что такое аэростаты

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.