Pse fluturojnë balonat me ajër të nxehtë? Aeronautikë. Ndërveprimi i presionit, vëllimit dhe temperaturës

Shumë shpesh mund të dëgjoni mendimin se gazi është substancë e rrezikshme. Nuk eshte deklaratë e vërtetë. Pse "ndodh" kaq shpesh?

Fakti është se fjala "gaz", si shumë fjalë të tjera në gjuhën ruse, ka disa kuptime (përkufizime). Në kuptimin e tij "kryesor", gazi është një gjendje e materies (çdo substancë mund të jetë e ngurtë, e lëngshme dhe e gaztë). Dhe në një nga kuptimet shtesë, koncepti i gazit nënkupton gazin e ndezshëm shtëpiake që përdoret në djegësit e sobave me gaz (zakonisht metan).

Çfarë gazi përdoret për të fryrë balonat? Nëse topi "fluturon", atëherë mund të jeni i sigurt se nuk është i fryrë me të njëjtin gaz që furnizohet me sobat me gaz. Vetëm një gaz shumë i lehtë, i cili është shumë më i lehtë se ajri, mund ta mbajë topin në ajër. Propani dhe butani janë më të rëndë se ajri dhe topi do të shtrihej në dysheme. Metani është pak më i lehtë se ajri, por megjithatë forca e tij ngritëse nuk do të mjaftonte për të ngritur një "të zakonshëm", të vogël. tullumbace: vetëm një top i madh i mbushur me metan mund të ngrihej mbi tokë - dhe madje edhe atëherë jashtëzakonisht "ngadalshëm": do të kishte shumë pak forcë ngritëse.

Çfarë lloj gazi mund të ngrejë lehtësisht ndonjë ose ndonjë gaz në ajër? Ekzistojnë vetëm dy gazra të tillë: hidrogjeni dhe heliumi. Të dy këta gazra janë substanca elementare dhe janë të listuara në tabelë periodike D.I. Mendeleev nën numrat 1 dhe 2. Për sa i përket përhapjes në Univers, është i ngjashëm: hidrogjeni zë vendin e parë, dhe heliumi zë vendin e dytë. Për sa i përket "lehtësisë", këto gazra zënë gjithashtu vendet e para dhe të dyta (hidrogjeni është më i lehtë, dhe heliumi është vetëm pak më i rëndë) dhe janë shumë më të lartë se të gjithë gazrat e tjerë. Për sa i përket madhësisë së atomeve, ata janë gjithashtu udhëheqës, megjithëse këtu është pak anasjelltas: heliumi ka atomin më të vogël, dhe hidrogjeni zë vendin e dytë.

Por ky duket se është fundi i ngjashmërive mes këtyre gazeve. Hidrogjeni është një element shumë aktiv, jashtëzakonisht i ndezshëm dhe shpërthyes: edhe më i rrezikshëm se propani shtëpiak. Dhe helium është absolutisht gaz inert, e cila nuk reagon me asnjë substancë e njohur, prandaj nuk mund të digjet ose të mbajë djegien, dhe gjithashtu nuk mund të shkaktojë helmim. Sipas standardeve ruse dhe evropiane, si dhe në përputhje me rregullat Siguri nga zjarri për pompim balona Përdoret vetëm helium ose ajri i zakonshëm. ()

A është e sigurt të thithësh helium nga një tullumbace?Është mjaft i sigurt, nëse, sigurisht, po flasim për vetë heliumin, dhe jo për bakteret apo faktorët e tjerë anësor që mund të jenë të pranishëm. Heliumi, në kuptimi kimik edhe më "neutral" se azoti, nga i cili përbëhet pjesa më e madhe e tij atmosfera e tokës. Heliumi si një përbërës i përzierjes së frymëmarrjes përdoret nga zhytësit kur punojnë thellësi e madhe, pasi praktikisht nuk tretet në gjakun e njeriut.

Ekzistojnë disa teori për të shpjeguar arsyen e aftësisë së balonave për të fluturuar. NË në një kuptim të gjerë ky proces përcaktohet nga raporti i peshës së ajrit dhe gazit. Nëse balona është plot...

Ekzistojnë disa teori për të shpjeguar arsyen e aftësisë së balonave për të fluturuar. Në një kuptim të gjerë, ky proces përcaktohet nga raporti i peshës së ajrit dhe gazit. Nëse një tullumbace është e mbushur me gaz, ai ngrihet lart dhe nuk bie në tokë. Kur mbushet me ajër, për shembull, kur një person fryn një balonë vetë, aftësia e tij për të fluturuar zvogëlohet. Gazi është shumë më i lehtë se ajri, prandaj balonat e mbushura me helium notojnë më mirë.

Në varësi të mbushjes Balona mund të kryejë manipulime të ndryshme:

• nëse topi është plot dioksid karboni, ajri ose argoni, atëherë do të fluturojë më keq;
• neoni, metani, azoti, heliumi dhe hidrogjeni bëjnë që topi të ngrihet me shpejtësi për shkak të peshës minimale të këtyre gazeve dhe dallim i madh me një masë ajri.

Fluturimi me balonë nga pikëpamja e fizikës

Nga pikëpamja e fizikës, çdo trup i vendosur në një gaz ose lëng i nënshtrohet një force zhvendosjeje, e barabartë me peshën Trupat. Balonë në në këtë rastështë një trup “i vendosur” në ajër. Sepse Kur gazi që mbush topin e bën atë të lehtë në krahasim me ajrin, fillon të shfaqet lëvizja. Për shkak të kësaj, topi ngrihet shpejt dhe fillon të fluturojë.

Me ndihmën e fizikës është e mundur të shpjegohet arsyeja e vetive jo shumë të mira fluturuese të balonave të mbushura me ajër. Pesha në këtë rast është pothuajse e njëjtë, kështu që topi mund të notojë vetëm në ajër, por pa forcë zhytet në tokë.

Fluturimi i një baloni në ajër është i krahasueshëm me lundrimin e anijeve në ujë. Si në rastin e parë ashtu edhe në rastin e dytë, trupi më i lehtë shtyhet nga uji i rëndë ose ajri. Për më tepër, uji dhe ajri kanë aftësi lëvizëse pothuajse të barabarta.

Pse fluturojnë balonat me ajër të nxehtë?

Balonat e mëdha të destinuara për aeronautikë fluturojnë për të njëjtat arsye si balonat e vogla lodrash. Shpjegimi për aftësinë për të fluturuar në këtë rast janë edhe ligjet e fizikës. Madhësia e topit, pesha e koshit dhe pasagjerët janë të lidhura ngushtë me njëri-tjetrin. Baloni ngrihet duke ngrohur ajrin në të dhe gazin që rezulton. Për shkak të këtij efekti, topi bëhet më i lehtë se ajri dhe mbi të ushtrohet një forcë lëvizëse.

Kontrolli i balonave

Është e pamundur të kontrollosh ndonjë balonë. Shtëpi forca e kontrollit gjithmonë ajri ose era. Nëse e lëshoni një tullumbace të vogël dhe e mbani për fije, atëherë, pavarësisht përpjekjeve tuaja, mund ta ktheni drejtimin e duhur nuk punon. Një situatë e ngjashme ndodh me balonat. E vetmja gjë që mund të bëjnë pasagjerët në kosh është ta ulin topin në nivelin e tokës ose ta ngrenë atë më lart në ajër. Lartësia fitohet duke ulur peshën (peshat e veçanta bien), dhe topi ulet duke zvogëluar sasinë e gazit duke kontrolluar temperaturën e ngrohjes së ajrit brenda materialit të gomuar. Temperatura ndryshohet duke ndryshuar nivelin e djegësit.

Pse balonat dhe aeroplanët janë të mbushur me hidrogjen ose helium?

Si fëmijë, të gjithë luanin me balona. Askush nuk e ka pyetur ndonjëherë veten pse balonat janë të mbushura me hidrogjen ose helium. Për t'iu përgjigjur kësaj pyetjeje, duhet të kujtojmë disa pyetje nga kursi shkollor fizikës.

Pak fizikë

Nëse një trup është në ajër, mbi të veprojnë disa forca. Ndikimi më i madh ushtrojnë forcën dhe peshën e Arkimedit. Dallimi i tyre quhet ngritës. Nëse ato janë të barabarta, atëherë tullumbace varet lirshëm ose lëviz nëpër ajër në kthesa të ndërlikuara, forma e të cilave varet nga rrymat. Nëse forca e Arkimedit rezulton të jetë më shumë peshë, shfaqet një forcë ngritëse, që vepron lart në balonë.

Pesha e avionit përbëhet nga vetë gazi, guaska në të cilën ndodhet dhe ngarkesa që ngrihet.

Nëse e mbushni guaskën me ajër të zakonshëm në një temperaturë mjedisi, topi nuk do të ngrihet. Ajri duhet të ngrohet. Prandaj, baloni duhet të jetë i pajisur me një djegës për të ngrohur vazhdimisht ajrin brenda guaskës.

Forca e Arkimedit varet nga vëllimi i guaskës dhe ndryshimi në densitetin e ajrit dhe gazit që përmbahet në të.

Me rritjen e lartësisë, temperatura zvogëlohet, presioni i ajrit dhe dendësia e tij në një guaskë të mbyllur zvogëlohet. Prandaj, forca e Arkimedit zvogëlohet dhe topi fillon të zbresë. Për të parandaluar që kjo të ndodhë, në pjesën e poshtme të guaskës bëhet një vrimë, nën të cilën vendoset djegësi. Duke ulur ose rritur sasinë e karburantit të djegur, ju mund të kontrolloni lartësinë e fluturimit.

Avionët me zarf të mbyllur përdorin gazra që, në të njëjtën temperaturë, kanë një densitet më të vogël se ajri përreth.

Ndër gazrat në dispozicion dendësia më e ulët ka hidrogjen. Në industri merret në vëllime të mëdha, kështu që kostoja e tij është relativisht e vogël.

Sot, për arsye sigurie, guaska sferike e një tullumbace është e mbushur me helium. Ky është i rrallë element kimik u zbulua për herë të parë duke përdorur analiza spektrale në diell dhe mori emrin Helios, që do të thotë diellore. Shumë më vonë, ky gaz u zbulua në tokë.

Në të njëjtën temperaturë, dendësia e heliumit është 10 herë më e vogël se ajri. Hidrogjeni ka një tregues edhe më të mirë - 20. Prandaj, fillimisht balonat u mbushën me hidrogjen. Por, ndryshe nga heliumi, ai është një gaz i ndezshëm dhe shpërthyes. Ky element është i sigurt për t'u përdorur, por një tullumbace e mbushur me helium ka shumë më pak ngritje.

Pak histori

Balonat e mëdha quhen balona, ​​dhe në të kaluarën ato ishin kryesisht të destinuara kërkimin shkencor. Shumica e tyre ishin sfera me diametra të ndryshëm.

Balona më e madhe, Record, me një vëllim sfere prej më shumë se 4000 m³, u ngrit në vjeshtën e vitit 2010. Në gondolën e saj udhëtuan 36 persona.

Lartësia maksimale në të cilën u ngrit tullumbace ishte më shumë se 21 km. Fluturimi rekord u realizua nga shtetasi indian Vijaypat Singhania në vitin 2005. Balona ishte e mbushur me ajër të ngrohtë.

Aeroplanët në formë puro u përdorën për të transportuar njerëz dhe mallra në fillim dhe mesi të shekullit të kaluar.

Anija ajrore më e madhe në historinë njerëzore, Hindenburg, u projektua në Gjermania fashiste në fund të viteve 30. Ai bëri 21 fluturime përtej Atlantikut dhe vdiq në vitin 1937. Në atë kohë nuk kishte helium në Gjermani dhe të gjitha tanket e Hindenburgut ishin të mbushura me hidrogjen. Nuk dihet shkaku i aksidentit. Pas tragjedisë, balonat dhe avionët e mbushur me hidrogjen nuk përdoren më për të transportuar pasagjerë. Ato përdoren vetëm për qëllime shkencore.

A është i rrezikshëm heliumi?

Shumë shpesh mund të dëgjoni mendimin se gazi është një substancë e rrezikshme. Kjo nuk është një deklaratë e vërtetë. Pse "ndodh" kaq shpesh?

Fakti është se fjala "gaz", si shumë fjalë të tjera në gjuhën ruse, ka disa kuptime (përkufizime). Në kuptimin e tij "kryesor", gazi është një gjendje e materies (çdo substancë mund të jetë e ngurtë, e lëngshme dhe e gaztë). Dhe në një nga kuptimet shtesë, koncepti i gazit do të thotë gaz i ndezshëm shtëpiak, përdoret në djegësit e sobave me gaz (zakonisht metan, propan ose butan).

Çfarë gazi përdoret për të fryrë balonat? Nëse topi "fluturon", atëherë mund të jeni i sigurt se nuk është i fryrë me të njëjtin gaz që furnizohet me sobat me gaz. Vetëm një gaz shumë i lehtë, i cili është shumë më i lehtë se ajri, mund ta mbajë topin në ajër. Propani dhe butani janë më të rëndë se ajri dhe topi do të shtrihej në dysheme. Metani është pak më i lehtë se ajri, por megjithatë forca e tij ngritëse nuk do të mjaftonte për të ngritur në qiell një balonë të vogël "të zakonshme": vetëm një tullumbace e madhe e mbushur me metan mund të ngrihej mbi tokë - dhe më pas jashtëzakonisht "ngadaltë": do të kishte një ashensor shumë të ulët.

Çfarë gazi mund të ngrejë lehtësisht çdo tullumbace lateksi ose petë në ajër? Ekzistojnë vetëm dy gazra të tillë: hidrogjeni dhe heliumi. Të dy këta gazra janë substanca elementare dhe renditen në tabelën periodike të D.I Mendeleev si numrat 1 dhe 2. Për sa i përket përhapjes së tyre në Univers, është i ngjashëm: hidrogjeni zë vendin e parë, dhe heliumi zë vendin e dytë. Për sa i përket "lehtësisë", këto gazra zënë gjithashtu vendet e para dhe të dyta (hidrogjeni është më i lehtë, dhe heliumi është vetëm pak më i rëndë) dhe janë shumë më të lartë se të gjithë gazrat e tjerë. Për sa i përket madhësisë së atomeve, ata janë gjithashtu udhëheqës, megjithëse këtu është pak anasjelltas: heliumi ka atomin më të vogël, dhe hidrogjeni zë vendin e dytë.

Por ky duket se është fundi i ngjashmërive mes këtyre gazeve. Hidrogjeni është një element shumë aktiv, jashtëzakonisht i ndezshëm dhe shpërthyes: edhe më i rrezikshëm se propani shtëpiak. Dhe heliumi është një gaz absolutisht inert që nuk reagon me asnjë substancë të njohur, prandaj ai nuk mund të digjet ose mbështesin djegien, dhe gjithashtu nuk mund të shkaktojë helmim. Sipas standardeve ruse dhe evropiane, si dhe në përputhje me rregullat e sigurisë nga zjarri, vetëm helium (ose ajri i zakonshëm) përdoret për të fryrë balonat.

A është e sigurt të thithësh helium nga një tullumbace? Është mjaft i sigurt, nëse, sigurisht, po flasim për vetë heliumin, dhe jo për bakteret apo faktorët e tjerë anësor që mund të jenë të pranishëm. Heliumi, në kuptimin kimik, është edhe më "neutral" se azoti, i cili përbën pjesën më të madhe të atmosferës së tokës. Heliumi përdoret si një përbërës i përzierjes së frymëmarrjes nga zhytësit kur punojnë në thellësi të mëdha, pasi praktikisht nuk shpërndahet në gjakun e njeriut.

A është një rezervuar helium i rrezikshëm? Nëse është një tullumbace shtypje e lartë, rreth 150 atmosfera ose më shumë - atëherë padyshim që përbën rrezik në rast shkatërrimi. Megjithatë, shkatërrimi i një cilindri metalik nuk është aspak një detyrë e lehtë. Diferenca e sigurisë së kapsulës së cilindrave të fabrikës është mjaft e madhe. Para përdorimit, cilindrat testohen me një presion tre herë më të lartë se presioni i funksionimit; pas së cilës një shenjë e fabrikës vendoset në cilindër në formë katër shifra, që nënkupton muajin dhe vitin e certifikimit të ardhshëm. Nëse shihni një tullumbace Kafe, në të cilën është shkruar me bojë të bardhë "helium" ose "Ai" (helium), dhe në pjesën e sipërme është stampuar muaji dhe viti i certifikimit - më vonë se ai aktual - mund të jeni të sigurt (edhe nëse data e certifikimit është "pak" i vonuar). Cilindrat e heliumit të prodhuar nga uzina e Orenburgut (kjo është e vetmja fabrikë heliumi në Rusi) janë të certifikuara për përdorim në vende grumbullim masiv të njerëzve. Por nëse vëreni se dikush po përpiqet të shohë një cilindër gazi me mulli ose ta shpojë, ose e godet me daltë, atëherë duhet të jepni alarmin, pavarësisht nëse cilindri është i mbushur me helium apo diçka tjetër, nëse është bosh apo jo bosh...

A mund të shkaktojë heliumi mbytje nëse një ose më shumë balona shpërthejnë në një hapësirë ​​të mbyllur? Këtu është e nevojshme të vlerësohet renditja e madhësisë. Një top i mesëm ka një vëllim prej afërsisht 7 litra. Në një dhomë të vogël, për shembull dy nga tre metra dhe një lartësi tavani prej 2.5 metrash, vëllimi është 15 metra kub. metra - domethënë 15,000 litra. Nëse “shpërtheni” deri në 50 balona helium në këtë dhomë, vëllimi i tij do të jetë rreth 350 litra. Kjo është pak më shumë se 2% e vëllimit të ajrit. Vlera është jashtëzakonisht e parëndësishme, pavarësisht nga fakti se heliumi nuk është toksik dhe nuk shkakton reaksione alergjike. Për më tepër, i gjithë heliumi do të ngrihet menjëherë lart dhe do të depërtojë në tavan mjaft shpejt, pasi aftësia depërtuese e atomeve të heliumit është shumë e lartë. Jo vetëm kaq: edhe nëse hapni një tullumbace në ambiente të mbyllura dhe lëshoni të gjithë heliumin në dhomë, ai nuk do të shkaktojë asnjë dëm për njerëzit ose kafshët. Por nëse vendosni të merrni helium nga një tullumbace për argëtim (heliumi ndryshon zërin e tij, duke shkaktuar kordat vokale vibroni me një frekuencë më të lartë) - nuk duhet të tërhiqeni shumë: nëse thithni helium vetëm për një kohë të gjatë dhe nuk thithni ajër të rregullt, mund të ndiheni të trullosur, pavarësisht faktit se heliumi nuk është helmues. Në fund të fundit, organizmat e krijesave të gjalla tokësore janë krijuar në atë mënyrë që të kenë nevojë për oksigjen!

A është e mundur të pini duhan ose të përdorni zjarr të hapur? pranë pajisjeve të gazit ose afër balonave të fryra, veçanërisht nëse disa prej tyre rrjedhin qartë helium? Masat paraprake të sigurisë në magazina me helium të lëngshëm ose të gaztë, azot dhe dioksid karboni - nuk ndalon pirja e duhanit sepse këto gazra mos ndizni dhe nuk mbështesin djegien e substancave të tjera. Megjithatë, nëse një cigare që digjet prek një tullumbace, ka shumë të ngjarë të shpërthejë: e njëjta gjë do të ndodhë nëse tullumbace prek një llambë të nxehtë. Por kjo thjesht do të shpërthejë gomën që përbën guaskën e topit. Nuk do të ketë shpërthim apo flakë.

A është i sigurt një tullumbace e fryrë me helium për... fëmijë i vogël? Sipas standardeve evropiane, për një kohë të gjatë, asnjë lodër nuk rekomandohet për fëmijët nën 3 vjeç - me përjashtim të atyre që furnizohen në ambalazh steril. Dhe çështja këtu nuk është aspak se një material ose substancë është në gjendje të ketë efekte të dëmshme në trupi i fëmijëve- por fakti është se Fëmijë i vogël Me probabilitet të lartë do të përpiqet ta fusë në gojë, duke e rrokullisur fillimisht në tokë ose në vende të tjera "jo sterile". Lateksi natyror nga i cili është bërë guaska e balonit, si dhe heliumi teknik (më shumë se 98%) ose një përzierje helium-ajër (60/40), nuk paraqesin rrezik për shëndetin. Thjesht duhet të keni parasysh që topi i lateksit mund të shpërthejë nëse foshnja nuk luan me të me shumë kujdes, dhe zhurmë me zë të lartë pambuku mund të trembë një fëmijë. Prandaj, rekomandohet t'u jepni të vegjlit jo një top gome, por një figurë petë, e cila, si rregull, është më shumëngjyrësh dhe nuk "shquhet" nëse fëmija kafshon aksidentalisht përmes tij.

Menaxherët tanë janë të gatshëm t'u përgjigjen këtyre dhe pyetjeve të tjera në mënyrë më të detajuar përmes telefonit. Sinqerisht, administrimi i faqes së portalit

Balonat ngrihen lart sepse gazi që mbushin është më i lehtë se ajri përreth. Shumë gazra, veçanërisht hidrogjeni dhe heliumi, kanë densitet më të ulët se ajri. Kjo do të thotë se në një temperaturë të caktuar ata kanë më pak masë për njësi vëllimi sesa ajri.

Kur gaze të tilla të lehta pompohen në një tullumbace, ai do të rritet derisa pesha totale e guaskës së gazit, koshit, peshës dhe kabllove të jetë më e vogël se pesha e ajrit të zhvendosur nga baloni. (Meqenëse ajri konsiderohet në fizikë si medium i lëngshëm, këtu zbatohet i njëjti ligj si për trupat e zhytur në lëng.) Ngrihet edhe ajri i nxehtë, i cili ka një dendësi më të vogël në krahasim me ajrin e ftohtë. Edhe pse ajri i nxehtë nuk është aq i lehtë sa disa gazra, ai prodhohet më i sigurt dhe më lehtë nga pishtarët e propanit të montuar nën qafën e guaskës së balonës, e cila zakonisht është bërë prej pëlhure të lehtë si najloni i përforcuar. Balonat e mbushura me ajër të nxehtë zakonisht qëndrojnë në fluturim për disa orë, por pa ngrohje shtesë të ajrit brenda guaskës ato gradualisht do të humbasin lartësinë.

Molekulat në temperatura të ndryshme

• Kur ajri është i ftohtë, molekulat lëvizin ngadalë dhe janë afër njëra-tjetrës.
• Kur ajri nxehet, mundetMolekulat fillojnë të lëvizin më shpejt dhe largohen, duke mbushur një vëllim më të madh.
• Që nga ajri i nxehtëvazhdon të zgjerohet, bëhet më pak e dendur.
• Kur ftoh ajrin atëmolekulat humbasin shpejtësinë e tyre, vëllimi zvogëlohet dhe densiteti rritet.

1. Baloni shtrihet në anën e tij. Pishtarët e propanit ngrohin ajrin brenda guaskës, gjë që e bën atë të bymehet dhe të ngrihet.
2. E nxehtë, ajër i lehtë(figura poshtë tekstit) ngrihet lart brenda guaskës dhe më pas rrjedh poshtë përgjatë mureve të saj. Ajri i ftohtë shtrydhet përmes qafës, pesha e guaskës me ajër zvogëlohet dhe tullumbace ngrihet.
3. Pilotët ruajnë ose rrisin lartësinë e tyre duke ndezur periodikisht djegësit. Për sa kohë që ajri brenda guaskës është më i nxehtë se ajri i jashtëm, forca ngritëse e kapërcen forcën e gravitetit.
4. Baloni zbret ndërsa ajri që e mbush atë ftohet dhe tkurret. Pilotët mund të përshpejtojnë zbritjen e tyre duke lëshuar ajër të nxehtë përmes një vrime në krye të balonës.

Ndërveprimi i presionit, vëllimit dhe temperaturës

Ndërvarësia e tre parametrave. Presioni, vëllimi dhe temperatura e një gazi janë të ndërlidhura. Në temperaturën e dhomës (afër djathtas), lëvizja e molekulave të gazit brenda enës krijon një presion të caktuar. Nëse vëllimi është > gjysma më i madh (fotografia e mesme në të djathtë), presioni i brendshëm dyfishohet. Kur ajri nxehet (djathtas), presioni i tij rritet dhe vëllimi i tij rritet në raport me temperaturën.

Nuk dihet saktësisht se kur dhe ku është ngritur balona e parë e ajrit të nxehtë. Një zbulim i bujshëm u bë në vitin 1973: në vend i lashtë Incas, në territorin e Perusë moderne, në pikturat shkëmbore ata gjetën një imazh të një tullumbace me ajër të nxehtë me një guaskë në formën e një tetraedri me një gondolë me dy vende të varur prej saj nga poshtë - një anije. Për më tepër, u shfaqën fazat e përgatitjes së balonës së nxehtë për fluturim, ndezja e zjarrit, mbushja e guaskës me ajër të nxehtë dhe kryerja e fluturimit. Madje kanë treguar madhësive krahasuese predha. Baloni, i bërë sipas këtij dizajni nga bashkëkohësit tanë, u ngrit në ajër, doli të ishte mjaft i zbatueshëm, duke fituar një lartësi prej njëqind metrash në një minutë.

Në shekullin e 14-të, murgu Albert i Saksonisë shkroi se tymi i zjarrit është shumë më i lehtë se ajri dhe, për shkak të zgjerimit të ajrit nën ndikimin e zjarrit, ngrihet në të.

Në shekullin e 16-të, shkencëtari anglez Scaliger propozoi të bënte një guaskë prej ari më të mirë dhe ta mbushte atë me ajër të nxehtë. Edhe njëqind vjet më vonë, u shfaq romani i Cyrano de Bergerac "Një dritë tjetër, ose shtetet dhe perandoritë e hënës", në të cilin, së bashku me një numër projekte interesante avion Për udhëtimin ajror, është përshkruar një pajisje e ngjashme me një balonë me ajër të nxehtë. Heroi i romanit, me ndihmën e dy predhave hermetike të mbushura me tym, fluturon pothuajse në vetë Hënën, ku lëshon tym dhe, duke përdorur predha si parashutë, zbret me qetësi në sipërfaqen e saj.

E megjithatë, numërimi mbrapsht zakonisht fillon nga 5 qershori 1783, kur në qytetin francez Annon, vëllezërit Etienne dhe Joseph Montgolfier ngritën në ajër një top mëndafshi me vëllim 600. metra kub. Predha e topit ishte e mbuluar me letër nga brenda dhe një grilë e bërë nga hardhia e rrushit ishte fiksuar në vrimën e poshtme të saj, e cila ishte instaluar në skenë. Një zjarr u ndez nën skenë dhe ajri i nxehtë me tym e ngriti topin në një lartësi prej dy kilometrash. Kjo është arsyeja pse emri balonë me ajër të nxehtë erdhi në kontrast me charlier, i quajtur pas profesorit Charles, i cili lëshoi ​​një balonë të mbushur me hidrogjen më 27 gusht 1783.

Menjëherë pas lindjes së dytë të balonave, u shfaqën dizajne të kombinuara që kombinuan avantazhet e të dyjave tradicionale. Predha ishte e ndarë në dy pjesë. Pjesa e sipërme është e mbushur me helium të lehtë dhe jo të ndezshëm, dhe pjesa e poshtme është e mbushur me ajër të nxehtë. Duke e ngrohur gjatë fluturimit me propan, etan ose vajguri, të djegur në djegës të veçantë, aeronautët rregullojnë lartësinë e fluturimit. Ky lloj tullumbace nganjëherë quhet rosier - për nder të një prej balonistëve të parë, Jean Francois Pilâtre de Rosier, i cili vdiq në 1785 kur balona e tij, e mbushur me një përzierje ajri të nxehtë dhe hidrogjen, mori flakë gjatë fluturimit.

Zgjedhja e karburantit për ngrohjen e ajrit në guaskë është një faktor përcaktues në performancën e fluturimit të balonave me ajër të nxehtë. Në fund të fundit, sa më e madhe të jetë vlera kalorifike e një kilogrami karburant, aq më pak karburant duhet të merrni në një fluturim, aq më të mira janë karakteristikat e performancës së fluturimit të balonit të ajrit të nxehtë: ai do të jetë në gjendje të qëndrojë në ajër më gjatë dhe të fluturojë. distancë më të gjatë ose ngrihen në lartësi më të mëdha.

Paraardhësit tanë fillimisht përdorën gjithçka që mund të digjej për të ngrohur ajrin - degë pemësh, kashtë, qymyr etj. Më vonë ata kaluan në vaj, gazra të ndezshëm dhe qymyr. U zgjodh karburanti që mund të ngrohte shpejt dhe në mënyrë efektive ajrin në balonën e ajrit të nxehtë dhe të ishte i lirë dhe i arritshëm.

Si rezultat, ne u vendosëm në një përzierje të propanit dhe butanit në pjesë të barabarta. Sidoqoftë, është disi më keq se propani i pastër, pasi ka më pak paqëndrueshmëri dhe djegësit duhet të pajisen me pajisje shtesë për të rritur paqëndrueshmërinë.

Djegësit kanë ndryshuar gjithashtu përtej njohjes. Tani këto janë pajisje të pajisura me mekanizma rregullues dhe monitorues që ruajnë automatikisht temperaturën e kërkuar të ajrit të nxehtë në guaskë.

Megjithatë, ajri në zarf mund të nxehet pa djegur asnjë karburant në bordin e balonës. Ekziston një burim tjetër i nxehtësisë - dielli. Dhe nëse guaska është e lyer me të zezë, ajo do të grumbullohet energji diellore. Sipas këtij parimi, në vitin 1973, në SHBA u ndërtua balona e ajrit të nxehtë Solar Firefly, e cila bënte fluturime duke përdorur vetëm energji. rrezet e diellit. Një numër balonash janë zhvilluar në Francë duke përdorur rrezatimi infra të kuqe dielli. Ata quheshin MIR. Dallimi i tyre kryesor është se ajri në guaskë nxehet jo vetëm nga rrezatimi atmosferik në rrezen infra të kuqe, por edhe nga rrezatimi tokësor.

Predha MIR është e ndarë në dy pjesë. Pjesa e sipërme praktikisht nuk lëshon rrezatim infra të kuqe për shkak të veshjes speciale sipërfaqja e jashtme guaskë, të tilla si mylar i aluminizuar, kështu që nxehtësia grumbullohet poshtë. Pjesa e poshtme është prej filmi polietileni transparent me një vrimë në fund. Kur një tullumbace e tillë fluturon mbi një zonë të tokës ku rrjedha e nxehtësisë drejtohet lart, guaska nxehet dhe shfaqet ngritës shtesë aerostatik. Gjatë ditës, baloni ngrihet, natën zbret, por jo në tokë, por në një lartësi të caktuar, ku rrezatimi i tokës është i mjaftueshëm për të mbajtur një temperaturë të ngritur të ajrit në guaskë.

Sigurisht, lartësia e fluturimit të një baloni do të varet nga shumë faktorë: gjerësia gjeografike e zonës dhe stinët e vitit, qartësia e qiellit dhe koha e ditës, etj. Në stratosferë, forca ngritëse aerostatike nga nxehtësia i diellit dhe i tokës është gjithmonë pozitiv, domethënë një tullumbace mund të fluturojë mbi të gjithë sipërfaqen e tokës ditë e natë.

Lartësia e fluturimit ditën dhe natën mund të ndryshohet nga një valvul ajri i vendosur në krye të guaskës dhe i kontrolluar nga një motor i vogël i mundësuar nga një burim energjie në bord. Kur valvula është e hapur, ajri i ngrohtë në guaskë zëvendësohet nga ajri i ftohtë që hyn përmes vrimës së poshtme, diametri i së cilës është më i madh se diametri i valvulës. Për më tepër, vëllimi i guaskës mbetet konstant.

Fluturime shumëditore balona stimuloi frymën konkurruese të aeronautëve. Shumë entuziastë të aeronautikës ëndërronin të fluturonin rreth Tokës. Në fillim, u bënë përpjekje për të fluturuar mbi çdo oqean. Atlantiku doli të ishte më i përshtatshmi, Pjesa veriore e cila është e mbushur me rrugë të shumta ajrore dhe detare. Kjo e bëri më të lehtë monitorimin e fluturimit dhe kërkimin e guximtarëve që rrezikonin të fluturonin përtej Atlantikut.

Më 14 shtator 1984, 58-vjeçari amerikan D. Kittinger, një ish-pilot testues ushtarak, u ngrit nga qyteti Caribou në Maine dhe falë një ere të fortë bishti, rreth 70 orë më vonë u gjend në brigjet e Franca. Rruga e tij e fluturimit përshkoi Newfoundland, më pas në jug të Grenlandës dhe përpara Irlandës u kthye ndjeshëm në juglindje. Kjo e bëri disi të vështirë zgjedhjen e një vendi uljeje, pasi mbi Evropë aeronauti e gjeti veten dukshëm në jug të vendeve ku ishte planifikuar ulja.

Pasi fluturoi përgjatë brigjeve veriore të Pirenejve dhe bregut të Mesdheut të Francës, ai u ul në një zonë të pyllëzuar pranë qytetit italian të Savonës. Finalizimi ka qenë i vështirë, aeronauti është hedhur nga gondola nga lartësia tre metra, ka thyer këmbën dhe është dërguar menjëherë në spital.

Në vitin 1998, Steve Fossett vendosi rekordin për të qëndruar në fluturim. Ai u nis me një fluturim për në pragu i vitit te ri, duke e varur të gjithë gondolën me cilindra propani për të ngrohur ajrin në guaskë më gjatë. Sidoqoftë, gjatë fluturimit, atij i ndodhi telashe - ai nuk pranoi sistemi kompjuterik duke ngrohur kabinën dhe ai filloi të ngrijë. Na u desh të zbrisnim në shtresat më të ngrohta të atmosferës. Në një lartësi prej 914 metrash, balonisti kaloi Kufiri rus në rajonin e Anapa. Pas ca kohësh, ai mori një sinjal për një zbritje emergjente - pajisjet më në fund dështuan dhe ai u detyrua të zbarkonte pranë fermës Grechanaya Balka, në Territorin Krasnodar.

Mbajtësi i rekordit të vitit 1998 ishte ekuipazhi ndërkombëtar i zviceranit Bertrand Piccard. Belgu Bim Verstraeten dhe anglezi Andy Elson. Pasi u nisën nga Evropa në qiell pa shumë bujë në balonën Brightling Orbiter 2, ata fluturuan më shumë se njëzet mijë kilometra. Por, pasi u përballën me kushte të pafavorshme atmosferike, ata u detyruan të zbarkojnë në Birmani.

Eksitimi u rrit. Në vitin 1999, njëra pas tjetrës, ekuipazhet u nisën nga vende të ndryshme dhe më shpesh ata dështuan. Lufta kryesore shpërtheu midis evropianëve. Britanikët Andy Elson dhe Colin Prescott, pasi u nisën së pari nga Spanja më 17 shkurt 1999, kaluan më shumë se dymbëdhjetë ditë në ajër, duke thyer rekordin botëror për kohëzgjatjen dhe diapazonin e fluturimit, por prapëseprapë u detyruan të ulen - atyre iu mbaroi karburanti. .

Pas mbajtësve të rekordeve, një tjetër tullumbace u nis më 1 mars, të dielën në mëngjes, nga qyteti zviceran i Chateau d'E me të njëjtin qëllim - për të bërë një fluturim pa ndalesë rreth planetit tonë Shkencëtari dhe udhëtari zviceran Auguste Piccard Bertrand Për të nisur në kohë, pra në natën e Vitit të Ri, ai u pengua nga dy arsye: moti i pafavorshëm dhe mungesa e lejes nga Pekini për të fluturuar në hapësirën ajrore kineze.

Ndarjet e Orbiter 3 nuk ishin të mbushura me helium, por me propan, kështu që doli të ishte më i madh dhe më i rëndë se baloni Elson dhe Prescott. Lartësia e saj ishte 55 metra dhe peshonte 9 tonë. Por ai ishte në gjendje të merrte rezerva të mëdha karburanti, dhe kjo, në fund, u shpagua.

“Picart dhe partneri i tij, piloti britanik Brian Jones, shpresonin të fluturonin rreth Tokës për 16 ditë”, shkruan S. Nikolaev në revistën “Technology for Youth”, duke pasur si përparësi lejen për të fluturuar mbi. pjesa jugore Kinë. Sidoqoftë, ekspedita nuk ishte aspak e lehtë. Ata duhej të ngriheshin në erëra të forta tokësore, pa pritur mot të mirë, pasi Piccard kishte frikë të humbiste rrymat e favorshme stratosferike. Menjëherë pas fillimit ata u transportuan drejt Spanjës. Sidoqoftë, ata arritën të drejtojnë pak drejtimin e fluturimit të tyre, duke hyrë në një rrymë të favorshme ajri mbi Mauritani, e cila i drejtoi ata drejt Indisë. Kinë dhe përmes Oqeani Paqësor në Kaliforni...

Disa herë tullumbace ngriu dhe filloi të humbiste me shpejtësi lartësinë. Probleme ka pasur edhe në furnizimin me oksigjen dhe sistemet e kontrollit të balonave...

Vetëm kur balona Orbiter-3 kaloi kontinentin amerikan në ditën e tetëmbëdhjetë dhe u gjend mbi Atlantik, balonistët filluan të shpresojnë seriozisht për një rezultat të suksesshëm të ekspeditës së tyre. Shpresa u dha atyre forcë, e cila në atë kohë tashmë po mbaronte. Aeronautët raportuan për kontrolloni pikën se njëri prej ngrohësve të tyre ka dështuar dhe temperatura në bord nuk i kalon tetë gradë Celsius. Të dy kanë një të ftohtë të rëndë. Bertrand Picard, me profesion psikiatër, madje u detyrua të përdorë hipnozën për të rikthyer forcën e tij.”

Më 21 mars, rreth orës dhjetë të mëngjesit, balonistët tepër të lodhur, pasi kishin fluturuar më shumë se dyzet mijë kilometra, mundën të largoheshin nga kabina e tyre e ngushtë. "Shqiponja ka zbritur," ata dërguan me radio në Zvicër, duke zbritur pranë fshatit Mut, 800 kilometra në jugperëndim të Kajros.

Pra, rekordi është vendosur. Për çfarë duhet të ëndërrojnë aeronautët modernë tani? Për fluturimin nëpër të dy polet? Ose bëni një garë me tullumbace përreth globit- kush do të angazhohet udhëtim nëpër botë më shpejt? Ndoshta është më logjike të marrësh një rrugë tjetër. Specialistët e NASA-s kanë ndërtuar një tullumbace gjigante në formë kungulli për kërkime astronomike. Diametri i tij është rreth 128 metra dhe lartësia e tij është 78. Një nga përpjekjet në pranverën e vitit 2001 përfundoi me dështim. Baloni u fundos për shkak të një rrjedhjeje, duke u ngritur në një lartësi prej 20 kilometrash. Supozohet se një gjigant i tillë do të notojë në një lartësi prej 35 kilometrash me 1350 kilogramë pajisje shkencore dhe do të qëndrojë në ajër deri në njëqind ditë. Dhe gjatë kësaj kohe, në prani të erërave të favorshme, ai do të fluturojë rreth planetit tonë pesë herë.

Në këtë rast, i gjithë kontrolli do të kryhet me radio dhe duke përdorur autopilot. Është menduar të përdoret Panele diellore për fuqizimin e sistemeve në bord. Lëshimi i një baloni do të kushtojë të paktën tre herë më pak se lëshimi i një sateliti dhe pajisjet e ulura me parashutë mund të përdoren disa herë.

Një tjetër projekt origjinal u propozua nga studentët amerikanë të dizajnit Eric Reiter dhe David Goodwin: një 180 metra airship do të lundrojë nëpër qiej si një gërshërë. Pjesa e poshtme e strukturës së saj vertikale do të shërbejë si një kavil stabilizues, ndërsa pontonet qendrore të mbushura me helium dhe dy pontonet anësore do të veprojnë si vela. Baloni gjigant mund të përdoret si bazë shkencore ose si avion turistik.