Краткая история воздухоплавания для детей. История возникновения воздухоплавания, авиации и покорения космоса. «Воздухоплавание» сообщение по физике

Сегодня мы расскажем о первом шаге человечества в освоении «Пятого океана» — атмосферы Земли, т.е. об изобретении воздушного шара .

Несмотря на то, что история воздухоплавания насчитывает чуть более двухсот лет, стремление человека оторваться от Земли и взлететь, подобно птице, проявлялось еще в глубокой древности.

Важнейшим событием, оказавшим влияние на развитие воздухоплавания, стало открытие и исследование Генри Кавендишем в 1766 г. водорода, или, как его называли тогда, «горючего воздуха». Из‑за малой плотности его сразу начали рассматривать как несущий газ для воздушных шаров.
В 1783 г. наблюдения Жозефа и Этьена Монгольфье за облаками привели их к мысли использовать для аэростата (смотрите также ) водяной пар. Но первые опыты оказались неудачными из‑за слишком тяжелой оболочки и быстрой конденсации пара. Тогда они решили использовать дым, образующийся при горении шерсти и сырой соломы. По мнению братьев, дым имел электрические свойства, а электричеству они приписывали свойства отталкиваться от поверхности земли.

После ряда неудач пришел успех – одна оболочка, наполненная дымом, оторвалась от удерживающих веревок и поднялась на высоту около 300 метров. После десятиминутного пребывания в воздухе оболочка рухнула на землю.

5 июня 1783 г. прошло официальное испытание нового аппарата. В присутствии зрителей наполненная дымом оболочка объемом 600 м 3 поднялась на высоту около двух тысяч метров и затем упала на расстоянии двух километров от места подъема. Так началась эра воздухоплавания.

27 августа 1783 г. в Париже состоялся полет аэростата профессора Шарля. В отличие от аппарата Монгольфье с матерчатой, оклеенной изнутри бумагой камерой, аэростат Шарля был сделан из шелка, пропитанного каучуком. Объем его был 35 м 3 . Но главное отличие состояло в том, что оболочка наполнялась водородом. Аппарат Шарля быстро поднялся на высоту 950 метров и скрылся в облаках. От избыточного давления на большой высоте его оболочка лопнула, деревенские жители, напуганные непонятным предметом, свалившимся с неба, поспешили уничтожить шар.

После этого полета аэростаты, наполненные горячим воздухом или дымом, стали называть монгольфьерами, а наполненные водородом – шарльерами.

19 сентября 1783 г. в воздух поднялся монгольфьер с подвешенной на цепях клеткой. В ней находились первые «воздухоплаватели» – петух, утка и баран. Они благополучно перенесли полет. Теперь стало возможным поднять на аэростате человека.

21 ноября 1783 г. в воздух на монгольфьере поднялись Пилатр де Розье и Арланд. Их аппарат, преодолев 8 километров, приземлился в пригороде Парижа. В полете они едва не погибли из‑за пожара.

1 ноября того же года профессор Шарль вместе с единомышленником Робером поднялся в воздух на аэростате собственной конструкции. Они пробыли в воздухе 2 часа 15 минут, пролетев за это время 40 километров.

Следует отметить, что конструкция шарльера была более совершенной, чем монгольфьера. Первый обладал большей подъемной силой. Кроме того, недостатком монгольфьера была высокая пожароопасность из‑за соседства открытого огня и легковоспламеняемой оболочки.

Полеты на воздушных шарах становились все более популярными. С начала XIX века их стали использовать для научных целей.

В 1887 г. Д. И. Менделеев совершил самостоятельный полет, чтобы наблюдать солнечное затмение.

В первых научных полетах аэронавтам удавалось подняться на высоту семь и более тысяч метров.

В 1894 г. немец Берсон на аэростате «Феникс» поднялся на высоту 9150 метров, а в 1900 году во время Всемирной выставки в Париже французы де ла Во и Костельон на аэростате «Центавр» за 35 часов 45 минут преодолели расстояние в 1922 километра, приземлившись в Киевской губернии.

В 20–30-е годы XX в. были созданы стратостаты – аэростаты с герметичной гондолой для исследования верхних слоев атмосферы. Они достигали высоты 20 километров.

В настоящее время воздушные шары нашли себе применение в метеорологии для запуска на большие высоты автоматических метеорологических станций. Появление современных прочных газонепроницаемых материалов, газовых горелок, позволяющих длительное время поддерживать высокую температуру внутри шара, дали возможность создать воздушные шары для спортивных целей.

Изобретение воздушного шара, позволило человечеству начать путь в освоении атмосферы нашей планеты и подготовки к освоению космоса.

Для лучшего усвоения, изложенного материала предлагаем посмотреть видео об истории изобретения Монгольфьера и первом полете человека на воздушном шаре.

GY6j8HXju_w

Вчера, 12 июля наш знаменитый вечный путешественник священник Федор Конюхов начал полет вокруг света на воздушном шаре. В честь этого события небольшая серия постов о том, как всё начиналось. т.е. об истории воздушных шаров.

А началось все с забавного случая: Однажды во время званого обеда жена одного из братьев Монгольфье подошла к камину. Поток горячего воздуха вдруг поднял подол ее юбки....

"Скорее приготовь побольше шелковой материи, веревок, и ты увидишь одну из удивительнейших в мире вещей".
Такую записку получил в 1782 году Этьенн Монгольфье, владелец бумажной мануфактуры в маленьком французском городке, от своего старшего брата Жозефа. В результате нехитрого эксперимента Э. Монгольфье увидел, как матерчатая оболочка, сшитая в форме коробки из двух кусков ткани, после наполнения ее дымом устремилась вверх.

Кто же такие изобретатели воздушного шара и пионеры воздухоплавания братья Монгольфье? Как им могла прийти мысль о полетах?
Жозеф-Мишель и Жак-Этьенн Монгольфье родилися в небольшом французском городке Анноне в 1740 и 1745гг соответственно. Их отец, владелец бумажной фабрики, постарался дать детям хорошее образование. Однако старший сын его разочаровал: Жозеф был легкомысленным, романтичным подростком и терпеть не мог школьной зубрежки. В 13 лет он бросил учебу и сбежал из дома. Очень быстро мальчик столкнулся с нищетой и голодом и, не выдержав лишений, вернулся домой. Раскаявшись, он усердно занялся учебой. Особенно хорошо ему давались физика и химия.

Братья Монгольфье: слева - Жозеф, справа - Этьен (гравюра XIX в).

Этьен, младший из братьев, тоже был мечтателем, но, в отличие от брата, рос усидчивым и послушным ребенком. Уже в молодости он стал известным архитектором. Позднее Этьен унаследовал семейный бизнес и вступил во владение бумажной фабрикой отца. Старший брат Жозеф стал его компаньоном. Дело было налажено хорошо, доходы семьи росли, и у братьев оставалось много свободного времени. Они посвящали его излюбленным занятиям – науке и мечтам о полетах.

Однажды, наблюдая за облаками, один из братьев предложил: а почему бы не наполнить горячим паром холстяной шар, быть может, он взлетит? Опыт оказался неудачным: пар моментально остывал и каплями осаждался на холсте. Шар так и не поднялся в воздух. Братья попробовали наполнить шар водородом – газ мгновенно улетучивался сквозь ткань. Тогда Жозеф и Этьен изготовили бумажный шар – и снова разочарование: водород просачивался и сквозь поры в бумаге.
А тут такой случай - горячий воздух – вот то, чем следовало наполнить шар! И – о чудо! – на этот раз эксперимент оказался удачным. Шар взлетел.

Окрыленные успехом, братья Жозеф-Мишель и Жак-Этьенн Монгольфе решили показать изобретение широкой публике. Они построили огромный воздушный шар диаметром более 10 метров. Его оболочка, сшитая из холста, была усилена веревочной сеткой и оклеена бумагой с целью повышения непроницаемости.
5 июня 1783 года состоялась первая публичная демонстрация изобретения братьев Монгольфье.

На центральной площади в Анноне собрались тысячи людей. Над толпой возвышался громадный, с трехэтажный дом, шар. На нем красовалась латинская надпись «Ad astra», что значит «К звездам». Восемь крупных мужчин едва удерживали это чудовище за веревки. Жозеф скомандовал отпускать, шар вырвался и полетел вертикально в небо. Площадь восхищенно ахнула.
Воздушный шар, наполненный дымом, устремился вверх, поднялся на высоту до 500 метров и продержался в воздухе около 10 минут, пролетев при этом 2 километра. Специальный протокол, скрепленный подписями должностных лиц, засвидетельствовал все подробности опыта. Так впервые официально было заверено изобретение, открывшее путь воздухоплаванию.

Раз начавшись, полеты продолжались.
27 августа 1783 года на Марсовом поле в Париже стартовал тепловой аэростат. 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.
Зрелище почтил вниманием сам король Людовик XVIII, проявивший к воздухоплаванию живейший интерес. Братья подвесили к шару корзину для пассажиров. Первыми чести подняться в воздух удостоились животные – утка, петух и баран (к сведению для тех, кто обвиняет наших ученых в бесчеловечныом отношении к животным, отправлявшимся в космоc до людей).
Полет прошел удачно, животные не пострадали.

Братья Монгольфье сделались героями дня, были удостоены наград, а все тепловые аэростаты, в которых для создания подъемной силы использовался дымный воздух, стали с того дня именоваться монгольфьерами.

Первым человеком, отправившимся в космом был Юрий Гагарин, это как назубок, а кто же был первым, поднявшимся на высоту, в воздух, в небо? Это были не сами Монгольфье. Король Франции Луи XVI запретил авторам проекта принимать личное участие в полете, дело в том что в ученых кругах того времени развернулась оживленная дискуссия о безопасности такого полета. Опасались, что от недостатка воздуха на высоте люди могли задохнуться.
21 ноября 1783 впервые в истории в свободный полет на воздушном шаре отправились известный ученый, химик Жан Франсуа Пилатр де Розье вместе с маркизом Франсуа д"Арландом.
Король предложил отправить в полет двух приговоренных к смерти узников, однако его близкий друг, маркиз д"Арланд, возмутился: «Неужели честь первым вознестись к небесам будет принадлежать преступникам? Полечу я».

Построенный для этой цели новый шар был крупнее: высота 22,7 метра, диаметр 15 метров. В нижней его части крепилась кольцевая галерея, рассчитанная на двух человек.
Наполненный горячим воздухом шар поднялся из сада замка де ла Мюэт в западном пригороде Парижа.
Свидетелями полета стало множество людей. Большинство из них были уверены, что гибель смельчаков неизбежна. Но все страхи оказались напрасными, люди благополучно вернулись на землю.
Воздухоплаватели достигли высоты 915 метров (по другим данным 450 метров), провели в небе 25 минут и, пролетев над всем Парижем, приземлились в 8,5 километрах от места стартавблизи дороги на Фонтенбло.. Максимальная высота полета была, предположительно, чуть больше

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.
англичанин Джеймс Глешер в 1861–1863 году несколько десятков раз поднимался в воздух для исследования атмосферы.

Так человечество научилось летать..

С незапамятных времён человек следил за полётом птиц, мечтая, подобно им, подняться в небо. Логика подсказывала: если относительно слабые мышцы птиц могут поднимать их в воздух и поддерживать полёт, человек, с его гораздо более сильными мускулами, тоже сумеет сделать это. Никто не подозревал, насколько сложным является сочетание функций мышц и сухожилий, работы сердца и дыхательной системы у обычной птицы. Никто не мог представить себе иного приспособления для полёта, чем движущееся крыло переменной кривизны. На протяжении многих тысячелетий люди пытались взлететь как птицы, и бесчисленное множество жизней было потеряно во время таких попыток.

Имя первого «птицечеловека», надевшего крылья и прыгнувшего с утёса с намерением полететь, века не сохранили. Каждая неудавшаяся попытка задавала древним воздухоплавателям новые и новые вопросы. Почему крылья, приводимые в движение взмахами рук, не работают? Что с ними не так? Философы, учёные, изобретатели предлагали различные решения, но никому не удавалось снабдить человека крыльями, которые позволили бы ему подняться в воздух и парить как птица. Леонардо да Винчи заполнял страницы своих тетрадей эскизами разнообразных летательных аппаратов, но у его идей был всё тот же общий недо­статок - приверженность принципу «птицеподобных» крыльев (рис. 1-1).

В 1655 году математик, физик и изобретатель Роберт Хук пришёл к заключению, что для полёта с помощью искусственных крыльев мускульной силы человека недостаточно. Он сделал вывод, что для полёта необходима некая дополнительная движущая сила.

Поиск решения шёл в разных направлениях. В 1783 году братья Жозеф и Этьен Монгольфье впервые испытали наполненный горячим воздухом шар с челове­ком на борту. Шар пробыл в воздухе 23 минуты. Десять дней спустя профессор Жак Шарль поднялся в небо на воздушном шаре, наполненном газом. Воздушные шары настолько завладели вниманием публики, что долгое время полёты ассоциировались исключительно с устройствами легче воздуха. Но при всём своем великолепии, воздушный шар был не более чем большим куском ткани, летящим туда, куда дует ветер.

Воздушные шары, наконец, позволили человеку подняться в воздух, но это была лишь одна из многих проблем, которые воздухоплавателям предстояло решить. Воздушный шар не позволял управлять скоростью и направлением полёта. Эту проблему решал воздушный змей - игрушка, которая была известна на Востоке более двух тысячелетий, но на Западе появилась только в XIII веке. Еще в древнем Китае змеи использовались для осмотра местности и определения направления ветра в мореплавании (в варианте, управляемом человеком), а также как сигнальные устройства и для развлечения (в неуправляемом варианте). Наблюдение за движением воздушного змея позволило дать ответ на многие вопросы, касающиеся возможности полёта устройств тяжелее воздуха.

Одним из тех, кто верил, что эксперименты с воздушными змеями помогут раскрыть секреты управляемого воздухоплавания, был сэр Джордж Кейли. Родившийся в Англии за десять лет до полёта братьев Монгольфье, Кейли всю жизнь занимался разработкой летающего средства тяжелее воздуха, снабжённого крыльями в форме воздушного змея (рис. 1-2). Названный «отцом воздухоплавания», Кейли открыл базовые принципы, на которых основывается современная авиация, построил действующую модель летательного аппарата и даже провёл испытания первого в истории аэроплана, пилотируемого человеком.

В течение пятидесяти лет после смерти Кейли учёные и изобретатели работали в направлении соз­дания летающей машины, снабжённой двигателем. Так, английский изобретатель Уильям Сэмюэл Хенсон сконструировал огромный моноплан, который приводился в движение паровым двигателем, распола­гавшимся внутри фюзеляжа. Немецкий инженер Отто Лилиенталь на практике доказал, что полёт человека на аппарате тяжелее воздуха возможен. И наконец, мечта была воплощена в реальность Уилбером и Орвиллом Райтами в американском городе Китти Хоук, штат Северная Каролина, 17 декабря 1903 года.

Братья Райт, владельцы магазина велосипедов, в течение четырёх лет экспериментировали с воздушными змеями, самодельной аэродинамической трубой и различными двигателями для своего биплана. Их значительным достижением был научный, а не чисто практический подход к решению задачи. Созданный братьями биплан «Флайер» был образцом смелого дизайна и блестящего инженерного исполнения (рис. 1-3). В тот исторический день братья Райт совершили четыре полёта, проведя в воздухе в общей сложности 98 секунд. Эра авиации началась.

Принято считать, что термин «уфология» появился в английском языке в 1959 году. В частности, Oxford English Dictionary сообщает о первом его использовании в журнале Times Literary Supplement 23 января 1959 года. Известно, однако, что эта статья появилась спустя восемь лет после того, как Эдвард Дж. Руппельт впервые предложил и начал использовать термин UFO в 1951 году. Само зарождение уфологии, как направления, изучающего неопознанные летающие объекты, началось в конце 40-х годов ХХ века, когда в 1947 г. К. Арнольд увидел девять непонятных летающих предметов, передвигавшихся с немыслимой тогда сверхзвуковой скоростью (это событие известно как « »).

Однако, несмотря на то, что сама уфология – направление современное, считается, что факты появления НЛО на Земле начались задолго до 1947 года. Для этого сами же уфологи приводят различные свидетельства очевидцев, зарисовки и фотографии. Эксперты в области фотографии, астрономии, психологии, военной технике, авиации и т.п. могут разобраться, где скрывается зерно правды, а где откровенная фальсификация. А остальным необходимо иметь хотя бы общее представление об этих областях, чтобы иметь возможность сформировать самостоятельное мнение.

В этой статье речь пойдет об истории воздухоплавания: об эволюции и хронологии появления летательных аппаратов.

Мировая история воздухоплавания

С древних времен человек стремился в небо. Существовало много сказок, мифов и легенд о различных летательных аппаратах: колесницы богов, ковер-самолет, крылья, которые можно надеть и полететь, как птица, и многое другое. Люди пытались придумать различные приспособления, которые бы позволили им осуществить полет.

Воздушный шар

Летающий фонарик (прототип аэростатов с оболочкой, наполненной горячим воздухом) был известен в Китае с древнейших времён. Его изобретение приписывается генералу Чжугэ Ляну (180-234 н. э., почётный титул Кунмин), который, как сообщают источники, использовал их, чтобы вселять страх во вражеские войска.
Однако, по некоторым источникам, считается, что в III в. до н. э в Китае было известно устройство, представляющее собой лампу в бумажной ёмкости и напоминало воздушные шары с горячим воздухом.
В V веке н. э. Лю Бан изобрёл «деревянную птицу», которая, возможно, была большим бумажным змеем или ранним планёром. Однако нет никаких свидетельств, что подобные конструкции использовались для полёта человека.
В 559 полёт человека на воздушном змее был задокументирован в королевстве Северной Вэй.

Аэростат

Первый аэростат братьев Монгольфье, наполненный нагретым воздухом, поднялся 5 июня 1783 года в Аннонэ, а второй, построенный профессором Шарлем и наполненный водородом, поднялся 27 августа 1783 года, открыв путь к осуществлению настоящего воздухоплавания.

Воздушные шары и дирижабли: 1-Аэростат Монгольфье, 2-Аэростат Шарля, 3-Аэростат Бланшара, 4-Аэростат (bal. captif) Жиффара, 5- Аэростат (свободный) Жиффара, 6-Аэростат Дюпюи де Лом, 7-Аэростат Генлейна, 8-Аэростат Ренара и Кребса

Далее аэростатостроение развивалось, увеличивая высоту подъема, дальность перелета, а так же многообразие форм и конструкций.
После войны 1870-71 гг. все воздухоплавательные общества, в особенности парижское, с большим усердием занялись поиском способа управления аэростатом, чтобы сделать его пригодным для практических целей. Первая рациональная попытка в этом направлении была сделана ранее, в 1852 г., Анри Жиффаром, построившим шар сигаровидной формы, длиной 44 метра и диаметром 12 м, снабжённый винтом, приводившимся во вращение паровой машиной.

Дирижабль

Дирижабль – это, по сути, управляемый воздушный шар.

Дирижабль Сантос-Дюмон № 6

• беспилотные неуправляемые;
• беспилотные автоматические;
• беспилотные дистанционно-пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА).

В 1898 году Никола Тесла разработал и продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно.
В 1910 году, вдохновлённый успехами братьев Райт, молодой американский военный инженер из Огайо Чарльз Кеттеринг предложил использовать летательные аппараты без человека. По его замыслу управляемое часовым механизмом устройство в заданном месте должно было сбрасывать крылья и падать, как бомба, на врага. Получив финансирование армии США, он построил и с переменным успехом испытал несколько устройств, но в боевых действиях они так и не применялись.
В 1933 году в Великобритании разработан первый БПЛА многократного использования Queen Bee.
В дальнейшем конструкция БПЛА модернизировалась и была модифицирована в зависимости от целей.

Покорение космоса

Данный раздел включен в эту статью с целью показать, когда в небе стало возможно заметить «движущуюся равномерно звездочку», являющуюся на деле искусственным спутником Земли.

В 1949 г. идея запуска в космос ракет с исследовательскими целями начала претворяться в жизнь. Геофизические аппараты, взлетавшие на высоту 100-200, а затем и 400 км, прокладывали путь для искусственных спутников Земли.
4 ноября 1957 г. с секретной «площадки № 2» успешно стартовала ракета с ИСЗ. Спутник представлял собой лишь металлический шар с радиопередатчиком внутри. Научная лаборатория, весом более тонны, полетела за атмосферу лишь на третьем спутнике 15 мая 1958 г.
В 1962 г. была принята многоцелевая программа «Космос», в рамках которой осуществлялись запуски спутников, проводимые как в мирных, так и в военных целях.
В ноябре 1957 г. на втором спутнике в космос отправилась собака Лайка, ставшая первым «живым космонавтом» Земли.
Далее следовала целая череда запусков с животными, что позволило отправить в космос человека Ю.А. Гагарина. Старт корабля «Восток-1» был произведён 12 апреля 1961 года в 09:07 по московскому времени с космодрома Байконур.

Вывод

Таким образом, можно сделать вывод, что различные летательные аппараты стали появляться в небе очень давно, и для большей части населения они были действительно неопознанными в силу ограниченности знаний. Нельзя говорить о том, что все свидетельства о странных технических аппаратах в небе до 19 века – это прямые свидетельства в пользу инопланетной теории.
На основе вышеизложенной информации каждый может сделать для себя выводы относительно некоторых исторических свидетельств, рисунков и фотографий, предлагаемых некоторыми в качестве доказательства древней истории НЛО.

Экспертам в области авиации предлагается написать обзорную статью про интересные модели экспериментальных летательных аппаратов, которые можно было принять за НЛО.

В качестве более подробного источника информации можно порекомендовать сайт Aviaschool.net посвященный авиации и воздухоплаванию и большая авиационная энциклопедия