Механика сплошных сред. Алешкевич В.А - 40 стр.

40                                         Ìåõàíèêà ñïëîøíûõ ñðåä
        Âîçäóõîïëàâàíèå.
        Îáðàòèì âíèìàíèå íà òîò ôàêò, ÷òî ïëîòíîñòü àòìîñôåðû íà óðîâíå
ñòðàòîïàóçû óìåíüøàåòñÿ ïðèáëèçèòåëüíî íà 5 ïîðÿäêîâ, îäíàêî ýòîãî îêà-
çûâàåòñÿ äîñòàòî÷íî, ÷òîáû îñóùåñòâèòü âîçäóõîïëàâàíèå ñ ïðèìåíåíèåì
àýðîñòàòîâ è ñòðàòîñòàòîâ âïëîòü äî âûñîò ~50 êì.
        Àýðîñòàòû — ëåòàòåëüíûå àïïàðàòû ëåã÷å âîçäóõà. Îíè ïîääåðæèâàþòñÿ
â âîçäóõå áëàãîäàðÿ ïîäúåìíîé ñèëå çàêëþ÷åííîãî â îáîëî÷êå àýðîñòàòà ãàçà ñ
ïëîòíîñòüþ, ìåíüøåé ïëîòíîñòè âîçäóõà (âîäîðîä, ãåëèé, ñâåòèëüíûé ãàç). Àýðî-
ñòàòû, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ ïîëåòîâ â ñòðàòîñôåðó, íàçûâàþòñÿ ñòðàòîñòàòàìè.
                                   Àýðîñòàòû äåëÿòñÿ íà óïðàâëÿåìûå, èëè äè-

         5                         ðèæàáëè, ñíàáæåííûå äâèãàòåëÿìè, è íåóï-
                                   ðàâëÿåìûå. Íåóïðàâëÿåìûå àýðîñòàòû èñïîëü-
                                   çóþòñÿ äëÿ ñâîáîäíûõ ïîëåòîâ ïî âåòðó (ñâî-
                                   áîäíûå àýðîñòàòû). Îíè òàêæå ìîãóò «âèñåòü»
                                   íåïîäâèæíî â àòìîñôåðå, åñëè èõ ïðèñîåäè-
                                   íèòü òðîñîì ê çàêðåïëåííîé íà çåìëå ëåáåä-
                                   êå (ïðèâÿçíûå àýðîñòàòû).
                      1                    Êîíñòðóêöèÿ àýðîñòàòà (ðèñ. 2.17)
                                   âêëþ÷àåò îáîëî÷êó (1), ñîäåðæàùóþ ëåã-
                                   êèé ãàç, ãîíäîëó (2) äëÿ ðàçìåùåíèÿ ýêè-
                                   ïàæà è àïïàðàòóðû è ïîäâåñêó (3), êðåïÿ-
                                   ùóþ ãîíäîëó ê îáîëî÷êå. Äëÿ ïîäúåìà íà
                                   áîëüøèå âûñîòû îáúåì îáîëî÷êè äîëæåí
                                   ñîñòàâëÿòü 100000–800000 ì3. Îáîëî÷êà
                                   àýðîñòàòà èçãîòàâëèâàåòñÿ èç ñïåöèàëüíûõ
                                   ãàçîäåðæàùèõ ïîëîòíèù è ìåðèäèîíàëü-

 4                          3      íûõ óñèëèòåëüíûõ ëåíò.
                                           Ïîäúåìíàÿ ñèëà 1 ì3 âîäîðîäà ó çåì-
                                   íîé ïîâåðõíîñòè ðàâíà ïðèáëèçèòåëüíî
                                   1,15 êÃ, à áîëåå òÿæåëîãî, íî áåçîïàñíîãî,
              2                    ãåëèÿ — 1 êÃ. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî åñëè âåñ îñ-
                                   íàùåííîãî àýðîñòàòà ðàâåí 1 òîííå, òî â îáî-
                                   ëî÷êó äîñòàòî÷íî çàêà÷àòü >1000 ì3 ãåëèÿ, è
           Ðèñ. 2.17
                                   àýðîñòàò âçëåòèò. Èçáûòîê ïîäúåìíîé ñèëû
óðàâíîâåøèâàþò áàëëàñòîì. Çàìåòèì, ÷òî îáîëî÷êà çàïîëíÿåòñÿ ëèøü ÷àñ-
òè÷íî, è ýòî ïîçâîëÿåò çàùèòèòü åå îò ïåðåíàïðÿæåíèÿ. Ïðè ïîäúåìå ïî
ìåðå óìåíüøåíèÿ äàâëåíèÿ àòìîñôåðû ëåãêèé ãàç â îáîëî÷êå ðàñøèðÿåòñÿ.
Õîòÿ ïîäúåìíàÿ ñèëà êàæäîãî êóáè÷åñêîãî ìåòðà ãàçà â îáîëî÷êå è ïàäàåò,
îäíàêî ïîäúåìíàÿ ñèëà îáîëî÷êè îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé. Íà íåêîòîðîé âûñîòå
ëåãêèé ãàç çàéìåò âåñü îáúåì îáîëî÷êè, è ïîñëåäíÿÿ ïðèìåò øàðîîáðàçíóþ
ôîðìó. Ïðè äàëüíåéøåì ïîäúåìå ÷àñòü ëåãêîãî ãàçà áóäåò âûõîäèòü ÷åðåç
îòêðûòûé ðóêàâ (4), è ïîäúåìíàÿ ñèëà àýðîñòàòà áóäåò óìåíüøàòüñÿ. Ïîäúåì
áóäåò ïðîäîëæàòüñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà íå óðàâíÿþòñÿ âåñ è ïîäúåìíàÿ ñèëà
àýðîñòàòà. Ìàêñèìàëüíàÿ âûñîòà ïîëåòà äîñòèãàåòñÿ ñáðàñûâàíèåì áàëëàñòà.
        Äëÿ ñïóñêà îòêðûâàåòñÿ ãàçîâûé êëàïàí (5) â âåðõíåé ÷àñòè îáîëî÷êè.
Ïîäúåìíàÿ ñèëà ïàäàåò, è àýðîñòàò îïóñêàåòñÿ. Ïîñêîëüêó äàâëåíèå àòìîñôåðû
íà÷èíàåò ðàñòè, òî îáîëî÷êà ñíîâà òåðÿåò ôîðìó øàðà. Ïðè ïðèçåìëåíèè ìàññà
ëåãêîãî ãàçà âñåãäà ìåíüøå åãî íà÷àëüíîé ìàññû. ×òîáû ïðåäîòâðàòèòü óäàð ãîí-
äîëû î çåìëþ èç-çà ïàäåíèÿ ïîäúåìíîé ñèëû, íåîáõîäèìî ïåðåä ïîñàäêîé óìåíü-
øèòü ìàññó àýðîñòàòà. Ýòî äîñòèãàåòñÿ âûáðàñûâàíèåì îñòàþùåãîñÿ áàëëàñòà.