Популярные ответы
Аэростат (упрощённо и не вполне точно — воздушный шар, дирижабль) — воздухоплавательный аппарат легче воздуха. Подъёмная сила аэростата создаётся заключённым в оболочке газом (или нагретым воздухом) с плотностью меньшей, чем плотность окружающего воздуха (согласно закону Архимеда).
Что заставляет воздушный шар подниматься ввысь
Шар плавает в воздухе по той же причине, по которой рыба плавает в воде. Каждый из них вытесняет из воды или воздуха, окружающих их, массу больше их собственной.
Пока шар и его снаряжение весят меньше, чем вытесненный воздух, он будет подниматься. Если он потеряет какую-то часть поднимающего его газа и его масса увеличится, он начнет падать. В качестве поднимающего газа используют горячий воздух, водород или гелий, потому что все они легче обычного атмосферного воздуха.
Отпущенный на свободу шар будет подниматься до тех пор, пока вес вытесняемого воздуха не уравняется с его собственным. Чтобы изменить высоту полета, воздухоплаватель должен либо уменьшить поднимающие его силы, чтобы опуститься, либо уменьшить его вес, чтобы подняться. Чтобы спуститься, он должен выпустить немного газа через клапан наверху шара. Чтобы подняться выше, он должен выкинуть за борт часть груза (балласта).
Типы
Различают:
- привязные;
- свободнолетящие;
- аэростаты с двигателем — дирижабли.
По типу наполнения аэростаты делятся на:
- газовые — шарльеры,
- тепловые — монгольфьеры,
- комбинированные — розьеры.
Для наполнения шарльеров раньше широко применялись водород и светильный газ; но эти газы горючи, а их смеси с воздухом взрывоопасны, что делает полёт на аэростате, наполненном таким газом, несколько рискованным предприятием, поэтому в настоящее время основной газ для шарльеров — инертный гелий. Основной недостаток гелия — его сравнительно высокая стоимость.
В монгольфьерах используется нагретый воздух.
История
Первый воздушный шар был приготовлен во Франции 1783 бумажными фабрикантами бр. Монгольфьер. Исходя из мысли, что для поднятия какого-либо предмета в воздухе достаточно, чтобы он был легче вытесненного им воздуха, они приготовили легкий бумажный шар, который наполнили нагретым воздухом; опыт вполне удался.
Профессор Шарль предложил употреблять водород вместо воздуха, и позже Грен — светильный газ; теперь употребляется еще водяной газ и др. 1 куб. метр водорода может поднять 1,2 кг, водяного газа — 0,77 кг, светильного газа — от 0,4 до 0,8 кг.
Воздушные шары с нагретым воздухом называются монгольфьеры, а наполненные газом шарльеры; последний тип наиболее распространен, и они имеют наибольшее значение. Прежде им придавали форму шара или груши; в последнее время, стремясь выработать способы для управления ими при полете, их стали делать овальными, в виде сигары и пр. (чтобы уменьшить сопротивление воздуха).
Оболочка для маленьких воздушных шаров делается из резины, бумаги и пр., для больших же (как, например, для полета с людьми) из плотной шелковой или хлопчатобумажной ткани. Объем таких шаров от нескольких сот до 3-4 тыс. м3. Оболочка их покрывается несколько раз лаком, чтобы уменьшить диффузию газа.
В верхней части устраивается клапан для выпуска газа, открывающийся при помощи веревки. К нижней части шара обычно прикреплен придаток в виде матерчатой трубы с клапаном для выхода газа при расширении его. Шар покрывается веревочной сеткой, к которой привешивается т. н. подвесной обруч; к нему подвешивается корзина (гондола) для воздухоплавателей.
Корзина делается из ивовых прутьев или камыша. Необходимой принадлежностью воздушного шара служит якорь с канатом, прикрепленным к подвесному обручу. Он употребляется для задержания шара при спуске. Кроме того, здесь имеется гайдроп — длинная веревка; ею тормозят движение воздушного шара у поверхности земли; кроме того, выбрасывая ее большую или меньшую часть, можно изменять нагрузку шара; для этой же цели служат мешки с балластом — песком.
Воздушный шар наполняется газом не сполна, так как объем газа в верхних слоях атмосферы (под меньшим давлением) сильно увеличивается. Скорость подъема определяют по барометру.
Передвижение шара вверх и вниз достигается выбрасыванием балласта или открыванием клапана; движение в горизонтальном направлении зависит от того течения воздуха, в который попал шар.
Спуск воздушного шара вообще представляет опасность. Делалось множество попыток придавать воздушному шару движение в любом направлении независимо от течения воздуха. Примененные для этой цели двигатели не дали благоприятных результатов: достигнутая скорость (18 км. в час) далеко уступает даже умеренной скорости ветра. По применению отличаются свободно плавающие и привязанные шары.
Применяются воздушные шары для метеорологических наблюдений, военных целей, подъемов публики, сигнализации и пр.
Источники информации: