Charlier
Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 7. maaliskuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .Charliere ( fr. charlière ) on vedyllä , heliumilla tai muilla ilmaa kevyemmillä kaasuilla täytetty ilmapallo . Nimetty ranskalaisen tiedemiehen ja keksijän Jacques Alexandre Cesar Charlesin mukaan . Ilmapallo, jonka tilavuus oli 25 m³, teki ensimmäisen lentonsa 27. elokuuta 1783 300 000 katsojan väkijoukolla Champ de Marsilla Pariisissa . Charlieren ensimmäinen lento miehistöineen ( J. A. S. Charles ja M. N. Robert ) tapahtui 1. joulukuuta 1783 Pariisissa. Ranskalainen fysiikan professori Jacques Charles uskoi, että savuinen ilma ei ole paras ratkaisu, koska kuuma ilma jäähtyessään menettää nostovoimaa , mitä ei voida sanoa vedystä, koska se on aluksi ilmaa kevyempää. Jacques Charles käytti kevyttä silkkikangasta , joka oli kasteltu tärpättikumin liuokseen kuorena , joka pystyi sitomaan haihtuvaa kaasua pitkään.
Täyttö
Jotta charlier nousisi ilmaan, kaasun on oltava ilmaa kevyempää. Tietyssä lämpötilassa ja paineessa kaasun tiheys on verrannollinen molekyylipainoon . Jotta kaasu olisi ilmaa kevyempi, sen molekyylipainon on oltava alle 28,97. Kantokyky on verrannollinen eroon 28,97:n ja kaasun molekyylipainon välillä. On olemassa muutamia aineita, joiden molekyylipaino on alle 29 ja jotka ovat kaasumaisia huoneenlämpötilassa:
- Vety . Molekyylipaino 2. Suuri kantavuus (1,204 kg/m³), vaaraton, halpa, mutta syttyvä ja räjähtävä. Käytetään laajalti miehittämättömiin charliereihin.
- Helium . Molekyylipaino 4. Suuri kantavuus (1,115 kg/m³), vaaraton, turvallinen mutta kallis. Käytetään laajasti miehitetyissä charliereissa.
- Neon . Molekyylipaino 20. Vaaraton, turvallinen, mutta kalliimpi kuin helium, ja suuren atomipainon ansiosta kantokyky on kolme kertaa pienempi kuin vedyn (0,400 kg / m³). Rajoitettu käyttö.
- metaani . Molekyylipaino 16. Alhainen myrkyllisyys, edullinen, mutta syttyvä ja räjähtävä. Rajoitettu käyttö.
- Ammoniakki . Molekyylipaino 17. Pistävä, myrkyllinen, lievästi syttyvä, suhteellisen edullinen ja helposti saatavilla. Rajoitettu käyttö sääilmapalloille .
- Fluorivety (HF). Molekyylipaino 21. Erittäin myrkyllinen (tappava pitoisuus - prosentin sadasosia; pienemmillä pitoisuuksilla aiheuttaa palovammoja iholle ja hengityselimille). Kemiallisesti aggressiivinen (palaa lähes minkä tahansa kuoren läpi). Ei sovellettavissa.
- Asetyleeni ( C2H2 ) . _ Molekyylipaino 26. Erittäin helposti syttyvää ja räjähtävää. Ei sovellettavissa.
- Diboraani ( B2H6 ) . _ Molekyylipaino 27,6. Epävakaa ilmassa, itsestään syttyvä. Ei sovellettavissa.
- Typpi . Molekyylipaino 28. Vaaraton, edullinen, mutta mitätön kantavuus (0,043 kg/m³). Ei sovellettavissa.
- Etyleeni ( C2H4 ) . _ Molekyylipaino 28. Palo- ja räjähdysvaara. Ei sovellu samasta syystä kuin typpi.
- Hiilimonoksidi (CO). Molekyylipaino 28. Palava ja erittäin myrkyllinen. Ei sovellu samasta syystä kuin typpi.
Lisäksi täyteaineena ehdotetaan käytettäväksi vesihöyryä , ja aiemmin käytettiin valaistuskaasua (metaanin, vedyn ja hiilimonoksidin seosta). Yllä kuvattujen kaasujen ominaisuuksien perusteella helium on edullisin ja laajimmin käytetty. Vetyä, ammoniakkia tai metaania saa käyttää vain miehittämättömissä ilmapalloissa ja niiden täyttö kaasulla tulee tehdä avoimella alueella, poissa tuli- tai sähkölähteistä käyttäen kaikkien laitteiden maadoitusta. Neon ei vaadi varotoimenpiteitä - kuten helium, se on täysin turvallista.
Air lift
Olettaen, että täytekaasun ja ympäröivän kaasumaisen väliaineen - ilman - lämpötilat ovat samat, charlierin ilmannostovoima voidaan ilmaista kaavalla:
, Tässä on nostovoima kilogrammoina per 1 m³ (myös g/l) täytekaasua suhteessa ilmaan normaaleissa olosuhteissa . — ilman keskimääräinen molekyylipaino, g/mol, on täytekaasun keskimääräinen molekyylipaino, g/mol, — minkä tahansa kaasun moolitilavuus normaaleissa olosuhteissa, l/mol. Charlier-nostovoima 1 m³ täytekaasua kohti normaaleissa olosuhteissa
| kaasun täyttöaine |
Kemiallinen kaava |
Molekyylipaino _ |
Nostovoima (kg/m³) |
|---|---|---|---|
| Vety | H2_ _ | 2 | 1.204 |
| Helium | Hän | neljä | 1.115 |
| Metaani | CH 4 | 16 | 0,579 |
| Ammoniakki | NH3_ _ | 17 | 0,534 |
| Typpi | N 2 | 28 | 0,043 |
Kun ilmakehän ilman ja täytekaasun lämpötila ja paine ovat samat ja niin kauan kuin charlierin kuoressa on koko alkuainemäärä, laitteen nostovoima ei riipu ilmakehän olosuhteista, koska milloin ne poikkeavat normaalista , ilman ja täyteaineen tiheyksien suhde pysyy vakiona, eikä täyteaineen ja sen syrjäyttämän ilman painojen ero muutu. Siten, jos nostovoima ylittää kuoren, takilan ja charlierin hyötykuorman painon, se nousee loputtomasti. Tämä voi olla rajoitettu seuraavista syistä:
- miehistö vapauttaa osan täyteaineesta kuoresta tai ilmakehän paineen laskun vuoksi laajentuneena se virtaa osittain ulos kuoren alemman kaulan kautta;
- tiivistetty elastinen kuori (esim. heliumilla täytetty vauvailmapallo tai sääpallo ), joka venyy täyteaineen laajentuessa, kohdistaa siihen lisäpainetta, minkä seurauksena se laajenee vähemmän kuin ilmakehän ilma, ja ero täyteaineen ja ilman tiheydessä, ja siksi , ja charlierin nostovoima pienenee;
- ilmakehän ylemmissä kerroksissa, joihin stratostaatit nousevat , ilman molekyylikoostumus muuttuu: raskaampien fraktioiden, pääasiassa hapen, osuus pienenee. Tämän seurauksena ilman keskimääräinen molekyylipaino pienenee, mikä johtaa stratostaatin nostovoiman vähenemiseen.
Katso myös
Muistiinpanot
- ↑ Piirustus Brockhausin ja Efronin tietosanakirjasta, 1890-1907
- ↑ Ministere du Commerce de L'Industrie des Postes et des Telegraphes. Exposition Universelle Internationale de 1900 a Paris. Concours Internationaux D'Exercices Physiques et de Sports. Rapports Publis Sous La Direction de M.D. Merillon (ranska) . - Paris: Imprimerie Nationale, 1902. - S. 178, 250-275.
Linkit
- Kaasupallon laukaisukenttä Gladbeck
- Stratocat_ _
- Preston et ai. Venus-tuulien määrittäminen VEGA-ilmapallojen maanläheisellä radioseurannalla (englanniksi) // Science : Journal. - 1986. - Voi. 231 , nro. 4744 . - s. 1414-1416 . - doi : 10.1126/tiede.231.4744.1414 . - . — PMID 17748082 .
 Sanakirjat ja tietosanakirjat | |
|---|---|
| Bibliografisissa luetteloissa |
| Lentokoneet | |
|---|---|
| Suunnittelijat | |
| Pyöriväsiipinen | |
| Aerostaattinen | |
| Aerodynaaminen | |
| Rakettidynamiikka | |
| muu | |