Aeronautika (fizika). Aeronautika u rusiji

Riječi "avijacija" i ", aeronautika se javlja" do 20-ih godina. XX. vek, bili su sinonimi. Početkom prošlog veka sve se promenilo. Aeronautika se počela nazivati kretanjem uz pomoć uređaja koji su lakši od zraka, a avijacija-letenjem avionima. Odnosno, brodovi koji su teži od vazduha. U članku ćemo detaljno pogledati istoriju aeronautike, fiziku procesa.

Zašto balon poleti?

Sjetimo se pod koji uslovi telo uronjeno u tečnost pluta. Ako je njegova gustina manja od gustine tečnosti. Isto važi i za gas, posebno vazduh. Balon (balon) će poleteti ako se unutar njegove ljuske nalazi lakši (u poređenju sa vazduhom) gas. Balon takođe" pluta " prema gore, iako ga ometa gravitacija koja djeluje na školjku.

Navedimo snage koje djeluju na loptu. Prvo, To je gravitacija ljuske. Drugo, to je gravitacija gasa. Gas unutar lopte takođe ima masu, što znači da gravitacija takođe deluje na nju. Pretpostavimo da ove dve sile zajedno nisu u stanju da savladaju Arhimedovu silu koja deluje na gas iz vazduha. Ako je tako, onda balon može skinuti i podići teret.

Sila podizanja

Razmotrimo ključne odredbe fizike aeronautike. Ako vežemo balon za tlo, on će povući prema gore, povlačeći konopac silom koja se zove podizanje. Da biste ga izračunali, morate od Arhimedove sile oduzeti težinu gasa zajedno sa ljuskom. Težina je zbir težine ljuske i težine gasa. Arhimedova sila jednaka je proizvodu gustine vazduha od strane ubrzanje gravitacije i po zapremini lopte.

Što je veća sila za podizanje, to je granata lakša. Što je veća zapremina lopte i veća razlika između gustine vazduha i gustine gasa, to je veća. Dakle, ako treba da dobijete maksimalnu silu podizanja, morate napuniti balon najlakšim gasom. To je vodonik. Međutim, postoji jedan problem: veoma je zapaljiv, posebno kada se pomeša sa kiseonikom. Stoga su najčešće baloni napuhani helijumom.

Vazdušni balon

Balon je aparat koji je ispunjen lakim gasom. Fotografija prikazuje balon koji se koristi za proučavanje vremena. Ovo je takozvana sonda za balon. Napunjen je helijumom, odozdo je okačen radio predajnik koji prenosi informacije o temperaturi, pritisku, vlažnosti na različitim visinama. Baloni se koriste u meteorologiji.

Moguće je stvoriti aeronautičke uređaje koji su relativno sigurni i vrlo jeftini i ne zahtijevaju ni vodonik ni helijum. Umesto ovih gasova, ljuska je ispunjena običnim vazduhom, ali toplijom. Ovaj balon su izmislili Francuzi, braća Montgolfier. Bio je to veliki događaj! Slika prikazuje prvi termalni balon. Vatra je zapaljena odozdo, vrući vazduh je napunio školjku, a lopta se vinula prema gore. Na određenoj visini, prestao je da se penje. Za nastavak uspona, balast je pao sa aparata. Ako je bilo potrebno spustiti se, tada je vatra smanjena.

Stratostat

Na veoma velikoj nadmorskoj visini, gustina vazduha se smanjuje. Shodno tome, sila podizanja se takođe smanjuje. Kako se može poboljšati? Potrebno je povećati zapreminu, stoga ona aeronautička vozila koja se uzdižu vrlo visoko, u stratosferu, imaju ogromne dimenzije. Takva plovila se zovu stratostati.

Nedavno, jedna ekstremna postavi rekord: popeo se na stratostat na visinu od 39 km, a u slobodnom padu premašio je brzinu zvuka. Ovo je Felix Baumgartner. Fotografija prikazuje stratostat koji je koristio. Njegove dimenzije su oko 100 m, što je srazmjerno visini Kipa slobode. Avion je ispunjen sa 85 hiljada. ^m3 od helijuma, takozvana gondola je okačena na dnu, gde je putnik.

Vazdušni brod

Razmotrite fiziku aeronautike. Balon i stratostat se kreću tamo gde vetar duva. Iskusni balonisti znaju da je vjetar različit na različitim nadmorskim visinama. Stoga podešavaju visinu balona tako da vjetar duva tamo gdje im je potrebno. Ako trebate ploviti od tačke A do tačke B bez obzira na vjetar, tada biste trebali prilagoditi poseban vijak uređaju, kao u avionu, koji će vam pomoći da se krećete u pravom smjeru. Takav uređaj se naziva vazdušni brod. Po pravilu, to su veoma veliki sistemi. Uređaj je napunjen helijumom, na dnu je pričvršćena gondola, a ispod njegovog dna vazdušni vijak. Kablovi koji vise sa dna vazdušnog broda potrebni su da bi se pričvrstio za tlo.

Jedan od najpoznatijih vazdušnih brodova na svijetu izgradili su Nijemci početkom 30-ih. XX vek, zvao se "Gendenburg" . Sudbina ovog uređaja donekle je slična sudbini Titanica. Ona je bila neobično udoban brod. Njegova dužina bila je oko četvrt kilometra. Na brodu je bilo smješteno oko 100 ljudi. Vazdušni brod su pokretala 4 motora.

6. maja 1937. godine brod je doživio nesreću. Morao je biti ispunjen isključivo helijumom, a u to vrijeme helijum se mogao dobiti samo u SAD-u. Pošto je to bilo vrijeme Hitlerove vladavine, Amerikanci su odlučno odbijali da prodaju gas nacistima. Vazdušni brod je bio ispunjen vodonikom. Preduzete su ekstremne mjere opreza kako bi se spriječio požar. Tokom sletanja bilo je vreme pre grmljavine, a u vazduhu je bilo jako električno polje. Vazdušni brod je letio iz Njemačke (. Frankfurt) do New Yorka, preko Atlantskog okeana. Kada su ga spustili, pojavila se iskra, zbog curenja vodonika, vazdušni brod se zapalio. Od 97 putnika, 35 je ubijeno, druga osoba je ubijena na Zemlji.

Prvi koraci aeronautike u našoj zemlji: malo istorije

O aeronautici u Rusiji saznali su za vrijeme Katarine II. Njen izaslanik u Francuskoj najavio je izum braće Montgolfier.

Senzaciju su replicirale ruske novine, a kasnije je objavljena knjiga koja objašnjava princip rada balona. Pročitao ga je Euler, član Akademije nauka u Sankt Peterburgu. Proučavao je fiziku aeronautike i dizajnirao prvi balon. Nakon jedinog leta ovog uređaja, Katarina II je svojim dekretom zabranila aeronautiku zbog opasnosti od požara. Za kršenje dekreta predviđena je novčana kazna od 20 rubalja.

Za vreme Katarine II niko nije prekršio dekret, ali kada je Aleksandar I vladao zemljom, balon je ponovo poleteo. Desilo se to u Moskvi, balonom je upravljao čovek po imenu Terzi. Aeronautiku je predstavio kao cirkusku predstavu i od toga zaradio mnogo novca.

Godine 1803. , poznati aeronaut Garneren i njegova supruga pozvani su u Rusiju. Demonstrirali su sposobnosti balona začuđenoj publici, među kojima je bio i car Aleksandar I.

Upotreba uređaja u nauci i vojnim poslovima

Garneren je napravio više od jednog demonstracijskog leta prije nego što su se naučnici zainteresirali za aeronautiku brodova. Akademija nauka poslala je jednog od svojih članova, Zaharova, na let radi posmatranja atmosfere. Akademik je sa sobom ponio mnogo mjernih instrumenata i reagensa. Zbog činjenice da balon nije bio prevelik da bi dobio nadmorsku visinu, bilo je potrebno ispustiti ne samo balast, već i mnoge uređaje, hranu, pa čak i frak.

Godine 1812. na carevom dvoru bili su sigurni da će Napoleon ipak krenuti u rat protiv Rusije. Odlučili smo koristiti avion za vojne svrhe. Počeli su radovi na izgradnji vazdušnog broda. 150 stolara i kovača stvorilo je gondolu, a krojačice su radile na stvaranju školjke. Vazdušni brod je imao kormilo za promjenu visine leta, kao i vesla za manevriranje. Gondola je imala otvor za bacanje nagaznih mina na neprijatelja. Nažalost, avion nije učestvovao u bitci.