Как управлять воздушным шаром? Сложности управления полетом. Тренировка управления аэростатом Успех и трагедия цеппелинов

На воздушном шаре нет ни моторов, ни привычного нам руля. Из всего технологического арсенала — только горелки, мешки с песком и специальный клапан в верхней части купола для травления воздуха. Как же управлять этим летательным аппаратом?

Из истории воздухоплавания

Однако родиной воздухоплавания считается французский городок Аннонэ, где 5 июня 1783 года братья Этьен и Жозеф Монгольфье подняли в небо созданный ими шарообразный аэростат, наполненный нагретым воздухом.

Полет летательного аппарата весом около 155 кг и диаметром 3,5 метров длился всего 10 минут. За это время он преодолел около километра на 300-метровой высоте, что стало выдающимся событием для своего времени. Позже, воздушные шары в честь создателей стали называть монгольфьерами.

Воздушный шар братьев Монгольфье состоял из льняной оболочки, обклеенной бумагой. Чтобы ее наполнить горячим воздухом был разведен костер из мелко нарубленной соломы. А 3 месяца спустя, в конструкцию летательного аппарата было внесено дополнение в виде специальной корзины для пассажиров.

Современные воздушные шары несомненно более совершенны, но сделаны практически по той же схеме. Для изготовления сферической оболочки шара используется специальный тонкий и прочный полиэфирный материал. Изменилась система нагрева воздуха. Функцию костра выполняет регулируемая пропановая газовая горелка, установленная в корзине прямо под куполом.

Несмотря на большую зависимость от ветра, современные воздушные шары управляемы. Высота полета регулируется выпускным отверстием в верхней части купола с помощью разрывного шнура. Для изменения курса предусмотрен боковой клапан. Существуют и более сложные конструкции, где внутри основного купола может размещаться еще один, заполненный гелием.

Как управлять воздушным шаром с корзиной

Управление воздушным шаром – занятие, требующее серьезной подготовки и немалых финансовых затрат. Достаточно сказать, что курс обучения пилота аэростата стоит сегодня около 200 тыс. рублей. Цена самого аэростата (в зависимости от модели) соизмерима с ценой легкового автомобиля.

Подготовка

Полету предшествует тщательная подготовка. Прежде всего необходимо изучить метеоусловия – облачность, видимость и скорость ветра. В соответствии с полученными данными планируется маршрут полета. Ввиду непредвиденных изменений метеоусловий выбирается именно такой маршрут, где на пути есть достаточно мест для безопасных посадок.

Взлет

Чтобы воздушный шар взлетел, необходимы усилия всего экипажа. Оптимальный вариант места для старта – ровная площадка 50 х 50 метров в открытом поле, где рядом нет никаких посторонних объектов – столбов, деревьев, ЛЭП.

Затем начинается сборка шара: к корзине крепятся горелки, которые соединяются специальными шлангами с газовыми баллонами. После пробного запуска горелки экипаж приступает к растягиванию купола (обязательно по направлению ветра). Далее растянутый купол специальными карабинами пристегивается к корзине.

Следующий этап – заполнение купола холодным воздухом с помощью вентилятора, после чего запускается горелка для нагрева воздуха. Разогретый воздух поднимает купол с земли, и экипаж (с пассажирами) занимает свои места. Чтобы шар не улетел, его предварительно привязывают к автомобилю.

Полет

Несмотря на отсутствие мотора и крыльев, воздушный шар управляем, что требует определенных навыков. Основные средства управления – горелки и выпускной клапан. Для набора высоты горелка включается и воздух дополнительно нагревается, а для снижения – клапан приоткрывается. Горизонтальный полет происходит за счет попутного ветра. Именно здесь проявляется мастерство пилота. Так, чтобы лететь быстрее, он может увеличить высоту полета, где скорость ветра сильнее.

Спуск

Место посадки выбирается заранее. Оно должно быть большим и безопасным. Идеальный вариант – футбольное поле рядом с автомобильной дорогой. О месте посадки экипаж по радио сообщает на землю. Далее пилот выпускает воздух из купола при помощи клапана. Шар плавно опускается на землю.

Летать и прыгать с парашютом можно всегда.

Про весну и лето всем и так все понятно: максимальное количество летных дней, хорошая погода.

Если на улице золотая оcень, то несмотря на облачность и частые дожди мы продолжаем летать и прыгать с парашютом. Поверьте, очень красиво.

А как выпадет снег, то многие будут спрашивать: «не холодно ли зимой летать?» Отвечаем вопросом на вопрос: «а кататься на лыжах зимой не холодно?» Может лучше летом покататься? Зимние полеты есть и будут. Приезжайте. А пока .

20 мин. на Як-52 за 6500 р.

Красивую коробку с сертификатом привезем,
- высший пилотаж покажем,
- «порулить» самолетом дадим ,
- возможна видеосъемка в полете.

За что нас любят клиенты

Мы продаем только небо, и делаем это хорошо. Мы летаем сами. Мы хотим дать Вам возможность летать и дарить полеты. Наша цель - безопасные полеты для всех желающих!

У нас адекватная доставка и собственная курьерская служба. Возможна доставка в день заказа, возможна доставка в нерабочее время. Наши курьеры приезжают точно в срок. Наши курьеры умеют пользоваться картами и самостоятельно находят дорогу.

Огромный ассортимент полетов: более десяти типов летательных аппаратов, более ста различных полетов или прыжков. Адреналин, экстрим, пилотаж или красивые обзорные полеты и воздушные экскурсии.

Много различных аэродромов по разным направлениям Подмосковья. Летайте там, где Вам удобно. А какой аэродром выбрать? А любой! Везде красиво, интересно и безопасно: мы работаем с профессионалами.

Разумные цены. Наши сертификаты стоят реальных денег. И полеты у нас реальные. Мы продаем именно столько времени, чтобы человек «налетался», продолжительность полета - это Ваш выбор, мы только советуем.

Информация на нашем сайте актуальна, полноценна и правдива. Мы постоянно следим за правильностью изложения материала и актуальностью цен. Мы пишем на сайте подробности. Мы их знаем и с удовольствием расскажем их тем, кто не любит читать.

А еще у нас все честно. Время полета считается с момента отрыва самолета от взлетной полосы. Мы заранее предупреждаем, что полеты могут быть перенесены по погодным условиям.

И коробка подарочная, в которой лежит сертификат на полет у нас стильная, красивая и удобная. Фантик не может стоить дороже конфеты: мы не продаем сертификаты в шкатулках, инкрустированных брильянтами, однако наша коробка будет заметна среди других подарков и порадует ее обладателя.

Подарки к праздникам

На 23 февраля (день Советской Армии или Защитника Отечества, как кому больше по душе) Вы выбираете подарки .

Тренировка управления аэростатом

Когда смотришь на плывущий в небе воздушный шар меньше всего задумываешься о том, что этим летательным аппаратом можно научиться управлять...

Современный аэростат, это совсем не «пузырь», который летит по воле ветра. Это вполне управляемое воздушное судно, которое может находиться на нужных пилоту высотах и которое можно посадить «в точку», при этом управляется аэростат только горелкой и клапаном, которые заставляют аппарат подниматься или спускаться.

Как же тогда выбирается нужный курс? Как точно приземлиться на поле? Как лететь над верхушками деревьев, поддерживая высоту? Как...? Вам интересно и хотите попробовать сами?

Подробнее о программе

Полезная нагрузка - 200 кг. А это значит, что по одному сертификату в полет могут отправится двое.

В корзине шара будете только Вы (Ваша компания) и пилот-инструктор. Время в полете больше часа.

Итак, допустим, что сертификат у Вас уже есть. Вы записываетесь на полет по телефону, указанному в сертификате. К назначенному времени, вместе с сертификатом, приезжаете в условленное место.

Предполетный инструктаж проводится либо в помещении аэроклуба, либо по дороге на место старта и занимает примерно 30 минут. Вам расскажут о принципах управления, а также о том, что почти всегда на разных высотах существуют разные направления ветра. Так и выбирается нужный курс: навигатор и знания по авиационной метеорологии помогают пилоту лететь туда, куда надо.

«Учебные» полеты по продолжительности несколько больше обычных: до полутора часов. Сначала пилот показывает все режимы полета, а затем даст Вам «поиграться» горелкой.

Управлять воздушным шаром не так просто, как кажется: он очень инертный. Снижаемся... Греем воздух горелкой и ничего не происходит! Стоп! Хватит. Надо чуть-чуть подождать и шар обязательно пойдет вверх. Лететь то поднимаясь, то опускаясь, несложно, гораздо сложнее выдерживать определенную высоту.

Примерно 30 минут будете самостоятельно (под контролем пилота, разумеется) управлять воздушным шаром, а после посадки Вас ждет обряд посвящения в воздухоплаватели и вручение памятных дипломов...

Уже по дороге домой мной овладевали смешанные чувства: хочу ли я летать так же, или это развлечение на один раз? Воздушный шар - игрушка без какого-то практического применения: так, полетать для себя... А где хранить? А еще нужен прицеп для корзины и водитель, который будет встречать на посадке...

Но как же здорово бесшумно плыть в небе над водой, полем и лесами... А стоять в небе вдвоем с любимой? А показать красоту мира друзьям?.. Все сложности отступают при мыслях о возможностях, открывающихся перед пилотами свободных аэростатов.

И заговорщицкая улыбка пилота: «эти полчаса можем вписать в твою летную книжку, если будешь продолжать обучение».

Определенно, в этом что-то есть!

Вопросы безопасности

Общие разъяснения по безопасности описаны , а ниже мы расскажем о них же в применении к аэростатам.

Безопасность начинается с правильного выбора погоды: будет штиль или слабый ветер - можно потренировать отрыв. Если ветер усилится - подниметесь повыше и сможете тренировать удержание заданной высоты и чувствовать инерцию шара.

Все аэростаты имеют действующие сертификаты летной годности, а все пилоты-инструктора в своем активе имеют многие сотни и тысячи часов налета, призы международных соревнований по воздухоплаванию и большое количество обученных курсантов.

Кроме того, все пассажиры застрахованы.

Мы делаем все возможное, чтобы программа была не только интересной, но и максимально безопасной.

Где и когда проводятся полеты

Летаем в Дмитровском районе Подмосковья (он обозначен синим цветом на карте) в светлое время суток.

Определенного аэродрома нет, для запуска воздушного шара подойдет любое большое поле, которое выбирается в зависимости от направления ветра и других погодных условий. Вы встречаетесь с командой в условленном месте, оставляете свой автомобиль на стоянке и выдвигаетесь к месту старта.

Полеты проводятся круглый год. Осень, зима и начало весны, кстати, лучшее время для полетов на аэростатах - ведь зимой отсутствует термическая турбулентность, что позволяет проводить полеты в течение всего дня. А вот летом на воздушных шарах летают только ранним утром (обычно до 9:00) и вечером (обычно после 19:00).

Учтите, что если Вы записались на полет и не приехали, сертификат «сгорает».

Срок действия сертификата - 1 год с момента заказа

Если Вы до сих пор думаете над вариантом хорошего дорогого подарка, если Вам нужна красивая коробка с сертификатом на отличные эмоции внутри, если у того, кому предназначается подарок, «уже все есть»... То ссылка дальше - для Вас: купить урок управления аэростатом за 22000 руб.

Из чего состоит Воздушный шар?

Воздушный шар (свободный тепловой аэростат) состоит из следующих частей: оболочки, гондолы (корзины) для размещения экипажа и пассажиров, блока газовых специализированных горелок для сжигания пропан-бутановой смеси, комплекта газовых баллонов, приборного блока, привязных и запасных фалов, дополнительного снаряжения и оборудования, документации. Для первоначального холодного наполнения оболочки используют большой вентилятор.

Каков вес воздушного шара?

Комплект теплового аэростата, способный поднять 3-4 человек, вместе со всем необходимым оборудованием и топливом весит около 500 кг.

Как управляют воздушным шаром?

Все воздухоплавание основано на законе Архимеда. В оболочке воздушного шара находится горячий воздух, который обладает меньшей плотностью, чем холодный и поэтому способен подниматься вверх. Регулируя при помощи газовой горелки температуру воздуха внутри оболочки, можно увеличивать или уменьшать высоту полета. Снижается шар за счет естественного остывания воздуха в оболочке или за счет открытия специального клапана и выпуска части нагретого воздуха из оболочки аэростата. На разных высотах возможно разное направления ветра, что даёт возможность пилоту корректировать направление полета, изменяя высоту.

Как наполняют воздушный шар?

Первым делом нужно разложить оболочку на земле. Гондола в собранном виде с газовыми баллонами и горелкой кладется на бок. Дальше при помощи карабинов соединяются троса оболочки с рамой горелки и каркасом гондолы. После этого начинается холодное наполнение оболочки с помощью мощного вентилятора. В момент, когда оболочка наполняется более чем на половину, приходит время работы горелок. Горячий воздух позволяет оболочке принять вертикальное положение. Дальнейший нагрев помогает аэростату приобрести подъемную силу и полететь.

В какое время можно летать на воздушных шарах?

Полеты в весенне-летне-осенний период на воздушных шарах проводятся два раза в сутки утром и вечером. В этот период года днем существует повышенная солнечная активность, которая формирует появление мощных восходящих и нисходящих потоков из-за неравномерного прогрева земли, что делает полет на шаре малоуправляемым. Зимой полеты на шарах проводятся в течение всего светового дня.

Какое лучшее время для полёта на шаре?

Наши утренние полеты во время пробуждения Земли и Солнца необыкновенно красивы. Вечерние полеты позволяют насладиться прекрасным закатом Солнца. Интересно и то и другое. Каждый полет на воздушном шаре уникален и запоминается всем его участникам.

Сколько человек может взять на борт воздушный шар?

На это влияет несколько факторов: объем оболочки аэростата, вес пассажиров, количество топлива на борту, и, конечно же, обязательно необходимо учитывать погодные условия. Рекордсменом в мире является 35-ти местный аэростат с двухэтажной гондолой. Популярностью обычно пользуются 2-10 местные аэростаты. В нашей корзине максимальное количество человек ограничено 4-мя пассажирами.

Нужно ли брать с собой балласт в виде мешков с песком?

Балласт необходим только для газовых аэростатов (шарльеров и розьеров), наполненных гелием или водородом, которые со временем (или преднамеренно) улетучиваются из оболочки. Тепловые аэростаты (монгольфьеры) летают по другому принципу, и для регулировки высоты полета используется только разница температуры внутри и снаружи оболочки.

Насколько безопасен полёт на воздушном шаре?

Полет на воздушном шаре, т.е. тепловом аэростате, согласно статистике является самым безопасным из всех существующих летательных аппаратов. Конструкция теплового аэростата является наиболее надежной из всех воздушных судов, представляя собой большой парашют. Для полетов тепловых аэростатов контролирующие органы проводят постоянные проверки авиационной техники. Философия безопасных полетов в воздухоплавании следующая: Нет ничего страшнее, чем бесстрашный пилот. Поэтому, если вам сообщат, что полёт откладывается по погодным условиям - отнеситесь к этому с пониманием и уважением.

Нужно ли брать с собой в воздушный шар парашют?

По штатному расписанию он не предусмотрен, как и в пассажирских самолетах. Аэростаты являются одним из самых безопасных видов авиационного транспорта, и во время выполнения туристических полетов в парашюте нет необходимости. Исключением являются специальные полеты на большую высоту, или полеты, связанные с выполнением рекордов.

Как вести себя в полёте на воздушном шаре?

Пилот перед полётом, в полёте и перед посадкой даёт подробный инструктаж.

Основные моменты

Нельзя: дёргать за любые верёвки и шланги, свешиваться и садиться на борта корзины, крутить вентили, залезать и вылезать из корзины без разрешения пилота.

Нужно: держаться за верёвочные петли на бортах корзины расположенные с внутренней стороны, наслаждаться полётом. Перед посадкой немного согнуть колени или присесть на корточки (как при прыжке), при этом наблюдая за моментом касания с землёй.

Как происходит посадка воздушного шара?

Для осуществления посадки необходимо выбрать поле достаточных размеров, находящееся по курсу полета. Чем выше скорость приземного ветра, тем больших размеров должно быть поле, чтобы не попасть на препятствия. По мере приближения к полю прекращается прогрев оболочки, и аэростат начинает снижение. Воздух из оболочки выпускается через специальный, больших размеров парашютный клапан. Посадка при сильном ветре доставляет необычные ощущения. Оболочка при контакте с землей занимает горизонтальное положение. В этот момент необходимо крепко держаться за ручки, находящиеся внутри гондолы, до полной остановки аэростата.

Сколько времени необходимо для подготовки аэростата к полету?

При слаженной работе команды, аэростат можно подготовить к полету за 15-20 минут. Столько же времени необходимо, чтобы его собрать после полета для перевозки машиной сопровождения.

Зачем нужна команда сопровождения воздушного шара?

Во время полета теплового аэростата за ним постоянно следует команда сопровождения, которая помогает подготовить аэростат к полету, определить потоки ветра и после приземления собрать аэростат. Связь с машиной сопровождения ведется с помощью радио или телефонной связи.

Как необходимо одеться для полета на воздушном шаре и что необходимо с собой взять?

Для полета на тепловом аэростате лучше всего одеться в удобную повседневную или спортивную одежду. Головной убор желателен в любое время года. Перчатки необходимы при желании помочь команде в подготовке теплового аэростата к полету. В полете ветер не чувствуется, так как шар двигается вместе с воздушной массой. Водонепроницаемую обувь мы рекомендуем при утренних полетах, т.к. на площадке для старта может быть роса. По соображениям безопасности, менее горючие материалы, такие как хлопок являются более предпочтительными по сравнению с синтетическими материалами. Обязательно возьмите с собой фотоаппарат или видеокамеру или закажите профессиональную фотосъёмку у нас. Из-за ограниченности пространства в гондоле (корзине шара) большие сумки или рюкзаки лучше оставить в машине сопровождения аэростата.

Пару слов о погоде в воздухоплавании?

Как и во всей авиации, погода является одним из наиболее важных аспектов для осуществления безопасных полетов на воздушных шарах и дирижаблях. Дожди, грозы, свежий ветер у земли или в воздухе имеют все основания для того, чтобы отложить полет. Есть такая поговорка: "Мужество пилота состоит в том, чтобы отказаться от полета" (в плохую погоду).

Какая максимальная температура внутри оболочки?

Обычно при нормальной загрузке достаточно прогреть воздух внутри оболочки до температуры от 90 до 110 С летом, зимой до 30-50 С. Однако, температура внутри оболочки теплового аэростата не должна быть выше 120 С, иначе это влечет преждевременный износ оболочки.

Может ли загореться оболочка аэростата от пламени горелок?

Конструкция оболочки рассчитана таким образом, что во время полета теплового аэростата пламя поступает внутрь ее. Малоопытные пилоты могут случайно, во время наполнения прожечь небольшое отверстие в нижней части оболочки. Это не является чем-то из ряда вон выходящим и требует мелкого ремонта. Для повышения износостойкости нижняя часть оболочки изготавливается из специального жаропрочного материала - номекса, способного выдерживать температуру до 1300 С.

Каким топливом заправляют аэростаты?

Воздух внутри оболочки теплового аэростата прогревается с помощью горелки при сжигании пропан-бутановой смеси.

Из каких материалов изготавливается тепловой аэростат?

Оболочка теплового аэростата обычно изготавливается из легких, прочных и термостойких материалов, таких как полиэстер, полиамид или лавсан. Для прочности существуют вертикальные и горизонтальные силовые линии. Гондола или корзина плетется из ивовых прутьев или ротанга, некоторые части которых обтягиваются кожей. Эти материалы являются традиционными в течение многих лет, поскольку полностью удовлетворяют требованиям и достойно выполняют свою функцию - они легкие, эластичные и хорошо ведут себя в любых погодных условиях и эффективно принимают на себя динамические нагрузки при посадках теплового аэростата. Система подачи горячего воздуха в оболочку состоит из блока горелок и газовых баллонов. Баллоны могут быть алюминиевые, стальные, титановые или из композиционных материалов.

В чем смысл спортивного воздухоплавания?

Спортивное воздухоплавание - один из самых красивых видов спорта. Во время выполнения полета пилотам-спортсменам необходимо выполнить ряд заданий спортивного директора, связанных со сбросом маркеров - ярких ленточек определенного размера и веса, прохождение аэростатом заданных координат, выполнения виртуальных заданий.

Как высоко может летать тепловой аэростат?

Обычно тепловые аэростаты летают до несколько километров в высоту. При этом нужно учитывать, что с набором высоты воздух более разряжен, что сказывается на человеке и работе горелок. Безопасным (без наличия кислородного оборудования) считается подъем на высоту 3000-4000 метров. Во время проведения туристических полетов, высота полета зависит от желания пассажиров и текущих погодных условий, но ограничена правилами выполнения полетов в районе полетов. Рекордные полеты на тепловых аэростатах могут осуществляться на высоту свыше 8000 метров.

Стоит ли попробовать полет на воздушном шаре?

Обязательно стоит! Вам понравится!)

Подняться в высь и пролететь над полями, лесами, городами и поселками хотелось, наверное, многим.

Сложно ли управлять воздушным шаром?

И конечно же, закономерен вопрос: сложно ли управлять воздушным шаром, какие тонкости нужно знать, для того чтобы полет был комфортным и безопасным.

Желание совладать крупным аэростатом можно сравнить с детским чувством, когда очень хочется порулить папиным автомобилем.

Конечно, наблюдая за пилотом кажется, что управлять воздушным шаром совершенно не сложно, но так ли это на самом деле?

Воздушный шар управление полетом

– это удивительная и эмоциональная прогулка для пассажиров, но достаточно ответственная и сложная процедура для пилота. Но в чем заключается сложность? Дело в том, что тепловой аэростат полностью не подвластен человеческому управлению, он движется за счет порыва ветра.

Поэтому каждый пилот должен уметь прогнозировать и маневрировать в установленных погодных условиях.

Он должен понимать, когда следует снизить скорость или же наоборот подняться, для того чтобы безопасно добраться до конечной точки назначения.

Если по ситуации необходимо подняться чуть выше, пилот регулирует тепловую установку до определенного режима. Открытие клапана позволяет снизить высоту.

Регулировать движение воздушного шара можно при помощи наклона его купола. Если пассажиры желают размеренный и не торопливый полет, то аэростат пускается по движению ветра. Для любителей острых ощущений, аэростат может быть направлен на встречу воздушным потокам.

Полеты на воздушном шаре совершенно безопасны, так как осуществляются только при хороших условиях, при этом скорость ветра не должна превышать пяти метров в секунду. Поэтому пассажиры смогут наслаждаться свежим ветерком или приятным теплом солнечных лучей.

Помимо вопроса как управлять воздушным шаром, многих интересует процесс посадки.

Приземление тоже достаточно сложная процедура, поэтому ее контролирует не только пилот, но и сопровождающая шар команда. Специалисты по радиосвязи дают советы пилоту по выбору более удачного места.

Несмотря на то, что полет организуется профессионалами, пассажиры могут поучаствовать в подготовке аэростата к полету.

В этом случае у них появляется возможность приобщиться к такому значимому и интересному процессу, а также более подробно ознакомиться с конструктивными особенностями агрегата.

Возраст: 13 лет

Место учебы: МБОУ СОШ с. Райманово

Город, регион: Город Туймазы, регион 102, Республика Башкортостан.

Руководитель (Газизуллина Анджела Фанильевна, Школа с. Райманово.)

Историко-исследовательская работа " Воздушные шары: наука, спорт, туризм, развлечение…

Я думаю о нём, о голубом небе. О чистом и светлом, без единого облачка. Я восхищаюсь им, мирным голубым небом, от него веет спокойствием и безмятежностью.

Я начала свою работу с этих слов потому-что человека всегда тянуло в небо. Дажо в древности человек стремился к нему, а теперь человек достигнул своей цели.

Ну а воздушные шары и стали первым путём в небо.

Актуальность данной работы заключается в том, что практические возможности воздушных шаров уже давно нашли очень широкое применение в различных отраслях. Например, в туризме, спорте и различных аттракционах, а так же для военных целей и научных метеорологических наблюдений.

Цель работы: Всесторонне, в различных аспектах, рассмотреть применение воздушного шара, как простейшего летательного аппарата, а так же самим изготовить миниатюрную действующую модель.

В этой работе поставлены следующие задачи:

1. Изучить литературу по теме.

2. Изучить особенности конструкции воздушного шара.

3. Исследовать принцип полета воздушного шара.

В работе использовались следующие методы:

1. Ретроспективное изучение литературных источников.

2. Выполнение простейших аэродинамических расчётов.

3. Изготовление и опытные запуски воздушного шара в миниатюре с последующей доводкой и регулировкой.

Объектом исследования стали воздушные шары различных типов и конструкций.

Предмет исследования - использование воздушных шаров в различных отраслях.

Глава I . Воздушный шар и воздухоплавание

I .1. История развития воздушных шаров

Полеты на воздушном шаре были красочно описаны Жюль Верном в его фантастических рассказах. Многие из его предложений стали былью, вошли в нашу жизнь и превратились в обыденную реальность.

Воздушный шар, а точнее — аэростат, был первым летательным аппаратом, позволившим человеку оторваться от земли. Принцип действия аэростата основан на законе Архимеда, причем подъемная сила летательного аппарата создается за счет разности плотностей воздуха и газа, наполняющего оболочку. Более легкий и менее плотный газ стремится вверх в область равных плотностей, увлекая за собой весь летательный аппарат.

Слово «аэростат» составлено из греческих слов «аэро» и «статос», что означает «воздух» и «неподвижный» . Этот термин применяется, как официальный научный, технический и профессиональный. В русском же языке прочно укоренилось словосочетание «воздушный шар», которое тоже имеет право на существование. Однако название «воздушный шар» принадлежит и резиновой игрушке, потомку древнего пузыря, наполняемого иногда обычным воздухом, не имеющим подъемной силы. Поэтому в отношении летательного аппарата наиболее приемлемо слово «аэростат».

По техническому решению аэростаты делятся на два основных типа - газонаполненные и тепловые .

Газонаполненные аэростаты изобрел французский профессор Жак-Александр-Сезар Шарль. Первый беспилотный полет аэростат Шарля совершил 28 августа 1783 года. Первый пилотируемый свободный полет на газонаполненном аэростате состоялся 1 декабря 1783 года, пилотами были сам профессор Шарль и механик Робер. В честь изобретателя газонаполненные аэростаты некоторое время называли шарльерами. Оболочка газонаполненного аэростата наполнялась водородом, иногда - более дешевым метаном. Сейчас для этого типа аэростатов применяется гелий .

Иначе устроен тепловой аэростат, изобретателями которого являются французские фабриканты братья Жозеф и Этьен Монгольфье. Эти аэростаты в честь изобретателей называют монгольфьерами. У монгольфьеров оболочка наполнена горячим воздухом или паровоздушной смесью. Для поддержания высокой температуры воздуха внутри оболочки монгольфьеры оснащены горелками, работающими чаще всего на природном газе .

Увлекшись естественными науками, братья Монгольфье 5 июня 1783 года подняли в небо первый беспилотный тепловой аэростат. 19 сентября того же года ими был осуществлен подъем на монгольфьере животных. На высоту около полукилометра поднялись баран, утка и петух. Полет прошел успешно, возможность безопасного пребывания человека в небе была доказана. Первым человеком, кто совершил полет на воздушном шаре, был Джин-Франкос. Это произошло 15 октября 1783 г. и стало началом эры воздухоплавания.

Подготовка пилотируемого полета потребовала от братьев Монгольфье оснащения своего аэростата топкой. Пока шли эксперименты, Этьен Монгольфье и молодой физик Пилатр де Розье осуществляли подъемы на привязном монгольфьере. 21 ноября 1783 года состоялся первый свободный пилотируемый полет аэростата. На борту находились Пилатр де Розье и маркиз д‘ Арланд. Пилоты регулировали температуру воздуха в оболочке, подбрасываю солому в топку. Полет продолжался около двадцати минут и прошел благополучно. Таким образом, приоритет в изобретении пилотируемого воздушного шара принадлежит братьям Этьену и Жозефу Монгольфье .

Конструкция воздушного шара мало изменилась с момента его изобретения до настоящего времени. Воздушный шар почти всегда имеет сферическую или грушевидную форму. Оболочка воздушного шара представляет собой огромный мешок из ткани, покрытый каучуком, обеспечивающим эластичность и его герметичность. До середины 19 века воздушные шары были не управляемые. Поднявшись в воздух, шар просто дрейфовал по ветру. Горячий воздух остывал, просачивался через оболочку, шар терял высоту. Регулирование высоты полета осуществлялось сбросом балласта (мешки с песком), загруженного перед началом полета в гондолу или выпуском воздуха через клапан. Были предприняты попытки устройства регулируемых парусов, но это успеха не принесло.

В период франко-прусского конфликта в 1870-71 гг. 65 воздушных шаров были использованы для переброски пассажиров и груза из осаженного Парижа. В 1875 г. были предприняты попытки пересечь на воздушном шаре пролив Ла-Манш. Однако это мероприятие имело сомнительный успех. Пилоты были вынуждены выбросить из гондолы все оборудование, снаряжение и даже одежду. В начале 20 века воздушный шары стали использовать для научных целей при изучении стратосферы, и в 1901 г. был совершен первый высотный подъем.

I .2. Применение воздушных шаров

Современные аэростаты - это воздушные шары, которые поднимаются вверх благодаря нагретому воздуху. Их оболочка изготовлена из синтетического материала со специальным покрытием, которое обеспечивает воздухонепроницаемый эффект. Также аэростат укомплектован блоком горелок, которые работают на пропане и бутане. Кроме этого воздушный шар оснащен барометрическими приборами, а также вентилятором для предварительного поступления в оболочку холодного воздуха.

За всё время своего существования воздушные шары применялись и до сих пор используются для различных военных и научных целей, для спорта, туризма и развлечений.

• Привязные шары для военных целей разделяются на крепостные и полевые; те и другие отличаются только размерами и служат для осмотра расположения своих и неприятельских войск, их расположения и движений. Иногда они служат для корректирования стрельбы артиллерии. Такие аэростаты снабжаются телефонами, проводники которых находятся в связи с штабами главных начальников. Привязные канаты крепятся к шару помощью трапеции, как видно на чертеже, что обусловливает вертикальное положение корзины при любом уклоне шара и не допускает вращения корзины.
• Привязные шары для метеорологических и фотографических целей вводятся в последнее время в разных государствах и служат метеорологам высокими пунктами для научных наблюдений. Шары эти имеют небольшую емкость и поднимают одни записывающие метеорологические инструменты.
• Привязные шары для подъемов публики в последнее время служат непременною принадлежностью всякой большой выставки и делаются обыкновенно значительного объема, не менее 8000 куб. м. Сегодня баллонинг - это уникальная и доходная отрасль системы предприятий и уникальный, привлекающий внимание всех без исключения метод аттракции. Катание на воздушных шарах - элитное развлечение для состоятельных туристов. Так как это дело обыкновенно имеет чисто коммерческую подкладку, то зачастую предприниматели для удешевления своего предприятия строят шары из материалов не очень высокого качества, почему и поднимают публику только в исключительно хорошую погоду, опасаясь за целость своего аэростата и особенно за дорогостоящий газ (обыкновенно водород). Почти все выставочные аэростаты кончали тем, что рвались. Вот почему не следует допускать эксплуатацию выставочных шаров дольше шести месяцев, считая содержание их в наполненном виде. Шар, выслуживший этот срок, уже не представляет гарантий безопасности.
• Светящиеся сигнальные шары представляют собою небольшие шарльеры, сделанные из прозрачной легкой материи. Такой шар рассчитывается на подъем электрического двужильного кабеля и нескольких ламп с накаливанием. Внизу ставится динамо-машина с двигателем или батарея из гальванических элементов или электрических аккумуляторов, назначаемых для питания ламп; там же имеется особый коммутатор в роде телеграфного ключа Морзе для замыкания и размыкания тока и подачи сигналов. Лампы подвешиваются или внутри шара, тогда весь шар светится, или подвешиваются под шаром. Иногда огни ламп делаются разноцветными. Высота подъема обыкновенно не превышает 200 м.
• Пробные воздушные шары — это маленькие шарики, не больше одного метра емкости, обыкновенно из пролакированной бумаги, наполняемые газом. Служат для определения направления ветра и пускаются перед полетом. Обыкновенно делаются цветными и снабжаются лентами из бумаги. Для метеорологических целей к такому шарику подвязывается черная лента определенной длины с обозначенными поперечными, значительно уширенными концами. Зная длину ленты, судят об удалении аэростата, измеряют в то же время углы, составляемые с горизонтом, помощью теодолита и направление по компасу, легко выводят направление и скорость движения воздушных течений на разных высотах.
• Воздухоплавание как спорт начало развиваться в конце 19 столетия. Конструкции воздушных шаров совершенствовались. Постепенно стали устанавливать рекорды дальности и высоты полетов. Развитие другой летательной техники оставило аэростаты привилегией спортсмено

Глава II .Конструкция воздушного шара II .1. Расчёты миниатюрной модели шара Широкое распространение в быту лёгких пластиковых паке-тов, газовых зажигалок и стеариновых свечей позво-ляет надеяться на возможность осуществления полёта воздушно-го шара в домашних условиях. Теоретически обосновать такую возможность в состоянии даже ученик средней образовательной школы, начавший изучать условия плавания тел из курса физики. Как уже отмечалось в первой главе, принцип действия аэростата основан на законе Архимеда. Измерения показали, что удель-ная подъёмная сила µ горячего воз-духа при 100 °C составляет 0,278 кг/м. Это значит, что при температуре атмосферы 0 °C один кубический метр воздуха, нагретого до 100°C, способен поднять груз массой 278 г.

Обозначим объём шара V, плотность относительно холодно-го воздуха комнаты P 1 и нагрето-го воздуха в оболочке шара P 2. Сила Архимеда, действующая на шар, равна весу вытесненного ша-ром холодного воздуха f 1 = P 1 gV, а сила тяжести, действующая на нагретый воздух в шаре, равна f 2 = P 2 gV. Тогда подъёмная сила шара составляет

f=f 1 -f 2 =(P 1 -P 2)gV (1)

В нашем распоряже-нии имеется тонкий полиэтилено-вый пакет размером 30x40 см. Ес-ли такой пакет наполнить воздухом, то получится тело, которое прибли-жённо можно заменить параллепипедом с основанием 15x15 см и вы-сотой около 40 см. Объём надутого пакета примерно равен 0,009 кубических метра, или 9 литров. Согласно табличным данным, плотность сухого воздуха при нормальном давлении и температуре 20 °С составляет 1,205 кг/м, а при100 °С равна 0,946 кг/м. Подставляя эти значения в фор-мулу (1), получаем, что подъёмная сила проектируемого воздушного шара может достичь величины 2,28 10 Н. Это значит, что шар сможет поднять груз (считая и его обо-лочку) массой 0,0233 кг (23 г.)

Проверить выполненный расчёт можно, если воспользоваться при-ведённым выше значением удельной подъёмной силы горячего воздуха: шар объёмом 9 л, воздух в котором нагрет до 100°С, сможет поднять груз массой m=µV=0,0255кг. Это неплохо согласует-ся с полученным выше значением, особенно если учесть, что наш рас-чёт проведён для перепада темпера-тур не 100°С, а 80°С.

Итак, чтобы воздушный шар по-летел вверх, сила тяжести, дейст-вующая на оболочку шара и другие его элементы, должна быть меньше силы Архимеда.

Монгольфьер летает потому, что плотность нагретого воздуха внутри шара меньше, чем холодно-го снаружи.

Чтобы понять, почему плот-ность воздуха зависит от его тем-пературы, нужно вспомнить газо-вые законы.

Согласно закону Гей-Люссака объём V данной массы m газа при постоянном давлении прямо пропор-ционален его абсолютной темпера-туре T:

Отсюда следует, что плотность газа P=m/V при неизменном давлении обратно пропорциональна абсо-лютной температуре: PТ = const. Тогда для двух разных значений температуры T 1 и T 2 отношение соответствующих плотностей P 1 и P 2 равно:

P 1 /P 2 = T 2 /T 1 (3)

Изменение плотности газа можно записать в виде:

∆P = P 1 -P 2 = P 1 (1-P 2 /P 1)

Учитывая соотношение (3), отсюда получаем, что изменение плотности газа при нагревании его от темпера-туры T 1 до T 2 = T 1 + ∆T составляет

∆P = P 1 (1-T 1 /T 2) = P 1 *∆T/T 2 (4)

Поэтому воздух объёмом V, на-гретый до температуры Т 2 , при тем-пературе окружающего воздуха Т 1 согласно закону Архимеда (1) в со-стоянии поднять груз массой

m= ∆P*V = P 1 *∆T/T 2 *V (5)

Подстановка в последнюю фор-мулу значений P 1 =1,205 кг/м, V= 0,009м 3 Т 2 =373 К и ∆T = 80 К даёт значение m= 0,0233кг, ко-торое вполне согласуется с оценка-ми, полученными выше.

Воздушный шар, в отличие, на-пример, от дирижабля, снизу от-крыт. Это отверстие совершенно не-обходимо, иначе на большой высоте, где давление внешнего воздуха ма-ло, внутреннее давление разорвёт оболочку шара.

В случае дирижабля подъёмная сила Архимеда обусловлена, оче-видно, разностью давлений на верх-нюю и нижнюю его поверхности. А за счёт чего появляется подъёмная сила воздушного шара?

Нетрудно сообразить, что в воз-душном шаре или аэростате подъ-ёмная сила возникает за счёт разно-сти давлений извне и изнутри на одни и те же участки его оболочки. Вблизи нижнего отверстия аэроста-та эта разность давлений равна нулю, так как внутренний объём аэро-стата свободно сообщается с атмо-сферой. В верхней части оболочки указанная разность давлений дости-гает максимума [приложение 1].

Воздушные шары в туризме и в развлечении, используются по разному некоторые для того чтобы увидеть с неба разные архитектурные сооружения, ну некоторые чтобы просто развлечься, чтобы набраться эмоций.

Воздушные шары это здорово.

Сайт Воздушные шары