Ndege zinazotangamana na angahewa ziko katika makundi mawili makubwa: nyepesi kuliko hewa na nzito kuliko hewa. Mgawanyiko huu unategemea kanuni tofauti za kukimbia. Katika kesi ya kwanza, ili kuunda nguvu ya kuinua, wanatumia sheria ya Archimedes, yaani, wanatumia kanuni ya aerostatic. Katika magari ambayo ni nzito kuliko hewa, nguvu ya kuinua hutokea kutokana na mwingiliano wa aerodynamic na anga. Tutaangalia aina ya kwanza, ndege nyepesi kuliko angani.
Kupaa katika bahari ya hewa
Kifaa kinachotumia Archimedean - buoyant - nguvu kuinua, kinaitwa puto. Hii ni ndege iliyo na shell iliyojaa hewa moto au gesi ambayo ina msongamano wa chini kuliko angahewa.
Tofauti ya msongamano wa gesi ndani na nje ya ganda husababisha tofauti ya shinikizo, kutokana na ambayo kuna nguvu ya aerostatic buoyancy. Huu ni mfano wa kanuni ya Archimedes katika utendaji.
dari ya kuinua ya ndege nyepesi kuliko hewa hubainishwa na ukubwa na unyumbulifu wa ganda, jinsi inavyojazwa nasababu za anga - kimsingi kushuka kwa msongamano wa hewa na urefu. Rekodi ya kupanda kwa mtu hadi sasa ni kilomita 41.4, bila mtu - kilomita 53.
Uainishaji wa jumla
Puto ni jina la kawaida kwa kundi zima la ndege. Awali ya yote, puto zote zimegawanywa katika zisizo na udhibiti (puto) na kudhibitiwa (airships). Pia kuna puto zilizounganishwa zinazotumika katika maeneo mbalimbali kwa kazi fulani maalum.
1. Puto. Kanuni ya kukimbia kwa puto haimaanishi uwezekano wa kudhibiti ndege katika ndege ya usawa. Puto haina injini na usukani, kwa hiyo, rubani wake hawezi kuchagua kasi na mwelekeo wa kukimbia kwake. Juu ya mpira, udhibiti wa urefu unawezekana kwa msaada wa valves na ballast, lakini vinginevyo ndege yake ni drift pamoja na mikondo ya hewa. Kulingana na aina ya kichungi, kuna aina tatu za puto:
- Puto za hewa moto.
- Charliers zenye kujaza gesi. Mara nyingi, hidrojeni na heliamu zilitumiwa (na zinaendelea kutumika) kwa madhumuni haya, lakini wote wawili wana vikwazo vyao wenyewe. Hidrojeni inaweza kuwaka sana na hutengeneza mchanganyiko unaolipuka na hewa. Heli ni ghali sana.
- Rosiere ni puto zinazochanganya aina zote mbili za kujaza.
2. Airships (Kifaransa dirigeable - "kudhibitiwa") ni ndege, muundo wa ambayo ni pamoja na kupanda nguvu na udhibiti. Kwa upande wake, ndege za ndege zimeainishwa kulingana na vigezo vingi: kwa ugumushells, kwa aina ya kitengo cha nguvu na propulsion, kwa mbinu ya kuunda nguvu buoyancy, na kadhalika.
Historia ya awali ya angani
Kifaa cha kwanza kabisa cha kuaminika ambacho kiliruka angani kwa usaidizi wa Archimedean force huenda kinafaa kuchukuliwa kuwa taa ya Uchina. Maandiko yanataja mifuko ya karatasi inayoinuka chini ya ushawishi wa hewa ya moto kutoka kwa taa. Inajulikana kuwa taa kama hizo zilitumika katika maswala ya kijeshi kama njia ya kuashiria mapema katika karne ya 2-3; inawezekana walikuwa wanajulikana hapo awali.
Mawazo ya kiufundi ya Magharibi yalikuja kwenye wazo la uwezekano wa vifaa hivyo kufikia mwisho wa karne ya 17, na kutambua ubatili wa majaribio ya kuunda vifaa vya misuli ya kuruka kwa ndege kwa wanadamu. Kwa hivyo, Jesuit Francesco Lana alitengeneza ndege iliyoinuliwa kwa msaada wa mipira ya chuma iliyohamishwa. Hata hivyo, kiwango cha kiufundi cha enzi hiyo hakikuruhusu mradi huu kutekelezwa.
Mnamo mwaka wa 1709, kasisi Lorenzo Guzmao aliionyesha mahakama ya kifalme ya Ureno ndege, ambayo ilikuwa ganda jembamba, hewa ambayo ilikuwa imewashwa na brazi iliyosimamishwa kutoka chini. Kifaa kiliweza kupanda mita kadhaa. Kwa bahati mbaya, hakuna kinachojulikana kuhusu shughuli zaidi za Guzmao.
Mwanzo wa angani
Ndege ya kwanza nyepesi kuliko hewa, ambayo jaribio lake la kufaulu lilirekodiwa rasmi, ni ndugu wa puto Joseph-Michel na Jacques-Etienne Montgolfier. Mnamo Juni 5, 1783, puto hii iliruka juu ya mji wa Ufaransa wa Annone, ikishinda.2 km kwa dakika 10. Urefu wa juu wa kuinua ulikuwa karibu mita 500. Ganda la mpira lilikuwa turubai, lililobandikwa na karatasi kutoka ndani; moshi kutoka kwa kuchomwa kwa pamba mvua na majani ilitumiwa kama kujaza, kwa muda mrefu baada ya hapo iliitwa "gesi ya puto ya hewa ya moto". Ndege hiyo, mtawalia, iliitwa "puto ya hewa moto".
Karibu wakati huo huo, mnamo Agosti 27, 1783, puto iliyojaa hidrojeni, iliyoundwa na Jacques Charles, ilipaa angani huko Paris. Ganda hilo lilitengenezwa kwa hariri iliyoingizwa na suluhisho la mpira katika tapentaini. Hidrojeni ilipatikana kwa kufichua vichungi vya chuma kwa asidi ya sulfuriki. Mpira wenye kipenyo cha mita 4 ulijazwa kwa siku kadhaa, baada ya kutumia zaidi ya kilo 200 za asidi na karibu nusu ya tani ya chuma. Charlier wa kwanza alitoweka mawinguni mbele ya watazamaji 300,000. Ganda la puto hilo lililolipuka juu sana angani, lilianguka dakika 15 baadaye katika maeneo ya mashambani karibu na Paris, ambako liliharibiwa na wenyeji waliokuwa na hofu.
Ndege za kwanza za mtu
Abiria wa kwanza wa kifaa cha angani kilichopaa mnamo Septemba 19, 1783 huko Versailles, kuna uwezekano mkubwa, wasio na majina. Jogoo, bata na kondoo dume waliruka kwenye kikapu cha puto ya hewa ya moto kwa dakika 10 na umbali wa kilomita 4, baada ya hapo walitua salama.
Safari ya watu kwenye puto ya hewa moto kwa mara ya kwanza ilifanyika tarehe 21 Novemba ya mwaka huo huo wa mafanikio wa 1783. Ilifanywa na mwanafizikia Jean-Francois Pilatre de Rozier na wenzi wake wawili. Kisha, mnamo Novemba, de Rozier aliunganisha mafanikio yake na shabiki wa puto Marquis François. Laurent d'Arland. Kwa hivyo, ilithibitishwa kuwa hali ya kukimbia bila malipo ni salama kwa wanadamu (mashaka bado yalikuwepo).
Desemba 1, 1983 (mwaka muhimu sana kwa wanaanga!) Charliere pia aliondoka, akiwa amepanda wafanyakazi, ambao, pamoja na J. Charles mwenyewe, walijumuisha fundi N. Robert.
Katika miaka iliyofuata, ndege za puto za aina zote mbili zilitekelezwa kwa upana sana, lakini puto za gesi bado zilikuwa na faida fulani, kwa kuwa puto za hewa moto zilitumia mafuta mengi na kutengeneza lifti kidogo. Rosiers, kwa upande mwingine, ni mipira ya aina iliyounganishwa, ambayo iligeuka kuwa hatari sana.
Puto katika huduma
Puto hivi karibuni zilianza kutumika sio tu kwa madhumuni ya burudani, bali pia mahitaji ya sayansi na maswala ya kijeshi. Hata wakati wa safari ya kwanza ya ndege, Charles na Robert walikuwa wakijishughulisha na kupima joto la hewa na shinikizo kwa urefu wa juu. Baadaye, uchunguzi wa kisayansi mara nyingi ulifanywa kutoka kwa puto. Zilitumika kusoma angahewa ya Dunia na uwanja wa sumakuumeme, na baadaye miale ya ulimwengu. Puto hutumiwa sana kama uchunguzi wa hali ya hewa.
Huduma ya puto ya kijeshi ilianza wakati wa Mapinduzi ya Ufaransa, wakati puto zilizofungwa zilianza kutumika kufuatilia adui. Baadaye, vifaa kama hivyo vilitumiwa kwa uchunguzi wa hali ya juu na marekebisho ya moto sio tu katika 19, lakini pia katika nusu ya kwanza ya karne ya 20. Wakati wa Vita Kuu ya Patriotic, puto zilizofungwa za barrage zilikuwa kipengeleUlinzi wa anga wa miji mikubwa. Wakati wa enzi ya Vita Baridi, puto za mwinuko wa juu zilitumiwa na ujasusi wa NATO dhidi ya USSR. Aidha, mifumo ya mawasiliano ya masafa marefu kwa nyambizi zinazotumia puto zilizofungwa imetengenezwa.
Juu na juu
Puto la stratosphere ni puto ya aina ya "charlier", yenye uwezo wa kupanda hadi kwenye tabaka adimu za angahewa la dunia - stratosphere, kutokana na vipengele vya muundo. Ikiwa ndege inaendeshwa, puto kama hiyo imejaa heliamu. Katika hali ya safari ya ndege isiyo na rubani, imejaa hidrojeni ya bei nafuu.
Wazo la kutumia puto kwenye miinuko ni la D. I. Mendeleev na lilitolewa naye mwaka wa 1875. Usalama wa wafanyakazi, kulingana na mwanasayansi, ulipaswa kutolewa na gondola ya puto iliyofungwa. Walakini, uundaji wa ndege kama hiyo unahitaji kiwango cha juu cha kiufundi, ambacho kilipatikana tu mnamo 1930. Kwa hivyo, hali ya kukimbia inahitaji mpangilio maalum wa puto ya stratospheric, matumizi ya metali nyepesi na aloi, maendeleo na utekelezaji wa mifumo ya kutolewa kwa ballast na thermoregulation ya gondola, na mengi zaidi.
Puto ya kwanza ya anga ya juu FNRS-1 iliundwa na mwanasayansi na mhandisi wa Uswizi Auguste Picard, ambaye, pamoja na P. Kipfer, walipanda kwa mara ya kwanza kwenye stratosphere mnamo Mei 27, 1931, na kufikia mwinuko wa mita 15,785.
Uundaji wa ndege hizi uliendelezwa haswa katika USSR. Rekodi nyingi za safari za ndege katika anga za juu ziliwekwa katika nusu ya pili ya miaka ya 1930 na wanaanga wa Soviet.
Mnamo 1985, wakati wa utekelezaji wa anga ya SovietMradi wa Vega ulizindua puto mbili za stratospheric zilizojaa heliamu katika anga ya Zuhura. Walifanya kazi kwenye mwinuko wa takriban kilomita 55 kwa zaidi ya saa 45.
Ndege ya kwanza
Majaribio ya kuunda puto inayodhibitiwa katika ndege ya mlalo yalianza kufanywa mara tu baada ya safari za kwanza za puto za hewa moto na chala. J. Meunier alipendekeza kuipa ndege umbo la duaradufu, ganda maradufu lenye baloneti na kuiwekea propela zinazoendeshwa na nguvu za misuli. Hata hivyo, wazo hili lilihitaji juhudi za watu 80…
Kwa miaka mingi, kwa sababu ya ukosefu wa kitengo cha nguvu kinachofaa kwa hali ya kukimbia, puto inayodhibitiwa ilibaki kuwa ndoto tu. Iliwezekana kuifanya tu mnamo 1852 na Henri Giffard, ambaye gari lake lilifanya safari yake ya kwanza mnamo Septemba 24. Meli ya Giffard ilikuwa na usukani na injini ya mvuke yenye nguvu ya farasi 3 ambayo iligeuza propela. Kiasi cha shell iliyojaa gesi ilikuwa 2500 m3. Ganda laini la chombo cha anga liliweza kuporomoka kutokana na mabadiliko ya shinikizo la angahewa na halijoto.
Kwa muda mrefu baada ya ndege ya kwanza kuruka, wahandisi walijaribu kufikia mchanganyiko bora wa nguvu na uzito wa injini, ili kuboresha muundo wa shell na gondola ya kifaa. Mnamo 1884, injini ya umeme iliwekwa kwenye ndege, na mnamo 1888, petroli. Mafanikio zaidi ya tasnia ya usafiri wa anga yalihusishwa na uundaji wa mashine zilizo na ganda ngumu.
Mafanikio na janga la Zeppelins
Mafanikio katika uundaji wa meli za anga yanahusishwa na jina la Count Ferdinandvon Zeppelin. Ndege yake ya kwanza, iliyojengwa huko Ujerumani kwenye Ziwa Constance, ilifanyika mnamo Julai 2, 1900. Licha ya kuvunjika ambayo ilisababisha kutua kwa kulazimishwa kwenye ziwa, muundo wa meli ngumu za anga, baada ya majaribio zaidi, ilionekana kuwa mafanikio. Ubunifu wa mashine hiyo uliboreshwa, na ndege ya Ferdinand von Zeppelin ilinunuliwa na jeshi la Ujerumani. Katika Vita vya Kwanza vya Kidunia, zeppelins tayari zilitumiwa na mamlaka zote kuu.
Ganda gumu la chombo cha anga lilikuwa na fremu ya chuma yenye umbo la sigara iliyofunikwa kwa kitambaa kilichopakwa seli. Mitungi ya gesi iliyojaa hidrojeni iliunganishwa ndani ya sura. Ndege hiyo ilikuwa na usukani wa nyuma na vidhibiti, ilikuwa na injini kadhaa zilizo na propela. Mizinga, sehemu za mizigo na injini, sitaha za abiria ziliwekwa chini ya sura. Kiasi cha meli inaweza kufikia 200 m3, urefu wa meli ulikuwa mkubwa sana. Kwa mfano, urefu wa Hindenburg mashuhuri ulikuwa mita 245. Kuendesha mashine kubwa kama hiyo ilikuwa ngumu sana.
Wakati wa kipindi cha kati ya vita vya dunia, zeppelins zilitumika sana kama njia ya usafiri, zikiwemo katika safari za ndege za kuvuka Atlantiki. Walakini, majanga kadhaa, ambayo maarufu zaidi yalikuwa kuanguka kwa meli ya Hindenburg kama matokeo ya moto, na gharama kubwa ya mashine hizi haikucheza kwa niaba yao. Lakini sababu kuu katika kupunguzwa kwa tasnia ya anga ilikuwa Vita vya Kidunia vya pili. Asili ya vita ilihitaji matumizi makubwaanga ya kasi, na hapakuwa na mahali pazuri kwa meli za anga ndani yake. Kama matokeo, na baada ya vita, hakukuwa na ufufuo wao kama gari linalotumiwa sana.
Puto na usasa
Licha ya maendeleo ya usafiri wa anga, ndege na puto hazikupotea kabisa, kinyume chake, hadi mwisho wa karne ya 20, kupendezwa nazo kuliongezeka tena. Hii ni kutokana na maendeleo ya maendeleo ya vifaa vya high-tech na mifumo ya udhibiti wa kompyuta na usalama, pamoja na nafuu ya jamaa ya uzalishaji wa heliamu. Meli za anga zinaweza kuzaliwa upya kama mashine zinazofanya kazi muhimu katika tasnia fulani maalum, kwa mfano, katika matengenezo ya majukwaa ya mafuta au usafirishaji wa shehena kubwa katika maeneo ya mbali. Wanajeshi walianza tena kupendezwa na ndege hizi.
Ndege ndogo pia hutumika kwa matumizi mbalimbali, kama vile kurekodia matangazo ya televisheni.
Wamezoea ndege, helikopta na vyombo vya anga, umma kwa mara nyingine tena unapenda angani. Sherehe za puto katika nchi tofauti za ulimwengu, pamoja na Urusi, zimekuwa jambo la kawaida. Shukrani kwa vifaa vyepesi vinavyostahimili joto na vichomaji maalum vinavyotumiwa na mitungi ya gesi, puto za hewa ya moto zinakabiliwa na ujana wa pili. Puto za hewa moto ya jua pia zimevumbuliwa, kwa ujumla hazihitaji mwako wa mafuta.
Mavutio makubwa miongoni mwa wanariadha na watazamaji husababishwa na mashindano na uzinduzi wa kuvutia wa vifaa vingi vinavyoshikiliwa.kila tamasha la puto. Matukio haya kwa muda mrefu yamekuwa sehemu muhimu ya tasnia ya burudani.
Ni vigumu kutabiri siku zijazo itakuwaje kwa ndege nyepesi kuliko angani. Lakini tunaweza kusema kwa ujasiri: wana mustakabali huu.
