Kata "aviasi" dan "aeronautika" sampai tahun 20-an. abad ke-20 adalah sinonim. Semuanya berubah pada awal abad terakhir. Aeronautika mulai disebut gerakan dengan bantuan perangkat yang lebih ringan dari udara, dan penerbangan - terbang di pesawat terbang. Artinya, kapal yang lebih berat dari udara. Dalam artikel ini kami akan mempertimbangkan secara rinci sejarah aeronautika, fisika prosesnya.
Mengapa balon lepas
Ingat dalam kondisi apa benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan mengapung. Jika massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis zat cair. Hal yang sama berlaku untuk gas, khususnya udara. Balon (aerostat) akan lepas landas jika ada gas yang lebih ringan (dibandingkan dengan udara) di dalam cangkangnya. Balon juga "mengambang" ke atas, meskipun terhalang oleh gaya gravitasi yang bekerja pada cangkang.
Mari kita buat daftar gaya-gaya yang bekerja pada bola. Pertama, itu adalah gravitasi cangkang. Yang kedua adalah gravitasi gas. Gas di dalam bola juga memiliki massa, yang berarti juga dipengaruhi oleh gravitasi. Mari kita asumsikan bahwa kedua kekuatan ini bersama-sama tidak dalammampu mengatasi gaya Archimedean, yang bekerja pada gas dari udara. Jika demikian, maka balon dapat lepas landas dan mengangkat beban.
Angkat
Mari kita perhatikan ketentuan utama fisika aeronautika. Jika kita mengikat balon ke tanah, balon itu akan menarik ke atas, menarik tali dengan gaya yang disebut gaya angkat. Untuk menghitungnya, Anda perlu mengurangi berat gas beserta cangkangnya dari gaya Archimedes. Berat adalah jumlah gravitasi cangkang dan gravitasi gas. Gaya Archimedes sama dengan produk kerapatan udara, percepatan jatuh bebas, dan volume bola.
Gaya angkat semakin besar, semakin ringan cangkangnya. Semakin besar, semakin besar volume bola dan semakin besar perbedaan antara kerapatan udara dan kerapatan gas. Jadi, jika ingin mendapatkan daya angkat yang maksimal, balon harus diisi dengan gas yang paling ringan. Ini adalah hidrogen. Namun, ada satu masalah: sangat mudah terbakar, terutama bila dicampur dengan oksigen. Oleh karena itu, paling sering balon dipompa dengan helium.
Balon
Balon adalah alat yang diisi dengan gas ringan. Foto tersebut menunjukkan balon udara panas yang digunakan untuk mempelajari cuaca. Ini adalah apa yang disebut probe balon. Itu diisi dengan helium, pemancar radio ditangguhkan dari bawah, mentransmisikan informasi tentang suhu, tekanan, kelembaban udara pada ketinggian yang berbeda. Balon digunakan dalam meteorologi.
Adalah mungkin untuk membuat kendaraan aeronautika yang relatif aman dan sangat murah, tidak membutuhkan hidrogen atau helium. Alih-alih gas-gas ini, cangkangnya diisi dengan udara biasa, tetapi lebih panas. Balon seperti itu ditemukan oleh orang Prancis, Montgolfier bersaudara. Acara ini sangat bagus! Gambar tersebut menunjukkan balon udara panas pertama. Api dinyalakan dari bawah, udara panas memenuhi cangkang, dan bola melambung ke atas. Pada ketinggian tertentu, dia berhenti naik. Untuk melanjutkan pendakian, pemberat dijatuhkan dari peralatan. Jika perlu turun, mereka menurunkan api.
Stratostat
Pada ketinggian yang sangat tinggi, kerapatan udara berkurang. Akibatnya, gaya angkat juga berkurang. Bagaimana itu bisa meningkat? Perlu untuk meningkatkan volume, sehingga kendaraan aeronautika yang naik sangat tinggi ke stratosfer sangat besar. Kapal seperti itu disebut stratostat.
Baru-baru ini, seorang atlet ekstrem memecahkan rekor: dia memanjat balon stratosfer hingga ketinggian 39 km dan saat jatuh bebas melebihi kecepatan suara. Ini Felix Baumgartner. Foto menunjukkan stratostat yang dia gunakan. Dimensinya sekitar 100 m yang sepadan dengan tinggi Patung Liberty. Pesawat diisi dengan 85 ribu m33 helium, yang disebut gondola tergantung di bawah, di mana penumpang berada.
Pesawat
Pertimbangkan fisika aeronautika. Balon dan balon stratosfer bergerak mengikuti arah angin bertiup. Penerbang berpengalaman tahu bahwa angin berbeda pada ketinggian yang berbeda. Jadi mereka mengatur ketinggian balon agar angin bertiup ke tempat yang mereka inginkan. Jika Anda perlu berlayar dari titik A ke titik Bterlepas dari anginnya, maka baling-baling khusus harus disesuaikan dengan peralatan, seperti di pesawat terbang, yang akan membantu bergerak ke arah yang benar. Perangkat semacam itu disebut kapal udara. Sebagai aturan, ini adalah sistem yang sangat besar. Perangkat diisi dengan helium, gondola terpasang di bawah, dan baling-baling terletak di bawahnya. Kabel yang menggantung dari bagian bawah pesawat digunakan untuk mengamankannya ke tanah.
Salah satu kapal udara paling terkenal di dunia dibangun oleh Jerman pada awal 30-an. Abad XX, itu disebut "Gendenburg". Nasib alat ini agak mirip dengan nasib Titanic. Dia adalah kapal yang luar biasa nyaman. Panjangnya sekitar seperempat kilometer. Sekitar 100 orang ditempatkan di kapal. Pesawat ini didukung oleh 4 mesin.
6 Mei 1937, kapal mengalami kecelakaan. Itu harus diisi secara eksklusif dengan helium, dan pada saat itu helium hanya tersedia di Amerika Serikat. Karena ini adalah masa pemerintahan Hitler, Amerika dengan tegas menolak untuk menjual gas kepada Nazi. Pesawat itu diisi dengan hidrogen. Tindakan pencegahan luar biasa diambil untuk menghindari kebakaran. Selama pendaratan, cuaca pra-badai, dan ada medan listrik yang kuat di udara. Airship melakukan penerbangan dari Jerman (Frankfurt) ke New York, melintasi Samudra Atlantik. Ketika dia ditanam, percikan muncul, karena kebocoran hidrogen, pesawat itu terbakar. Dari 97 penumpang, 35 meninggal, dan satu orang lagi tewas di darat.
Langkah pertama aeronautika di negara kita: sedikit sejarah
Tentang aeronautika di Rusiadipelajari pada zaman Catherine II. Utusannya di Prancis mengumumkan penemuan saudara-saudara Montgolfier.
Sensasi itu ditiru oleh surat kabar Rusia, dan kemudian sebuah buku diterbitkan yang menjelaskan prinsip balon. Itu dibacakan oleh Euler, anggota Akademi Ilmu Pengetahuan di St. Petersburg. Dia mempelajari fisika aeronautika dan merancang balon pertama. Setelah satu-satunya penerbangan peralatan ini, Catherine II, dengan dekritnya, melarang aeronautika karena risiko kebakaran. Untuk pelanggaran dekrit, denda 20 rubel diberikan.
Di bawah Catherine II, tidak ada yang melanggar dekrit, tetapi ketika Alexander I memerintah negara, balon terbang lagi. Ini terjadi di Moskow, balon itu dikendalikan oleh seorang pria bernama Terzi. Dia mempromosikan balon seperti sirkus dan menghasilkan banyak uang darinya.
Pada tahun 1803, aeronaut Garnerin yang terkenal dan istrinya diundang ke Rusia. Mereka mendemonstrasikan kemampuan balon kepada penonton yang tercengang, di antaranya adalah Kaisar Alexander I.
Penggunaan aparatur dalam ilmu pengetahuan dan militer
Garnerin melakukan lebih dari satu penerbangan demonstrasi sebelum para ilmuwan menjadi tertarik pada aeronautika. Akademi Ilmu Pengetahuan mengirim salah satu anggotanya, Zakharov, dalam penerbangan untuk melakukan pengamatan atmosfer. Akademisi itu membawa serta banyak alat ukur dan reagen. Karena kenyataan bahwa balon itu tidak terlalu besar, untuk menambah tinggi, perlu untuk menjatuhkan tidak hanya pemberat, tetapi juga banyak peralatan, makanan danbahkan jas berekor.
Pada tahun 1812, di istana kaisar, mereka yakin bahwa Napoleon akan tetap berperang melawan Rusia. Kami memutuskan untuk menggunakan pesawat untuk tujuan militer. Pekerjaan dimulai pada pembangunan kapal udara. 150 tukang kayu dan pandai besi menciptakan gondola, sementara penjahit mengerjakan cangkangnya. Airship memiliki kemudi untuk mengubah ketinggian penerbangan, serta dayung untuk manuver. Gondola memiliki lubang untuk menjatuhkan ranjau darat ke musuh. Sayangnya, pesawat tidak pernah melihat aksi.
