Повітряна куля

Пові́тряна ку́ля (англ. Balloon, нім. Ballon) — літальний апарат типу «легший-за-повітря» (аеростат), в якому для польоту використовується підйомна сила повітроплавального газу або нагрітого повітря. Складається з заповненої газом оболонки та прикріпленого до неї кошика чи причепної кабіни. На відміну від дирижаблів, повітряні кулі не мають двигунів для самостійного горизонтального руху в повітрі. Залежно від наповнення, розрізняють монгольф'єри (кулі, наповнені нагрітим повітрям), шарльєри (наповнені легким газом — зазвичай, воднем або гелієм) та розьєри (що використовують одночасно газ і повітря, розміщені в окремих оболонках).

Перша пілотована повітряна куля, створена братами Монгольф'є

Сучасна повітряна куля

Першу повітряну кулю винайшли 1783 року брати Монгольф'є. Кулю наповнювали гарячим повітрям, завдяки чому вона підіймалася вгору.

Сучасні повітряні кулі, що використовуються для демонстраційних і спортивних польотів, також здебільшого наповнюються нагрітим повітрям. За допомогою пропанового пальника повітря нагрівається, і, оскільки гаряче повітря легше за холодне, куля злітає. Якщо набрана завелика висота, пілот смикає за спеціальний шнур, що відкриває отвір у повітряній кулі (а саме в оболонці) — таким чином, частина гарячого повітря виходить назовні, і повітряна куля опускається.

Основні вади повітряної кулі:

• Повітряною кулею не можна керувати — вона летить туди, куди її «понесе» вітер.
• Також повітряна куля не здатна перевозити габаритний і важкий вантаж (це стосується передусім монгольф'єрів)

Принципи

За конструкцією повітряна куля є найпростішою з усіх летючих машин. Повітряна куля — це тканинна оболонка, заповнена газом, який є легшим за повітря^[en]. Оскільки уся повітряна куля має меншу густину, ніж довколишнє повітря, вона здіймається разом із кошиком, що прикріплений знизу, і може нести пасажирів і вантаж. Попри те, що повітряна куля не має жодної рушійної системи, існує можливість досягти деякого керування напрямком руху, опускаючи чи підіймаючи кулю для пошуку сприятливого напряму вітру.

Існує три основні різновиди повітряних куль:

• аеростат наповнений гарячим повітрям або Монгольф'єр набуває своєї легкості шляхом нагрівання повітря всередині кулі; він є найпоширенішим різновидом.
• газовий аеростат або Шарльєр наповнюється газом, що має меншу молекулярну масу, ніж навколишня атмосфера; більшість повітряних куль встановлюють внутрішній тиск газу таким, що дорівнює атмосферному тиску; повітряна куля надлишкового тиску^[en] може використовувати підіймальний газ із більшим тиском, ніж атмосферний, з метою зменшити або уникнути втрату газу від нагрівання вдень; газові повітряні кулі заповнюють такими газами:
  • водень — широко використовувався раніше, але через високу займистість газу зараз застосовується рідко;
  • коксовий газ — хоча він дає вдвічі меншу підіймальну силу ніж водень, він широко застосовувався в дев'ятнадцятому і на початку двадцятого століть, оскільки був дешевшим за водень і легкодоступним;
  • гелій — використовується сьогодні у більшості дирижаблів і пілотованих кулях наповнених газом;
  • іншими газами, що застосовуються є аміак і метан, але вони мають погану підіймальну здатність і інші вади пов'язані з безпекою, тому вони ніколи не були широко використовувані.
• Розьєр різновид, що застосовує обидва як гарячий так і холодний гази для здіймання в окремих відсіках. Цей різновид повітряних куль іноді використовують для польотів на далекі відстані, наприклад для навколосвітніх подорожей.

Історія

Безпілотні повітряні кульки популярні у історії Китаю. Чжуге Лян із королівства Династія Шу, в період Трьох Царств (220–280 н. е.) використовував повітряні ліхтарики для військового сигналізування. Ці небесні ліхтарики мають назву ліхтарі Кунміна (孔明灯). Монгольська армія вивчила ліхтарики Кунміна із Китаю і використали їх в Битві при Легниці під час вторгнення монголів до Польщі. Вперше повітряна куля стала відома в західному світі.

В 1709 році бразильський церковник Бартоломей де Гусман зробив кулю заповнену нагрітим повітрям, що здійнялася посеред кімнати в Лісабоні. Також існують твердження, що він побудував кулю, яка називалася Passarola (Великий птах) і зробив спробу здійнятися на ній із замку Святого Георгія в Лісабоні, і приземлився в кілометрі від нього Це твердження зазвичай не признається істориками з авіації за межами португальськомовного співтовариства, зокрема, міжнародною федерацією повітроплавання.

Першу повітряну кулю з пальником на рідкому паливі винайшли львів’яни Ігнацій Мартинович і Непомук Герман. У 1784 році над садом Більських у Львові піднялася куля без пасажирів з автоматичним пальником на рідкому паливі.

Історичні факти

1. 24 вересня 1784 року вперше у повітря на монгольф'єрі піднялася жінка — пані Тібль. Її політ тривав 142 хвилини.
2. 1999 року швейцарець Бертран Піккар і англієць Брайан Джонс здійснили першу у світі навколосвітню подорож на розьєрі.

Примітки

1. Holmes, Richard (2013). Falling Upwards. London: Collins. ISBN 978-0-00-738692-5. p.57
2. . UH Manoa Chemistry Department. Архів оригіналу за 24 лютого 2014. Процитовано 24 травня 2010. 
3. Ancient Chinese Inventions
4. The Ten Thousand Infallible Arts of the Prince of Huai-Nan [ 28 липня 2011 у Wayback Machine.]
5. Joseph Needham (1965). Science and Civilisation in China: Volume 4, Physics and Physical Technology, Part 2, Mechanical Engineering; rpr. Taipei: Caves Books Ltd.
6. Ameida, 1981, с. 184–185.
7. CRUZ FILHO, F. Murillo, Bartolomeu Lourenço de Gusmão: Sua Obra e o Significado Fáustico de Sua Vida, Rio de Janeiro, Biblioteca Reprográfica Xerox, 1985
8. SILVA, Inocencio da, ARANHA, Brito, Diccionario Bibliographico Portuguez, Lisboa, Imprensa Nacional, T. I, pp. 332–334
9. TAUNAY, Affonso d'Escragnolle, Bartolomeu de Gusmão: inventor do aerostato: a vida e a obra do primeiro inventor americano, S. Paulo, Leia, 1942
10. TAUNAY, Affonso d'Escragnolle, Bartholomeu de Gusmão e a sua prioridade aerostatica, S. Paulo: Escolas Profissionaes Salesianas, 1935, Sep. do Annuario da Escola Polytechnica da Univ. de São Paulo, 1935
11. . Fédération Aéronautique Internationale. Архів оригіналу за 7 липня 2010. Процитовано 11 квітня 2010. «A list of notable balloon and airship flights has been assembled by Hans Åkerstedt from Sweden. The list has been compiled with much help from Troy Bradley, USA and Norman Pritchard, UK. Information from many other sources have also been used – FAI record files, personal log books and commercially available literature.» 
12. CIA Notable flights and performances: Part 01, 0000–1785. Svenska Ballong Federationen. Процитовано 11 квітня 2010. «Date 1709-08-08 Pilot: Bartholomeu Lourenço de Gusmão, Earliest recorded model balloon flight.» 
13. Як у Львові винайшли повітряну кулю на рідкому паливі - ilvivyanyn.com (укр.). 2 листопада 2022. Процитовано 14 листопада 2022. 

Див. також

• Аеростат — літальний апарат, легший за повітря
• Повітряна кулька
• Авіата (повітряна куля)

Джерела

• Ameida, L. Ferrand de. Gusmão, Bartolomeu Lourenço de // Serrão, Joel. Dicionário de História de Portugal, Porto: Livraria Figueirinhas, 1981. V. III, pp. 184–185.

Посилання

• Balloon (AIRCRAFT) // «Encyclopaedia Britannica» (англ.)

Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Повітряна куля