Sõnad "lennundus" ja "lennundus" kuni 20. aastateni. 20. sajandil olid sünonüümid. Kõik muutus eelmise sajandi alguses. Aeronautikat hakati nimetama liikumiseks õhust kergemate seadmete abil ja lennundust - lennukitel lendamiseks. Ehk siis õhust raskemad laevad. Artiklis käsitleme üksikasjalikult aeronautika ajalugu, protsessi füüsikat.
Miks õhupall õhku tõuseb
Meenuta, millistel tingimustel vedelikku sukeldatud keha hõljub. Kui selle tihedus on väiksem kui vedeliku tihedus. Sama kehtib gaasi, eriti õhu kohta. Õhupall (aerostaat) tõuseb õhku, kui selle kesta sees on kergem (võrreldes õhuga) gaas. Õhupall "hõljub" ka üles, kuigi seda takistab kestale mõjuv gravitatsioonijõud.
Loetleme pallile mõjuvad jõud. Esiteks on see kesta gravitatsioon. Teine on gaasi gravitatsioon. Palli sees oleval gaasil on ka mass, mis tähendab, et seda mõjutab ka gravitatsioon. Oletame, et need kaks jõudu koos ei olesuudab ületada Archimedese jõudu, mis mõjub õhust lähtuvale gaasile. Kui jah, siis saab õhupall õhku tõusta ja koorma üles tõsta.
Lift
Mõtleme aeronautika füüsika põhisätteid. Kui seome õhupalli maa külge, tõmbab see üles, tõmmates köit jõuga, mida nimetatakse tõstmiseks. Selle arvutamiseks peate Archimedese jõust lahutama gaasi massi koos kestaga. Kaal on kesta raskusjõu ja gaasi raskusjõu summa. Archimedese jõud võrdub õhu tiheduse, vaba langemise kiirenduse ja kuuli ruumala korrutisega.
Tõstejõud on seda suurem, mida kergem on kest. See on seda suurem, seda suurem on kuuli maht ja seda suurem on erinevus õhu ja gaasi tiheduse vahel. Seega, kui soovite saada maksimaalset tõstejõudu, tuleb õhupall täita kõige kergema gaasiga. See on vesinik. Siiski on üks probleem: see on väga tuleohtlik, eriti hapnikuga segatuna. Seetõttu täidetakse õhupallid enamasti heeliumiga.
Õhupall
Õhupall on seade, mis on täidetud kerge gaasiga. Fotol on kuumaõhupall, mida kasutatakse ilma uurimiseks. See on nn balloon-sond. See on täidetud heeliumiga, alt riputatakse raadiosaatja, mis edastab teavet temperatuuri, rõhu, õhuniiskuse kohta erinevatel kõrgustel. Õhupalle kasutatakse meteoroloogias.
Võimalik on luua nii suhteliselt ohutuid kui ka väga odavaid lennusõidukeid, mis ei vaja vesinikku ega heeliumi. Nende gaaside asemel on kest täidetud tavalise õhuga, kuid kuumem. Sellise õhupalli leiutasid prantslased, vennad Montgolfierid. See üritus oli suurepärane! Joonisel on esimene kuumaõhupall. Alt süüdati tuli, kuum õhk täitis kesta ja pall lendas ülespoole. Teatud kõrgusel ta tõusu lõpetas. Tõusu jätkamiseks lasti aparaadilt ballasti alla. Kui oli vaja alla minna, alandasid nad tule.
Stratostat
Väga suurtel kõrgustel õhutihedus väheneb. Järelikult väheneb ka tõstejõud. Kuidas seda suurendada? Helitugevust on vaja suurendada, nii et need õhusõidukid, mis tõusevad väga kõrgele stratosfääri, on tohutud. Selliseid laevu nimetatakse stratostaatideks.
Hiljuti püstitas üks ekstreemsportlane rekordi: ta ronis stratosfääri õhupallil 39 km kõrgusele ja ületas vabalangemisel helikiiruse. See on Felix Baumgartner. Fotol on stratostaat, mida ta kasutas. Selle mõõtmed on umbes 100 m, mis on vastavuses vabadussamba kõrgusega. Lennuk on täidetud 85 tuh m33 heeliumiga, all on rippuv nn gondel, kus reisija asub.
Õhulaev
Mõelge aeronautika füüsikale. Õhupall ja stratosfääri õhupall liiguvad seal, kus puhub tuul. Kogenud aeronaudid teavad, et tuul on erinevatel kõrgustel erinev. Seega reguleerivad nad õhupalli kõrgust nii, et tuul puhuks sinna, kuhu tahavad. Kui teil on vaja sõita punktist A punkti Bolenemata tuulest tuleks aparaadile kohandada spetsiaalne propeller, nagu lennukis, mis aitab õiges suunas liikuda. Sellist seadet nimetatakse õhulaevaks. Reeglina on need väga suured süsteemid. Seade on täidetud heeliumiga, alla on kinnitatud gondel ja selle põhja all on propeller. Kaableid, mis rippuvad õhulaeva põhjas, kasutatakse selle kinnitamiseks maa külge.
Ühe maailma kuulsamaid õhulaevu ehitasid sakslased 30ndate alguses. XX sajandil nimetati seda "Gendenburgiks". Selle aparaadi saatus sarnaneb mõnevõrra Titanicu saatusega. Ta oli ebatavaliselt mugav laev. Selle pikkus oli umbes veerand kilomeetrit. Pardale paigutati umbes 100 inimest. Õhulaeval oli 4 mootorit.
6. mail 1937 sai laev õnnetuse. See tuli täita eranditult heeliumiga ja sel ajal oli heelium saadaval ainult USA-s. Kuna see oli Hitleri valitsemisaeg, keeldusid ameeriklased kindl alt natsidele gaasi müümast. Õhulaev oli täidetud vesinikuga. Tulekahju vältimiseks võeti kasutusele erakorralised ettevaatusabinõud. Maandumisel oli ilm tormieelne, õhus oli tugev elektriväli. Õhulaev sooritas lennu Saksama alt (Frankfurtist) New Yorki, üle Atlandi ookeani. Tema istutamisel tekkis säde, vesiniku lekke tõttu süttis õhulaev põlema. 97 reisijast 35 hukkus ja veel üks inimene hukkus maapinnal.
Lennunduse esimesed sammud meie riigis: natuke ajalugu
Lennundusest Venemaalõppis Katariina II ajal. Tema saadik Prantsusmaal teatas vendade Montgolfieride leiutamisest.
Sensatsiooni kordasid Vene ajalehed ja hiljem ilmus raamat, mis selgitas õhupalli põhimõtet. Seda luges Peterburi Teaduste Akadeemia liige Euler. Ta õppis aeronautika füüsikat ja konstrueeris esimese õhupalli. Pärast selle aparaadi ainsat lendu keelas Katariina II oma dekreediga tuleohu tõttu lennunduse. Määruse rikkumise eest määrati rahatrahv 20 rubla.
Katariina II ajal ei rikkunud keegi määrust, kuid kui Aleksander I riiki valitses, lendas õhupall uuesti. See juhtus Moskvas, õhupalli juhtis mees nimega Terzi. Ta propageeris õhupallisõitu nagu tsirkust ja teenis sellega palju raha.
1803. aastal kutsuti kuulus aeronaut Garnerin ja tema naine Venemaale. Nad demonstreerisid üllatunud publikule, kelle hulgas oli ka keiser Aleksander I, õhupalli võimeid.
Aparaadi kasutamine teaduses ja sõjalistes küsimustes
Garnerin tegi rohkem kui ühe näidislennu, enne kui teadlased hakkasid lennunduse vastu huvi tundma. Teaduste Akadeemia saatis ühe oma liikme Zahharovi lennule atmosfäärivaatlusi tegema. Akadeemik võttis pardale kaasa hulgaliselt mõõteriistu ja reaktiive. Kuna õhupall ei olnud liiga suur, tuli kõrguse tõusmiseks maha visata mitte ainult ballasti, vaid ka palju seadmeid, toiduaineid jaisegi frakk.
Aastal 1812 olid nad keisri õukonnas kindlad, et Napoleon läheb sellest hoolimata Venemaa vastu sõtta. Otsustasime lennukit kasutada sõjalistel eesmärkidel. Tööd alustati õhulaeva ehitamisega. Gondli lõid 150 puuseppa ja seppa, kesta kallal töötasid õmblejad. Õhulaeval oli tüür lennukõrguse muutmiseks, samuti aerud manööverdamiseks. Gondlil oli luuk maamiinide vaenlase peale visamiseks. Kahjuks ei näinud lennuk kunagi tegevust.
