Содержание
21 ноября. Первый полёт на воздушном шаре / LR4 / / Latvijas Radio
21 ноября 1783 года впервые в истории в воздух поднялся воздушный шар с людьми на борту.
К числу пионеров воздухоплавания относятся братья Монгольфье, которые были одержимы идеей создания летательного аппарата, с целью поднять человека в воздух. Первый полет такого аппарата без человека — воздушного шара, наполненного горячим дымом — состоялся 5 июня 1783 года.
На публичную демонстрацию изобретения братьев Монгольфье пришло огромное количество людей. В течение десяти минут шар набрал высоту. Это был научный успех, требующий однако тщательного развития. Информация об успешном запуске огромного воздушного шара дошла до верхов. Академии наук предложила Монгольфье финансирование всех экспериментов. Естественно, это было заманчивое предложение, так как все средства на предыдущие опыты были из собственного кармана братьев.
И тогда Монгольфье решили идти дальше — создать шар большего размера, на этот раз объемом в тысячу кубических метров и весом 450 килограммов.
19 сентября 1783 года в Версале братья-эскпериментаторы впервые выпустили в воздух шар, в плетеной корзине которого были овца, петух и гусь. На высоте 500 метров сфера прорвалась, однако спустилась на землю настолько плавно, что ни одно животное не пострадало. Воодушевленные успешной демонстрацией в Версале, Жозеф и Жак-Этьен принялись за изготовление самого большого воздушного шара, который мог бы поднять в воздух двух человек. Младший брат начал проектировать новое изобретение, немного изменив чертежи предыдущих сфер. Новый воздушный шар разительно отличался от предшественников — он имел овальную форму, более 13 метров в диаметре, объем более 2 тысяч кубических метров и вес 500 килограммов. Более того, он был празднично украшен — виднелась фигура царя на голубом фоне, а также знаки зодиака и многочисленные цветы.
В нижней его части крепилась кольцевая галерея, рассчитанная на двух человек. Но король Франции Луи XVI запретил авторам проекта принимать личное участие в полете.
И впервые в истории в свободный полет на воздушном шаре, построенном братьями Монгольфье, отправились химик Жан Франсуа Пилатр де Розье вместе со своим другом маркизом Франсуа д’Арландом.
Наполненный горячим воздухом шар поднялся из сада замка де ла Мюэт в западном пригороде Парижа 21 ноября 1783 года. Воздухоплаватели достигли высоты 915 метров и за 25 минут покрыли расстояние в 9 км, а затем благополучно приземлились в открытой местности вблизи дороги на Фонтенбло.
Полет сам по себе был замечательным событием, но помимо этого он как бы подытоживал крупнейшее достижение химии: отказ от флогистонной теории строения вещества, рухнувшей, когда оказалось, что различные газы имеют разный вес.
С первыми полетами пилотируемых и беспилотных воздушных шаров тесно связаны имена четырех выдающихся химиков — Джозефа Блэка, Генри Кавендиша, Джозефа Пристли и Антуана Лавуазье, чьи работы открыли путь к ясному пониманию химической природы материи. В последующие годы в Европе было совершено множество полетов на воздушных шарах. Так человечество научилось летать…
Latvijas Radio aicina izteikt savu viedokli par raidījumā dzirdēto un atbalsta diskusijas klausītāju starpā, tomēr patur tiesības dzēst komentārus, kas pārkāpj cieņpilnas attieksmes un ētiskas rīcības robežas.
Первопроходцы. Первые высотные полёты и исследования
Отрывок из книги: Морозов Илья. К заоблачным глубинам. История высотных полётов. — Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2015.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Учёные Гей-Люссак и Био проводят исследования во время полёта на аэростате в 1804 году. Максимальная высота подъёма составляла около 4 км.
Высотный полёт Глейшера и Коксуэлла. (На рисунке изображено, как Коксуэлл, рискуя упасть за борт, тянет зубами верёвку для стравливания газа.)
Экипаж «Полярной звезды» использует дыхательные приборы, проводя научные наблюдения.
Корзина аэростата «Зенит».
Полёт «Зенита» 15 апреля 1875 года.
Подготовка «Пруссии» к старту.
Ночной запуск шара-зонда. Франция, 1896 год.
Высотная экипировка воздухоплавателей начала XX века.
‹
›
Открыть в полном размере
15 октября 1783 года воздушный шар с французским учёным Пилатром де Розье (Pil?tre de Rozier) на борту оторвался от земли и поднялся на несколько десятков метров удерживаемый верёвкой. Сбылась мечта человечества о подъёме в небо. В Европе началось увлечение воздухоплаванием. Оболочки многих первых аэростатов — монгольфьеров — наполнялись горячим воздухом, который довольно быстро остывал. Ограничен был и запас взятого на борт топлива, которым служила солома. Эти обстоятельства значительно сокращали продолжительность и высоту полёта.
1 декабря 1783 года состоялся первый полёт на шарльере — более совершенном типе аэростата, оболочка которого наполнялась уже водородом (позднее для этой цели стал также применяться светильный газ — смесь водорода, метана и других горючих газов). Шарльеры были лишены присущих монгольфьерам недостатков, ограничивающих продолжительность и высоту полёта, являлись менее пожароопасными и обладали большей в 3,5 раза подъёмной силой при равном объёме. В дальнейшем практически все полёты совершались именно на них.
Первые подъёмы показали ошибочность бытовавшего в то время представления о том, что живые существа неизбежно задохнутся под облаками даже на небольшой высоте. Впрочем, подобные опасения всё же были не напрасны. Уже во время второго полёта на шарльере, в ходе которого профессор Жак Александр Сезар Шарль (Jacques Alexandre César Charles) поднялся приблизительно на 3 км, воздухоплаватель испытал состояние кислородного голодания и боль в ушах от быстрого изменения давления. Последующий опыт подтвердил появление болезненных ощущений на высоте. Например, с ухудшением самочувствия столкнулись в 1803 году знаменитый тогда воздухоплаватель Этьен-Гаспар Робер (Étienne Gaspard Robert) и его спутник. В 1804 году трое итальянских аэронавтов при восхождении на 6 км почувствовали головокружение и тошноту. Иногда неприятности возникали уже начиная с высоты 2—2,5 км.
Помимо ухудшения самочувствия большие трудности вызывал холод. На высоте 6 км температура воздуха составляет приблизительно минус 24оC, опускаясь до минус 43оC к 9 км. Это не только доставляло неудобства (например, онемение пальцев затрудняло проведение исследований и управление аэростатом), но и являло собой серьёзную опасность, представляя угрозу здоровью и даже жизни. Тёплая одежда в полной мере защитить воздухоплавателей не могла.
Всё же неудобства и опасность не останавливали отважных первопроходцев, продолжавших совершать высотные полёты. Главной целью их восхождений были метеорологические и другие научные наблюдения. Возможность подняться на высоту, не доступную какими-либо иными путями, и наблюдать различные атмосферные явления в процессе их зарождения и развития представляла огромный интерес для изучения атмосферы. О незаменимости аэростатов для метеорологии свидетельствовала яркая речь, произнесённая на учредительном собрании Французского общества воздухоплавания: «Явления, происходящие в атмосфере, нам почти неизвестны. Вынужденные ползать по поверхности земли, наблюдатели не имели до сих пор возможности изучать что-либо другое, кроме нижнего слоя атмосферы. Воздухоплаватели, наоборот, могут исследовать воздушную сферу по всем направлениям…»1
Основными измеряемыми параметрами были температура и давление окружающего воздуха на различных высотах. Термометр и барометр присутствовали на борту в каждом исследовательском полёте. Изучалось и множество других самых разнообразных вопросов; например, в 1786 году была сделана первая попытка измерений электрического напряжения в атмосфере при подъёме на аэростате.
Первый в России и один из первых в мире серьёзно организованных полётов на аэростате с научными целями состоялся 30 июня 1804 года. Этот полёт «в высшей части атмосферы» совершили приглашённый воздухоплаватель Робер и академик Яков Дмитриевич Захаров. «Воздушные путешествия производимы были до сих пор единственно из корыстолюбия и для удовольствия народного <…> Санктпетербургская императорская Академия наук, рассуждая о пользе, какую сие воздушное плавание наукам принести может, вознамерилась первая учинить оное для учёных исследований. Главный предмет сего путешествия состоял в том, чтобы узнать с большею точностью о физическом состоянии атмосферы и о составляющих её частях в разных, но определённых возвышениях оной», — говорилось в рапорте академика Захарова в Академию наук о результатах путешествия2. Для этого полёта «в самой большей от земли отдалённости» были поставлены разнообразные исследовательские задачи, изучать предстояло «скорейшее или медлительнейшее выпарение жидкостей, уменьшение или увеличение магнитной силы, углубление магнитной стрелки, увеличение или уменьшение согревательной силы солнечных лучей… яркость цветов, призмою произведённых, несуществование или существование электрического вещества, некоторые замечания на влияние и перемены, какие разжиженный воздух над человеком производит, летание птиц, наполнение способом Торричелли свободных от воздуха склянок при каждом падении на дюйм барометра и некоторые другие физические и химические опыты». Для проведения исследований на борт были взяты «1) двенадцать склянок с кранами в ящике с крышкою, 2) барометр с термометром, 3) термометр, 4) два электрометра с сургучом и серой, 5) компас и магнитная стрелка, 6) секундные часы, 7) колокольчик, 8) голосовая труба, 9) хрустальная призма, 10) известь негашёная и некоторые другие вещи для физических и химических опытов». О результатах полёта, в ходе которого учёный поднялся более чем на 2 км, Я. Д. Захаров сделал подробное донесение в Академию наук.
В том же 1804 году Парижской академией наук были организованы два восхождения, проходившие при участи известных физиков Жозефа Луи Гей-Люссака (Joseph Louis Gay-Lussac) и Жана-Батиста Био (Jean-Baptiste Biot). Но наиболее активно научные полёты с подъёмом на большую высоту начали проводить только в третьей четверти XIX века в Англии и во Франции. По инициативе метеоролога Джеймса Глейшера (James Glaisher) в 1850 году в Англии возникло метеорологическое общество, а в 1866 году — и научное воздухоплавательное общество. На основании данных, полученных Глейшером во время многочисленных подъёмов, был выведен общий закон изменения температуры воздуха с высотой; установлено влияние, оказываемое на распределение температуры облачностью, влажностью, временем года и т. д. Результатами его наблюдений пользовались до конца XIX века во многих научных работах. С 1892 года исследовательские полёты, тщательно организованные в научном отношении, стало проводить Берлинское воздухоплавательное общество. В России после Я. Д. Захарова в 1804 году и Михаила Александровича Рыкачева в 1873 году научных наблюдений на аэростатах не проводилось до конца 1880-х годов, когда появилось военное воздухоплавание и был образован воздухоплавательный отдел при Императорском Русском Техническом Обществе.
Первое время исследователи пользовались обыкновенными измерительными приборами, но постепенно становилась очевидной необходимость их доработки. Было установлено отрицательное влияние застоя воздуха около термометра, влияние на измерительные приборы солнечных лучей и т. д. С конца 1880-х годов вопросу разработки специальных приборов стало уделяться серьёзное внимание.
Для измерения давления воздуха (по которому, в частности, определялась высота) применялись ртутные и анероидные барометры и самопишущие барографы. На точность показаний ртутных барометров влияло вертикальное ускорение аэростата; погрешность к показаниям анероидных приборов давали частые перемены давления воздуха. Разница в показаниях ртутного и анероидного барометров могла составлять более 2—3 мм (что соответствует разнице в высоте 30—50 м и более)3. Подобные особенности осложняли работу аэронавтов по проведению измерений и затрудняли обработку их результатов.
Помимо уникальных условий для исследований, немаловажным (а, возможно, в некоторых случаях и главным) обстоятельством, способствовавшим стремлению подняться как можно выше, была конкуренция между воздухоплавателями. Так, 5 сентября 1862 года англичане Глейшер и Генри Трейси Коксуэлл (Henry Tracey Coxwell) совершили едва не стоивший им жизни высотный полёт, во время которого несколько раз теряли сознание4. Глейшер предположил, что им удалось подняться на 11 км. Некоторыми современниками сама такая возможность справедливо ставилась под сомнение, однако именно намерение побить рекорд англичан было в числе побудительных мотивов к высотным полётам французских воздухоплавателей Жозефа Кроче-Спинелли (Joseph Croce-Spinelli), Теодора Сивеля (Théodore Sivel) и Гастона Тиссандье (Gaston Tissandier).
В 1890-х годах для высотных исследований атмосферы начали применяться небольшие беспилотные шары-зонды. Они оснащались лёгкими самопишущими баротермографами, позволявшими измерять давление и температуру. Наблюдение шаров-зондов с земли давало возможность проводить измерения направления и скорости ветра, получать информацию о циркуляции атмосферы. Шары-зонды позволяли проводить измерения в стратосфере на недоступной человеку высоте, некоторым из них уже в конце XIX века удалось подняться выше 20 км.
Сам термин «стратосфера» ввёл французский метеоролог Леон Тейсерен де Бор (Léon Teisserenc de Bor), заявивший в 1902 году об открытии «изотермического слоя», находящегося на высоте более 10—11 км. Это заключение было сделано на основании многочисленных наблюдений с помощью шаров-зондов. Данные о том, что на этой высоте прекращается снижение температуры, получали и другие исследователи, но многие отказывались верить в их достоверность. Немецкий учёный Хуго Гергезель (Hugo Hergesell) в 1896 году даже начал развивать теорию, позволявшую исправить полученное экспериментально значение температуры на высоте 14 км на минус 68оC вместо минус 53оC5.
Возвращаясь к полётам человека, высотными в XVIII—XIX веках могли называться и подъёмы, не превышавшие 2 км, ввиду их редкости. Однако применительно к воздухоплаванию того времени высотными всё же уместнее считать восхождения на 3—4 км и более. Они имели высотную специфику, связанную с разреженным воздухом и низкой температурой, и, в отличие от других, требовали защиты экипажа от неблагоприятного воздействия среды. Вопросу жизнеобеспечения при высотных полётах посвящён следующий параграф.
Высотные полёты и проблема жизнеобеспечения
Воздухоплаватели не были первыми, кто столкнулся с неблагоприятными условиями большой высоты. Ещё задолго до полётов на аэростатах с симптомами гипоксии, вызванными влиянием пониженного парциального давления кислорода, люди встречались при восхождении на горы. Иезуитский священник Хосе де Акоста (José de Acosta) ещё в XVI веке описал симптомы, которые он испытал во время пребывания в Андах, и ввёл термин «горная болезнь». Позволив совершать подъёмы на недоступную ранее высоту, появление воздухоплавания обострило вопрос о необходимости защиты человека. Влияние высоты на организм стало целенаправленно изучаться и нередко ставилось в задачу исследовательских полётов.
Многими учёными выдвигались разные гипотезы о причинах высотной болезни. Первым, кто стал серьёзно изучать проблему ухудшения самочувствия при подъёме и объяснил, какое влияние понижение барометрического давления оказывает на человека, был французский физиолог Поль Бер (Paul Bert), занимавшийся также вопросами водолазной медицины. Ему удалось раскрыть основные физиологические механизмы этого процесса и определить пути защиты от неблагоприятного воздействия. Результаты исследований самого Бера, его предшественников и современников были обобщены в книге «Барометрическое давление», опубликованной в 1878 году6.
При постоянном процентном содержании кислорода (около 21%) с подъёмом на высоту уменьшается его парциальное давление, и для того, чтобы обеспечить человеку нормальное парциальное давление (150 мм рт. ст.), необходимо увеличивать процентное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе. 22 марта 1874 года, по совету Бера, воздухоплаватели Сивель и Кроче-Спинелли в полёте на аэростате «Полярная звезда» впервые применили кислород для дыхания. Небольшой его запас находился в мягких баллонах.
15 апреля 1875 года Кроче-Спинелли, Сивель и Тиссандье на аэростате «Зенит» поднялись на 8600 м. Перед этим они проходили подготовку под руководством Бера, в том числе тренировались в барокамере. Воздухоплаватели взяли с собой кислородное оборудование — над корзиной аэростата крепились три ёмкости со смесью воздуха (30%) и кислорода (70%). Дышать нужно было через каучуковые трубки с мундштуками, проходившие через флаконы с ароматической жидкостью. На борту имелись два анероидных барометра для измерения высоты в диапазонах 0—4 и 4—9 км, спиртовой термометр для измерения температуры до минус 30оC, другой термометр, специальный барометр для измерения максимальной высоты, спектроскоп, компасы, карты, бинокль.
Всё же, несмотря на тщательные приготовления, на высоте события начали развиваться совсем не так, как было запланировано. Г. Тиссандье рассказывал о полёте: «…меня охватила такая слабость, что я даже не мог повернуть головы, чтобы посмотреть на своих товарищей. Хотел схватить трубку с кислородом, но уже не мог поднять руки. Однако голова моя продолжала работать вполне ясно. Я не переставал наблюдать за барометром; по-прежнему не сводил глаз со стрелки, которая вскоре подошла к цифре давления в 290, затем в 280 и стала переходить за неё.
Я хотел крикнуть: “Мы на высоте 8000 метров!”. Но язык у меня был точно парализован. Вдруг глаза мои закрылись, и я упал без чувств. Это было приблизительно в 1 ч. 30 м.
В 2 ч. 8 м. я на минуту пришёл в себя. Шар быстро спускался. У меня достало сил перерезать верёвку одного мешка с балластом, чтобы ослабить скорость спуска, и записать в книжечке следующие строки; привожу их дословно:
“Мы спускаемся; температура –8о; я бросаю балласт; давление – 315. Мы спускаемся. Сивель и Кроче всё ещё без чувств на дне корзины. Спускаемся очень быстро”.
Едва успел я написать эти строки, как меня охватила дрожь, и я снова упал в изнеможении. Ветер дул сильно снизу вверх, то есть показывал, что мы очень быстро спускаемся. Через несколько минут я почувствовал, что меня трясут за руку, и узнал Кроче; он пришёл в себя. “Бросайте балласт, — сказал он мне, — мы спускаемся”. Но я мог только с трудом открыть глаза и даже не заметил, очнулся ли Сивель.
Помню, что Кроче отцепил аспиратор и бросил его за борт, затем также выбросил балласт, одеяла и ещё что-то. Но всё это помнится мне крайне смутно, и на этом обрываются дальнейшие воспоминания, потому что тут я опять впал в забытьё, и даже на этот раз более сильное, чем перед тем: мне казалось, что я засыпаю вечным сном»7.
Несмотря на взятый с собой кислород, Сивель и Кроче-Спинелли погибли. Вероятно, трагедии способствовало то обстоятельство, что при развитии острого кислородного голодания организм человека перестаёт подавать сигнал об опасности. Вдобавок и без того небольшой запас кислорода должен был расходоваться экономно. Причиной острой гипоксии могло также стать засасывание воздуха через нос.
Трагическое известие о гибели воздухоплавателей распространилось далеко за пределы Франции и побудило многих обратить пристальное внимание на вопросы, связанные с высотными полётами. Так, русский физиолог Иван Михайлович Сеченов в 1879 году занялся исследованиями, позволившими установить непосредственную причину гибели аэронавтов8. Выведенная им формула для определения парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе на различных высотах стала основой для определения величины необходимой человеку добавки кислорода.
Использование дополнительного кислорода для дыхания было оправданно и открывало перед воздухоплаванием новые возможности, но сложность и исключительно научное значение не способствовали развитию высотных полётов. На отношение к ним сильно повлияли и события с «Зенитом». Например, астроном и метеоролог Камиль Фламмарион (Camille Flammarion), совершавший полёты на аэростатах, после гибели Кроче-Спинелли и Сивеля писал: «На основании этих прискорбных опытов можно заключить, что наибольшая высота, за которую человек не должен переходить, равняется 8000 м»9. Ещё меньше необходимости идти на риск стало с началом запусков шаров-зондов.
Между тем в конце XIX века Германскому обществу воздухоплавания удалось заинтересовать своими идеями военных. В 1892 году по распоряжению кайзера Вильгельма II метеорологи впервые получили крупные ассигнования для организации исследовательских полётов. В результате были установлены новые рекорды. 4 декабря 1894 года профессор Артур Берсон (Arthur Berson) на аэростате «Феникс» достиг высоты 9155 м. 31 июля 1901 года Берсон и метеоролог Рейнхард Зюринг (Reinhard Süring) на аэростате «Пруссия» поднялись на 10 500 м, приблизившись к нижней границе стратосферы (по предположению Зюринга, максимальная высота, достигнутая в этом полёте, могла составлять 10 800 м).
«Поднимаясь всё выше, мы не чувствовали особенного ухудшения своего состояния, если не считать того, что нас начала охватывать слабость. Слабость становилась всё ощутимее. На высоте приблизительно 10 000 метров мы, однако, сумели сделать ещё четыре серии наблюдений с паузами по шесть минут. Достигнув высоты 10 230 метров и тщательно провентилировав кислородом свои лёгкие, мы провели ещё одну серию наблюдений. Мы всё время, без перерыва вдыхали кислород и, кроме того, были достаточно хорошо защищены от холода. Поэтому мы решили подняться ещё выше», — рассказывал Р. Зюринг о полёте 31 июля10.
Но Берсон и Зюринг тоже не избежали потери сознания. Как и экипаж «Зенита», они получали кислород через трубки с мундштуками, что не исключало дыхания через нос. Чтобы устранить эту проблему, в начале XX века стали использоваться дыхательные маски. Они были лишены указанного недостатка, зато имели множество других, из-за чего даже с появлением масок трубки с мундштуками оставались на службе до 1930-х годов.
И хотя рекордный полёт «Пруссии» не был полностью успешным и жизнь воздухоплавателей в нём подверглась огромному риску, можно сказать, что в начале XX века человеком была освоена уже вся высота тропосферы. «Ключом» к этому стало решение проблемы жизнеобеспечения. Путь дальше — полёты в стратосфере — требовал применения новых технологий, впервые задумываться о которых стали в XIX веке благодаря развитию водолазного дела и воздухоплавания.
Информация о книгах издательского дома «Интеллект» — на сайте www.id-intellect.ru
Комментарии к статье
1 Цитируется по: Чернов А. А. Путешествия на воздушном шаре. — Л.: Гидрометеоиздат, 1975, 232 с.
2 Воздухоплавание и авиация в России до 1907 г. Сборник документов и материалов / Под ред. В. А. Попова. — М.: Оборонгиз, 1956, 952 с.
3 Воздухоплавание и исследование атмосферы / под ред. М. М. Поморцева. — СПб, 1897, № 3, 119 с.
4 Glaisher J., Flammarion C., de Fonvielle W., Tissandier G. Voyages aériens. — Paris: L. Hachette et cie, 1870, 612 p.
5 Rochas M. L’invention du ballon-sonde // La Météorologie, 2003, № 43, р. 48—52.
6 Bert P. La pression barométrique: recherchés de physiologie expérimentale. — Paris, 1878, 1171 p.
7 Тиссандье Г., Фламмарион К. Путешествия по воздуху. — М., 1899, 383 с.
8 Сеченов И. М. Собрание сочинений. Т. 1: Экспериментальные исследования. — М.: Моск. ун-т, 1907, 261 с.
9 Святский Д. О. Что такое стратосфера. — М.; Л.: ОНТИ НКТП СССР, 1935, 120 с.
10 Цитируется по: Чернов А. А. Путешествия на воздушном шаре. — Л.: Гидрометеоиздат, 1975, 232 с.
Первый полет на воздушном шаре | Space
Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.
Первый полет на воздушном шаре с пассажирами (овца, утка и петух) стартовал 19 сентября 1783 года. (Изображение предоставлено Национальным музеем авиации и космонавтики, Смитсоновский институт, 2001 г.) , воздушный шар перед толпой высокопоставленных лиц в Анноне, Франция.
Жозеф-Мишель и Жак-Этьен Монгольфье, преуспевающие производители бумаги (в то время это была высокотехнологичная отрасль), экспериментировали с устройствами легче воздуха после того, как заметили, что нагретый воздух, направляемый в бумажный или тканевый мешок, заставляет мешок подниматься. После нескольких успешных испытаний братья решили публично продемонстрировать свое изобретение.
Монгольфьеры построили воздушный шар из шелка и бумаги, диаметром 33 фута (10 метров) и запустили его — без людей на борту — с рынка в Анноне 4 июня 1783 года, согласно Британской энциклопедии. Воздушный шар поднялся на высоту от 5 200 до 6 600 футов (от 1600 до 2000 м) и оставался в воздухе в течение 10 минут, преодолев более мили (около 2 километров).
Молва об успехе братьев быстро распространилась, и была запланирована демонстрация в пользу короля Франции. По данным музея Версальского дворца, для этого полета братья обратились за помощью к Жану-Батисту Ревейону, успешному производителю обоев. Изобретатели сконструировали воздушный шар около 30 футов (9м) в диаметре из тафты и покрыты лаком из квасцов для огнезащиты. Влияние Ревейона было очевидным, поскольку воздушный шар был украшен золотыми завитушками, знаками зодиака и солнцами, которые вместе символизировали французского монарха того времени, короля Людовика XVI.
Первые пассажиры
Были некоторые опасения по поводу воздействия большой высоты на человека. Король предложил провести испытание с использованием заключенных, но Монгольфьеры вместо этого подвесили под воздушным шаром корзину с овцой, уткой и петухом, согласно журналу Time. Идея была научно обоснованной: считалось, что физиология овцы похожа на человеческую; маловероятно, что высоколетящая утка пострадает, поэтому ее использовали в качестве контроля. И петух был включен в качестве дополнительного контроля, потому что, хотя он тоже был птицей, он не летал на больших высотах.
Воздушный шар и его пассажиры-животные стартовали 19 сентября 1783 года. Полет длился 8 минут, и его свидетелями были французский король Мария-Антуанетта и толпа из 130 000 человек. Устройство пролетело около 2 миль (3,2 км) и благополучно приземлилось.
Первый свободный подъем на воздушном шаре с пассажирами 21 ноября 1783 года. — Жан-Франсуа Пилатр де Розье и маркиз д’Арланд (Изображение предоставлено: Национальный музей авиации и космонавтики, Смитсоновский институт, 2001 г. ). (СИ отр. № 93-2342))
Первый полет с экипажем
Следующим шагом Монгольфьеров было испытание воздушного шара с человеком в качестве пассажира. 15 октября 1783 года братья запустили воздушный шар на тросе с Жаном-Франсуа Пилатра де Розье, учителем химии и физики, на борту. Согласно Британской энциклопедии, он оставался в воздухе почти 4 минуты.
Примерно через месяц, 21 ноября, Пилатр де Розье и маркиз д’Арланд, французский военный, совершили первый свободный подъем на воздушном шаре. Пара летела из центра Парижа в пригороды, около 5,5 миль (9км), за 25 минут. Бенджамин Франклин записал в своем дневнике о том, как стал свидетелем взлета воздушного шара:
«Мы наблюдали, как он взлетел самым величественным образом. Когда он достиг высоты около 250 футов [76 м], бесстрашные путешественники приспустили шляпы, чтобы приветствовать зрителей. … Мы не могли не чувствовать некую смесь благоговения и восхищения».
Первый пассажир-человек стал также первой жертвой полета на воздушном шаре. По данным Королевского химического общества, спустя почти два года после этого полета Пилатр де Розье умер 15 июня 1785 года, когда его воздушный шар, наполненный смесью водорода и горячего воздуха, взорвался во время попытки перелететь через Ла-Манш.
Достижения в воздухоплавании
19 января 1784 года в Лионе, Франция, огромный воздушный шар, построенный Монгольфьерами, перевозил семь пассажиров на высоту 3000 футов (914 м), согласно данным Комиссии , посвященной столетию полетов США.
В то время Монгольфье считали, что открыли новый газ (который они назвали газом Монгольфье), который был легче воздуха и заставлял надутые воздушные шары подниматься вверх, по данным Канадской радиовещательной корпорации. На самом деле газ был просто воздухом. , который становился более плавучим по мере нагрева. Воздушный шар поднялся, потому что воздух внутри был легче и менее плотным, чем окружающая атмосфера, которая давит на дно воздушного шара.
Вскоре стали очевидны ограничения использования воздуха для полета; когда воздух остыл, воздушный шар был вынужден снизиться. Поддержание огня на борту создавало риск воспламенения сумки от искр. Были рассмотрены и другие способы удержания воздушного шара в воздухе. Согласно Британской энциклопедии, 1 декабря 1783 года, менее чем через две недели после первого свободного полета, Жак Александр Сезар Шарль запустил воздушный шар, содержащий водород.
Сегодня воздушные шары обычно используются в научных исследованиях верхних слоев атмосферы. Иногда специально разработанные высотные аэростаты также имеют уносил людей в стратосферу ; некоторые люди совершали прыжки с парашютом в очень разреженном воздухе. Воздушные шары рассматривались как для космических полетов на Сатурн , Венеру и Марс, но до сих пор Земля была единственной планетой, на которой проводились подобные экспедиции.
Дополнительные ресурсы:
- Узнайте, как НАСА использует воздушные шары для научных исследований .
- Читать о Центр научных аэростатов Колумбии НАСА .
- Узнайте, как сделать свой собственный воздушный шар в домашних условиях.
Эта статья была обновлена 9 апреля 2019 г. сотрудником Space.com Элизабет Хауэлл.
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].
Тим Шарп — редактор справочника Space.com. Он публикует статьи, объясняющие научные концепции, описывающие природные явления и определяющие технические термины. Ранее он был редактором по технологиям в The New York Times и онлайн-редактором в Des Moines Register. Он также был редактором копий в нескольких газетах. До прихода в Purch Тим был редактором отдела развития Hazelden Foundation. Имеет степень журналиста Канзасского университета. Следите за Тимом в Google+ и @therealtimsharp
История воздухоплавания | Национальный музей воздушных шаров
21 ноября 1783 года в Париже (Франция) был совершен первый свободный полет человека на воздушном шаре из бумаги и шелка, изготовленном братьями Монгольфье. На воздушном шаре находились двое мужчин, Франсуа Пилатре де Розье и Франсуа Лоран, маркиз Арландерс. Они стояли на круглой платформе, прикрепленной к нижней части воздушного шара. Они вручную подавали огонь через отверстия по обеим сторонам юбки воздушного шара. Воздушный шар достиг высоты не менее 500 футов и пролетел около 5,5 миль, прежде чем благополучно приземлился через 25 минут. Легенда гласит, что когда они приземлились в районе фермерских хозяйств и виноградников недалеко от Парижа, пилоты раздали бутылки шампанского испуганным фермерам и крестьянам, чтобы успокоить их страх перед демонами, явившимися с небес, но это не может быть подтверждено.
1 декабря 1783 года, всего через десять дней после первого полета на воздушном шаре, физик Жак Александр Шарль и Николя Луи Робер запустили первый газовый шар. Этот полет тоже начался в Париже, Франция. Полет длился 2,5 часа и преодолел расстояние 25 миль. Газом, используемым в воздушном шаре, был водород, газ легче воздуха, который был разработан англичанином Генри Кавендишем в 1776 году с использованием комбинации серной кислоты и железных опилок.
Газовые баллоны вскоре стали предпочтительным видом воздушного транспорта. Воздушный шар, показанный слева, — это Королевский воздушный шар Воксхолл, типичный для газовых шаров, которые летали в 1830-х и 1840-х годах. В отличие от воздушных шаров, газовые шары не зависели от огня, чтобы поднять их в воздух и оставаться в воздухе, и поэтому они могли оставаться в воздухе дольше, а их высоту можно было несколько легче контролировать с помощью балластов. Газовые баллоны оставались основным средством передвижения по воздуху до изобретения самолетов с неподвижным крылом братьями Райт в Америке в 19 году.03. Однако надувание газового баллона было дорогим и трудоемким, поэтому полет был не тем, что мог себе позволить каждый. Однако у воздушных шаров не было надежного источника тепла, поэтому полеты на воздушном шаре были не очень практичными.
На заре воздухоплавания пересечение Ла-Манша считалось первым шагом к дальним полетам. В 1785 году Пилатр де Розье, один из участников первого полета на воздушном шаре, и человек по имени Ромен попытались пересечь Ла-Манш на воздушном шаре, который представлял собой экспериментальную систему, в которой использовались отсеки как с водородом, так и с горячим воздухом. К сожалению, эта летучая смесь легковоспламеняющегося водорода с огнем привела к тому, что воздушный шар взорвался через тридцать минут после взлета, и оба человека погибли. Первый успешный перелет через Ла-Манш был совершен позже в том же году французским воздухоплавателем Жан-Пьером Бланшаром и американцем Джоном Джеффрисом с использованием газового баллона. Воздушный шар показан слева, летящим над Францией после пересечения Ла-Манша.
Первый полет человека на воздушном шаре в Америке произошел 9 января 1793 года. Это был водородный шар, пилотируемый тем же французом, который первым пересек Ла-Манш, Жан-Пьером Бланшаром. Этот полет поднялся из тюремного двора в Филадельфии, штат Пенсильвания. Он поднялся примерно на 5800 футов и совершил успешную посадку в округе Глостер, штат Нью-Джерси. Джордж Вашингтон наблюдал за запуском.
Дирижабли, часто называемые дирижаблями, начали строить в начале 1900-х. Они были надуты газообразным водородом, чтобы держать их в воздухе. Дирижабли представляют собой воздушные шары в форме сигар, некоторые из которых имеют жесткий каркас для сохранения формы. У них были двигатели с пропеллерами, а также закрылки для управления направлением и скоростью полета. Van Zeppelin был первым построенным большим дирижаблем. Он был 420 футов в длину и мог пройти 600 миль за 2 дня. Один из первых таких кораблей в США был построен в 1904 году. Эти большие корабли стали первыми коммерческими авиалайнерами. Многие из них предназначались для военных целей, но у других были роскошные каюты для пассажиров. К 1936 дирижаблей стали более распространенными. Самым известным дирижаблем был «Гинденбург», построенный в Германии в 1936 году. Он был 803 фута в длину и 135 футов в ширину и содержал 7 миллионов кубических футов газа. У него были роскошные пассажирские салоны.
6 мая 1937 года «Гинденбург» загорелся и сгорел менее чем за одну минуту при попытке швартоваться в Лейкхерсте, штат Нью-Джерси. Из 97 человек на борту 35 погибли. Такие корабли имели образцовые показатели безопасности до впечатляющей гибели этого знаменитого корабля. После этого использование таких дирижаблей пошло на убыль. Другие катастрофы с наполненными водородом дирижаблями привели к постепенному отказу от них. Водород считался слишком опасным, а новый газообразный гелий был очень дорогим и не был широко доступен за пределами Соединенных Штатов.
В 1960 году Пол Э. (Эд) Йост и еще трое основали Raven Industries в Су-Фолс, Южная Дакота, и разработали современный воздушный шар и газовую горелку на пропане, которые сделали возможным устойчивый полет. 22 октября 1960 года Йост совершил первый полет нового аэростата, продлившись 25 минут и проехав 3 мили. Воздушный шар имел диаметр 40 футов и объем 30 000 кубических футов. Это сделало возможным современный спортивный полет на воздушном шаре. Йост и Дон Пиккард, опытный пилот газового шара, вместе много сделали для продвижения новой системы. В 1963 Йост и Пикар, управляя «Чемпионом Ла-Манша», стали первыми, кто перелетел на воздушном шаре через Ла-Манш, тем самым доказав практичность полетов на воздушном шаре. Трейси Барнс также способствовал успеху нового воздушного шара своей работой над системой разрыва парашюта и улучшенными горелками и корзинами. Их работа также была дополнена многими другими воздухоплавателями-первопроходцами / новаторами.
К 1963 году спортивные воздухоплавания настолько развились, что первый национальный чемпионат США по воздухоплаванию был проведен в Каламазу, штат Мичиган, под эгидой Американской федерации воздухоплавания. 1963 событие показано на фото (i) слева. В 1964 году Национальные соревнования проводились в Неваде, где они оставались в течение 3 лет. В 1967-1969 годах Национальных чемпионатов не проводилось. В 1970 году предварительные соревнования для национальных чемпионатов проводились в Индианоле, штат Айова, а финальные соревнования проходили на территории государственной ярмарки в Де-Мойне, штат Айова. Национальные чемпионаты оставались в Индианоле 18 лет. (См. фото j) Начиная с 1989 года граждане переехали в разные части страны. В том же году родилась Национальная классика воздушных шаров, которая заняла свое место в Индианоле. Многие местные клубы воздухоплавателей теперь проводят мероприятия по всей территории Соединенных Штатов. По мере совершенствования технологии изготовления горелок и оболочки воздушного шара популярность воздушных шаров продолжала расти. Большинство спортивных полетов на воздушном шаре сегодня — это воздушные шары. У газовых баллонов тоже есть последователи, но надувание газового баллона занимает больше времени, а высокая цена на гелий по-прежнему делает его слишком дорогим для большинства.
Воздушные шары, использующие комбинацию гелия и горячего воздуха, теперь используются для многих дальних полетов, таких как кругосветный полет Стива Фоссета на его воздушном шаре «Bud Light Spirit of Freedom» (показан слева) 19 июня 2002 г. . Этот воздушный шар представлял собой гибрид горячего воздуха и газа с двумя отдельными гелиевыми ячейками и одной ячейкой с горячим воздухом. Надутый воздушный шар имел высоту 180 футов и диаметр 108 футов. Фоссет стартовал из Нортама, Западная Австралия, в седьмой и успешной попытке стать первым человеком, совершившим одиночное кругосветное путешествие на воздушном шаре.