वायुमंडल के साथ बातचीत करने वाले विमान दो व्यापक श्रेणियों में आते हैं: हवा से हल्का और हवा से भारी। यह विभाजन उड़ान के विभिन्न सिद्धांतों पर आधारित है। पहले मामले में, एक भारोत्तोलन बल बनाने के लिए, वे आर्किमिडीज़ के कानून का उपयोग करते हैं, अर्थात वे एरोस्टैटिक सिद्धांत का उपयोग करते हैं। हवा से भारी वाहनों में, वायुमंडल के साथ वायुगतिकीय संपर्क के कारण भारोत्तोलन बल उत्पन्न होता है। हम पहली श्रेणी, हवा से हल्के विमान को देखेंगे।
हवा के सागर में चढ़ाई
वह उपकरण जो आर्किमिडीज - उत्प्लावक - बल को उठाने के लिए उपयोग करता है, गुब्बारा कहलाता है। यह गर्म हवा या गैस से भरे शेल से लैस एक विमान है जिसका घनत्व आसपास के वातावरण से कम है।
कोश के अंदर और बाहर गैस के घनत्व में अंतर के कारण दबाव अंतर होता है, जिसके कारण एक वायुगतिकीय उत्प्लावक बल होता है। यह कार्य में आर्किमिडीज के सिद्धांत का एक उदाहरण है।
हवा से हल्के विमान की लिफ्टिंग सीलिंग शेल के आयतन और लोच से निर्धारित होती है, जिस तरह से इसे भरा जाता है औरवायुमंडलीय कारक - मुख्य रूप से ऊंचाई के साथ वायु घनत्व में गिरावट। मानवयुक्त चढ़ाई का रिकॉर्ड अब तक 41.4 किमी, मानव रहित - 53 किमी है।
सामान्य वर्गीकरण
एक गुब्बारा विमान के पूरे वर्ग का सामान्य नाम है। सबसे पहले, सभी गुब्बारों को अनियंत्रित (गुब्बारे) और नियंत्रित (एयरशिप) में विभाजित किया जाता है। कुछ विशेष कार्यों के लिए विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किए जाने वाले बंधे हुए गुब्बारे भी हैं।
1. गुब्बारे। गुब्बारे की उड़ान का सिद्धांत एक क्षैतिज विमान में एक विमान को नियंत्रित करने की संभावना नहीं दर्शाता है। गुब्बारे में इंजन और पतवार नहीं होते हैं, इसलिए इसका पायलट अपनी उड़ान की गति और दिशा नहीं चुन सकता है। गेंद पर, वाल्व और गिट्टी की मदद से ऊंचाई विनियमन संभव है, लेकिन अन्यथा इसकी उड़ान हवा की धाराओं के साथ एक बहाव है। भराव के प्रकार के अनुसार गुब्बारे तीन प्रकार के होते हैं:
- गर्म हवा के गुब्बारे।
- चार्लर्स गैस फिलिंग के साथ। इन उद्देश्यों के लिए अक्सर, हाइड्रोजन और हीलियम का उपयोग किया जाता था (और उपयोग किया जाता था), लेकिन दोनों की अपनी कमियां हैं। हाइड्रोजन अत्यंत ज्वलनशील है और हवा के साथ विस्फोटक मिश्रण बनाती है। हीलियम बहुत महंगा है।
- रोज़ियर गुब्बारे हैं जो दोनों प्रकार की फिलिंग को मिलाते हैं।
2. एयरशिप (फ्रांसीसी डिरिजेबल - "नियंत्रित") विमान हैं, जिनमें से डिजाइन में एक बिजली संयंत्र और नियंत्रण शामिल हैं। बदले में, एयरशिप को कई मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है: कठोरता सेगोले, बिजली इकाई के प्रकार और प्रणोदन द्वारा, उत्प्लावन बल बनाने की विधि द्वारा, इत्यादि।
वैमानिकी का प्रारंभिक इतिहास
आर्किमिडीयन बल की मदद से हवा में ले जाने वाला पहला विश्वसनीय उपकरण शायद चीनी लालटेन माना जाना चाहिए। इतिहास में दीपक से गर्म हवा के प्रभाव में उठने वाले पेपर बैग का उल्लेख है। यह ज्ञात है कि इस तरह के लालटेन का उपयोग सैन्य मामलों में संकेत के साधन के रूप में दूसरी-तीसरी शताब्दी में किया जाता था; यह संभव है कि वे पहले से जाने जाते थे।
पश्चिमी तकनीकी विचार 17वीं शताब्दी के अंत तक इस तरह के उपकरणों की संभावना के विचार में आया, मानव उड़ान के लिए पेशी चक्का उपकरण बनाने के प्रयासों की निरर्थकता को महसूस करते हुए। इस प्रकार, जेसुइट फ्रांसेस्को लाना ने खाली धातु की गेंदों की मदद से उठाए गए एक विमान को डिजाइन किया। हालाँकि, युग के तकनीकी स्तर ने किसी भी तरह से इस परियोजना को पूरा करने की अनुमति नहीं दी।
1709 में, पुजारी लोरेंजो गुज़माओ ने पुर्तगाली शाही दरबार को एक विमान दिखाया, जो एक पतला खोल था, जिसमें हवा को नीचे से निलंबित एक ब्रेज़ियर द्वारा गर्म किया गया था। डिवाइस कई मीटर ऊपर उठने में कामयाब रहा। दुर्भाग्य से, गुज़माओ की आगे की गतिविधियों के बारे में कुछ भी ज्ञात नहीं है।
वैमानिकी की शुरुआत
हवा से हल्का पहला विमान, जिसका सफल परीक्षण आधिकारिक तौर पर दर्ज किया गया था, बैलून ब्रदर्स जोसेफ-मिशेल और जैक्स-एटिने मोंटगोल्फियर थे। 5 जून, 1783 को, इस गुब्बारे ने फ्रांस के शहर एनोन के ऊपर से उड़ान भरी थी10 मिनट में 2 किमी. अधिकतम उठाने की ऊंचाई लगभग 500 मीटर थी। गेंद का खोल कैनवास था, जिसे अंदर से कागज के साथ चिपकाया गया था; गीले ऊन और पुआल को जलाने से निकलने वाले धुएं को भराव के रूप में इस्तेमाल किया जाता था, उसके बाद लंबे समय तक इसे "हॉट एयर बैलून गैस" कहा जाता था। विमान को क्रमशः "हॉट एयर बैलून" नाम दिया गया था।
लगभग उसी समय, 27 अगस्त, 1783 को, जैक्स चार्ल्स द्वारा डिज़ाइन किया गया हाइड्रोजन से भरा एक गुब्बारा पेरिस में हवा में उड़ गया। खोल तारपीन में रबर के घोल से संसेचित रेशम से बना था। लोहे के बुरादे को सल्फ्यूरिक एसिड में उजागर करके हाइड्रोजन प्राप्त किया गया था। 4 मीटर व्यास वाली एक गेंद कई दिनों तक भरी रही, जिसमें 200 किलोग्राम से अधिक एसिड और लगभग आधा टन लोहा खर्च हुआ। पहला चार्ली 300,000 दर्शकों के सामने बादलों में गायब हो गया। गुब्बारे का खोल, जो वातावरण में ऊंचा फट गया, 15 मिनट बाद पेरिस के पास ग्रामीण इलाकों में गिरा, जहां डरे हुए स्थानीय लोगों ने इसे नष्ट कर दिया।
प्रथम मानवयुक्त उड़ानें
19 सितंबर, 1783 को वर्साय में उड़ान भरने वाले वैमानिकी उपकरण के पहले यात्री, सबसे अधिक संभावना, गुमनाम थे। एक मुर्गा, एक बत्तख और एक मेढ़े ने गर्म हवा के गुब्बारे की टोकरी में 10 मिनट और 4 किमी की दूरी तक उड़ान भरी, जिसके बाद वे सुरक्षित रूप से उतरे।
एक गर्म हवा के गुब्बारे पर पहली बार लोगों की उड़ान 1783 के उसी सफलता वर्ष के 21 नवंबर को हुई थी। इसे भौतिक विज्ञानी जीन-फ्रेंकोइस पिलाट्रे डी रोजियर और उनके दो साथियों ने बनाया था। फिर, नवंबर में, डे रोज़ियर ने गुब्बारे के प्रति उत्साही मार्क्विस फ्रांकोइस के साथ अपनी सफलता को समेकित किया।लॉरेंट डी'अरलैंड। इस प्रकार, यह साबित हो गया कि मुक्त उड़ान की स्थिति मनुष्यों के लिए सुरक्षित है (संदेह अभी भी मौजूद है)।
1 दिसंबर, 1983 (वैमानिकी के लिए वास्तव में एक महत्वपूर्ण वर्ष!) चार्लीयर ने भी उड़ान भरी, जिसमें चालक दल सवार था, जिसमें स्वयं जे. चार्ल्स के अलावा, मैकेनिक एन. रॉबर्ट भी शामिल थे।
बाद के वर्षों में, दोनों प्रकार की बैलून उड़ानों का बहुत व्यापक रूप से अभ्यास किया गया, लेकिन गैस के गुब्बारों का अभी भी कुछ फायदा था, क्योंकि गर्म हवा के गुब्बारों में बहुत अधिक ईंधन की खपत होती थी और थोड़ा लिफ्ट विकसित होता था। दूसरी ओर, रोसियर्स एक संयुक्त प्रकार की गेंदें हैं, जो बहुत खतरनाक निकलीं।
सेवा में एक गुब्बारा
गुब्बारे बहुत जल्द न केवल मनोरंजन के उद्देश्य से, बल्कि विज्ञान और सैन्य मामलों की जरूरतों को भी पूरा करने लगे। पहली उड़ान के दौरान भी, चार्ल्स और रॉबर्ट उच्च ऊंचाई पर हवा के तापमान और दबाव को मापने में लगे हुए थे। इसके बाद, अक्सर गुब्बारों से वैज्ञानिक अवलोकन किए जाते थे। उनका उपयोग पृथ्वी के वायुमंडल और भू-चुंबकीय क्षेत्र और बाद में ब्रह्मांडीय किरणों का अध्ययन करने के लिए किया गया था। गुब्बारों का व्यापक रूप से मौसम संबंधी जांच के रूप में उपयोग किया जाता है।
मिलिट्री बैलून सर्विस फ्रांसीसी क्रांति के दौरान शुरू हुई, जब दुश्मन पर नजर रखने के लिए बंधे हुए गुब्बारों का इस्तेमाल किया जाने लगा। इसके बाद, इस तरह के उपकरणों का उपयोग न केवल 19 वीं में, बल्कि 20 वीं शताब्दी के पूर्वार्ध में भी उच्च ऊंचाई वाले टोही और आग समायोजन के लिए किया गया था। महान देशभक्तिपूर्ण युद्ध के दौरान, बंधे हुए बैराज गुब्बारे एक तत्व थेबड़े शहरों की वायु रक्षा। शीत युद्ध के युग के दौरान, नाटो खुफिया द्वारा यूएसएसआर के खिलाफ उच्च ऊंचाई वाले गुब्बारों का इस्तेमाल किया गया था। इसके अलावा, बंधे हुए गुब्बारों का उपयोग करने वाली पनडुब्बियों के लिए लंबी दूरी की संचार प्रणाली विकसित की गई है।
उच्च और उच्चतर
एक समताप मंडल का गुब्बारा "चार्लियर" प्रकार का एक गुब्बारा है, जो डिजाइन सुविधाओं के कारण पृथ्वी के वायुमंडल - समताप मंडल की ऊपरी दुर्लभ परतों में उठने में सक्षम है। यदि उड़ान भरी हुई है, तो ऐसा गुब्बारा हीलियम से भरा होता है। मानव रहित उड़ान के मामले में, यह सस्ते हाइड्रोजन से भर जाता है।
ऊंचाई पर गुब्बारे का उपयोग करने का विचार डी. आई. मेंडेलीव का है और उनके द्वारा 1875 में व्यक्त किया गया था। वैज्ञानिक के अनुसार, चालक दल की सुरक्षा एक सीलबंद बैलून गोंडोला द्वारा प्रदान की जानी थी। हालांकि, ऐसे विमान के निर्माण के लिए उच्च तकनीकी स्तर की आवश्यकता होती है, जिसे 1930 तक ही हासिल किया गया था। इस प्रकार, उड़ान की स्थिति के लिए एक समताप मंडल के गुब्बारे की एक विशेष व्यवस्था, हल्की धातुओं और मिश्र धातुओं के उपयोग, गिट्टी रिलीज सिस्टम और गोंडोला थर्मोरेग्यूलेशन के विकास और कार्यान्वयन की आवश्यकता होती है, और बहुत कुछ।
पहला स्ट्रैटोस्फेरिक बैलून FNRS-1 स्विस वैज्ञानिक और इंजीनियर ऑगस्टे पिकार्ड द्वारा बनाया गया था, जो पी. किफ़र के साथ मिलकर पहली बार 27 मई, 1931 को स्ट्रैटोस्फियर में चढ़कर 15,785 मीटर की ऊंचाई पर पहुंचा था।
इन विमानों का निर्माण विशेष रूप से यूएसएसआर में विकसित किया गया था। 1930 के दशक के उत्तरार्ध में सोवियत एयरोनॉट्स द्वारा समताप मंडल में उड़ानों में कई रिकॉर्ड बनाए गए थे।
1985 में, सोवियत अंतरिक्ष के कार्यान्वयन के दौरानवेगा परियोजना ने शुक्र के वातावरण में हीलियम से भरे दो समताप मंडलीय गुब्बारे लॉन्च किए। उन्होंने लगभग 55 किमी की ऊंचाई पर 45 घंटे से अधिक समय तक काम किया।
पहला हवाई पोत
हॉट एयर बैलून और चार्लियर की पहली उड़ानों के लगभग तुरंत बाद क्षैतिज उड़ान में नियंत्रित एक गुब्बारा बनाने का प्रयास किया जाने लगा। जे. मेयुनियर ने विमान को एक दीर्घवृत्ताकार आकार देने का प्रस्ताव दिया, एक बैलोनेट के साथ एक डबल खोल और इसे मांसपेशियों की शक्ति द्वारा संचालित प्रोपेलर से लैस किया। हालाँकि, इस विचार के लिए 80 लोगों के प्रयासों की आवश्यकता थी…
कई वर्षों तक उड़ान की स्थिति के लिए उपयुक्त बिजली इकाई की कमी के कारण नियंत्रित गुब्बारा केवल एक सपना बनकर रह गया। इसे केवल 1852 में हेनरी गिफर्ड द्वारा अंजाम देना संभव था, जिनकी कार ने 24 सितंबर को अपनी पहली उड़ान भरी थी। गिफर्ड के हवाई पोत में एक पतवार और एक 3 हॉर्स पावर का स्टीम इंजन था जो प्रोपेलर को घुमाता था। गैस से भरे गोले का आयतन 2500 m3 था। वायुमंडलीय दबाव और तापमान में परिवर्तन के साथ हवाई पोत का नरम खोल ढहने के अधीन था।
पहली हवाई पोत की उड़ान के बाद लंबे समय तक, इंजीनियरों ने इंजन की शक्ति और वजन के इष्टतम संयोजन को प्राप्त करने की कोशिश की, ताकि डिवाइस के शेल और गोंडोला के डिजाइन में सुधार किया जा सके। 1884 में, हवाई पोत पर एक इलेक्ट्रिक इंजन स्थापित किया गया था, और 1888 में, एक गैसोलीन वाला। एयरशिप उद्योग की आगे की सफलता कठोर खोल वाली मशीनों के विकास से जुड़ी थी।
जेपेलिन्स की सफलता और त्रासदी
एयरशिप के निर्माण में सफलता काउंट फर्डिनेंड के नाम से जुड़ी हैवॉन ज़ेपेलिन। जर्मनी में लेक कॉन्स्टेंस पर बनी उनकी पहली मशीन की उड़ान 2 जुलाई 1900 को हुई थी। एक टूटने के बावजूद, जिसके परिणामस्वरूप झील पर एक मजबूर लैंडिंग हुई, कठोर हवाई जहाजों के डिजाइन को आगे के परीक्षण के बाद सफल माना गया। मशीन के डिजाइन में सुधार किया गया था, और जर्मन सेना द्वारा फर्डिनेंड वॉन ज़ेपेलिन की हवाई पोत खरीदी गई थी। प्रथम विश्व युद्ध में, सभी प्रमुख शक्तियों द्वारा पहले से ही ज़ेपेलिन का उपयोग किया गया था।
हवाई पोत के कठोर खोल में सिगार के आकार का धातु का फ्रेम होता है जो सेलन-लेपित कपड़े से ढका होता है। फ्रेम के अंदर हाइड्रोजन से भरे गैस सिलेंडर लगे हुए थे। विमान कठोर पतवार और स्टेबलाइजर्स से लैस था, इसमें प्रोपेलर के साथ कई इंजन थे। टैंक, कार्गो और इंजन के डिब्बे, यात्री डेक फ्रेम के नीचे स्थित थे। हवाई पोत का आयतन 200 मीटर3 तक पहुंच सकता है, पतवार की लंबाई बहुत बड़ी थी। उदाहरण के लिए, कुख्यात हिंडनबर्ग की लंबाई 245 मीटर थी। इतनी बड़ी मशीन चलाना बेहद मुश्किल था।
विश्व युद्धों के बीच की अवधि के दौरान, जेपेलिन्स का व्यापक रूप से परिवहन के साधन के रूप में उपयोग किया जाता था, जिसमें ट्रान्साटलांटिक उड़ानें भी शामिल थीं। हालांकि, कई आपदाएं, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध आग के परिणामस्वरूप हिंडनबर्ग हवाई पोत का पतन था, और इन मशीनों की उच्च लागत उनके पक्ष में नहीं खेली। लेकिन एयरशिप उद्योग की कटौती का मुख्य कारक आगामी द्वितीय विश्व युद्ध था। युद्ध की प्रकृति के लिए बड़े पैमाने पर उपयोग की आवश्यकता थीहाई-स्पीड एविएशन, और इसमें एयरशिप के लिए कोई गंभीर जगह नहीं थी। नतीजतन, और युद्ध के बाद, व्यापक रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले वाहन के रूप में उनका कोई पुनरुद्धार नहीं हुआ।
गुब्बारे और आधुनिकता
विमानन के विकास के बावजूद, हवाई पोत और गुब्बारे गुमनामी में गायब नहीं हुए, इसके विपरीत, 20 वीं शताब्दी के अंत तक, उनमें रुचि फिर से बढ़ गई। यह उच्च तकनीक सामग्री और कंप्यूटर नियंत्रण और सुरक्षा प्रणालियों के विकास के साथ-साथ हीलियम उत्पादन के सापेक्ष सस्ता होने के कारण है। एयरशिप अच्छी तरह से मशीनों के रूप में पुनर्जन्म ले सकते हैं जो कुछ विशेष उद्योगों में महत्वपूर्ण कार्य करते हैं, उदाहरण के लिए, तेल प्लेटफार्मों के रखरखाव में या दूरदराज के क्षेत्रों में भारी माल के परिवहन में। सेना ने फिर से इन विमानों में कुछ दिलचस्पी दिखानी शुरू कर दी।
लघु हवाई पोतों का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए भी किया जाता है, जैसे टेलीविजन प्रसारण के लिए फिल्मांकन।
हवाई जहाज, हेलीकॉप्टर और अंतरिक्ष यान की आदी जनता एक बार फिर वैमानिकी में दिलचस्पी ले रही है। रूस सहित दुनिया के विभिन्न देशों में गुब्बारों का त्योहार एक आम घटना बन गई है। गर्मी प्रतिरोधी हल्की सामग्री और गैस सिलेंडर द्वारा संचालित विशेष बर्नर के लिए धन्यवाद, गर्म हवा के गुब्बारे एक दूसरे युवा का अनुभव कर रहे हैं। सौर गर्म हवा के गुब्बारों का भी आविष्कार किया गया है, जिसमें आमतौर पर ईंधन के दहन की आवश्यकता नहीं होती है।
एथलीटों और दर्शकों के बीच बहुत रुचि प्रतियोगिताओं और आयोजित होने वाले कई उपकरणों की आकर्षक सामूहिक शुरुआत के कारण होती हैहर गुब्बारा उत्सव। ये आयोजन लंबे समय से मनोरंजन उद्योग का एक अभिन्न अंग रहे हैं।
यह भविष्यवाणी करना मुश्किल है कि हवा से हल्के विमानों का भविष्य क्या होगा। लेकिन हम विश्वास के साथ कह सकते हैं: उनका यह भविष्य है।
