь сравнительно недавно. Да и теперь, когда вид земной панорамы перестал быть уникальным зрелищем, паря над землей, в корзине большого воздушного шара, человек испытывает гамму сильных и незабываемых впечатлений, переживает многообразные эмоции, он тонет в море романтики и красоты проплывающих внизу пейзажей.

Причем это даже не зависит от того, насколько в действительности хороша проплывающая внизу природа: воздушное средство, изменяя привычный ракурс обзора, волшебным образом превращает самую обычную лужайку в совершеннейшее чудо. Возможно, именно эта метаморфоза и делает столь притягательными небесные прогулки среди молодоженов и влюбленных.

Воздушный аттракцион

С точки зрения путешественника, приехавшего в чужую страну, полет на большом воздушном шаре просто бесценная вещь. За умеренную плату можно подняться в небо и с высоты осмотреть и запечатлеть захватывающие дали будь то Парижа, или Лондона, или Сингапура. Можно с уверенностью сказать, что этот аттракцион чрезвычайно популярен среди туристов. Было время, когда каждый полет на воздушном шаре вызывал волнения и переживания, которые сравнимы с современными тревогами при запуске космического корабля. Теперь же люди, зачастую с детьми, безбоязненно садятся и, беседуя о пустяках, взмывают в небо.

Трагические истории

Однако не стоит забывать, что этот полет не такое уж безопасное дело. С регулярностью в разных странах происходят крушения аэростатов и часто они приводят к гибели людей. Вот небольшой перечень недавних трагических происшествий при полетах воздушных шаров:

В мае 2013 года в Турции упал воздушный шар, пострадали 24 туриста, а 1 человек погиб;
В марте 2013года в Сием Рип неподалеку от храмового комплекса Анкор пострадали 7 человек, двое из них – россияне, отец и сын – 11-летний мальчик;
В феврале 2013 года в Луксоре при аварии погибли 18 иностранных туристов – из Гонконга, Японии, Британии, Франции, Венгрии и Египта;
В августе 2012 года в Словении погибли 4 человека, а 21 человек получили травмы;
В январе 2012 года в Новой Зеландии погибли 11 человек.

Статистика этих смертельных случаев ведется буквально со дня создания воздушного шара. Поэтому возникает вопрос, а стоит ли вообще на них летать? Давайте разбираться.

Монгольфьеры и шарльеры

Человечество имеет в своем арсенале много средств передвижения. И дымка времени скрыла историю возникновения почти всех из них: никто не скажет, когда изобрели колесо и телегу, или, к примеру, лодку, но вот дата первого полета воздушного большого шара известна абсолютно точно. Это произошло 5 июня 1783 года – тогда братья Этьен Монгольфье и Жозеф подняли в небо шарообразную оболочку, наполненную горячим воздухом.

Она была оклеена изнутри бумажными полосами, в низу у нее имелось отверстие, куда через решетку попадал горячий воздух от разведенного ниже огня. А уже в сентябре этого года на таком ненадежном устройстве поднялись ввысь и люди. Они сидели в ивовой корзинке, прикрепленной непосредственно к самому шару.

Но уже в этом же году профессор Шарль изобрел другой тип шара – наполненный водородом. У него тоже имелась ивовая корзинка для пассажиров, однако она крепилась не как у братьев Монгольфье, а к стропам прочной и легкой сети, охватывающей всю оболочку. Так появились две разновидности этих летающих средств – монгольфьеры и шарльеры. Позже появились и комбинированые конструкции.

Для спуска шарльеру – нужно выпустить легкий газ через спускной клапан в атмосферу, для монгольфьера – высота полета регулируется уменьшением пламени, нагревающего воздух.

Все большие воздушные шары можно сгруппировать по типу наполнения так:

газовые – это шарльеры,
тепловые – это монгольфьеры,
комбинированные — розьеры

Принципы работы воздушных шаров

Те природные законы, которые позволяют рыбкам плавать в воде, позволяют и воздушному шару плавать в воздухе. Аэростат вытесняет воздух и, будучи свободным, согласно закону Архимеда, будет подниматься до тех пор, пока его вес не уравняется весом вытесняемого воздуха. Когда же в нем заканчивается топливо или выходит из оболочки легкий газ, то ничего ужасного не происходит, воздушное средство всего-навсего только приземляется, ну может, например, запутаться в ветках деревьев.

Также воздушные шары можно подразделить:

На привязные аэростаты, которые удерживаются в воздухе с помощью каната, закрепленного на земле. Их можно поднимать или опускать, используя лебедку.
На свободнолетящие, которые целиком и полностью находятся во власти воздуха. Их навигационные возможности очень ограничены: только набор высоты и спуск. Направление полета менять можно только изменив высоту и переместившись в другой воздушный слой, с иным направлением воздушных течений. Это делается у монгольфьеров с помощью горелки. Такие шары практически не маневренны.
И на аэростаты с двигателем — дирижабли.

В настоящее время шарльеры больше используются в научных целях, а монгольфьеры – как прогулочные воздушные средства. Хотя, вот например, воздушный шар в Сием Рип в Камбодже – типичный привязной шарльер, наполненный инертным гелием. Он служит уже для развлечения туристов уже больше десяти лет и подъем на этом желтом чуде произвел на нас в свое время неизгладимое впечатление.

Изготовлением его занималась известная фирма Aerophile. Она также сделала шары в Берлине, в Сингапуре, в Гонконге, в Дубаи, и в том числе знаменитый шар-индикатор “Воздух Парижа” , сигнализирующий своим цветом о качестве воздуха над столицей Франции.

На земле под шаром устройство вроде конуса, за счет своей формы оно центрирует стартующую и приземляющуюся корзину с людьми, сглаживает возникающие при этом перекосы. Внутри него заключена лебедка с тросом, отвечающая за безопасный подъем и спуск.

Как оказалось, авария, произошедшая в Сием Рип, о который было упомянуто, была не у компании-владелицы желтого шара, а у другой, мало известной, распоряжающейся монгольфьером, который свободно летал без тросам. И, если проанализировать, то аварии происходили с именно с аппаратами такого типа.

Какие опасности бывают на аэростате?

Самое страшное – это повреждение оболочки. Она самая ранимая часть этой конструкции. Повреждаться может и из-за столкновения двух шаров – как было в страшной аварии в Австралии, или из-за пожара на борту, как было в Луксоре, или при столкновении с высоковольтными проводами, как в Новой Зеландии.

В таких обстоятельства люди паникуют, совершенно теряя голову. Выпрыгивают из корзины, а шар с остальными несчастными, став легче, взмывает вверх, и они прыгают со все большей и большей высоты… Управление шаром утрачивается полностью…

Сама по себе сложнейшая ситуация, здесь немало зависит и от пилота. Этот человек должен уметь анализировать, прогнозировать, маневрировать. Как правило, пилоты пользуются правилами полетов, общими для всей гражданской авиации. Они проходят теоретическую и летную подготовку в воздухоплавательных школах и получают соответствующие документы.

Все несчастные случаи расследуются специальной комиссией и пилот при этом может лишиться лицензии.

Но причиной может быть не только ошибка пилота, но и отказ техники. Техника, сам летательный аппарат должна иметь свидетельство о регистрации и свидетельство о годности к полетам. Однако, к сожалению, не во всех странах существует должный уровень технического надзора. Помните об этом, во время своих путешествий! Стране стране рознь! Пользуйтесь услугами только сертифицированных и проверенных фирм, где к минимуму сведены риски использования старого изношенного оборудования.

Специалисты уверенно утверждают, что невзирая на хрупкость и уязвимость конструкций воздушных шаров – это наиболее безопасный вид воздушного развлечения, во всяком случае менее опасный, нежели те же парапланы и парашюты…

Романтика плавания в воздушном океане

«Никогда, никогда не забуду я очарования этого путешествия! Как свободно, привольно, весело чувствовали мы себя, проносясь над лесами, над сжатыми нивами, над деревнями, пересекая ленты рек и ручьев, всматриваясь со страшной жаждой нового в далекий, вечно раскрывающийся горизонт, не покажется ли, не откроется ли еще что-нибудь».

Так написал в 1899 году один москвич, совершивший свой первый полет на большом воздушном шаре…

Рубрика: Едем?

www.control-point.ru
История воздушного шара
Наверняка многие из читателей без запинки скажут, что строки, вынесенные в заголовок, принадлежат поэту Цветику, одному из героев знаменитой книги Николая Носова «Приключения Незнайки и его друзей». Своё восторженное стихотворение Цветик сочинил в корзине воздушного шара, построенного Знайкой, когда шар поднялся под облака.
Уж кому-кому, а Знайке, день-деньской читающему разные умные книжки и потому самому учёному из всех героев весёлых «Приключений», точно было известно, что шар, наполненный горячим воздухом, называется монгольфьером. А вот если бы вместо воздуха был водород, тогда у шара было бы другой название — шарльер. Определённо, Знайка был знаком и с историей воздушного шара — первого из летательных аппаратов, который поднял человека над Землей. Эта история увлекательна, драматична и полна событий. Однако своими знаниями на этот счёт Знайка с товарищами во время полёта не делился, поскольку не мог отвлекаться от главного дела — управления своим воздушным шаром. Ну а мы давайте-ка припомним…
В красивых словах — монгольфьер, шарльер — сразу угадывается, согласитесь, что-то французское. Так и есть, родина воздушного шара — это Франция. И первыми появились монгольфьеры, причём очень давно — ещё в конце XVIII века. Такое название эти воздушные шары получили в честь своих создателей, братьев Жозефа и Этьенна Монгольфье.
Они были сыновьями владельца бумажной мануфактуры в городке Анноне, к югу от куда более известного французского города — Лиона. Братья были людьми пытливыми, и однажды кого-то из них осенила удивительная мысль: если горячий дым поднимается вверх, нельзя ли наполнить им какую-нибудь оболочку, соорудив, таким образом, летательный аппарат?
Первые успешные опыты они проделали с бумажными пакетами, а потом сшили из холста оболочку огромного шара диаметром около 12 метров и для прочности оклеили её бумагой, благо недостатка в этом материале не испытывали. Посередине шар вдобавок опоясывала полоса прочной ткани, к которой были прикреплены верёвки — до поры до времени за них можно было удерживать шар на земле. Внизу оболочки было отверстие диаметром в полтора метра, окантованное деревянной рамой, сквозь него оболочка и заполнялась дымом от жаровни.
Братья Монгольфье назначили первый пробный запуск шара, ещё без пассажиров, на 5 июня 1783 года. Посмотреть на это чудо собрались едва ли не все жители городка Анноне. Когда горячий дым стал заполнять оболочку, лежащую на земле, сначала она зашевелилась, словно диковинное живое существо, а затем стала распрямляться. Вскоре над толпой вырос шар высотой с трёхэтажный дом, его удерживали за верёвки восемь человек. Наконец, Жозеф Монгольфье приказал отпустить верёвки, и шар стал подниматься, уменьшаясь на глазах. К ликованию толпы, он взлетел под облака. А когда дым остыл, стал медленно опускаться, пока наконец не коснулся земли.
День 5 июня 1783 года был тихий, безветренный, шар братьев Монгольфье пролетел лишь около километра… Но это был первый полёт аппарата, построенного человеком и способного подняться в воздух. Неудивительно, что слух о нём быстро разнёсся по Франции. Познакомиться с удивительным изобретением пожелал и сам король Людовик XVI.
5 сентября 1783 года у стен загородного королевского дворца Версаля в присутствии всего королевского двора состоялся новый старт, на этот раз с пассажирами. Правда, ими были… овца, утка и петух, разместившиеся в прикреплённой к шару лёгкой, но просторной корзине из ивовых прутьев. Полёт прошёл успешно, пассажиры, пролетев около четырёх километров, благополучно опустились на землю.
Наконец, пришла пора отправиться в воздушное путешествие человеку. Смельчаками стали учёный Пилатр де Розье и маркиз Франсуа Лоран д’Арланд. 21 ноября того же 1783 года они стартовали в одном из парижских парков, пролетели за 20 минут около 9 километров и благополучно приземлились. Так в истории человечества началась эра воздухоплавания.
Парижская академия наук оценила изобретение братьев Монгольфье по достоинству, приняв их в свои члены. С тех пор воздушные шары, наполненные горячим воздухом, стали называться монгольфьерами. Братья догадались, что можно обходиться без костра, а нагревать воздух внутри шара с помощью горелки, установленной в пассажирской корзине. Уменьшением или увеличением пламени регулировалась высота полёта.
Однако в том же 1783 году был изобретён воздушный шар иного типа — шарльер. Название он получил тоже в честь своего создателя, парижского профессора Жака Шарля. Тот наполнил свой шар водородом — лёгким газом, имеющим намного большую подъёмную силу, чем горячий воздух. В первый полёт профессор отправился сам вместе со своим помощником М.Н. Робером.
1 декабря 1783 года посмотреть на новый воздушный шар вновь собралась вся знать, на этот раз у парижского дворца Тюильри. Присутствующие сразу же отметили, что шар профессора Шарля меньше, чем монгольфьеры — всего 9 метров в диаметре. Для пассажиров к нему была подвешена ивовая корзина в виде лодочки, но она крепилась не прямо к шару, как у братьев Монгольфье, а к стропам лёгкой, но прочной сети, в которую была заключена оболочка, — поэтому она никак не могла порваться под тяжестью пассажиров.
Чтобы подъём был плавным, Шарль нагрузил корзину балластом — мешками с песком. Они почти уравновешивали подъёмную силу. Регулировать скорость подъёма можно было, сбрасывая часть песка вниз. А для спуска оболочка была оборудована клапаном, который открывался с помощью верёвки. Тогда водород начинал улетучиваться, и шар шёл на снижение.
Полёт первого шарльера с пассажирами тоже прошёл успешно. Он показал, что конструкция Шарля продуманнее, чем у братьев Монгольфье. Тем не менее, десятки смельчаков во многих странах Европы поначалу поднимались в воздух именно на монгольфьерах. Пользоваться горелкой для нагрева воздуха было тогда гораздо проще, чем получать с помощью химических реакций водород. Ведь тот же Шарль перед своим первым полётом наполнял оболочку водородом… целых четыре дня: газ образовывался в ходе химической реакции, происходившей в 25 бочках с серной кислотой и железными опилками, и поступал по шлангу в оболочку…
Полёты воздушных шаров становились всё смелее. Уже в 1785 году смельчак-француз Жан-Пьер Бланшар совершил фантастический по тем временам перелёт из Англии во Францию через пролив Ла-Манш на шаре, наполненном водородом. 7 января он стартовал в английском городе Дувре и финишировал в Кале. Спутником Бланшара был богатый американец доктор Джон Джеффри, финансировавший это предприятие…
Едва научившись летать, люди поняли, что воздушный шар даёт огромные возможности учёным. В начале XIX века, например, молодой бельгийский учёный Э.Робертсон поднимался в воздух, чтобы узнать, как будет вести себя на высоте магнитная стрелка. А в 1804 году два полёта совершил знаменитый французский химик и физик Жозеф Гей-Люссак. Во время второго полёта он поднялся на 7 тысяч метров и убедился, что интенсивность магнитного поля на такой высоте не изменяется и что воздух имеет тот же состав, что и у поверхности Земли.
Весь XIX век воздушный шар был единственным средством для воздушных путешествий, хотя человек уже начал конструировать летательные аппараты тяжелее воздуха. Учёные пробовали использовать воздушный шар и для изучения Земли: тогда на ней ещё оставалось немало «белых пятен» — в глубинах Африки, Южной Америки, близ обоих полюсов. Но шаром нельзя управлять, он повинуется лишь воле воздушных течений. Поэтому роман ЖюляВерна «Пять недель на воздушном шаре», герои которого исследовали Центральную Африку, так и остался фантастикой.
А реальная попытка достичь на воздушном шаре Северного полюса, где тогда ещё никто не бывал, предпринятая в 1897 году шведским учёным Соломоном Андрэ, закончилась трагедией. Шар обледенел и опустился на лёд. Пытаясь пешком добраться до земли, Андрэ и два его спутника погибли…
Наконец, уже в XXвеке, появились куда более совершенные летательные аппараты — самолёты и дирижабли, снабжённые двигателями. О полётах на воздушных шарах люди стали забывать.
И всё-таки изобретению братьев Монгольфье и профессора Жака Шарля суждено было пережить второе рождение — к концу XXвека люди стали увлекаться спортивными полётами на воздушных шарах. Причём для современного шара, изготовленного из сверхлёгких и сверхпрочных негорючих материалов, наиболее подходящим оказался… принцип монгольфьера. Другое дело, что и горелки теперь совсем не такие, как во времена братьев, а надёжные и абсолютно безопасные. В них используются газы пропан, бутан или их смесь.
Конечно, по-прежнему шар подчиняется лишь воле воздушных течений, но современные воздухоплаватели располагают их картами, а также долгосрочными метеорологическими прогнозами. И на спортивных шарах уже совершены уникальные полёты и через Тихий океан, и через Атлантический. А в 2002 году американец Стив Фоссет за 13 дней 8 часов и 33 минуты в одиночку облетел земной шар. О подобном даже сам Жюль Верн не мечтал.

Малов, В. «Огромный шар, надутый паром, поднялся в воздух он недаром…» /В. Малов //А почему? – 2007. — № 8. – С. 24-26.

kids.azovlib.ru
Летательные аппараты легче воздуха. Первые аэростаты. Дирижабль. Воздушный шар
Летательные аппараты, взаимодействующие с атмосферой, подразделяются на две большие категории: легче воздуха и тяжелее воздуха. В основе такого деления лежат разные принципы осуществления полета. В первом случае для создания подъемной силы пользуются законом Архимеда, то есть используют аэростатический принцип. У аппаратов же, которые тяжелее воздуха, подъемная сила возникает благодаря аэродинамическому взаимодействию с атмосферой. Мы рассмотрим первую категорию – летательные аппараты легче воздуха.
Всплытие в воздушном океане
Устройство, использующее для подъема архимедову – выталкивающую – силу, называют аэростатом. Это летательный аппарат, снабженный оболочкой, заполняемой горячим воздухом либо газом, имеющим меньшую плотность, чем окружающая атмосфера.
Различие в плотности газа внутри и снаружи оболочки обусловливает перепад давлений, благодаря чему и возникает аэростатическая выталкивающая сила. Это пример действия закона Архимеда.
Потолок подъема летательных аппаратов легче воздуха определяется объемом и упругостью оболочки, способом ее наполнения и атмосферными факторами – в первую очередь падением плотности воздуха с высотой. Рекорд пилотируемого подъема на сегодняшний день составляет 41,4 км, беспилотного – 53 км.
Общая классификация
Аэростат – это общее название целого класса летательных аппаратов. В первую очередь все аэростаты делятся на неуправляемые (воздушные шары) и управляемые (дирижабли). Существуют также привязные аэростаты, используемые в разных областях для решения тех или иных специальных задач.
1. Воздушные шары. Принцип полета воздушного шара не подразумевает возможности управления летательным аппаратом в горизонтальной плоскости. Шар не имеет двигателя и рулей, следовательно, его пилот не может выбирать скорость и направление своего полета. На шаре возможно регулирование высоты при помощи клапанов и балласта, а в остальном его полет – это дрейф по воздушным потокам. По типу наполнителя различают три вида воздушных шаров:
Монгольфьеры, наполняемые горячим воздухом.
Шарльеры с газовым наполнением. Чаще всего для этих целей использовали (и продолжают использовать) водород и гелий, но и тот, и другой газ имеют каждый свои недостатки. Водород чрезвычайно горюч, а с воздухом образует взрывоопасную смесь. Гелий же слишком дорог.
Розьеры – воздушные шары, в которых комбинируются оба вида наполнителей.
2. Дирижабли (по-французски dirigeable – «управляемый») – это летательные аппараты, конструкция которых включает силовую установку и элементы управления. В свою очередь, дирижабли классифицируют по многим критериям: по жесткости оболочки, по типу силового агрегата и движителей, по методу создания выталкивающей силы и так далее.

Ранняя история аэронавтики
Самым первым достоверным устройством, поднявшимся в воздух при помощи архимедовой силы, вероятно, следует считать китайский фонарик. В летописях упоминаются бумажные мешки, поднимающиеся под действием горячего воздуха от лампы. Известно, что такие фонари применялись в военном деле в качестве средства сигнализации еще во II-III веках; не исключено, что они были известны и ранее.
Западная техническая мысль пришла к идее возможности подобных устройств к концу XVII века, осознав бесплодность попыток создания мускульно-маховых приспособлений для полета человека. Так, иезуит Франческо Лана спроектировал воздушное судно, поднимаемое при помощи вакуумированных металлических шаров. Однако технический уровень эпохи никоим образом не позволял осуществить этот проект.
В 1709 году священник Лоренцо Гузмао продемонстрировал португальскому королевскому двору летательный аппарат, представлявший собой тонкую оболочку, воздух в которой нагревался подвешенной снизу жаровней. Устройство сумело подняться на несколько метров. К сожалению, о дальнейшей деятельности Гузмао ничего не известно.
Начало воздухоплавания
Первым летательным аппаратом легче воздуха, успешное испытание которого было запротоколировано официально, стал воздушный шар братьев Жозефа-Мишеля и Жака-Этьена Монгольфье. 5 июня 1783 г. этот шар совершил полет над французским городком Анноне, преодолев 2 км за 10 минут. Максимальная высота подъема составила около 500 метров. Оболочка шара была холщовой, оклеенной изнутри бумагой; в качестве наполнителя использовался дым от сжигания мокрой шерсти и соломы, долгое время после этого называвшийся «монгольфьеровым газом». Летательный аппарат, соответственно, получил название «монгольфьер».
Практически одновременно, 27 августа 1783 г., в Париже взмыл в воздух шар, наполненный водородом, конструкции Жака Шарля. Оболочка была выполнена из шелка, пропитанного раствором каучука в скипидаре. Водород получали, воздействуя серной кислотой на железные опилки. Шар диаметром 4 метра наполняли несколько дней, израсходовав 200 с лишним килограммов кислоты и почти полтонны железа. Первый шарльер на глазах 300 тысяч зрителей исчез в облаках. Оболочка аэростата, разорвавшаяся высоко в атмосфере, упала через 15 минут в сельской местности под Парижем, где ее уничтожили перепугавшиеся местные жители.
Первые пилотируемые полеты
Первые пассажиры воздухоплавательного аппарата, взлетевшего 19 сентября 1783 г. в Версале, были, скорее всего, безымянными. Петух, утка и баран совершили в корзине монгольфьера полет продолжительностью 10 минут и дальностью 4 км, после чего благополучно приземлились.

Полет людей на монгольфьере впервые состоялся 21 ноября все того же прорывного 1783 года. Совершили его физик Жан-Франсуа Пилатр де Розье и двое его товарищей. Затем, в ноябре, де Розье закрепил успех совместно с энтузиастом воздухоплавания маркизом Франсуа Лораном д’Арландом. Тем самым было доказано, что состояние свободного полета безопасно для человека (в этом еще существовали сомнения).
1 декабря 1983 г. (воистину знаменательный год для аэронавтики!) шарльер также вознесся в воздух, неся на борту экипаж, в составе которого, помимо самого Ж. Шарля, был механик Н. Робер.
В последующие годы полеты на воздушных шарах обоих типов практиковались очень широко, но некоторое преимущество оставалось все же за газовыми шарами, так как монгольфьеры потребляли много топлива и развивали малую подъемную силу. Розьеры же – шары комбинированного типа – оказались слишком опасны.
Аэростат на службе
Воздушные шары очень скоро начали служить не только развлекательным целям, но и потребностям науки и военного дела. Еще при первом полете Шарль и Робер занимались измерениями температуры воздуха и давления на большой высоте. Впоследствии научные наблюдения часто проводились с аэростатов. Они использовались для исследования атмосферы Земли и геомагнитного поля, а позднее – и космических лучей. Аэростаты нашли широкое применение в качестве метеорологических зондов.

Военная служба воздушных шаров началась во время Великой французской революции, когда привязные аэростаты начали использовать для наблюдения за противником. Впоследствии такие устройства применялись в целях высотной разведки и корректировки огня не только в XIX, но и в первой половине XX века. Во время Великой Отечественной войны привязные аэростаты-заграждения были элементом ПВО крупных городов. В эпоху холодной войны высотные аэростаты использовались разведками НАТО против СССР. Кроме того, были разработаны системы дальней связи подводных лодок с применением привязных аэростатов.
Все выше и выше
Стратостат – это воздушный шар типа «шарльер», способный благодаря особенностям конструкции подниматься в верхние разреженные слои атмосферы Земли – стратосферу. Если полет пилотируемый, такой аэростат заполнен гелием. В случае беспилотного полета он заполняется более дешевым водородом.
Идея использования воздушного шара на больших высотах принадлежит Д. И. Менделееву и была высказана им в 1875 году. Безопасность экипажа, по мысли ученого, должна была обеспечивать герметичная гондола аэростата. Однако создание подобного летательного аппарата требует высокого технического уровня, которого удалось достичь только к 1930 году. Так, условия полета требуют особого устройства баллона стратостата, применения легких металлов и сплавов, разработки и внедрения систем сброса балласта и терморегуляции гондолы и многого другого.
Первый стратостат FNRS-1 был создан швейцарским ученым и инженером Огюстом Пикаром, который совместно с П. Кипфером впервые поднялся в стратосферу 27 мая 1931 г., достигнув высоты 15 785 м.

Особое развитие создание этих летательных аппаратов получило в СССР. Многие рекорды при полетах в стратосферу были поставлены во второй половине 1930 годов советскими воздухоплавателями.
В 1985 г. в ходе реализации советского космического проекта «Вега» в атмосфере Венеры были запущены два стратостата, наполненные гелием. Они работали на высоте около 55 км в течение более 45 часов.
Первый дирижабль
Попытки создать управляемый в горизонтальном полете воздушный шар стали предприниматься практически сразу после первых полетов монгольфьеров и шарльеров. Ж. Менье предложил придать летательному аппарату эллипсоидную форму, двойную оболочку с баллонетом и оснастить его пропеллерами, приводимыми в движение мускульной силой. Однако для осуществления этой идеи требовались усилия 80 человек…
Долгие годы из-за отсутствия пригодного к условиям полета силового агрегата управляемый воздушный шар оставался только мечтой. Осуществить ее удалось лишь в 1852 г. Анри Жиффару, машина которого совершила первый полет 24 сентября. На дирижабле Жиффара был установлен руль и паровой двигатель мощностью 3 лошадиных силы, вращавший винт. Объем газонаполненной оболочки составлял 2500 м³. Мягкая оболочка дирижабля была подвержена спаданию при изменениях атмосферного давления и температуры.

Долгое время после полета первого дирижабля инженеры старались добиться оптимального сочетания мощности и веса двигателя, улучшить конструкцию оболочки и гондолы аппарата. В 1884 г. на дирижабль удалось поставить электрический двигатель, в 1888-м – бензиновый. Дальнейший успех дирижаблестроения был связан с разработкой машин с жесткой оболочкой.
Успех и трагедия цеппелинов
Прорыв в создании дирижаблей связан с именем графа Фердинанда фон Цеппелина. Полет первой его машины, построенной в Германии на Боденском озере, состоялся 2 июля 1900 года. Несмотря на поломку, повлекшую за собой вынужденную посадку на озеро, конструкция жестких дирижаблей после дальнейших испытаний была признана успешной. Конструкцию машины сумели доработать, и дирижабль Фердинанда фон Цеппелина был закуплен германскими военными. В Первую мировую войну цеппелины использовались уже всеми ведущими державами.

Жесткая оболочка дирижабля состояла из металлического каркаса сигарообразной конфигурации, обтянутого тканью с целлоновым покрытием. Внутри каркаса крепились газовые баллоны, наполненные водородом. Летательный аппарат был снабжен кормовыми рулями и стабилизаторами, имел несколько двигателей с воздушными винтами. Баки, грузовые и двигательные отсеки, пассажирские палубы размещались в нижней части каркаса. Объем дирижабля мог достигать 200 м³, длина корпуса была огромной. Например, длина печально знаменитого «Гинденбурга» составляла 245 м. Управление такой огромной машиной было исключительно сложным.
В период между мировыми войнами цеппелины широко использовались в качестве транспортного средства, в том числе в трансатлантических перелетах. Однако ряд катастроф, самой известной из которых стало крушение в результате пожара дирижабля «Гинденбург», и дороговизна этих машин сыграли не в их пользу. Но главным фактором сворачивания дирижаблестроения была предстоящая Вторая мировая война. Характер ведения боевых действий требовал массового применения скоростной авиации, и дирижаблям в ней серьезного места не нашлось. В результате и после войны не произошло возрождения их как широко используемого транспортного средства.
Аэростаты и современность
Несмотря на развитие авиации, дирижабли и воздушные шары не канули в небытие, напротив, к концу XX века интерес к ним снова возрос. Это связано с успехами в разработке высокотехнологичных материалов и компьютерных систем управления и безопасности, а также с относительным удешевлением производства гелия. Дирижабли вполне могут возродиться в качестве машин, выполняющих важные задачи в некоторых специальных отраслях, например, в обслуживании нефтяных платформ или в перевозке крупногабаритных грузов в труднодоступных местностях. К этим летательным аппаратам снова стали проявлять некоторый интерес военные.
Миниатюрные дирижабли также используются для решения различных прикладных задач, например, при съемках для телевизионных трансляций.

Привычная к самолетам, вертолетам и космическим кораблям публика вновь испытывает интерес к воздухоплаванию. Частым явлением стали фестивали воздушных шаров в разных странах мира, в том числе и в России. Благодаря термостойким легким материалам и специальным горелкам, работающим от газовых баллонов, монгольфьеры переживают вторую молодость. Изобретены также солнечные монгольфьеры, вообще, не требующие сжигания топлива.
Огромный интерес у спортсменов и зрителей вызывают соревнования и феерические массовые старты множества аппаратов, проводимые на каждом фестивале воздушных шаров. Эти мероприятия давно сделались неотъемлемой частью развлекательной индустрии.
Сложно предсказать, какое именно будущее ждет летательные аппараты легче воздуха. Но можно уверенно утверждать: это будущее у них есть.
fb.ru
История возникновения аэростата | Великие открытия человечества
Аэростат представляет собой летательный аппарат легче воздуха, который очень часто называют воздушным шаром. Огромную оболочку из пластика или из прорезиненной ткани, которые не пропускают газ, наполняют легким газом или теплым воздухом (гелием либо водородом) и аэростат поднимается в воздух, увлекая за собой гондолу с пассажирами. С давних времен люди мечтали подняться в небо и парить там словно птицы. Однако многочисленные попытки человека оторваться от земли долгое время не имели успеха. В XVI-XVII веках разные ученые пытались сконструировать аэростат, используя свойство горячего воздуха, который легче холодного, поднимать легкие тела. Так, в августе 1709 года при дворе короля Португалии Иоанна V была представлена модель воздушного шара, которая поднялась в воздух на 4 метра за счет горячего воздуха в оболочке. Автором этой модели был бразилец Лоренцо Гуэман, живший в Португалии. Изучая физику и математику, он первым нашел реальный способ воздухоплавания, который успешно осуществил на практике.

Однако широчайшее развитие эти идеи получили в конце 18-го века, когда ученые открыли водород, который был легче воздуха в 14 раз. В 1781 году итальянский ученый Кавелло разработал принцип аэростата, проводя опыты с мыльными пузырями, которые были наполнены водородом. Мыльные пузыри легко поднимались вверх. Дальше нужно было найти ткань для оболочки, которая не пропускала бы водород. В Париже профессором Шарлем было предложено изготовить оболочку для шара из шелка, предварительно пропитанного каучуком.
Построить воздушный шар и запустить его в небо пытались и братья Монгольфье. Вначале они попытались наполнить шар водородом, однако оболочка шара пропускала легкий газ. Да и стоимость водорода была велика. Тогда они продолжили опыты с горячим воздухом. После удачных опытов они построили огромный аэростат диаметром 11 метров и объемом 600 куб. м. Оболочку из холста усилили веревочной сеткой, для повышения непроницаемости изнутри оболочка была оклеена бумагой. Под нижним отверстием шара размещалась жаровня, где разводился костер. Оболочка шара наполнялась образовавшимся горячим воздухом и шар поднимался вверх. 5 июня 1783 года аэростат поднялся в воздух на высоту 500 метров и продержался там около 10 минут. Был составлен соответствующий протокол, которым было официально заверено это выдающееся изобретение. Аэростаты, с горячим воздухом, стали называться по фамилии их изобретателей — монгольфьеры.
Осенью того же года в Париже произошел первый полет людей на этом воздушном шаре. А в сентябре 1784 года впервые в воздух поднялась женщина. Монгольфьер с госпожой Тибль на борту находился в воздухе 45 минут на высоте 2700 метров. Правда, полеты, совершаемые на монгольфьерах, были недолгими и носили чисто развлекательный характер. Они опускались вниз как только воздух в оболочке остывал. В наше время конструкцию монгольфьеров усовершенствовали, для подогрева воздуха в полете установлены газовые горелки. Сегодня монгольфьеры используют в научно-познавательных и спортивных целях.
Узнав об успехе братьев Монгольфье, Шарль еще активней взялся за создание своего аэростата. Помогали ему в этом отличные механики — братья Роберы. Оболочка для шара была выполнена из прорезиненного шелка. Снизу у оболочки находился шланг с клапаном, через него должен поступать водород. Водород был получен в результате химической реакции железных опилок, воды и серной кислоты. Чтобы раствор кислоты, находящийся в воде, не попадал в оболочку шара и не разъедал ее, полученный водород Шарль пропустил через емкость с холодной водой. 27 августа 1783 года в Париже при стечении огромного количества зрителей произошел запуск первого шарльера. Шар благополучно поднялся в воздух, но на высоте 1000 метров он лопнул из-за расширившегося в оболочке водорода. Несмотря на это профессор Шарль вместе с братьями Роберами приступил к созданию нового шарльера, предназначенного для подъема двух пассажиров. Почти всем снаряжением, придуманным Шарлем для второго аэростата, воздухоплаватели пользуются и сегодня. 1 декабря 1783 года шарльер поднялся в воздух. В гондоле, подвешенной под шаром, находился один из механиков и Шарль. Шарльер поднялся на высоту 400 метров и продержался 125 минут. В этот же день Шарль решил подняться в воздух один. Пробыв 30 минут на высоте 3000 метров, Шарль выпустил из шара часть водорода и аэростат совершил мягкую посадку. Созданные позже модели воздушных шаров не имели существенных отличий от тех, которые создали Монгольфье и Шарль. Монгольфье первыми построили аэростат, но конструкция, созданная Шарлем, оказалась практичней, надежней, удобней. Веревочная сеть вокруг шара, с помощью которой передают весовые нагрузки, воздушный якорь, песок в качестве баласта, клапан, барометр, определяющий высоту, — все это было изобретено Шарлем. Именно его по праву следует считать создателем аэростата.
mirnovogo.ru
История изобретения воздушного шара
Доброго времени суток уважаемые читатели ИзобретайКи! Сегодня мы расскажем о первом шаге человечества в освоении «Пятого океана» — атмосферы Земли, т.е. об изобретении воздушного шара.
Несмотря на то, что история воздухоплавания насчитывает чуть более двухсот лет, стремление человека оторваться от Земли и взлететь, подобно птице, проявлялось еще в глубокой древности.
Важнейшим событием, оказавшим влияние на развитие воздухоплавания, стало открытие и исследование Генри Кавендишем в 1766 г. водорода, или, как его называли тогда, «горючего воздуха». Из‑за малой плотности его сразу начали рассматривать как несущий газ для воздушных шаров.
[wp_ad_camp_1]
В 1783 г. наблюдения Жозефа и Этьена Монгольфье за облаками привели их к мысли использовать для аэростата (смотрите также Дирижабль — управляемый аэростат) водяной пар. Но первые опыты оказались неудачными из‑за слишком тяжелой оболочки и быстрой конденсации пара. Тогда они решили использовать дым, образующийся при горении шерсти и сырой соломы. По мнению братьев, дым имел электрические свойства, а электричеству они приписывали свойства отталкиваться от поверхности земли.
После ряда неудач пришел успех – одна оболочка, наполненная дымом, оторвалась от удерживающих веревок и поднялась на высоту около 300 метров. После десятиминутного пребывания в воздухе оболочка рухнула на землю.
5 июня 1783 г. прошло официальное испытание нового аппарата. В присутствии зрителей наполненная дымом оболочка объемом 600 м³ поднялась на высоту около двух тысяч метров и затем упала на расстоянии двух километров от места подъема. Так началась эра воздухоплавания.
27 августа 1783 г. в Париже состоялся полет аэростата профессора Шарля. В отличие от аппарата Монгольфье с матерчатой, оклеенной изнутри бумагой камерой, аэростат Шарля был сделан из шелка, пропитанного каучуком. Объем его был 35 м³. Но главное отличие состояло в том, что оболочка наполнялась водородом. Аппарат Шарля быстро поднялся на высоту 950 метров и скрылся в облаках. От избыточного давления на большой высоте его оболочка лопнула, деревенские жители, напуганные непонятным предметом, свалившимся с неба, поспешили уничтожить шар.
После этого полета аэростаты, наполненные горячим воздухом или дымом, стали называть монгольфьерами, а наполненные водородом – шарльерами.
19 сентября 1783 г. в воздух поднялся монгольфьер с подвешенной на цепях клеткой. В ней находились первые «воздухоплаватели» – петух, утка и баран. Они благополучно перенесли полет. Теперь стало возможным поднять на аэростате человека.
21 ноября 1783 г. в воздух на монгольфьере поднялись Пилатр де Розье и Арланд. Их аппарат, преодолев 8 километров, приземлился в пригороде Парижа. В полете они едва не погибли из‑за пожара.
1 ноября того же года профессор Шарль вместе с единомышленником Робером поднялся в воздух на аэростате собственной конструкции. Они пробыли в воздухе 2 часа 15 минут, пролетев за это время 40 километров.
Следует отметить, что конструкция шарльера была более совершенной, чем монгольфьера. Первый обладал большей подъемной силой. Кроме того, недостатком монгольфьера была высокая пожароопасность из‑за соседства открытого огня и легковоспламеняемой оболочки.
Полеты на воздушных шарах становились все более популярными. С начала XIX века их стали использовать для научных целей.
В 1887 г. Д. И. Менделеев совершил самостоятельный полет, чтобы наблюдать солнечное затмение.
В первых научных полетах аэронавтам удавалось подняться на высоту семь и более тысяч метров.
В 1894 г. немец Берсон на аэростате «Феникс» поднялся на высоту 9150 метров, а в 1900 году во время Всемирной выставки в Париже французы де ла Во и Костельон на аэростате «Центавр» за 35 часов 45 минут преодолели расстояние в 1922 километра, приземлившись в Киевской губернии.
В 20–30-е годы XX в. были созданы стратостаты – аэростаты с герметичной гондолой для исследования верхних слоев атмосферы. Они достигали высоты 20 километров.
В настоящее время воздушные шары нашли себе применение в метеорологии для запуска на большие высоты автоматических метеорологических станций. Появление современных прочных газонепроницаемых материалов, газовых горелок, позволяющих длительное время поддерживать высокую температуру внутри шара, дали возможность создать воздушные шары для спортивных целей.
Изобретение воздушного шара, позволило человечеству начать путь в освоении атмосферы нашей планеты и подготовки к освоению космоса.
Для лучшего усвоения, изложенного материала предлагаем посмотреть видео об истории изобретения Монгольфьера и первом полете человека на воздушном шаре.
[youtube]GY6j8HXju_w[/youtube]
[wp_ad_camp_2]
Читайте также другие публикации на сайте:
Парашют — аппарат замедляющий падение тела в воздухе
Вертолет
Катапульта
Паровая машина
Подводная лодка
izobretaika.in.ua
История воздушных шаров | История вещей
← История утюга История степлера →
Долгие годы одним из недостижимых желаний людей была способность летать или хотя бы подниматься в воздух. Каких только изобретений не было придумано, чтобы это осуществить. Однажды, был зафиксирован тот факт, что предметы небольшого веса могут подниматься при воздействии горячего воздуха, это и стало толчком в развитии воздухоплавания.
Считается, что первый в мире воздушный шар создан в 1783 году. Как же это случилось? История нас отправляет в далекие XVI-XVII века. Именно тогда появились прототипы первых шаров, которые не смогли себя показать на практике. Параллельно, в 1766 году ученым-химиком Генри Кавендишем были впервые подробно изложены свойства такого газа, как водород, который использовал в своих работах с мыльными пузырями итальянский ученый-физик Тиберио Кавалло. Он наполнял пузыри этим газом, и они быстро взмывали в воздух, поскольку водород в 14 раз легче, чем воздух. Так появились основные две подъемные силы, используемые при полетах аэростатов и в наши дни – это водород и горячий воздух.
Данные открытия не решили всех проблем осуществления полетов. Для создания воздушного шара требовался специальный материал, который не будет слишком тяжелым, а также сможет удерживать газ внутри. Решение этой задачи ученые-изобретатели выполняли разными способами. Причем за первенство открытий конкурировали сразу несколько конструкторов, основные из них – это братья Жак-Этьенн и Жозеф-Мишель Монгольфье, а также известный профессор Жак Александр Шарль из Франции.
У братьев Монгольфье не было специальных знаний о свойствах и характеристиках различных газов, но он обладали большим стремлением к открытиям. Вначале они экспериментировали с дымом и паром. Были попытки и использования водорода, но их коснулась проблема отсутствия специальной ткани, которая бы не пропускала этот газ. Также его стоимость была достаточно дорогой, и Монгольфье вернулись к экспериментам с горячим воздухом.
Первый воздушный шар создан в 1782 году. Смастерили его братья Монгольфье, правда он имел небольшой размер, всего лишь 1 кубический метр в объеме. Но все-таки это был уже настоящий шар, который поднимался на высоту более 30 метров над землей. В скором времени экспериментаторы изготовили и второй воздушный шар. Он был уже гораздо больше предшественника: объемом в 600 кубических метров и диаметром 11 метров, под шаром расположили жаровню. Тканью для аэростата послужил шелк, обклеенный бумагой с внутренней стороны. Торжественный запуск воздушного шара в присутствии многочисленной публики был осуществлен 5 июня 1783 года, который организовали уже известные братья Монгольфье. С помощью горячего воздуха аэростат подняли на высоту 2 тысячи метров! Об этом факте даже написали в парижскую Академию. С тех пор воздушные шары, в которых используется горячий воздух, стали называться в честь своих изобретателей – монгольфьерами.
Такие достижения Монгольфье сподвигли Жака Александра Шарля к усиленным разработкам своего нового изобретения – воздушного шара, при подъеме которого используется водород. У него были помощники – механики братья Роберы. Им удалось изготовить шелковый шар, пропитанный каучуком, диаметр которого составил 3,6 м. Заполняли его водородом при помощи специального шланга с клапаном. Была сделана также особая установка добывания газа, который получали в результате химических реакций при взаимодействии металлических опилок с водой и серной кислотой. Чтобы испарения от кислоты не портили оболочку шара, полученный газ очищали при помощи холодной воды.
Первый воздушный шар, созданный на водороде, был запущен 27 августа 1783 года. Произошло это на Марсовом поле. На глазах двухсот тысяч человек шар поднялся так высоко, что за облаками его уже не было видно. Через 1 км водород стал расширяться, вследствие чего оболочка шара разорвалась, и аэростат упал на землю в деревеньке недалеко от Парижа. Но там ничего не знали о столь важном эксперименте, и не успели приехать изобретатели, как испуганные жители разорвали необычный шар в клочья. Так пришло в негодность великое изобретение стоимостью 10 000 франков. С 1783 года воздушные шары на водороде именуются шарльерами, в честь Шарля.
xn—-dtbjalal8asil4g8c.xn--p1ai