|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
HISTORIA TECHNOLOGII, TECHNOLOGII, OBIEKTÓW WOKÓŁ NAS
Balon. Historia wynalazku i produkcji
Katalog / Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas Aerostat (w uproszczeniu i nie do końca dokładny - balon) to statek powietrzny lżejszy od powietrza, wykorzystujący do lotu siłę nośną gazu (lub ogrzanego powietrza) zamkniętego w powłoce o gęstości mniejszej niż gęstość otaczającego powietrza (wg. zgodnie z prawem Archimedesa). Nie wiadomo dokładnie, kiedy i gdzie wzniesiono pierwszy balon na ogrzane powietrze. W 1973 roku dokonano sensacyjnego odkrycia: w starożytnym kraju Inków, na terenie współczesnego Peru, znaleziono wizerunek balonu z muszlą w kształcie czworościanu z podwieszoną od dołu podwójną gondolą - na malowidła naskalne. Ponadto pokazano etapy przygotowania balonu na ogrzane powietrze do lotu, rozpalenia ognia, napełnienia płaszcza gorącym powietrzem i wykonania lotu. Wskazano nawet porównawcze wymiary muszli. Balon wykonany według tego schematu przez naszych współczesnych został uniesiony w powietrze, okazał się całkiem opłacalny, osiągając wysokość stu metrów w ciągu jednej minuty. W XIV wieku mnich Albert z Saksonii pisał, że dym z ognia jest znacznie lżejszy od powietrza i z powodu rozszerzania się powietrza pod wpływem ognia unosi się w nim. W XVI wieku angielski naukowiec Scaliger zaproponował wykonanie muszli z najcieńszego złota i wypełnienie jej gorącym powietrzem. Sto lat później ukazała się powieść Cyrano de Bergerac „Inne światło, czyli państwa i imperia księżycowe”, w której obok szeregu ciekawych projektów samolotów do podróży lotniczych opisano urządzenie przypominające balon na ogrzane powietrze. Bohater powieści, za pomocą dwóch hermetycznych, wypełnionych dymem muszli, leci niemal na sam Księżyc, gdzie uwalnia dym i używając muszli jako spadochronu, spokojnie schodzi na jego powierzchnię. W pierwszej połowie XVIII wieku, według kroniki, riazański urzędnik Kryakutny zrobił dużą kulę, „wylał ją brudnym i śmierdzącym dymem, zrobił z niej pętlę, usiadł w niej, a zły duch podniósł ją wyżej niż brzoza." A jednak zwyczajowo zaczyna się liczenie od 5 czerwca 1783 r., kiedy to we francuskim mieście Annon bracia Etienne i Joseph Montgolfier wznieśli w powietrze jedwabną kulę o pojemności 600 metrów sześciennych. Skorupę kuli pokryto od wewnątrz papierem, a na jej dolnym otworze zamocowano kratę z pnączy, którą zainstalowano na rusztowaniach. Pod sceną rozpalono ogień, a gorące powietrze z dymem uniosło piłkę na wysokość dwóch kilometrów. Dlatego też powstała nazwa balon na ogrzane powietrze, w przeciwieństwie do charliera, od nazwiska profesora Charlesa, który 27 sierpnia 1783 roku wystrzelił balon wypełniony wodorem.
Pierwszy lot człowieka miał miejsce 21 listopada 1783 roku. Ogromny balon o wysokości 21 metrów z dwoma śmiałkami na pokładzie płynnie uniósł się z ziemi. Obaj aeronauci pilnie utrzymywali ogień w koszu. Lot trwał 45 minut i zakończył się płynnym zejściem poza miasto w odległości dziewięciu kilometrów od miejsca startu. Nawiasem mówiąc, warto zauważyć, że Joseph Montgolfier tylko raz wstał na kuli swojego projektu, a jego brat Etienne nigdy!
Dziesięć dni po wzniesieniu się pierwszych ludzi balonem na ogrzane powietrze profesor Charles napełnił wodorem skorupę o średnicy ośmiu metrów i wraz ze swoim asystentem Robertem wszedł do zawieszonej pod kulą gondoli. Lot trwał 2 godziny 5 minut i przebiegał na wysokości około 400 metrów. Po wylądowaniu Charles postanowił kontynuować lot sam. Po wylądowaniu Robert wspiął się na wysokość 2 kilometrów i pół godziny później, wypuszczając trochę wodoru, wykonał miękkie lądowanie. Ale… opuszczając gondolę, Karol przyrzekł „nigdy więcej nie narażać się na niebezpieczeństwa takiej podróży”. Do ostatniego dnia życia Karol spierał się z Montgolfierem o chwałę wynalezienia balonu – w końcu balon z podgrzewanym powietrzem został wynaleziony na długo przed Montgolfierem. Charles wynalazł sieć lin, która otacza piłkę i przenosi na nią obciążenia, wynalazł zawór, kotwicę powietrzną i jako pierwszy użył piasku jako balastu, zaprojektował barometr do pomiaru wysokości. W porównaniu z balonem na ogrzane powietrze Charlier był bardziej zaawansowaną konstrukcją. Ale charliery miały też dużą wadę – aby je napełnić, trzeba mieć zapas gazu lżejszego od powietrza (wodór lub hel) na miejscu startu, w pojemniku materiałochłonnym, a po zakończeniu lotu, gaz ten musi zostać uwolniony do atmosfery. Zwiększyło to koszty eksploatacji balonów wypełnionych wodorem lub helem. Balony na ogrzane powietrze i charliery miały przed sobą długą drogę do naszych czasów, nic szczególnie niezwykłego, naznaczone krótkoterminowymi wzlotami i upadkami aż do drugiej połowy XX wieku. Pojawienie się nowych materiałów żaroodpornych na obudowy, wydajnych palników tchnęło w nie drugie życie.
Wkrótce po drugich narodzinach balonów pojawiły się projekty łączone, łączące zalety obu tradycyjnych. Pocisk został podzielony na dwie części. Górny wypełniony jest lekkim i niepalnym helem, a dolny gorącym powietrzem. Ogrzewając go w czasie lotu propanem, etanem lub naftą, spalanym w specjalnych palnikach, aeronauci regulują wysokość lotu. Ten typ balonu jest czasem nazywany Rosiers - na cześć jednego z pierwszych baloniarzy, Jean-Francois Pilatre de Rozier, który zmarł w 1785 roku, kiedy jego balon wypełniony mieszaniną gorącego powietrza i wodoru zapalił się w locie. Wybór paliwa do ogrzewania powietrza w powłoce jest decydującym czynnikiem w osiągach balonów na ogrzane powietrze. Przecież im większa kaloryczność kilograma paliwa, im mniej paliwa potrzeba na lot, tym lepsze będą parametry osiągów balonu na ogrzane powietrze: będzie mógł dłużej pozostać w powietrzu, latać na większą odległość lub wznieść się na większą wysokość. Nasi poprzednicy najpierw wykorzystywali do ogrzania powietrza wszystko, co mogło się spalić - gałęzie drzew, słomę, węgiel itp. Później przeszli na ropę, gazy palne, węgiel drzewny. Wybrano paliwo, które szybko i sprawnie ogrzeje powietrze w balonie na ogrzane powietrze, będzie tanie i przystępne cenowo. W rezultacie zdecydowaliśmy się na mieszankę propanu i butanu w równych proporcjach. To prawda, że jest nieco gorszy niż czysty propan, ponieważ ma mniejszą lotność, a palniki muszą być wyposażone w dodatkowe urządzenia, aby zwiększyć lotność. "Pomimo tego", pisze YS Bojko w swojej książce, "ogromna większość nowoczesnych balonów na ogrzane powietrze jest napędzana propan-butanem. Jest to szeroko rozpowszechnione w życiu codziennym, tanie, a technologia jego przechowywania i transportu jest dobrze rozwinięta. łatwopalny i gaszący, niewielka ilość stałych produktów spalania i nietoksyczność. Nie do poznania zmieniły się również palniki. Teraz są to urządzenia nasycone mechanizmami regulującymi i sterującymi, które automatycznie utrzymują wymaganą temperaturę gorącego powietrza w płaszczu. Butle gazowe są zwykle wykonane ze stopów aluminium. Ciekły propan w nich znajduje się pod ciśnieniem 10-20 atmosfer, a nad ciekłym propanem znajduje się gazowy propan, który wchodzi do knota, który pali się od początku lotu do jego końca. Siła spalania knota regulowana jest przez regulator. Zadaniem knota jest zapalenie głównego palnika podczas lotu. Po podgrzaniu do wymaganej temperatury powietrza w płaszczu główny palnik jest wyłączany w celu zaoszczędzenia gazu. Gdy pilot zauważy na wariometrze początek opadania balonu na ogrzane powietrze, który jest spowodowany ochłodzeniem powietrza w powłoce, główny palnik zostaje ponownie włączony, powietrze jest podgrzewane i balon wznosi się. Moc palnika nowoczesnych balonów na ogrzane powietrze wynosi 1,8-4,6 MW. Jednak powietrze w powłoce można ogrzać, nie tylko poprzez spalanie paliwa na pokładzie balonu. Jest jeszcze jedno źródło ciepła – słońce. A jeśli powłoka jest pomalowana na czarno, będzie akumulować energię słoneczną. Zgodnie z tą zasadą w 1973 roku w Stanach Zjednoczonych zbudowano balon na ogrzane powietrze Solar Firefly, który latał wykorzystując jedynie energię światła słonecznego. We Francji wiele balonów na ogrzane powietrze zostało opracowanych z wykorzystaniem promieniowania podczerwonego pochodzącego ze słońca. Dostali nazwę MIR. Ich główna różnica polega na tym, że powietrze w muszli jest ogrzewane nie tylko promieniowaniem atmosferycznym z zakresu podczerwieni, ale także ziemią. Powłoka MIR jest podzielona na dwie części. Górna część praktycznie nie emituje promieniowania podczerwonego dzięki specjalnej powłoce zewnętrznej powierzchni skorupy, na przykład aluminizowanym mylarem, dzięki czemu gromadzi się pod nią ciepło. Dolna część wykonana z przezroczystej folii polietylenowej z otworem na dole. Kiedy taki aerostat leci nad obszarem ziemi, gdzie przepływ ciepła jest skierowany w górę, skorupa nagrzewa się i pojawia się dodatkowa aerostatyczna siła unosząca. W ciągu dnia balon unosi się, w nocy opada, ale nie na ziemię, ale na pewną wysokość, gdzie promieniowanie ziemi jest wystarczające do utrzymania podwyższonej temperatury powietrza w powłoce. Oczywiście wysokość lotu balonu będzie zależeć od wielu czynników: szerokości geograficznej obszaru i pór roku, przejrzystości nieba i pory dnia itp. W stratosferze aerostatyczne uniesienie się od upału Słońca i Ziemi jest zawsze dodatni, to znaczy balon może latać po całej powierzchni Ziemi w dzień iw nocy. Wysokość lotu w dzień iw nocy pozwala na zmianę zaworu powietrza znajdującego się w górnej części skorupy i sterowanego małym silnikiem zasilanym z pokładowego źródła zasilania. Gdy zawór jest otwarty, ciepłe powietrze w płaszczu jest zastępowane zimnym powietrzem wchodzącym przez dolny otwór, którego średnica jest większa niż średnica zaworu. Ponadto objętość skorupy pozostaje stała. Wielodniowe loty balonami na ogrzane powietrze pobudziły ducha rywalizacji wśród aeronautów. Wielu entuzjastów aeronautyki marzyło o lataniu wokół Ziemi. Początkowo podejmowano próby przelotu nad jakimkolwiek oceanem. Najodpowiedniejszy okazał się Atlantyk, którego północna część usiana jest licznymi szlakami powietrznymi i morskimi. Ułatwiło to monitorowanie lotu i poszukiwanie śmiałków, którzy odważyli się przelecieć nad Atlantykiem. 14 września 1984 r. 58-letni Amerykanin D. Kittinger, były wojskowy pilot doświadczalny, wystartował z miasta Caribou w stanie Maine i dzięki silnemu wiatrowi w plecy wylądował u wybrzeży Francji w około 70 godzin. . Trasa jego lotu przebiegała przez Nową Fundlandię, następnie na południe od Grenlandii i przed Irlandią skręciła ostro na południowy wschód. To sprawiło, że wybór miejsca lądowania był nieco trudny, ponieważ w Europie aeronauta okazał się znajdować znacznie na południe od miejsc, w których planowano lądowanie. Lecąc wzdłuż północnych ostróg Pirenejów i śródziemnomorskiego wybrzeża Francji, wylądował w zalesionym obszarze w pobliżu włoskiego miasta Savona. Finisz był trudny, aeronauta został wyrzucony z gondoli z wysokości trzech metrów, złamał nogę i od razu trafił do szpitala. W 1998 roku Steve Fossett ustanowił rekord lotu. Poleciał w sylwestrową noc, zawieszając całą gondolę butlami z propanem, aby dłużej ogrzewać powietrze w muszli. Jednak w locie przydarzyły mu się kłopoty - komputerowy system ogrzewania kabiny zawiódł i zaczął zamarzać. Musiałem zejść w cieplejsze warstwy atmosfery. Na wysokości 914 metrów balonista przekroczył granicę rosyjską w regionie Anapa. Po pewnym czasie otrzymał sygnał o awaryjnym zejściu - sprzęt w końcu zawiódł i został zmuszony do lądowania w pobliżu farmy Grechanaya Balka na Terytorium Krasnodarskim. Rekordzistą w 1998 roku była międzynarodowa załoga, w skład której wchodzili Szwajcar Bertrand Picard, Belg Bim Verstraeten i Anglik Andy Elson. Startując z Europy w przestworza bez większego zamieszania na piłce „Bratling Orbiter-2”, przelecieli ponad dwadzieścia tysięcy kilometrów. Jednak wpadli w niesprzyjające warunki pogodowe i zostali zmuszeni do lądowania w Birmie. Podniecenie rosło. W 1999 roku ekipy z różnych krajów startowały jedna po drugiej i najczęściej kończyły się niepowodzeniem. Główna walka wybuchła między Europejczykami. Brytyjczycy Andy Elson i Colin Prescott, wystartowali z Hiszpanii 17 lutego 1999 roku, spędzili w powietrzu ponad dwanaście dni, bijąc rekord świata pod względem długości i zasięgu lotu, ale i tak zostali zmuszeni do lądowania - zabrakło im paliwa. Za rekordzistami kolejny balon na ogrzane powietrze wystartował 1 marca w niedzielę rano ze szwajcarskiego miasta Chateau d'Eu w tym samym celu - wykonać lot dookoła naszej planety bez przesiadek. Jego dowódcą był wnuk słynnego szwajcarskiego naukowca i podróżnika Auguste Picarda - Bertranda. Nie mógł wystartować na czas, czyli w sylwestra, z dwóch powodów: niesprzyjającej pogody oraz braku zezwolenia Pekinu na przelot nad chińską przestrzenią powietrzną. Przedziały Orbitera 3 nie były wypełnione helem, ale propanem, więc okazał się większy i cięższy niż balon Elsona i Prescotta. Jego wysokość wynosiła 55 metrów, a ważyła 9 ton. Ale był w stanie zabrać duże zapasy paliwa, co w końcu się opłaciło. „Picard i jego partner, brytyjski pilot Brian Jones, mieli nadzieję, że okrążą Ziemię w ciągu 16 dni”, pisze S. Nikolaev w czasopiśmie Tekhnika-Youth, „posiadając pozwolenie na przelot nad południową częścią Chin jako zaletę. wyprawa nie była prosta „Musieliśmy zacząć od silnego wiatru gruntowego, nie czekając na dobrą pogodę, bo Picard bał się przegapić sprzyjające prądy stratosferyczne. Zaraz po starcie przewieziono je do Hiszpanii. Udało im się jednak lekko wyprostuj kierunek lotu, przedostań się nad Mauretanię w sprzyjający prąd powietrzny, który wysłał ich w kierunku Indii, Chin i przez Ocean Spokojny do Kalifornii… Kilka razy piłka zamarzła i zaczęła gwałtownie tracić wysokość. Zdarzały się również awarie w systemach dostarczania tlenu i kontroli piłek ... Dopiero gdy balon „Orbiter-3” osiemnastego dnia minął kontynent amerykański i wylądował nad Atlantykiem, baloniarze zaczęli poważnie liczyć na pomyślny wynik wyprawy. Nadzieja dała im siłę, która do tego czasu już się kończyła. Aeronauci zgłosili do punktu kontrolnego, że jeden z ich grzejników jest niesprawny, a temperatura na pokładzie nie przekracza ośmiu stopni Celsjusza. Obaj mają ciężkie przeziębienia. Bertrand Piccard, z zawodu psychiatra, był nawet zmuszony uciekać się do hipnozy, aby odzyskać siły.
21 marca około dziesiątej rano niesamowicie zmęczeni aeronauci, po przebyciu ponad czterdziestu tysięcy kilometrów, mogli opuścić swoją ciasną kabinę. „Orzeł wylądował”, przekazali przez radio do Szwajcarii, lądując w pobliżu wioski Mut, położonej 800 kilometrów na południowy zachód od Kairu. Więc rekord jest ustanowiony. O czym powinni teraz marzyć współcześni aeronauci? O lataniu nad obydwoma biegunami? Lub organizuj wyścigi balonowe na całym świecie - kto szybciej podróżuje po świecie? Prawdopodobnie bardziej sensowne jest pójście w drugą stronę. Specjaliści NASA zbudowali gigantyczny balon w kształcie dyni do badań astronomicznych. Jego średnica wynosi około 128 metrów, a wysokość 78. Jedna z prób wiosną 2001 roku zakończyła się niepowodzeniem. Kula zatonęła z powodu wycieku, unosząc się na wysokość 20 kilometrów. Zakłada się, że taki gigant będzie unosił się na wysokości 35 kilometrów z 1350 kilogramami sprzętu naukowego i pozostawał w powietrzu nawet przez sto dni. I w tym czasie, przy sprzyjających wiatrach, okrąży naszą planetę pięć razy. W takim przypadku cała kontrola będzie odbywać się drogą radiową i za pomocą autopilota. Przewiduje się wykorzystanie paneli słonecznych do zasilania systemów pokładowych. Wystrzelenie balonu będzie kosztować co najmniej trzy razy mniej niż wystrzelenie satelity, a spadochronowego sprzętu można użyć kilka razy. Inny oryginalny projekt zaproponowali amerykańscy studenci projektowania Eric Reuter i David Goodwin: 180-metrowy sterowiec unosiłby się na niebie jak kliper. Dolna część jego pionowej konstrukcji posłuży jako stępka stabilizująca, a wypełnione helem pontony - środkowy i dwa boczne - będą działać jako żagle. Olbrzymi balon może służyć jako baza naukowa lub samolot turystyczny. Autor: Musskiy S.A.
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Głośnik komputerowy Soundbar Redmi ▪ Lit do leczenia zaburzeń psychicznych ▪ Proces Bizen jest lepszy niż CMOS ▪ Sztuczna inteligencja stworzyła nowy materiał
▪ sekcja witryny Podstawy pierwszej pomocy (OPMP). Wybór artykułu ▪ artykuł Dom zbudowany na piasku. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Dlaczego ludzkie łzy mogą mieć inny skład chemiczny? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Traumatyczna amputacja. Opieka zdrowotna ▪ artykuł Wspólne mydła toaletowe. Proste przepisy i porady ▪ artykuł Znikająca miska wypełniona wodą. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony