Аэростат

Аэростатом называется летательный аппарат, наполненный газом, удельный вес которого меньше, чем удельный вес воздуха. Для подъема аэростата в воздух необходимо, чтобы вес его конструкции, газа и всех поднятых грузов был меньше, чем вес вытесненного им воздуха.

Аэростат, соединенный с лебедкой с помощью привязного троса, называется привязным аэростатом.

Воздух является механической смесью газов. До высоты примерно 100 км его состав остается постоянным: 78% азота, 21% кислорода и 1% примеси других газов.

Воздух удерживается у земли силой собственного леса. Своим весом он давит на поверхность земли и расположенные на ней предметы. Как известно, температура воздуха у земли не являются постоянной. Для средних широт в течение года температура изменяется в пределах +30° С. В связи с этим изменяются давление и плотность воздуха у земли.

С подъемом на высоту давление, плотность и температура воздуха уменьшаются. Значит основные величины, характеризующие состояние воздуха, не являются постоянными; они непрерывно изменяются как у поверхности земли, так и с подъемом па высоту. Величины, характеризующие состояние воздуха на различных высотах, вычислены теоретически и сведены в таблицу Международной стандартной атмосферы.

В процессе эксплуатации аэростата воздух постепенно проникает внутрь оболочки и понижает чистоту газа. В смеси с воздухом, при чистоте в пределах от 66, 3 до 9, 4%, водород образует взрывчатую гремучую смесь. Вследствие этого загрязненный водород, когда егс. чистота в оболочке понижается до 85%, выпускают в атмосферу и оболочку наполняют свежим газом.

Всякому материальному телу присуща сила веса, направленная по вертикали вниз. Воздух, окружающий аэростат, водород, заключенный в его оболочку, и сама конструкция аэростата имеют вес. Для того чтобы тело поднималось вверх, необходимо, чтобы к нему была приложена сила, направленная вверх и большая по величине, чем сила веса самого тела.

Все тела, окруженные воздухом, испытывают с его стороны давление, направленное перпендикулярно к их поверхности. Так как всякое тело имеет определенный объем, а следовательно и высоту и при этом давление воздуха с подъемом на высоту уменьшается, то верхняя часть поверхности тела всегда испытывает меньшее давление, чем ее нижняя часть.

Согласно закону Архимеда равнодействующая сил давления, действующих на тело, окруженное жидкостью пли газом (так называемая архимедова сила), равна по величине весу жидкости или газа, вытесненных данным телом, и направлена по вертикали вверх.

Весовая плотность водорода также изменяется в связи с постепенным понижением его чистоты в процессе эксплуатации аэростата, следовательно и удельная подъемная сила его не может оставаться постоянной. Чем больше весовая плотность воздуха (т. е. чем выше его давление и чем ниже температура) н чем меньше весовая плотность газа (т. е. чем выше его чистота), тем удельная подъемная сила газа будет больше.

Величина всплывной силы показывает, какой полезный груз может поднять аэростат.