Презентация на тему "история воздухоплавания". «Воздухоплавание» сообщение по физике

«Воздухоплавание» физика 7 класс доклад расскажет о горизонтальном и вертикальном перемещении в атмосфере планеты на легких летательных аппаратах. Также информация о воздухоплавание поможет подготовиться к занятию, и углубить свои познания в области физики.

«Воздухоплавание» сообщение по физике

В воздухе на все тела действует выталкивающая или архимедова сила. Дабы ее найти, необходимо плотность воздуха (ρ возд) умножить на ускорение свободного падения (g = 9,8 Н/кг) и объем тела (V), которое находится в воздухе. В физике данная формула выглядит следующим образом: FA = ρвозд*g*V.

Если полученная сила будет больше действующей на тело силы тяжести — тело взлетит. В этом вся суть воздухоплавания. Воздухоплаванье – это горизонтальное и вертикальное перемещение в атмосфере Земли на летательных аппаратах. В воздухоплавании применяются аэростаты. Они бывают неуправляемые, управляемые и привязные летательные аппараты. Неуправляемые аэростаты имеют форму шара, характеризуются свободным полетом. Другое название — воздушные шары. Управляемые аэростаты имеют воздушные винты, двигатель и называются дирижаблями. Привязные аппараты соединены тросом с землей и не позволяют ему совершать горизонтальные перелеты. Для того чтобы аэростат мог подниматься вверх, его наполняют газом с плотностью меньшей, чем у воздуха (гелий, водород, нагретый воздух).

Впервые подняться в воздух на наполненном дымом большом шаре смогли в 1731 году. Это сделал русский подьячий из Казани Крякутным. Но этот полет был неудачным – церковники изгнали подьячего из города, а о его шаре и вовсе забыли.

Только спустя 52 года был построен первый воздушный шар во Франции братьями Э. и Ж. Монгольфье. Он стал применяться для воздухоплаванья. Его наполняли горячим воздухом. Когда братья Монгольфье убедились, что их шар может летать, то в корзину посадили петуха, утку и овцу. По сути, данные животные и были первыми воздухоплавателями. Люди в первый 25-минутный полет отправились осенью 1783 года. Ими были д’Арланд и Пилат де Розье.

Чтобы определит, какой вес может поднять воздушный шар, необходимо знать о его подъемной силе. Она равна разности между действующей силой тяжести на шар и архимедовой силой. Физическая формула выглядит так: F = FA – FТ. Чем плотность газа заполняющего шар меньше, тем меньше сила тяжести, действующая на него, и больше подъемная возникающая сила.

Когда нагревается воздух до 100 °С, то плотность его уменьшается в 1,37 раза. Подъемная сила наполненного теплым воздухом шара небольшая. Это заметил ученый Ж. Шарль, который предложил наполнять аппарат водородом, ведь его плотность в 14 раз меньше, чем плотность воздуха.

Впервые полет на наполненном водородом воздушном шаре осуществился в 1783 году в первый зимний день. В полете он провел 2,5 часа на высоте 3400 м. В России первые полеты стали осуществляться в 1803 году. Вначале такие полеты носили развлекательный характер. Но постепенно аэростаты стали применять с научной целью для изучения атмосферы и метеорологических исследований, для разведки и бомбардировки или как транспортное средство. В 1929 году дирижабль «Граф Цепеллин» из Германии совершил кругосветный перелет с промежуточными тремя посадками. Протяженность перелета составляла 35 тыс. км за 21 день.

С увеличением высоты уменьшается плотность воздуха. Поэтому, действующая архимедова сила, уменьшается. Как только она по показателям сравнивается с силой тяжести, аэростат прекращает набирать высоту. Для этого с шара сбрасывают специальный балласт. Таким образом, сила тяжести стает меньше и выталкивающая сила вновь преобладает. Чтобы спустится на землю, нужно открыть специальный клапан, который выпускает часть газа. Также на воздушных шарах можно летать в стратосферу, что немаловажно.

На сегодняшний день аэростаты используются не только на Земле. Их доставляют на межпланетные станции для передачи ценной информации ученым.

Надеемся, что сообщение на тему «Воздухоплавание» помогло Вам подготовиться к занятию. А сообщение о воздухоплавание Вы можете дополнить через форму комментариев ниже.

§ 49. СУДОХОДСТВО. ВОЗДУХОПЛАВАНИЕ

Плавание судов. С давних времен люди использовали реки, озера, моря как пути сообщения. Водные пути и сегодня остаются самым удобным и доступным видом сообщения. Ежедневно морские и речные суда доставляют в порты миллионы тонн грузов перевозят сотни тысяч пассажиров.

Как плавают суда? Ведь их корпусы изготавливают из стали, алюминия и даже железобетона, плотность которых больше плотности воды. Проведите простенький опыт. Возьмите кусок пластилина и бросьте его в сосуд с водой. Пластилин тонет, потому что его плотность больше, чем плотность воды. Достаньте пластилин из воды, разомните и сделайте из него тонкую пластинку. Придайте ей форму лодочки. Если его опустить в воду, он чуть погрузится, но будет держаться на поверхности. Так же лодка (корабль), изготовлен из раскатанного в лист железа, будет плавать на воде. Лодка (судно) плавает на поверхности воды тогда, когда сила Архимеда равна силе тяжести, действующей на лодку.

Любое тело, постепенно погружаясь в воду, подвергается действию выталкивающей силы, которая возрастает с увеличением той его части, которая находится под водой. Сплошной кусок железа или пластилина, полностью погруженные в воду, выжимают определенный ее объем. Однако вес вытесненной ими воды меньше силы тяжести, действующей на тела. Поэтому сплошные металлические тела тонут (рис. 3.138, а).

Если той же массе железа (телу) предоставить такой формы, благодаря которой витискатиметься значительно больший объем воды, то во время погружения в воду наступит момент, когда выталкивающая сила будет достаточной, чтобы удержать его на плаву (рис. 3.138, б), еще и остается некоторый “запас плавучести”. Вес вытесненной судном воды, что плавает, равна силе тяжести, действующей на судно. Поэтому масса воды, которую вытесняет судно, равна его массе. В судоходстве массу воды, которую вытесняет судно, называют водоизмещением судна.

Судно не только должно само держаться на плаву. Оно предназначено для перевозки грузов и пассажиров. Во время строительства судов их водоизмещение определяют с учетом массы всех грузов, машин и механизмов, которые на нем могут находиться. Кроме того, следует учитывать, что судно должно затонуть в штормовую погоду, когда на него накатываются гигантские волны и вода попадает на палубу, а то и в трюмы. Поэтому значительная часть корпуса судна должна оставаться над водой (у судна должен быть достаточный запас плавучести). Допустимый уровень погружения судна обозначают на нем специальной линией - ватерлинией. Как правило, часть корпуса судна, которая находится ниже ватерлинии, окрашивают в красный или зеленый цвет.

Глубину погружения судна называют осадкой. Для контроля осадки в передней (носовой) и задней (кормовой) частях корпуса судна наносят марки погружения (рис. 3.139, а). Объем корпуса судна, которая остается над водой, зависит от высоты надводного борта и определяет запас его плавучести.

Морскими правилами запрещено загружать судно более определенные нормы. Плотность воды в разных частях мирового океана разная, поэтому в зависимости от района плавания судно может загружаться по-разному. Для контроля загруженности судна на его корпусе рисуют грузовую марку, которая указывает допустимую глубину погружения во время плавания в разных местах мирового океана (рис. 3.139, б)

Чтобы в аварийных ситуациях, когда корпус повреждается, судно не утонуло, его внутри разделяют водонепроницаемыми вертикальными переділками и горизонтальными палубами на отдельные части - отсеки. Если возникает пробоина, вода заполняет только тот или иной отсек, не распространяясь по всему корпусу.

На рис. 3.140 вы видите больше всего из построенных в мире судов - танкер длиной 414 м. При полной загрузке 555 000 т его осадка составляла 28,5 м.

Изучение океанских глубин требовало особых научных и конструкторских решений относительно средств, с помощью которых человек смог бы проникать на большие глубины. С погружением на каждые 10 м под воду давление увеличивается примерно на 100 000 Па сравнению с атмосферным давлением.

Судна, которые плавают под водой, называют подводными лодками. Современные подводные лодки (рис. 3.141) могут плавать на глубине более 300-400 м. Прочный корпус подводной лодки способен выдержать давление в 100 раз большее, чем атмосферное. Для погружения лодки под воду используют специальные балластные цистерны. Если цистерны заполнены водой, вес лодки превышает виштовхувальну силу, которая действует на него, лодка теряет запас плавучести и погружается под воду. Для поднятия на поверхность в цистерны подается сжатый воздух, который выжимает из них воду, и лодка всплывает.

Воздухоплавание. Преодоление силы притяжения Земли, поднятия до облаков, использование воздушного океана для путешествий и перевозки грузов привлекали людей издавна. Наблюдение за поднятием вверх потоков нагретого воздуха породили идею создания воздушных шаров, наполненных теплым воздухом. Именно на таком шаре, изготовленный братьями Монгольфье 21 ноября 1783 г. был осуществлен первый успешный полет человека. Построенная ими пуля имела высоту 22,7 м и диаметр 15 м (рис. 3.142). В нижней его части крепилась кольцевая галерея, рассчитанная на двух человек. Под отверстием оболочки внутри галереи было подвешено жаровню, где сжигали измельченную солому, тепло от которой подогревает воздух внутри шара. Первый полет продлился 25 минут. За это время воздушный шар преодолел 9 км и успешно приземлился. С того времени воздушные шары, которые поднимаются вверх на подогретом воздухе, называют монгольф"єрами.

Французский физик Жак Шарль считал, что более эффективным является использование в воздушных шарах не теплого воздуха, а легких газов, в частности водорода. 1 декабря 1783 г. Же. Шарль совершил первый полет на аэростате, заполненном водородом. Аэростаты и сегодня с успехом используются для исследования атмосферы.

Монгольф"єри и аэростаты неуправляемы, они движутся в воздухе под воздействием ветра.

В XIX ст. появились новые летательные аппараты - дирижабли (от франц. dirigeable - управляемый). Дирижабль (рис. 3.143) - более сложный аппарат, хотя в основу его строения положен именно аэростат. Главное отличие заключается в форме и управляемости. Оболочка дирижабля имеет обтекаемую форму. Обтекаемый корпус позволяет развивать довольно значительные скорости и лететь в нужном направлении. Под корпусом подвешивают гондолу с помещениями для пассажиров и грузов. Дирижаблю оказывают движения с помощью винтов, которые вращают двигатели. Дирижабли зачастую наполняют гелием, который хоть и тяжелее в 4 раза за водород, однако не является воспламеняющимся. Грузоподъемность дирижабля зависит от внутреннего объема оболочки и может достигать сотен тонн. Современные дирижабли развивают скорость до 200 км/ч, могут перевозить за рейс сотни людей, обеспечивая им во время путешествия комфортные условия.

Главное в разделе “ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕЛ”

Если на тело не действуют другие тела, или действия других тел уравновешиваются, тело сохраняет состояние покоя, или двигается равномерно и прямолинейно.

Свойство тел сохранять свою скорость и изменять ее только в результате взаимодействия с другими телами называют инерцией (инертностью).

Масса - физическая величина, которая численно характеризует инерционные свойства тел. Во сколько раз больше масса тела, во столько же раз меньше изменяется его скорость при взаимодействии: = .

Физическую величину, которая численно характеризует действие одного тела на другое во время их взаимодействия, называют силой.

Сила определяется числовым значением, направлением и точкой приложения.

Силу, под действием которой тело движется так же, как и под действием нескольких одновременно приложенных сил, называют рівнодійною этих сил.

Равнодействующая сил, действующих в одном направлении вдоль одной прямой, равна сумме этих сил и имеет то же направление:

F p = F 1 + F 2 .

Равнодействующая сил, действующих вдоль одной прямой в противоположных направлениях, равна их разности и направлена в сторону большей силы:

F p = F 1 - F 2 .

Силы, с которыми взаимодействуют два тела, имеющие одинаковую природу и значение, противоположны по направлению, приложены к разным телам и действуют вдоль одной прямой.

Земля действует на все тела с силой, которая называется силой земного притяжения:

Силу, с которой тело вследствие притяжения к Земле растягивает действует на подвес или горизонтальную опору, называют весом тела.

Силу, возникающую в упруго деформированном теле и направлена против направления смещения частиц тела, называется силой упругости. Сила упругости, возникающую в упруго деформированном теле, прямо пропорциональна его удлинению:

Силу, препятствующую движению одного тела по поверхности другого и направлена против направления движения, называют силой трения.

Силу трения, которая возникает во время скольжения одного тела по поверхности другого и направлена против направления скорости, называют силой трения скольжения:

Если поверхность горизонтальная, то N = P = mg.

Давлением называют физическую величину, равную отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности:

Давление в жидкостях, обусловлена их весом, называют гидростатическим давлением:

Давление, которое действует на жидкость или газ, находящиеся в закрытом сосуде, передается в каждую точку жидкости или газа без изменений.

На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила - сила Архимеда. Сила Архимеда, с которой жидкость действует на погруженное в нее тело, равна весу вытесненной телом жидкости.

Ю. БОЙКО, начальник отдела русского воздухоплавательного общества.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Шарльер середины прошлого века практически не отличался от того, что применяется сегодня.

Привязной змейковый аэростат.

Советский аэростат-разведчик.

Так теперь заполняют монгольфьер горячим воздухом.

Сбор семян с деревьев.

Аэростат-кран на трелевке леса.

Строительство плотины при помощи аэростата.

Схема современного монгольфьера.

Так выглядит сверху оболочка и ее купольное кольцо.

Воздухоплавание в наше время становится все более и более массовым: тысячи ярко раскрашенных шаров плывут над всеми континентами, и даже Северный и Южный полюсы покорены путешественниками-воздухоплавателями. Для них, наконец, появился сравнительно дешевый, неприхотливый и простой в управлении летательный аппарат, путешествие на котором доставляет ни с чем не сравнимое ощущение полета.

Впервые, как принято считать, аэростат появился на свет 5 июня 1783 года. В этот день во французском городке Видалон-лез-Адонне, несколько южнее Лиона, поднялся в воздух так называемый монгольфьер - наполненный горячим дымом шар из бумаги и льняного полотна. Он был изготовлен братьями Жозефом и Этьеном Монгольфье - мастерами по производству бумаги, которых на идею создания такого шара натолкнули наблюдения за сжигаемой на костре бумагой и улетающими в небо ее обгоревшими клочками.

Существуют, впрочем, не слишком достоверные сведения и о куда более ранних полетах воздушных шаров. Например, о том, который был поднят в Пекине в 1306 году во время церемонии вступления на престол императора Фо Киена. Или о том, на котором в 1709 году летал португальский монах Бартоломео де Кусмао. Но все же официальным днем рождения аэростата считается 5 июня 1783 года.

А через два с половиной месяца в Париже на Марсовом поле был поднят в воздух и первый шарльер - шар, наполненный легким газом. Свое название он получил по имени французского профессора физики Жака Шарля, нашедшего способ заполнения шара водородом. Шарльер оказался много эффективнее монгольфьера и много опаснее его, поскольку водород в 15 раз легче воздуха, но чрезвычайно взрывоопасен. Поэтому впоследствии - после открытия гелия - шарльеры стали заполнять им.

Первые аэростаты были беспилотными, но уже в ноябре того же 1783 года на монгольфьере впервые поднялись люди - маркиз дўАрланд и Пилатр де Розье, стоявшие в прикрепленной к нижней части оболочки корзине. В центре ее находилась жаровня, поставлявшая внутрь оболочки горячий воздух, а сама корзина и оболочка были пропитаны специальным противопожарным составом.

В следующем десятилетии - во время Великой французской революции - воздушные шары начали свою военную карьеру, активно продолженную и в XIX веке. Во франко-прусской войне 1871 года, например, была с их помощью налажена постоянная связь с окруженным немцами Парижем. За 4 месяца на 65 аэростатах было переправлено 150 пассажиров и 16 675 килограммов писем и депеш общим числом более 3 миллионов.

В 1869 году в России была организована постоянная Комиссия по применению воздухоплавания к военным целям, а с 1870 года - в Усть-Ижорском саперном лагере под Петербургом велись наблюдения с аэростатов за передвижениями войск и корректирование артиллерийской стрельбы. В ряде стран появились люди, занимавшиеся аэронавтикой профессионально.

В конструкциях свободных газовых аэростатов постепенно учитывался опыт многих тысяч полетов. Более легкими и прочными стали материалы оболочек, и их пропитывали составами, сводящими к минимуму утечку несущего газа. Более надежным и удобным стал такелаж: тросы, стропы и прочее оборудование. Современный аэростат для свободных полетов почти не отличается от того, что летал полтора века назад (рисунок вверху).

Его изготовленная из шелка оболочка была снабжена вверху клапаном для выпуска газа, а внизу - отростком, "аппендиксом", который тоже свободно сообщался с атмосферой. Открывали газовый клапан при помощи проведенного от него к гондоле шнура. Туда же был проведен и другой шнур - от разрывного полотнища, которым аэронавт пользовался для быстрого выпуска газа при посадке.

Оболочка покрывалась сетью из шелкового шнура, связанного в виде петель. Книзу число петель постепенно уменьшалось, и они сходили с шара отдельными спусками, которые затем привязывались к подвесному кольцу из дерева или металлической трубки. К этому кольцу подвязывались и стропы гондолы, якорь и балластный канат - гайдроп. Манипулируя им, а также газовым клапаном и балластом, опытные аэронавты совершали длительные полеты.

Но поднимаемый на привязи свободный аэростат оказывался весьма неустойчивым. Уже при ветре более 10 метров в секунду находящийся в гондоле наблюдатель и вовсе не мог выполнять свои функции. Чтобы удержать аэростат, требовались очень прочные канаты и особо укрепленные места их присоединения к оболочке, а этот дополнительный вес снижал его подъемную силу. Для повышения устойчивости привязных воздушных шаров в ветреную погоду стали придавать им удлиненную форму и оснащать их оперением, а управлять ими - при помощи канатов, идущих к наземным лебедкам.

Свое первое практическое применение такие аэростаты нашли в военном деле: их успешно использовали еще в армии Наполеона - для подъема наблюдателей, а впоследствии - в гражданской войне 1861-1865 годов в США - для разведки и корректирования огня артиллерии. Наибольшее распространение получила в те годы конструкция привязного змейкового аэростата, который, подобно воздушному змею, устойчиво парит в воздухе за счет взаимодействия скоростного напора ветра с оболочкой. Ее внутренний объем разделен диафрагмой на два отсека: газовместилище и так называемый "воздушный баллонет", который сообщается с окружающей атмосферой и наполняется ветровым потоком.

Подобные аэростаты с успехом применялись как в первую мировую войну - для разведки и корректировки огня артиллерии, так и во вторую мировую - в качестве аэростатов заграждения. Военное использование аэростатов продолжалось и в годы "холодной войны". Аэростаты-разведчики беспрепятственно пересекали границу в толще облаков, засечь их локаторами было практически невозможно. А если даже удавалось их обнаружить, то сбить было тоже непросто: при большом объеме газа пробоины не приводят к быстрой утечке.

Для связи погруженных подводных лодок в СССР и США были разработаны аэростатные антенные системы дальней связи.

Но и в мирной жизни аэростаты применяются достаточно широко. Стратостаты, например, оказывают немалую помощь астрономам, поднимая телескопы на такие большие высоты, где прозрачность атмосферы почти идеальна. Первыми такой подъем осуществили американцы в 1957 году, когда стратостат объемом 85000 кубометров поднял телескоп "Стратоскоп-1" на высоту 24 километра. В дальнейшем подобные подъемы осуществлялись и у нас.

Известны в истории воздухоплавания и случаи запуска космических аэростатов. В 1960 году в США был запущен при помощи ракеты-носителя спутник-аэростат связи "Эхо-1". Его выполненная из полиэфирной пленки и покрытая с обеих сторон алюминиевой фольгой оболочка располагалась во время запуска в контейнере в свернутом виде. Внутри нее находились 20 килограммов самовозгорающегося порошка ацетамида. После раскрытия контейнера и нагревания солнечными лучами он превратился в газ и заполнил оболочку. На высоте 1680 километров спутник-аэростат "Эхо-1" просуществовал 9 лет и использовался как радиоотражатель. Аналогичный ему спутник-аэростат "Эхо-2" просуществовал на высоте 1030-1310 километров около 15 лет. Оба эти спутника можно именовать стратостатами - они располагались в самых верхних слоях атмосферы. Используют стратостаты и для других космических нужд: для испытания космических приборов и герметических кабин, для изучения космического излучения, для исследования струйных течений на больших высотах.

А привязные аэростаты широко применяют для самых мирных целей: для трелевки леса, разгрузки судов, в качестве аэростатов-кранов на строительстве плотин, дамб, при разработке карьеров, особенно глубоких. Удобно использовать небольшие аэростаты и для сбора семян с элитных деревьев или кедровых шишек.

В конце 1970-х годов в Киевском общественном КБ воздухоплавания была спроектирована аэростатная тропопаузная ветроэлектростанция (ТВЭС). На высоте 8000-10000 метров, где располагается тропопауза (граница между тропосферой и стратосферой), существуют постоянные ветровые потоки со скоростью 70-100 метров в секунду. Концентрация ветровой энергии на этих высотах в 20-25 раз выше, чем у поверхности Земли. Киевские конструкторы предложили установить на привязном аэростате со стеклопластиковой оболочкой ветроколесо и электрогенераторы, а получаемую энергию передавать по кабель-тросу на Землю. Предполагаемая мощность такой ветростанции должна была составить 1500 кВт, а годовая выработка - около 10 млн. кВт. ч. Проект не был осуществлен.

Последние полтора десятилетия отмечены расцветом спортивного воздухоплавания. Помимо простоты управления и сравнительной дешевизны воздушный шар отличается относительной компактностью: в собранном виде его оболочка вместе с корзиной легко умещаются в прицепе легкового автомобиля. Гелий для спортивных полетов слишком дорог: каждый его кубометр стоит около 50 рублей, а требуется для наполнения оболочки не менее 1000 кубометров. И поскольку газ после посадки приходится выпускать в атмосферу, то на гелиевых аэростатах совершаются лишь уникальные полеты - рекордные и научные - длительностью в несколько суток. Для путешествий же и обычных спортивных полетов используется, как правило, монгольфьер, схема которого приведена на рисунке вверху.

Оболочка его имеет в верхней части так называемый парашютный клапан. Открывается он при помощи шнура управления, конец которого опущен в гондолу. Сама гондола, как и два века назад, изготавливается из ивовых прутьев или тростника, которые обладают хорошими амортизирующими свойствами и выдерживают удары при грубой посадке.

Нагрузку от массы гондолы и ее содержимого передают на ткань оболочки оплетающие ее вертикальные и горизонтальные силовые ленты. Их, так же как и саму оболочку, делают теперь из легких и прочных синтетических материалов. Ткань оболочки обрабатывают так, что она становится воздухонепроницаемой, устойчивой к солнечной радиации и негорючей. Нижняя же часть оболочки - так называемая юбка - выполняется из огнестойких полимерных тканей, способных выдержать температуру до 500 градусов, температура воздуха в оболочке обычно равна 90-100 градусам Цельсия. Поддерживается она при помощи одной или двух горелок, соединенных шлангами с газовыми баллонами, а топливом служит жидкий пропан, бутан или их смесь. Жидкий газ попадает в погруженную в него трубку благодаря давлению насыщенных паров и, пройдя по шлангу и через управляемый пилотом огневой клапан, попадает в испаритель. Здесь он превращается в пар и, смешавшись с воздухом, сгорает в форсунках. Мощность горелок может достигать двух миллионов килокалорий в час. Дежурная горелка горит слабым пламенем постоянно - с тем, чтобы от нее можно было зажечь форсунки.

Газовый баллон вмещает обычно около 35 килограммов пропана, этого достаточно для 45-60 минут полета монгольфьера. Каждый баллон снабжен предохранительным клапаном и манометром. Когда в одном баллоне газ кончается, пилот переключается на другой баллон. Помимо горелок и баллонов в гондоле установлены высотомер, вариометр (измеритель вертикальной скорости), датчик температуры воздуха в оболочке, радиостанция, огнетушитель и аптечка.

Удельная подъемная сила горячего воздуха при температуре 100 градусов Цельсия составляет 0,278 килограмма на кубометр. Это значит, что шар объемом 1500- 2000 кубометров может поднимать полтонны, то есть трех - четырех человек и три - четыре баллона с пропаном. С увеличением же объема шара увеличивается, разумеется, и подъемная сила. В 1988 году в Голландии был поднят монгольфьер объемом 24000 кубометров, его 50 пассажиров размещались в комфортабельной двухпалубной корзине.

На монгольфьерах совершены уникальные полеты: перелет через Атлантический океан, подъем на высоту 18000 метров, готовится облет земного шара за две недели.

Аэростат - это летательный аппарат, он обязательно должен иметь свидетельство о его регистрации и свидетельство годности к полетам, которое выдается сразу после изготовления и продлевается комиссией после налета определенного количества часов. Сами пилоты аэростатов проходят подготовку в воздухоплавательных школах и после прохождения теоретического курса и полетов - сначала с инструктором, а затем самостоятельных - получают соответствующие документы. Ежегодно они проходят медкомиссию и проверку теоретических знаний.

Каждый полет тщательно готовится. Разрабатывается маршрут, который не должен проходить в районах аэропортов, военных объектов и т. п. В органы воздушного надзора сообщаются все данные о полете - дата, место старта, высота и цели полета. После получения разрешения на полет изучаются метеосводки: важно знать не только силу и направление ветра, но и температуру воздуха, высоту облачности, виды осадков. Все это позволяет планировать полет и обеспечить его безопасность.

Развитию воздухоплавания в нашей стране активно содействует Русское воздухоплавательное общество, основанное еще в 1880 году, выпускающее сегодня литературу по аэронавтике, организующее выставки и спортивные соревнования.

Всемирная федерация воздухоплавания проводит чередующиеся чемпионаты мира: в четные годы - для монгольфьеров, в нечетные - для газовых аэростатов. У нас в стране Федерация воздухоплавания была организована в 1990 году и с тех пор провела ряд общероссийских и международных соревнований. Ее члены участвуют в чемпионатах мира и Европы.

Стоит, пожалуй, добавить, что для жителей многих стран, а с некоторых пор и для жителей крупных российских городов уже стали привычными рекламные аэростаты, несущие на своих бортах полотнища или эмблемы рекламодателей, иногда подсвеченные изнутри, снабженные звуковещательными установками, выполненные в виде каких-то забавных фигур. Все чаще городские праздники не обходятся без этих нарядных и важно плавающих в воздухе летательных аппаратов.

Несмотря на свою относительную консервативность, аэростатная техника постоянно совершенствуется и находит воздушным шарам все новые и новые области применения. Тому немало способствуют и разработки отечественных конструкторов из воздухоплавательного центра "Авгуръ", фирм "Интеравиа", ПК "Воздух", "Аэронатц", "Аэроэкология", НПФ "Аэрогипнефо", "Урал-Джиком" и других.

См. в номере на ту же тему

Российской Федерации

Муниципальное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 34

РЕФЕРАТ

по физике

« ВОЗДУХОПЛАВАНИЕ: ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ»

Выполнил:

ученик 9 класса

Безымянный Александр Юрьевич

Научный руководитель:

Белякова Марина Валерьевна,

учитель физики

Тверь, 2014

Введение ____________________________________________________стр.3
Глава 1 Воздухоплавание. Воздухоплавательные

средства________________________________________________________ стр.4

2.1 Изобретение воздушных шаров_________________________________стр.7

2.2 Воздухоплавание в России_____________________________________стр.9

2.3 Достижения российских воздухоплавателей______________________стр.11

3.2 Физические основы полета_____________________________________стр.15

ВВЕДЕНИЕ
Познавая природу, человек наблюдал уникальное явление - полет птицы. Воздействие живого примера на человеческое сознание оказалось столь мощным, что на протяжении многих веков он стал предпринимать попытки плавания по воздушному океану. Закон Архимеда о выталкивании тела , погруженного в жидкость, начинал осознаваться в более широкой области его приложения. Неясно было одно: как эту силу получить в воздухе. Человек не видел в окружающей его природе непосредственных аналогов предполагаемой летательной машины, хотя и наблюдал ежедневно, как нагретый пламенем горячий воздух устремляется вверх. Родившаяся из абстрактной фантазии идея аэростатической летательной машины постепенно сделалась альтернативой идее машущего крыла и постепенно приобретала вполне реальные очертания.

Актуальность темы реферата определяется не только тем, что идея подняться в воздух и воспользоваться воздушным океаном очень стара, но и тем, что читателю любого возраста интересно узнать, как устроены воздушные шары, как, используя физические законы и теории, объяснить возможность надёжного передвижения по воздуху этих сооружений? Для каких целей они используются?

В качестве источника выбрана книга Зигуненко С. «Авиация и воздухоплавание» (АСТ, Астрель, 2006). В книге описана история развития воздухоплавания от первых сооружений, до современных конструкций; физические принципы воздухоплавания, его применение.

Цель реферата – познакомить читателя с историей воздухоплавания, устройством аэростатов и дирижаблей, физическими основами полета на воздушном шаре и применением воздухоплавательных средств.

Задачи : проанализировав первоисточник:

1) изучить историю воздухоплавания,

2) познакомиться с устройством современных аэростатов , физическими основами воздухоплавания, его применением.
ГЛАВА I ВОЗДУХОПЛАВАНИЕ. ВОЗДУХОПЛАВАТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА
Воздухоплавание (аэронавтика) - полеты в атмосфере Земли на летательных аппаратах легче воздуха (в отличие от авиации, использующей летательные аппараты тяжелее воздуха), использующих подъёмную силу заключённого в оболочке газа с плотностью меньшей, чем плотность окружающего воздуха. До начала 1920-х годов термин «воздухоплавание» использовался для обозначения передвижения по воздуху вообще.

Воздухоплаватель (аэронавт, летчик, пилот, авиатор) - человек, который занимается воздухоплаванием, поднимается в небо на воздушных шарах.

Все воздухоплавательные средства можно разделить на две группы: аэростаты и дирижабли.

Аэростат - летательный аппарат «легче воздуха». Неуправляемые аэростаты свободного полета с оболочкой , имеющей форму шара, называют

воздушными шарами .

Управляемые аэростаты (имеющие двигатель и воздушные винты) называют дирижаблями (от фр. dirigeable - управляемый). Привязные аэростаты соединяют с землей тросом, не позволяющим аппарату совершать горизонтальные перелеты.

Воздушные шары бывают трех основных видов: газовые, тепловые и комбинированные. В тепловых горячий воздух в шар загонялся с помощью жаровен. Раньше в качестве газа использовался аммиак , водород и даже каменноугольный газ, в современном воздухоплавании используют теплый воздух и гелий. Комбинированные аэростаты представляют собой связку нескольких шаров, наполненных разными газами. Главный недостаток воздушный шаров – их неспособность летать горизонтально без помощи воздушных потоков. Аэростаты могут без труда подниматься и опускаться, для этого воздухоплаватели сбрасывают балласт, выпускают лишний газ/воздух из шара, изменяют температуру газа/воздуха в шаре. Однако пролететь из одного города в другой при отсутствии ветра воздушные шары не могут.

Дирижабли могут двигаться независимо от направления воздушных потоков. В отличие от воздушных шаров, дирижаблями легко управлять, они могут перевозить большее количество людей, а также летать на дальние расстояния. Дирижабли удовлетворяют главным критериям оценки транспортных средств - экономичности и экологичности. На самых первых дирижаблях для движения использовалась мускульная сила или паровой двигатель. С 1890 года стали широко применяться двигатели внутреннего сгорания, а с 80-х годов XIX века - электродвигатели. Электрические двигатели удовлетворяют необходимым условиям: при малом сравнительно весе они развивают значительную силу. Скорость дирижаблей 120-150 км/ч. Им не нужны аэродромы, они не боятся обледенений и выдерживают ураганный ветер.

Дирижабли, как и воздушные шары, бывают газовыми (гелиевыми и водородными) и тепловыми. Дирижабли бывают мягкой, полужесткой и жесткой систем. Дирижабль мягкой системы уступает своему полужесткому коллеге в размерах, у него отсутствуют металлические конструкции, предотвращающие деформацию оболочки. Дирижабль жесткой системы состоит из крепкого каркаса, внутрь которого помещают мешки с газом.

ВЫВОДЫ
Воздухоплавание (аэронавтика) - управляемые или неуправляемые полёты в атмосфере Земли на летательных аппаратах «легче воздуха» (в отличие от авиации, использующей летательные аппараты «тяжелее воздуха»).

Воздухоплавательные средства можно разделить на две группы: воздушные шары (аэростаты) и дирижабли. Аэростат (воздушный шар) - летательный аппарат легче воздуха. Дирижабль - аэростат с двигателем. Аэростаты неспособны летать горизонтально без помощи воздушных потоков. К корзине дирижабля крепятся винтовые двигатели, благодаря чему они могут двигаться независимо от направления воздушных потоков.

Воздушные шары взлетают благодаря подъемной силе используемого газа, плотность которого меньше плотности атмосферного воздуха. Аэростаты могут без труда подниматься и опускаться, для этого воздухоплаватели сбрасывают балласт, выпускают лишний газ/воздух из шара, изменяют температуру газа/воздуха в шаре.

ГЛАВА II ИСТОРИЯ МИРОВОГО ВОЗДУХОПЛАВАНИЯ
2.1 Изобретение воздушных шаров

Если космическая эра начиналась с Белки и Стрелки , то эпоха воздухоплавания – с утки, петуха и овцы. В сентябре 1783 года в пригороде Парижа Версале братья Жозеф и Этьен Монгольфье подняли трех животных в небо на огромном воздушном шаре. Изобретение братьев представляло собой полотняную оболочку, оклеенную бумагой, и прикрепленную к ней корзину. Шар получился с трехэтажный дом высотой и весил свыше 200 килограммов. Заполненный горячим дымом шар в присутствии короля Франции Людовика XVI успешно поднялся на высоту 500 метров и пролетел за восемь минут около двух километров.

Спустя полгода первое путешествие на воздушном шаре совершили и люди. Ими стали французы Жан-Франсуа Пилатр де Розье и маркиз дАрланд. Долгое время достойную конкуренцию французским инженерам не могли составить ученые остального мира.

27 августа 1783 года на Марсовом поле в Париже стартовал летательный аппарат французского физика Шарля. Шарль был уверен, что Монгольфьеров газ (дымный воздух) не лучшее средство для создания аэростатической подъемной силы. Он считал, что гораздо больше выгоды сулит использование водорода, так как он легче воздуха. Но Шарль должен был разрешить техническую проблему: из чего изготовить легкую оболочку, способную длительное время держать летучий газ? Справиться с ней помогли механики братья Робер . Они изготовили материал необходимых качеств из легкой шелковой ткани, покрытой раствором каучука в скипидаре.

На глазах 300 тысяч зрителей он устремился ввысь и вскоре стал невидимым. Когда кто-то из присутствовавших воскликнул: «Какой же во всем этом смысл?!» - известный американский ученый и государственный деятель Бенджамин Франклин, находившийся среди зрителей, заметил: «А какой смысл в появлении на свет новорожденного?» Замечание оказалось пророческим. На свет появился «новорожденный», которому было предопределено великое будущее.

До середины XIX века большинство аэростатов были неуправляемыми. Поднявшись в воздух, они просто дрейфовали по ветру. Когда горячий воздух остывал, агрегат терял высоту.

В сентябре 1852 года французский изобретатель Анри Жиффар совершил первый управляемый полет на шаре с паровым двигателем, развив скорость в 11 км/ч. Позже такие летательные аппараты стали называть дирижаблями.

Самыми известными дирижаблями в истории стали летательные аппараты, выпускаемые немецкой компанией графа Фердинанда фон Цеппелина. Управляемый аэростат Цеппелина совершил свой первый полет в 1900 году в Германии. В отличие от других летательных аппаратов того времени немецкий дирижабль имел жесткую систему в виде металлического каркаса, в который помещался газ в мешках из газонепроницаемой материи. За пять лет, с 1909 по 1914 гг., они совершили 15000 полетов и перевезли 35 тысяч человек без единой аварии.

В июне 1804 года химик Яков Дмитриевич Захаров вместе с бельгийским физиком Этьен-Гаспаром Робертсоном поднялись на аэростате, чтобы исследовать атмосферу.

В октябре 1805 года штабс-доктор Лефортовского госпиталя И.Г. Кашинский сконструировал и построил на собственные деньги первый российский аэростат. Во время полетов в Нескучном саду в Москве медик доказал, что его летательный аппарат ничем не уступает зарубежным аналогам. Инициативу Кашинского поддержала госпожа Ильинская. В августе 1828 года она на спроектированном ею шаре поднялась в воздух на высоту 650 метров.

Ученые старались придать аэростатам лучшую маневренность и легкость в управлении. Так, в 1856 году петербургский изобретатель Л. Лазов разработал проект аэростата, который двигался с помощью паруса по особым проволочным рельсам, натянутым на столбы.

В 1870 году было создано Русское общество воздухоплавания. А в 1880 году, по инициативе великого русского химика Д.И. Менделеева, был основан воздухоплавательный отдел Русского технического общества. Спустя четыре года при Главном инженерном управлении появилась «Комиссия по применению воздухоплавания, голубиной почты и сторожевых вышек к военным целям». Уже в августе 1886 года российские воздухоплаватели участвовали в военных маневрах войск Петербургского военного округа. Боевое крещение аэронавты получили в русско-японской войне 1904-1905 г.г. К этому времени было сформировано уже семь воздухоплавательных рот.

К изготовлению дирижаблей в Российской империи приступили в 1908 году, в это же время здесь прошёл первый полёт российского дирижабля «Учебный». Военные воздухоплаватели осваивали приемы управления воздушными шарами и проводили опыты с привязными аэростатами, в августе 1909 года поднялся ввысь первый в России управляемый аэростат «Лебедь».

К началу XX века Россия вошла в число ведущих воздухоплавательных держав мира. В апреле 1911 года столица Российской Империи – Петербург – принимала Международную воздухоплавательную выставку. А в августе того же года российский экипаж установил мировом рекорд в скорости полетов на дирижабле – 47 км/ч. По состоянию на начало 1941 года из 24 официально зарегистрированных Международной Авиационной Федерацией мировых рекордов 17 принадлежали советским воздухоплавателям.

В послевоенное время воздухоплавание в СССР развивалось не так бурно. Возрождение аэронавтики пришлось на 1990-е годы. В 1992 году в Рыльске прошел первый чемпионат России по воздухоплаванию. Второй Чемпионат России приняли в июне 1996 года Великие Луки. В 1999 году Комиссия по воздухоплаванию ФАИ (Международная авиационная федерация, Fédération Aéronautique Internationale) присвоила Чемпионату России по воздухоплаванию на тепловых аэростатах первую категорию.

2.3 Достижения российских воздухоплавателей
В настоящее время российские воздухоплаватели входят в элиту мировой аэронавтики. Пилоты из России из года в год ставят мировые рекорды, завоевывают призы на крупнейших мероприятиях по воздухоплаванию.

В феврале 2004 года Николай Галкин установил рекорд продолжительности полета. На небольшом тепловом дирижабле (объемом 1600-3000 м³) пилот продержался в воздухе 6 часов и 1 минуту.

Спустя год российские воздухоплаватели Наталья Володичева и Екатерина Кочеткова переписали женский рекорд продолжительности полета (3 часа 22 минуты), а пилот Леонид Путинцев вписал свое имя в ряды мировых рекордсменов по скорости. Он разогнался на газовом дирижабле до 50 км/ч.

2005 год оказался плодотворным на воздухоплавательные рекорды. В марте три российских воздухоплавателя на тепловых аэростатах разных классов установили сразу четыре национальных рекорда. Особенность рекордов состояла в том, что полеты проходили как в дневное, так и впервые в истории российского воздухоплавания, ночное время суток.

Один из самых крупных воздушных шаров в России тепловой аэростат «Дмитров-850» пилотировался двумя известными воздухоплавателями Станиславом Федоровым и Юрием Тараном. Они установили рекорд по продолжительности (16 часов 38 минуты) и дальности полета (345 км). А пилот Михаил Баканов на аэростате «Гранд Паркъ» поставил национальные рекорды в тех же номинациях, но для воздушных шаров среднего объема (3000-4000 м³).

В апреле 2005 года подмосковный воздухоплаватель Валерий Шкуленко на одноместном тепловом дирижабле «Зяблик» установил новый мировой рекорд продолжительности полета этого класса дирижаблей – 46 минут и 38 секунд. А спустя год на этом же аэростате пилот стал мировым рекордсменом по скорости полета.

ВЫВОДЫ
Первый воздушный шар в 1783 году изобрели французы, братья Монгольфье. Монгольфьер - аэростат с оболочкой, наполненной горячим дымом. Шар получился с трехэтажный дом высотой и весил свыше 200 килограммов.

1783 года в Париже стартовал летательный аппарат французского физика Шарля. Чтобы оболочка воздушного шара могла длительное время удерживать летучий газ (водород) был изготовлен материал необходимого качества из легкой шелковой ткани, покрытой раствором каучука в скипидаре.

В сентябре 1852 года французский изобретатель Анри Жиффар совершил первый управляемый полет на шаре с паровым двигателем. Позже такие летательные аппараты стали называть дирижаблями. Самыми известными дирижаблями в истории стали летательные аппараты, выпускаемые немецкой компанией графа Фердинанда фон Цеппелина.

Первый российский аэростат был построен в 1805 году. К началу XX века Россия вошла в число ведущих воздухоплавательных держав мира.

В настоящее время российские воздухоплаватели входят в элиту мировой аэронавтики. Пилоты из России из года в год ставят мировые рекорды, завоевывают призы на крупнейших мероприятиях по воздухоплаванию.

ГЛАВА III СОВРЕМЕННЫЕ АЭРОСТАТЫ И ДИРИЖАБЛИ
3.1 Устройство

Современный воздушный шар (тепловой аэростат) со времен братьев Монгольфье не претерпел принципиальных изменений и состоит из оболочки, гондолы и тепловой установки.

1 - Оболочка аэростата . Шьется из прочных нейлоновых тканей, внутренняя сторона которых покрывается полиуретаном (силиконом), чтобы не пропускать воздух. Куски ткани – сегменты сшиваются между собой. Отверстие надувания оболочки обшивают лентой, которая защищает оболочку от обжигания во время надувания. На оболочке нашиты вертикальные и горизонтальные силовые ленты, создающие силовой каркас и предотвращают возможные разрывы оболочки.

2 - Парашютный клапан . Расположен в верхней части оболочки. Служит для выпуска теплого воздуха.

3 - Блоки управления . Один расположен на внутренней части оболочки на вертикальной силовой ленте. На втором блоке сходятся стропы парашютного клапана. Через блоки пропущен фал управления клапаном.

4 - Фал управления парашютным клапаном . Представляет собой гибкий шнур (веревку) из прочного термостойкого материала. Предназначен для открытия парашютного клапана.

5 - Горелка или блок горелок . Является составной частью тепловой установки аэростата. При помощи горелки сжигается газ и нагревается воздух, находящийся внутри оболочки.

6 - Гондола (корзина) плетется из ивовых прутьев или ротанга, некоторые части которых обтягиваются кожей для выдерживания ударов при жестких посадках. Дно корзины выкладывается устойчивой к влаге морской фанерой. К куполу корзина крепиться шестимиллиметровыми тросами из нержавеющей стали. В корзине крепятся : газовые баллоны, футляр для карты, огнетушитель и другие принадлежности.

7- Газовые баллоны и горелки . Из них состоит система подачи горячего воздуха в оболочку. Газовые баллоны и горелки размещаются по углам внутри корзины. В баллонах содержится газ (пропан - бутан), который по шлангам подается на горелку. Объем баллона в среднем - 40-50 литров. В современных аэростатических комплексах горелки снабжены механизмами, автоматически поддерживающими необходимую температуру горячего воздуха в оболочке.

8 - Воздухозаборник . Его использование снижает возможность формирования «ложек» (изменение формы оболочки теплового аэростата под воздействием воздушного потока с образованием на ней ложковидной вмятины)

9 - Место крепления фала управления . Это петля внутри оболочки, надежно пришитая к вертикальной силовой ленте.

Приборное оборудование воздушных шаров содержит минимальный перечень, необходимый для безопасного полета: высотомер, указатель вертикальной скорости (вариометр), указатель уровня топлива в баках или баллонах , индикатор температуры в оболочке. Для полетов на тепловом аэростате необходима карта местности, компас и радиостанция для связи с зональным центром управления полетами. Устройство дирижабля представляет собой комбинацию из аэростата, винтового электрического двигателя или ДВС, прикрепленного к корзине, и системы управления ориентацией (рули управления).

Шар поднимается, когда Fа > Fт

Fа = ρгаза∙g∙V

Fпод = Fа – (Fт шара + Fт груза + Fт газа)

Высота шара над Землей не изменяется, если Fа = Fт

Шар снижается если Fа

Чем меньше плотность газа, заполняющего воздушный шар данного объема, тем больше подъемная сила. При нагревании воздуха от 0 0 С до 100 0 С его плотность уменьшается только в 1,37 раз. Поэтому подъемная сила шаров, заполненных теплым воздухом, оказывается небольшой. Плотность водорода в 14 раз меньше плотности воздуха, и подъемная сила шара, наполненного водородом более чем в три раза превышает подъемную силу нагретого воздуха того же объема. Плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Поэтому по мере поднятия воздушного шара действующая на него архимедова сила становится меньше.
После того, как архимедова сила достигнет значения, равного силе тяжести, подъем воздушного шара прекратится. Чтобы подняться еще выше, с шара сбрасывают балласт. При этом сила тяжести уменьшается, и выталкивающая сила опять оказывается вновь большей.

Чтобы опуститься на землю, архимедову силу необходимо уменьшить. Для этого можно уменьшить объем шара. В верхней части оболочки шара имеется специальный выпускной клапан, через который можно выпустить часть газа. После этого шар начнет опускаться вниз.

ВЫВОДЫ
Современный воздушный шар (тепловой аэростат) состоит из оболочки, гондолы и тепловой установки. Устройство дирижабля – комбинация из аэростата, винтового электрического двигателя, прикрепленного к корзине, и системы управления ориентацией.

Воздушные шары поднимаются в воздух согласно закону Архимеда: они взлетают благодаря подъемной силе используемого газа, плотность которого меньше плотности атмосферного воздуха. Аэростаты могут без труда подниматься и опускаться, для этого воздухоплаватели сбрасывают балласт, выпускают лишний газ/воздух из шара, изменяют температуру газа/воздуха в шаре. Шар поднимается, когда архимедова сила превышает силу тяжести, действующую на него. Шар опускается, когда сила тяжести превышает архимедову силу.

IV . ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОСТАТОВ И ДИРИЖАБЛЕЙ

Первые полеты на воздушных шарах носили развлекательный характер, но вскоре аэростаты стали применять с научными (для изучения атмосферы, географических исследований и др.) и военными целями.

В военных целях аэростаты и дирижабли использовались для наблюдения за полем боя и передвижениями войск в районе боевых действий, для корректировки огня артиллерии, разведки, создания помех в работе радиотехнических средств , подъема радиотрансляторов, транспортирования боеприпасов и агитационных материалов. Во время второй мировой войны аэростаты использовались в качестве средств воздушного заграждения (привязные) для обороны от низколетящих самолетов, для сбрасывания зажигательных и разрывных бомб. На привязных аэростатах поднимали в воздух радиоретрансляционные станции с целью облегчения связи между командными пунктами и передовыми подразделениями сухопутных войск.

Во время франко-прусской войны 1871 года посредством аэростатов была налажена связь окруженного немцами Парижа с остальной Францией. За четыре месяца на аэростатах переправили 3 млн. писем и депеш общим весом почти 17 тонн, а также 150 пассажиров.

Аэростатные радиолокационные комплексы и сегодня успешно «служат» в ПВО в качестве систем системы слежения и раннего предупреждения.

В мирное время современные аэростаты и дирижабли используют для геофизической разведки, наблюдения за состоянием окружающей среды, патрулирования крупных городов, прибрежных и приграничных районов, картографирования, фото- и телесъёмки, рекламы. 23 мая 2005 года российская экспедиция на воздушном шаре "Святая Русь" за всю историю освоения Арктики впервые достигла Северного полюса. Полёт продолжался 38 дней. Шар преодолел 980 км при температуре –500С.

Также используют метеозонды - беспилотные аэростаты, предназначенные для изучения атмосферы. Они состоит из резиновой или пластиковой оболочки, наполненной водородом или гелием, и подвешенного к ней контейнера с аппаратурой. Приборы позволяют измерять давление воздуха, влажность, температуру и другие параметры. Замеры перемещения шара позволяют определять скорость ветра на разных высотах. Высотные метеозонды могут достигать высоты 30-40 км. Для исследования высотных слоев атмосферы используют стратостаты.

В России в 2001 г. был произведен запуск аэростатного комплекса «БАРС». Он включал причальное устройство, радиостанцию и привязной аэростат. Эта система впервые обеспечивала доступ в Интернет для школ города Москвы. Возможности таких ретрансляторов на порядок превосходят возможности наземных телевизионных башен. Создание и эксплуатация аэростатного комплекса обходится примерно в два раза дешевле, чем использование наземных кабельных средств.

Аэростаты используют для испытания космических приборов и герметических кабин, изучения космического излучения, исследования струйных течений на больших высотах.

Воздушные шары и дирижабли используются и для отдыха. Прогулка на воздушном аппарате – любимое времяпрепровождение сотен тысяч людей по всему миру. В США насчитывается 7500 прогулочных воздушных шаров, в России же подобных летательных аппаратов около 300.

Ежегодно проходят около 400 самых разных воздухоплавательных фестивалей. Это и Бристольская воздухоплавательная фиеста, и фестиваль воздушных шаров «Большой медведь» в Нью-Джерси, и праздники воздушных шаров в Лондоне. Особую радость зрителям подобных мероприятий приносит феерическое представление воздушных шаров «Ночное свечение». В вечернее время пилоты поднимаются в небо и меняют положение горелок так, что воздушные шары начинают светиться. По командам координатора пилоты координировано тушат и зажигают горелки, создавая в темном небе фантастические образы. Воздухоплавательные праздники устраивают и в России. В последние годы фестивали воздухоплавания проходили в Перми, Ярославле, Казани, Ессентуках.

Летом 2005 года жители 24 городов России стали участниками акции компании «МегаФон» «Поднимись над облаками!». Гвоздем программы был запуск самого большого в России теплового дирижабля (длиной 41 м и диаметром 13 м).

Особое место тепловые аэростаты занимают в современном спортивном мире - в состязаниях на продолжительность, высоту и дальность полета.

В наше время ученые и конструкторы планируют использование аэростатов не только на Земле, но и на других планетах. Так, например, в 1985 г. советские автоматические межпланетные станции "Вега-1" и "Вега-2" доставили аэростаты на Венеру. Перемещаясь в ее атмосфере, эти аппараты передали на Землю ценную информацию о физических условиях на этой планете.

ВЫВОДЫ

Аэростаты и дирижабли нашли широкое применение в мирных целях:

Для геофизической разведки, изучения атмосферы (метеозонды), высотных слоев атмосферы (стратостаты);

Патрулирования крупных городов, прибрежных и приграничных районов, картографирования, фото- и телесъёмки, рекламы;

В качестве системы, обеспечивающей доступ в Интернет;

Для испытания космических приборов и герметических кабин, изучения космического излучения, исследования струйных течений на больших высотах;

В качестве почты;

Для спорта и отдыха.

В военных целях:

В ПВО в качестве системы слежения и раннего предупреждения;

Для разведки;

Создания помех в работе радиотехнических средств,

Подъема радиотрансляторов;

Транспортирования боеприпасов и агитационных материалов;

Для сбрасывания в места дислокации противника зажигательных и разрывных бомб;

В качестве средств воздушного заграждения для обороны от низколетящих самолетов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Желание человека узнать, что представляет собой мир, особенно недостижимое небо над головой, стремление к звездам положили начало великому открытию воздухоплавания - полетам на летательных аппаратах «легче воздуха». В воздухоплавании применяют аэростаты и дирижабли. Первый воздушный шар в 1783 году изобрели французы. Первый российский аэростат был построен в 1805 году. Современный воздушный шар (тепловой аэростат) состоит из оболочки, гондолы и тепловой установки. В устройстве дирижабля дополнительно присутствуют винтовой электрический двигатель, прикрепленный к корзине, и система управления ориентацией.

Аэростаты поднимаются в воздух благодаря подъемной силе используемого газа, плотность которого меньше плотности атмосферного воздуха. Температуру воздуха, его плотность и подъемную силу можно регулировать с помощью газовой горелки, расположенной в нижней части шара. Увеличивая пламя горелки, можно заставить шар подниматься выше. При уменьшении пламени шар опускается вниз или повисает в воздухе. Аэростат всегда летит со скоростью ветра. Дирижабли могут двигаться независимо от направления воздушных потоков.

Аэростаты и дирижабли нашли широкое применение в мирных целях (для геофизической разведки, изучения атмосферы, картографирования) и военных целях (для разведки, в качестве средств воздушного заграждения, транспортирования боеприпасов и агитационных материалов).

Задачи, поставленные в ходе работы над рефератом, выполнены и позволяют сделать вывод : совершенствование конструкций аэростатов происходило в течение 3 столетий, что позволило превратить их в универсальное средство для осуществления свободных полетов над Землей и открыло путь воздухоплаванию, востребованному как в военное, так и в мирное время. Цель достигнута решением поставленных задач.

Все возрастающий интерес со стороны ученых к проблемам воздухоплавания вполне оправдан и своевременен.

ЛИТЕРАТУРА

1. Зигуненко С. Я познаю мир. Авиация и воздухоплавание. АСТ, Астрель, 2006.

2. Материалы Internet (картинки)

Главная » Для начинающих » Презентация на тему "история воздухоплавания". «Воздухоплавание» сообщение по физике