Корзина воздушного шара название. Воздушный шар. Как сделать воздушный шар: корзина
Основные типы аэростатов
По техническому решению аэростаты делятся на два основных типа. Газонаполненные аэростаты французский профессор Жак-Александр-Сезар Шарль. Первый беспилотный полет аэростат Шарля совершил 28 августа 1783 года. Первый пилотируемый свободный полет на газонаполненном аэростате состоялся 1 декабря 1783 года, пилотами были сам профессор Шарль и механик Робер. В честь изобретателя газонаполненные аэростаты некоторое время называли шарльерами. Оболочка газонаполненного аэростата наполнялась водородом, иногда - более дешевым метаном. Сейчас для этого типа аэростатов применяется гелий. Иначе устроен тепловой аэростат, называемый также монгольфьером. У монгольфьеров оболочка наполнена горячим воздухом или паровоздушной смесью. Для поддержания высокой температуры воздуха внутри оболочки монгольфьеры оснащены горелками, работающими чаще всего на природном газе. Изобретателями теплового аэростата являются французские фабриканты братья Жозеф и Этьен Монгольфье. Увлекшись естественными науками, братья Монгольфье 5 июня 1783 года подняли в небо первый беспилотный тепловой аэростат. 19 сентября того же года ими был осуществлен подъем на монгольфьере животных. На высоту около полукилометра баран, утка и петух. Полет прошел успешно, возможность безопасного пребывания человека в небе была доказана.Первый пилотируемый полет
Подготовка пилотируемого полета потребовала от братьев Монгольфье оснащения своего аэростата топкой. Пока шли эксперименты, Этьен Монгольфье и молодой физик Пилатр де Розье осуществляли подъемы на привязном монгольфьере. 21 ноября 1783 года состоялся первый свободный пилотируемый полет аэростата. На борту находились Пилатр де Розье и маркиз д‘ Арланд. Пилоты регулировали температуру воздуха в оболочке, подбрасываю солому в топку. Полет продолжался около двадцати минут и прошел благополучно. Таким образом, приоритет в изобретении пилотируемого воздушного шара принадлежит братьям Этьену и Жозефу Монгольфье. Первыми людьми, поднявшимися в воздух, стали физик Пилатр де Розье и маркиз д‘ Арланд.Резиновый воздушный шарик
У игрушечного резинового тоже есть изобретатель. В 1824 году известный английский физик Майкл Фарадей склеил из двух пластин каучука эластичную газонепроницаемую оболочку для исследований водорода. Через несколько десятилетий именно этот в небо пузырь стал излюбленной игрушкой детей. Сейчас вместо горючего водорода в воздушных шариках применяется безопасный гелий.Пишет Сергей Анашкевич: Полет на воздушном шаре в одиночку, да еще и вокруг света - это вам не прогулка по парку на велосипеде. Пока не увидишь своими глазами гигантский 56-метровый по высоте шар, напичканную оборудование гондолу, три огромных прицепа с 15 тысячами кубами гелия и проведешь несколько дней в штабе подготовки экспедиции до конца не осознаешь всю масштабность проекта и серьезность подготовки к кругосветке на воздушном шаре.
Сложно представить, да, чтобы плетеная корзина воздушного шара стоила как новый Rolls Roice - больше полумиллиона долларов? Но именно в такой корзине полетит Федор Конюхов в одиночное путешествие вокруг земного шара. Конечно, она совсем не плетеная, напичкана электроникой и современным оборудованием, и больше похожа на батискаф, чем на старую добрую гондолу для воздушного шара...
Один день подготовки Федора Конюхова к кругосветке на воздушном шаре
Зимнее австралийское утро, мы приезжаем в ангар к 10 утра. Несмотря на то, что накануне работы здесь продолжались до позднего вечера, обе Toyota Hilux, на которых передвигается команда Федора, уже на базе, ворота ангара распахнуты и команда вся в трудах.
Кстати, не удивляйтесь "зимнему утру". Это в России сейчас лето, тепло, солнце... Здесь же, на западе Австралии, примерно как в январе в Крыму: довольно промозгло, холодно, над головой постоянно висят низкие тяжелые тучи, а солнца почти не видно....
На самом деле, для подобной экспедиции это очень неплохие условия, т.к. на высотах, где будет проходить полет, очень холодно и зимой, и летом, поэтому старт из прохладной погоды намного комфортнее и безопаснее для организма, чем из 30-градусной жары. Ведь буквально в течение 20-30 минут Федор поднимется на высоту около 5 тысяч метров, где уже хороший "минус", и такой резкий перепад температур может не очень хорошо сказаться на организме путешественника.
Но вернемся в наш ангар. Вернее, войдем внутрь и посмотрим, что там происходит...
2. Для подготовки команда арендовала в аэроклубе австралийского Нортхэма большой ангар, в котором можно и хранить оборудование, и баллоны, и настраивать технику вне зависимости от погодных условий, и проводить некоторые тренировки.
Так как шар Мортон строился фирмой Cameron Balloons в английском Бристоле, специалисты фирмы прибыли вместе с командой в Австралию для окончательно монтажа всех компонентов шара и гондолы, настройки многочисленного оборудования и осуществления всесторонней поддержки пилота во время подготовки
3. Весь ангар уставлен поддонами, баллонами, коробками и коробчонками со всевозможным оборудованием, техническими компонентами, которые приезжают и приезжают ежедневно. Что-то заранее заказано и его доставляют со всех уголков мира, что-то ищут и покупают на месте, мотаясь по всей округе и в Перт, что-то изготавливают сами...
4. На стене с заметками увидел необычную инфографику будущего путешествия, нарисованную внуком Федора.
Такие вещи после старта нужно забирать в домашний архив... Когда-то они очень дорого уйдут с аукциона
5. Один из ведущих специалистов Cameron Balloons Пит Джонсон, который разработал и построил горелку, а также всю систему управления подогревом воздушной смеси для оболочки шара Мортон тоже находится на австралийской базе команды и заканчивает расчеты схемы размещения баллонов вокруг гондолы
6. Мне удалось краем глаза подсмотреть, как она будет выглядеть.
В полет вместе с шаром и гондолой полетят 35 огромных баллонов с пропаном, который будет нагревать воздух под шаром, не давая ему опускаться вниз либо давать дополнительный нагрев для подъема вверх.
Команда рассчитала, что для осуществления полета необходимо 22-25 баллонов, еще 5 баллонов необходимо для постоянного поддержания минимального пламени в горелках (ведь их очень трудно будет разжигать в условиях разреженного пространства и при низких температурах). Остальные баллоны - резерв на случай различных нештатных ситуаций: стравился газ из какого-то рабочего баллона, увеличилась длительность полета, по ошибке был срезан заполненный баллон и т.д.
6. Вот сами эти баллоны с пропаном. Каждый из них выше человеческого поста
7. Но не только газовые баллоны отправятся в небо вместе с шаром.
Также на борту будет огромный кислородный баллон. Дело в том, что 2 недели на экстремальных высотах без дополнительного кислорода не выдержит ни один человек, поэтому Федору в полете постоянно придется дышать с помощью маски специальной кислородной смесью. Примерно, как летчики в боевых истребителях и покорители Эвереста.
Но и это еще не весь газ...
8. Основной объем газа пока находится за ангаром команды, в трех огромных автомобильных прицепах вот в таких многометровых баллонах. По 6 на каждом прицепе. Это гелий, с помощью которого будет наполнена оболочка шара Мортон перед самым стартом. Здесь 15 тысяч кубов газа!!! Кстати, его стоимость почти 250 тысяч долларов!
9. Спросите, где же сам шар? Гондолу видели, газ, гелий и кислород видели, а оболочки не видели. Она пока вот в этом контейнере, справа от серого Hilux. Оболочка - самое ценное и ее берегут от всякого постороннего воздействия. Достанут ее непосредственно перед стартом, разложат на летном поле и сразу надуют, чтобы минимизировать контакт с землей. Дело в том, что она достаточно хрупкая и любое повреждение на земле может привести к тому, что в полете гелий начнет уходить через повреждение и тогда экспедиция может потерпеть неудачу.
10. Справа Оскар Конюхов - сын Федора и руководитель экспедиционного штаба. Вместе во вторым техником Cameron Balloons они обсуждают стратегию будущего старта, изучая прогнозы метеорологов. Сейчас их задача найти погодное окно для старта. Предварительно оно вырисовывалось как раз на сегодняшний день, на 25 июня, но затем сдвинулось. Пока старт планируется 1 июля.
11. А вот и сам пилот на базе. Федор, как и команда, весь день находится на базе, изучая работу оборудования и проходя десятки инструктажей. Это и управление шаром, и радиообмен с авиадиспетчерами, и работа с воздушными потоками, и даже банальная фото и видео сьемка во время полета. Это здесь, на земле, кажется, что все понятно. А там, на высоте 5-10 тысяч, на постоянном холоде, с кислородным голоданием, в толстом теплом комбинезоне, в перчатках....
12. Практически все время Конюхов проводит в гондоле. В будущие 2 недели она станет для него домом. Внутрь он почти никого не пускает, слишком высока цена любой случайности по неаккуратности или незнанию гостя.
13. Пит закончил схему размещения баллонов и теперь рассказывает Федору с Оскаром, как это все будет выглядеть в реальности и по какой схеме Федору будет необходимо подключать новые баллону после того, как закончится газ в предыдущих.
14. Затем переходят к экстренным мерам розжига горелок, если вдруг какая-то из них потухла.
На высоте 5-10 км, при -50 и сильном ветре спичку не поднесешь, чтобы разжечь газ.
В полет возьмут почти десяток различных устройств для решения этой проблемы, т.к. если не будет гореть газ, шар не сможет лететь и опустится вниз.
Это... да-да, зажигалка. Только кремневая. Из кремня искру можно высечь при любых условиях.
15. Вот так она работает.
16. Это еще один девайс для высечения искры
17. Вот так будет выглядеть питание Федора в полете. Команда заказала специальное экспедиционное питания, которое берут с собой, например, покорители Эвереста. Главное - небольшой объем, высокая энергетичность и легкость приготовления, ведь кухни на высоте у Федора не будет
18. Комбинезон, в котором Конюхов будет в полете. В нем он устанавливал рекорд нахождения в воздухе в открытой кабине, о котором я рассказывал в прошлом посте, в нем он ходил на Эверест...
20. Австралийская зима очень непредсказуема... После обеда внезапно показывается солнце и гондолу с помощью Toyota Hilux выкатывают на улицу. Сюда же выносят солнечные батареи, которые тоже отправятся в небо, чтобы зарядить их, пока есть солнце
21. Главный контролер команды. Всегда всех проверяет, кто что делает и чем занят...
22. Привезли песок для балласта.
23. При помощи этих многотонных мешков будет удерживаться гондола шара во время наполнения оболочки, чтобы она не поднялась в небо раньше времени.
24. После обеда начинаются тренировки по перемещению Федора по крыше кабины во время полета и работе с баллонами. Каждый раз, когда будет заканчиваться газ в очередном баллоне, Конюхову придется подниматься на крышу, снимать редуктор с пустого баллона и надевать на полный. Чтобы система не потухла в это время, в ней существует два контура, работающих независимо. Когда в одном контуре заканчивается газ в баллоне, в другом контуре в это время баллон наполовину наполнен. Т.е. всегда один баллон полный, второй наполовину полный. Половинка заканчивается, во втором как раз половина. Подключаешь полный, в следующий раз, когда закончится в другом, половина останется здесь... И так до кона полета.
25. Перемещение по крыше только со страховочным поясом.
Использованные баллоны будут срезаться, чтобы облегчать шар. Срезают их только над океаном. При пролете шара над сушей, баллоны срезать запрещается во избежание сами понимаете чего...
26. Перерыв на кофе..
27. Приехали портативные GPS-навигаторы. Они будут дублировать работу бортовой системы на всякий случай. Федор изучает меню и функции
28. Уже в самом конце дня отработка бытовых вопросов. Один из важных моментов в полете - получение теплой воды для чая и разогрева питания... Кипяток получить, конечно, не получится, но нагреть воду от печки - вполне.
29. Ну а завершает программу дня традиционный тест горелок. Пит подгоняет незаменимый в этом процессе командный пикап Hilux и подключает баллоны к системе.
30. В небе они будут закреплены на гондоле, пока же работают как раз из кузова Toyota Hilux, официального автомобиля экспедиции.
31. На закате все это выглядит потрясающе красиво
32. Включают горелки!
33. И с ревом в небо взмывают языки пламени. Небо такое, что даже не поймешь, где горит газ, а где само небо
34.
35.
36. После получаса теста и отработки алгоритмов работы с газом, гондолу закатывают обратно в ангар...
На сегодня дневная программа выполнена
37. Ну а заканчивается вечер в доме, где базируется экспедиционный штаб.
Ароматный барбекю, стейки из кенгуру и ягненка, отличная компания и вкусное австралийское пиво...
А завтра утром снова в ангар
Гондола шара "Мортон", на котором полетит Конюхов, была разработана и изготовлена специально для этого проекта в английском Бристоле. Она является одновременно и кабиной для управления полетом шара, и жилым домом для Федора, и спасательной шлюпкой с полной автономностью до 7 дней. Здесь навигационная рубка, место для сна, печка на которой можно разогреть еду, вот тот минимум удобств, который есть у пилота в гондоле. На изготовление и полное оснащение гондолы ушел почти год, а стоимость превысила 500 тысяч долларов.
Для отправки столь нестандартного и хрепкого груза из Бристоля были задействованы силы сети экспресс-доставки на международном уровне. Маршрут был рассчитан специально с учетом негабаритных размеров гондолы таким образом, чтобы на всем пути использовались только самые большие самолеты DHL, позволяющие загрузить и безопасно транспортировать такой нестандартный груз. Сначала из Бристоля на автомобильном транспорте она была доставлена в Восточный Мидландс, затем самолетом следовала по маршруту: Бристоль – Лейпциг - Бангкок – Сингапур - Сидней, а затем из Сиднея официальный автомобиль экспедиции Toyota Hilux доставил гондолу на базу команды в Нортхэм.
Ниже смотрите, как выглядит эта технологичная корзина внутри...
2. Гондола изготовлена из сверхпрочного и легкого углепластика и имеет габариты 2х2,2х1,6м. Попасть в гондолу можно через люк, расположенный на крыше, который также выполняет функцию смотрового окна.
Под днищем гондолы установлены два киля для сохранения плавучести на случай вынужденной посадки в океан. Внутри гондола напоминает отсек спасательной шлюпки с автономностью до 7 дней.
3. Как таковой передней и задней частей у гондолы нет. Но условно их можно определить следующим образом: там, где располагается все навигационное оборудование - передняя часть, а где системы жизнеобеспечения - задняя.
Штурманское место выглядит впечатляюще. Все передняя панель заполнена дисплеями, приборами и управляющими тумблерами.
На центральной консоли большой дисплей многофункционального навигатора
4. Штурманский столик и бортовой журнал на нем.
Навигацинное оборудование и радиосвязь аналогичны тем, что установлены в кабине самолета. Без них невозможно было бы получить разрешения на вылет и пролет в зона активного авиатрафика.
5. Гондола оборудована автопилотом. Спросите, что это означает, ведь у воздушного шара нет крыльев, руля высоты и вообще какого-либо руля? Задача автопилота поддерживать шар в заданном диапазоне высот, не давая выйти из воздушного потока.
Делается это при помощи управления горелками. Когда необходимо, подогревается воздух под оболочкой шара, когда необходимо, часть теплого воздуха стравливается.
6. Рабочие записи Федора Конюхова для радиообмена с авиадиспетчерами. Буквы здесь называются не так, как мы привыкли, а по первым звукам в английский словах: А - Альфа, Б - Браво и т.д... Причем, эти слова четко определены и используются авиадиспетчерами по всему миру.
7. Есть и кнопка SOS глобальной системы спасения КОСПАС-SARSAT
Это международная спутниковая система, которая является одной из основных частей глобальной морской системы спасения при бедствии и предназначена для обнаружения и определения местоположения судов, самолетов, других объектов, потерпевших аварию.
Функционирует она следующим образом. Покупается буй этой системы, который, фактический, является неким "страховым полисом".
Стоимость его достаточно высока, что позволяет аккумулировать системе спасения очень крупные суммы, которые направляются, в случае необходимости, на организацию спасательной операции. Иногда такие операции стоят сотни тысяч долларов.
Первый практический случай спасения людей с помощью системы произошел 10 сентября 1982 года еще на стадии отработки технических средств системы, когда советский спутник «Космос-1383» ретранслировал сигнал бедствия с разбившегося в горах Канады небольшого самолета. Аварийный сигнал через спутник был принят канадской наземной станцией. В результате спасательной операции были спасены три человека. На начало 2002 года с помощью системы КОСПАС-SARSAT спасено более 10 000 человек. В одном только 1998 году произведено 385 спасательных операций, в результате которых было спасено 1334 человека.
Количество же проданных спасательных модулей-буев на данный момент превышает 1 миллион
8. Управление системой жизнеобеспечения кабины. Она оборудована печкой, т.к. на высоте 5-10 км, на которых будет проходить полет в течении 2 недель очень холодно. Ни один пуховик не спасет, поэтому в кабине нужно нагревать воздух.
По техническим причинам кабину нельзя сделать герметичной, как салон самолета, чтобы в ней было комфортно находиться все две недели полета.
Дело в том, что в процессе полета Федору придется не один раз выбираться на верхнюю часть гондолы для работы с горелками, отстегивания пустых баллонов из-под газа и переключения шлангов подачи газа с пустых баллонов на полные.
9. Будильник, который был у Федора на лодке, когда он переплывал на ней Атлантику и Тихий океан.
10. Рабочие записи... Они пригодятся там, в небе, во время экспедиции
11. Задняя часть гондолы, она же бытовая. Кармашки для мелочей, трубы отопления, по которым будет циркулировать теплый воздух
12.
13. Внутренний объем не такой уж и большой, как может показаться. В передней части навигационная панель, по бокам рундуки, одновременно являющиеся и спальным местом. В них, внизу хранятся необходимые вещи, продукты, запас воды.
14. Верхняя часть гондолы. Она не менее технологичная, чем внутренняя. Это система горелок, которые должны безотказно отработать во время всего перелета на экстремальных высотах при экстремальных температурах
15. Подвес гондолы. Стальные тросы пропущены сквозь корпус из карбона насквозь.
16. Наружная часть печки.
17. Место входа кабелей, идущих от внешнего навигационного оборудования.
18. Горелки снизу во время тестовых пусков.
19. GPS-передатчики расположены примерно в метре от гондолы на внешних штангах. Здесь же будет закреплено несколько камер GoPro, запитанных на постоянной основе. Управление из гондолы при помощи пульта ДУ. Если включить на постоянную запись, надолго карты памяти не хватит...
20. Телеметрический модуль ОКО, который будет мониторить полет Федора.
Этот уникальный аппарат сконструировали инженеры «Русского технического общества», которое является одним из технологических партнеров подготовки кругосветного полета Федора Конюхова на воздушном шаре «Мортон».
Устройство представляет собой куб 17х17х17 см. Оно оснащено бортовым компьютером, который будет записывать характеристики и параметры полета: высоту полета, атмосферное давление, GPS/Глонасс-координаты, скорость перемещения гондолы, направление полета, температуру окружающей среды, ускорение, крен, уровень освещённости, уровень радиации и т.д. Всего модуль будет отслеживать более 20 различных параметров. Кроме того, в устройство встроена фото-видеокамера, которая будет делать 1 снимок каждые 2 минуты на протяжении двух недель полета. Питание автономное при помощи солнечных батарей.
21. Каждый вечер на протяжении недели экспедиционная Toyota Hilux выкатывает прицеп с гондолой из ангара для отработки Федором Конюховым навыков работы с горелками. В вечернем свете это выглядит очень красиво!
22. Во время полета Федору придется быть постоянно в теплом комбинезоне и использовать для дыхания кислородную маску. Огромный баллон с кислородом также будет находиться в гондоле..
На воздушном шаре нет ни моторов, ни привычного нам руля. Из всего технологического арсенала — только горелки, мешки с песком и специальный клапан в верхней части купола для травления воздуха. Как же управлять этим летательным аппаратом?
Из истории воздухоплавания
Появление на свет воздушных шаров стало первым реальным воплощением вековой мечты человечества о покорении пятого океана. В 1306 году французский миссионер Бассу впервые описал, как находясь в Китае, стал свидетелем полета воздушного шара при вступлении на престол императора Фо Киена.
Однако родиной воздухоплавания считается французский городок Аннонэ, где 5 июня 1783 года братья Этьен и Жозеф Монгольфье подняли в небо созданный ими шарообразный аэростат, наполненный нагретым воздухом.
Полет летательного аппарата весом около 155 кг и диаметром 3,5 метров длился всего 10 минут. За это время он преодолел около километра на 300-метровой высоте, что стало выдающимся событием для своего времени. Позже, воздушные шары в честь создателей стали называть монгольфьерами.
Воздушный шар братьев Монгольфье состоял из льняной оболочки, обклеенной бумагой. Чтобы ее наполнить горячим воздухом был разведен костер из мелко нарубленной соломы. А 3 месяца спустя, в конструкцию летательного аппарата было внесено дополнение в виде специальной корзины для пассажиров.
Современные воздушные шары несомненно более совершенны, но сделаны практически по той же схеме. Для изготовления сферической оболочки шара используется специальный тонкий и прочный полиэфирный материал. Изменилась система нагрева воздуха. Функцию костра выполняет регулируемая пропановая газовая горелка, установленная в корзине прямо под куполом.
Несмотря на большую зависимость от ветра, современные воздушные шары управляемы. Высота полета регулируется выпускным отверстием в верхней части купола с помощью разрывного шнура. Для изменения курса предусмотрен боковой клапан. Существуют и более сложные конструкции, где внутри основного купола может размещаться еще один, заполненный гелием.
Как управлять воздушным шаром с корзиной
Управление воздушным шаром – занятие, требующее серьезной подготовки и немалых финансовых затрат. Достаточно сказать, что курс обучения пилота аэростата стоит сегодня около 200 тыс. рублей. Цена самого аэростата (в зависимости от модели) соизмерима с ценой легкового автомобиля.
Подготовка
Полету предшествует тщательная подготовка. Прежде всего необходимо изучить метеоусловия – облачность, видимость и скорость ветра. В соответствии с полученными данными планируется маршрут полета. Ввиду непредвиденных изменений метеоусловий выбирается именно такой маршрут, где на пути есть достаточно мест для безопасных посадок.
Взлет
Чтобы воздушный шар взлетел, необходимы усилия всего экипажа. Оптимальный вариант места для старта – ровная площадка 50 х 50 метров в открытом поле, где рядом нет никаких посторонних объектов – столбов, деревьев, ЛЭП.
Затем начинается сборка шара: к корзине крепятся горелки, которые соединяются специальными шлангами с газовыми баллонами. После пробного запуска горелки экипаж приступает к растягиванию купола (обязательно по направлению ветра). Далее растянутый купол специальными карабинами пристегивается к корзине.
Следующий этап – заполнение купола холодным воздухом с помощью вентилятора, после чего запускается горелка для нагрева воздуха. Разогретый воздух поднимает купол с земли, и экипаж (с пассажирами) занимает свои места. Чтобы шар не улетел, его предварительно привязывают к автомобилю.
Полет
Несмотря на отсутствие мотора и крыльев, воздушный шар управляем, что требует определенных навыков. Основные средства управления – горелки и выпускной клапан. Для набора высоты горелка включается и воздух дополнительно нагревается, а для снижения – клапан приоткрывается. Горизонтальный полет происходит за счет попутного ветра. Именно здесь проявляется мастерство пилота. Так, чтобы лететь быстрее, он может увеличить высоту полета, где скорость ветра сильнее.
Спуск
Место посадки выбирается заранее. Оно должно быть большим и безопасным. Идеальный вариант – футбольное поле рядом с автомобильной дорогой. О месте посадки экипаж по радио сообщает на землю. Далее пилот выпускает воздух из купола при помощи клапана. Шар плавно опускается на землю.