Аэростат

Аэроста́т (упрощённо и не вполне точно — возду́шный шар) — летательный аппарат легче воздуха, принцип действия которого основан на законе Архимеда. Для создания подъемной силы используется заключённый в оболочке газ (или нагретый воздух) с плотностью меньшей, чем плотность окружающего воздуха.

Типы

Различают привязные, свободнолетящие и аэростаты с двигателем — дирижабли. Аэростаты, поднимающиеся на высоту более 11 км, называют стратостатами.

По типу наполнения аэростаты делятся на:

• газовые — шарльеры,
• тепловые — монгольфьеры,
• комбинированные (газовые и тепловые одновременно) — розьеры.

Для наполнения шарльеров применялись и применяются водород и (реже) светильный газ; но эти газы горючи, а их смеси с воздухом взрывоопасны, что требует дополнительных мер предосторожности. Данного недостатка лишён инертный гелий, который также используется в шарльерах; однако гелий достаточно дорог, что препятствует его повсеместному применению в воздухоплавании.

Монгольфьеры наполняют нагретым воздухом.

Применение

Аэростаты впервые позволили человеку подняться в воздух, а позднее и достичь стратосферы.

В России одним из организаторов полётов на аэростатах для научных исследований атмосферы был А. М. Кованько.

Одна из основных областей применения — подъём на необходимую высоту систем видеонаблюдения, связи, получения метеоданных.

Во время Второй мировой войны аэростаты широко применялись для защиты городов, промышленных районов, военно-морских баз и других объектов от нападения с воздуха. Действие аэростатов заграждения было рассчитано на повреждение самолётов при столкновении с тросами, оболочками или подвешиваемыми на тросах зарядами взрывчатого вещества. Наличие в системе ПВО аэростатов заграждения вынуждало самолеты противника летать на больших высотах и затрудняло прицельное бомбометание с пикирования.

Кроме использования в системе ПВО привязные аэростаты применялись для наблюдения за полем боя, корректировки артиллерийского огня и разведки.

Два аэростата летали в атмосфере Венеры. В июне 1985 года с советских автоматических межпланетных станций «Вега-1» и «Вега-2», пролетавших в окрестностях планеты, было «сброшено» по посадочному модулю и по атмосферному зонду. Аэростатные зонды произвели снижение на парашютах и после наполнения их оболочек гелием начали дрейф в атмосфере планеты на высоте 53-55 км, проводя измерения метеорологических параметров. Продолжительность работы обоих зондов составила более 46 часов.

В конце 1920-х немецкий физик Плаусон с успехом применил привязные аэростаты в качестве приемников атмосферного электричества. С одиночного аэростата в ясную погоду удавалось снять до 3,5 киловатт электрической мощности при напряжении около 120 киловольт. Позже с этим эффектом столкнулись при использовании тросов аэростатов заграждения в качестве антенн дальней радиосвязи. Эта технология может применяться для автономного энергоснабжения. Выход энергии может быть повышен с помощью дугового разрядника, подвешенного на тросе под аэростатом для ионизации атмосферы.

Автоматический дрейфующий аэростат

Во время холодной войны автоматические дрейфующие аэростаты (АДА) широко использовались странами запада для ведения разведки над территорией СССР. Аппараты были малозаметны, автономны, относительно дешевы, и летали на больших труднодоступных в то время высотах порядка 20-ти километров. Это делало обнаружение АДА трудным, а уничтожение неадекватно дорогим - ракета стоила дороже самого аэростата. Поэтому для борьбы с АДА были разработаны специальные высотные самолеты М-17.

Рекорды

27 мая 1931 года Огюст Пиккар и Паул Кипфер первыми сумели достичь стратосферы на воздушном шаре.

31 августа 1933 года Александр Даля, находясь на борту открытого воздушного шара, сделал первый снимок, на котором видна округлость Земли.

Гелиевый аэростат Explorer II, пилотируемый офицерами Авиационного корпуса Сухопутных войск США (капитаном Оврилом А. Андерсеном, майором Уильямом Кепнером и капитаном Альбертом У. Стивенсом), достиг новой рекордной высоты в 22 066 м (72 395 футов) 11 ноября 1935 г. В 1934 году 30 января рекорд высоты в 22 000 м (72 178 футов) был взят на советском стратосферном аэростате «Осоавиахим-1». Данный рекорд был омрачен печальным событием. Во время спуска погибли аэронавты П. Ф. Федосеенко, А. Б. Васенко и И. Д. Усыскин.

Текущий рекорд установил 24 октября 2014 года Алан Юстас, поднявшись на высоту около 41 421 метра в скафандре, прикрепленном к воздушному шару над американским штатом Нью-Мексико.

Рекорд высоты для многоместного пилотируемого аэростата был установлен 4 мая 1961 года: Малькольм Росс и Виктор Пратер на шаре Stratolab V стартовали с палубы корабля USS Antietam в Мексиканском заливе и поднялись на высоту 34 668 м (113 739 футов).

1 марта 1999 года Бертран Пиккар и Брайан Джонс отправились на аэростате Breitling Orbiter 3 из швейцарской деревни Шато-д’О (Château d’Oex) в первый беспосадочный кругосветный полет. Они приземлились в Египте после 40 814 километров полета спустя 19 дней, 21 час и 55 минут (средняя скорость 85,4 км/ч).

Рекорд высоты для беспилотного шара составляет 53,0 км (173 882 футов). Шар был запущен JAXA 25 мая 2002 года из префектуры Ивате, Япония. Это самая большая высота, когда-либо достигнутая воздухоплавательным аппаратом. Только ракеты, ракетные самолёты и артиллерийские снаряды могут летать выше.

Литература

• [www.lib.nau.edu.ua/antique/334emden.djvu Эмден Р. Основы пилотажа аэростатов.]— М.; Л., 1936.— 135 с. (DjVu-файл, 5,6 МБ; см. также оригинальное [www.archive.org/details/grundlagenderba00emdegoog немецкое издание,] 1910 г.; пилотаж газовых аэростатов)
• [www.archive.org/details/grundzgederprak00silbgoog Silberer V. Grundzüge der praktischen Luftschiffahrt.]— Berlin, 1909.  (нем.) (эксплуатация газовых аэростатов; см. не DjVu-, а PDF-файл)

См. также

• Заградительный аэростат
• Дирижабль

Ссылки

• Аэростат // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.