Αερόστατο

8,597 views

Published on

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
8,597
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
69
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Αερόστατο

  1. 1. 1ο Γυμνάσιο Νέου ΨυχικούΤάξη Α1Σχολ. χρονιά 2010-2011 ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΑ ΜΕΣΑ ΤΟ ΑΕΡΟΣΤΑΤΟ Κωνσταντίνος Βολάνης
  2. 2. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ2. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ3. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ4. ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ5. ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ6. ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΣΤΗΝ ΚΟΙΝΩΝΙΑ7. ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΚΑΙ ΥΛΙΚΩΝ8. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ9. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
  3. 3. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗΗ ανακάλυψη του αερόστατου είναι το πιο σημαντικό βήμα στοταξίδι του ανθρώπου στους ουρανούς. Οι μεταγενέστερεςανακαλύψεις χρησίμευαν μόνο στην τελειοποιήση των μεθόδωναυτού του ταξιδιού. Τα πρώτα χρόνια της ιστορίας τουαεροστατισμού καταπλήσσουν τόσο για την ταχύτητα με τηνοποία η νέα ανακάλυψη εξελίχθηκε σε αυτή τη περίοδο όσο καιγια το μέγεθος των αερόστατων, τη συχνή επιτυχία τωνπροσπαθειών και το απαράμιλλο κουράγιο αυτών που πρώτοι"άφησαν" τη γη. Οι γιατροί της εποχής είχαν αποφανθεί πως ηπτήση μπορεί να ήταν μοιραία για τον ανθρώπινο οργανισμό!Παρ όλα αυτά οι θέσεις στο καλάθι του αερόστατου ήταναντικείμενα μεγάλης διαμάχης μεταξύ των υποψήφιωναεροναυτών.Επίσης, δεν είναι υπερβολή να λεχθεί ότι κανένα γεγονός στηνιστορία δεν προκάλεσε τέτοιο ενθουσιασμό στα πλήθη, όσο οιπρώτες πτήσεις του 1783.
  4. 4. 2. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗΤο αερόστατο αποτελείται από ένα μπαλόνι (σάκο) γεμάτο μεαέριο ελαφρότερο από τον ατμοσφαιρικό αέρα και από μια"λέμβο", δηλαδή από το θάλαμο για τους επιβάτες(αεροναύτες). Η λέμβος είναι δεμένη με ένα δίχτυ πάνω στομπαλόνι - σάκο. Συνήθως η λέμβος είναι ένα καλάθι μετετράγωνη βάση.Μέσα στη λέμβο, εκτός από τους αεροναύτες, τοποθετούνταικαι διάφορα αντικείμενα χρήσιμα για την αεροπλοία, όπως λ.χ.σάκοι με άμμο, δηλαδή το έρμα, μια μικρή άγκυρα, διάφοραεπιστημονικά όργανα (βαρόμετρο, θερμόμετρο κ.λπ.), έναμακρύ σχοινί κ.ά.Το μπαλόνι (σάκος) έχει σχήμα σφαιρικό και είναικατασκευασμένο από ύφασμα αεροστεγές. Στο πάνω μέρος τουυπάρχει μια βαλβίδα για να διαφεύγει το αέριο όταν το θελήσειο αεροναύτης.Στο κάτω μέρος του μπαλονιού υπάρχει ο σωλήνας για τογέμισμα του μπαλονιού με αέριο, υδρογόνο, φωταέριο ή ήλιο.Το μεγαλύτερο ύψος που μπορεί να φτάσει ένα αερόστατοεξαρτάται από τη σχέση του βάρους του και του βάρους ίσουόγκου εκτοπιζόμενου ατμοσφαιρικού αέρα.Όλη η συσκευή του αερόστατου εξασφαλίζει την άνοδο στηνατμόσφαιρα, όχι όμως και την κατευθυνόμενη κίνησή του. Τοαερόστατο έτσι είναι στη διάθεση των ανέμων.Γιαυτόδημιούργηθηκε το πρόβλημα να κατασκευαστείπηδαλιουχούμενο αερόστατο .Το μπαλόνι του αερόστατου κατά την εκκίνησή του δενκλείνεται αεροστεγώς και γιαυτό αφήνουν το σωλήναγεμίσματος ανοιχτό. Αλλά και το μπαλόνι δεν είναι τελείωςγεμάτο με αέριο. Το γεμίζουν μονάχα ως ένα ορισμένο σημείο.Τα μέτρα αυτά είναι απαραίτητα για να μη σκάσει το μπαλόνι ό-ταν στα ψηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας η εξωτερική(ατμοσφαιρική) πίεση θα γίνει μικρότερη και το αέριο μέσα στομπαλόνι ολοένα θα διαστέλλεται. Όταν φτάσει σε ένα ορισμένούψος, για να μπορέσει να συνεχίσει την άνοδό του το αερόστατο
  5. 5. πρέπει να γίνει ελαφρότερο. Γι αυτό ο αεροναύτης πετάει κάτω,στη γη, έρμα (τσουβάλια με άμμο).Όταν, αντίθετα, θελήσει να κατεβεί, τραβάει το σχοινί τηςβαλβίδας και έτσι να φεύγει αέριο.Τότε το αερόστατο γίνεταιβαρύτερο και κατεβαίνει.Για την προσγείωση χρειάζεται μεγάληεπιδεξιότητα του αεροναύτη, γιατί το αερόστατο, σε χαμηλόύψος, είναι εκτεθειμένο σε διάφορους κινδύνους, όπωςοικήματα ψηλά, δέντρα, ηλεκτρικά σύρματα, λίμνες κ.λπ., όπουμπορεί να παρασυρθεί από τους ανέμους.Όταν ο αεροναύτης, μετην άγκυρά του,δεν μπορεί να συγκρατήσει το αερόστατο,υποχρεώνεται να σχίσει το σάκο - μπαλόνι,για να αδειάσειαμέσως και να σταματήσει(να μη σέρνεται στο έδαφος). Για τοσκοπό αυτό υπάρχει ειδική λωρίδα υψάσματος ραμμένη στοσάκο. Αν ο καιρός είναι ήσυχος ή έχει ελαφρό αεράκι, τοαερόστατο μπορεί να κρατηθεί σε χαμηλό ύψος. Ο αεροναύτηςαφήνει τότε να σέρνεται στο έδαφος ένα μέρος από το μεγάλοσχοινί που έχει στη λέµβο του. Το σχοινί αυτό χρησιµεύειεπίσης και στην προσγείωση, γιατί επιβραδύνει το κατέβασµα,όταν στηρίζεται στο έδαφος.Τα αερόστατα τα χρησιµοποιούν ως "ελεύθερα αερόστατα" ως"δέσμια" και ως "πηδαλιουχούµενα". Tα "δέσµια αερόστατα"τασυγκρατούν σε ορισµένο ύψος µε καλώδιο δεµένο στοέδαφος.Το 1794 οι Γάλλοι πρώτοι χρησιµοποίησαν "δέσµιοαερόστατο" στη µάχη του Φλερύ ως παρατηρητήριο.Στις αρχές τα αερόστατα ήταν σφαιρικά αργότερα όµωςεπικράτησαν πιο τελειοποιηµένοι τύποι. Ένας τέτοιος τύποςήταν το αετοαερόστατο που εφεύραν το 1906 ο Πάρσεφαλ και οΣίγκσφιλντ. Το σώµα του αετοαερόστατου εκείνου ήτανεπίµηκες (µακρουλό) και στο πάνω µέρος του περιείχε το αέριο(υδρογόνο). Στο κατώτερο µέρος του έµπαινε ο ατµοσφαιρικόςαέρας και του έδινε το µόνιµο σχήµα του.Την ευστάθεια του αετοαερόστατου την εξασφαλίζει έναιδιόρρυθµο προσάρτηµα στο κάτω µέρος του και δύοεξαρτήµατα που ενεργούν όπως η ουρά του αετού. Δέσµιααερόστατα χρησιµοποιήθηκαν πολύ κατά τη διάρκεια του Βπαγκόσµιου πολέµου.
  6. 6. 3. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗΑν και πολλά εγχειρίδια της Φυσικής αναφέρουν τουςΑδελφούς Μονγκολφιέ ότι πρώτοι αυτοί επινόησαν τοαερόστατο αυτο ειναι αναλιθες. Σ΄ αυτούς όμως δίκαιααποδίδεται η πρώτη επιτυχής πτήση. Πριν την επινόηση τηςΜονγκολφιέρας, όπως ονομάστηκε τότε το αερόστατο, είχανπροηγηθεί πολλές άλλες προσπάθειες με κατασκευές όμωςβαρύτερες του αέρα.Κατά την αρχαιότητα, ένας αρχαίος λαός στη Μικρά Ασία οιΜυσοί, χαρακτηρίζονταν "καπνοβάτες", όπου και κατά μίαπαράδοση που διασώθηκε, ένας Μυσός άναψε φωτιά εκ τηςοποίας ο καπνός τον ανύψωσε και τον μετέφερε στην πατρικήτου οικία. Να πρόκειται άραγε για πρόγονο του αερόστατου τωνΜονγολφιέρων; Ένας ακόμη θρύλος αναφέρει ότι οι Ίνκαςτοποθετούσαν επιφανείς νεκρούς σε ένα όχημα που έμοιαζε μεαντεστραμμένη πυραμίδα, ή ασπίδα, το οποίο στη συνέχειααπογειωνόταν με τη βοήθεια θερμού αέρα και μετέφερε τουςνεκρούς στους θεούς (προφανώς στον εγγύτερο ωκεανό).Ευρήματα γι αυτό το θρύλο δεν υπάρχουν όμως ακόμα. ΟΛεονάρντο ντα Βίντσι σχεδίασε πολλές «μηχανές» καιδιατάξεις, οι οποίες θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν για πτήση,αλλά δεν υλοποίησε καμία από αυτές. Ένα βιβλίο πουκυκλοφόρησε στα τέλη του 17ου αιώνα περιελάμβανε σχέδιαγια «χάρτινους δράκους» (χαρταετούς στα καθ ημάς), οι οποίοιανυψώνονταν με θερμό αέρα. Έτσι η ιδέα του ελαφρύτερου τουαέρα μέσου άρχισε να καλλιεργείται.Αρχικά το 1550 ο Βαυαρός Ιησουΐτης Γκάσπαρ Σκοτδημοσίευσε ένα έργο με τίτλο "Παγκόσμιος Μαγεία" όπουέδειχνε πως είναι δυνατόν κάποιος να κινηθεί στους ουρανούςχρησιμοποιώντας μέοο ελαφρύτερου του αέρα. Το μέσον αυτότο είχε ονομάσει "υπερατμοσφαίρα". Έκανε όμως το τραγικόλάθος να γράψει ότι τέτοιο μέσον δεν πρόκειται να βρεθεί καιέτσι δεν κατόρθωσε να οδηγήσει τη λύση του πρβλήματος χωρίςνα μάθει ποτέ ότι είχε καθορίσει τουλάχιστον την αρχή τηςλύσης.
  7. 7. Το 1670 ο Ιταλός κληρικός πατήρ Φραντζέσκο Λάνα,φιλόσοφος, θεολόγος και σπουδαίος φυσιοδίφης, γνωστός καιως "πατέρας της αεροναυτικής" δημοσίευσε ένα σύγγραμμά τουμε τίτλο " Προοίμιο ή Δοκίμιο μερικών νέων εφευρέσεωνπροτεινομένων από τη μεγάλη τέχνη". Στο έργο του αυτό οπολυτάλαντος εκείνος Ιησουΐτης καθόρισε με εξαιρετικήσαφήνεια τη θεωρία των αερόστατων και της αεροναυτιλίας μεχρήση ελαφρύτερων μέσων του αέρα η οποία και τελικάπραγματοποιήθηκε ένα αιώνα μετά το θάνατό του. Μάλιστα στοέκτο κεφάλαιο του έργου του ο Λάνα περιγράφει σε σχέδιο έναμικρό σκάφος που φέρει τέσσερις σφαίρες από φύλλαορείχαλκου στις οποίες θα έπρεπε απαραίτητα να δημιουργηθείκενό δια των οποίων και θα υψώνονταν και θα μετατρέποντανσε αερόπλοιο. Ιστορικοί της εποχής βεβαιώνουν ότι ο Λάνα απόέλλειψη χρημάτων δεν μπόρεσε να πειραματιστεί στο "ιπτάμνοπλοίο" όπως το είχε ονομάσει, για 10 δουκάτα που κανείς δενπροθυμοποιήθηκε να προσφέρει. Αν αληθεύει ότι στον Λάναοφείλεται η πρώτη ιδέα του "ελαφρύτερου μέσου", τότε η ιδέατης εφαρμογής ανήκει σ΄ έναν άλλο επίσης ιερωμένο τονΒραζιλιάνο Βαρθολομαίο Λορέντζο ντε Γκουσμάο. Το 1709 πέτυχε η πρώτη καταγεγραμμένη «πτήση»"ελαφρύτερου μέσου" στην Πορτογαλία: Ο BartholomeoLourenco de Gusmao, (1685-1724), κατασκεύασε ένα μπαλόνιμε διάμετρο περί τα 70 εκ. και το οποίο τροφοδοτείτο με τοζεστό αέρα που δημιουργούσε η καύση χόρτων και ξύλων σεένα μικρό δοχείο στο κάτω μέρος του. Η επίδειξη ήταν τόσοεντυπωσιακή ώστε ο Γκουσμάο εκλήθη να επαναλάβει τηνεπίδειξή του στη Λισαβώνα, μπροστά στο βασιλιά, στη μεγάληαίθουσα υποδοχής των "Ανακτόρων των Ινδιών". Οι αυτόπτεςμάρτυρες μεταβλήθηκαν όμως σε πυροσβέστες, γιατί τομπαλόνι αυτό ανερχόμενο στη συνέχεια ακούμπησε στιςκουρτίνες του ανακτόρου, με αποτέλεσμα να προκληθείπυρκαγιά. Ποιός όμως ήταν ο εφευρέτης αυτός που ονομάσθηκεστη συνέχεια "Βοαντόρ" (=ιπτάμενος) δεν είναι ακριβώςγνωστό. Το πείραμά του αυτό θεωρήθηκε μαγεία! Τα σχέδια καιοι μελέτες του κατασχέθηκαν και κάηκαν από την ΙεράΕξέταση, ο ίδιος δε πέθανε εξόριστος στη Σεβίλλη.
  8. 8. Το 1782 ο Ναπολιτάνος Τιβέριος Καβάλο (1749-1809)παρουσίασε σε μεγάλο κοινό που είχε συγκεντρωθεί στην έδρατης Βασιλικής Εταιρίας του Λονδίνου μία έκθεσή του στη οποίακαι βεβαίωνε ότι: "οποιοδήποτε περίβλημα του οποίου τοπεριεχόμενο θα ήταν υδρογόνο τούτο θα μπορούσε στον αέρα ν΄ανυψωθεί".παρουσιάζοντας επιτυχή πειράματα με μπαλόνια απόέντερα βοδιού. Αναμφίβολα και αυτή η ιδιοφυΐα της μελέτηςκαι των πειραμάτων διευκόλυνε τελικά τη λύση τουπροβλήματος που τόσο καιρό αντιμετώπιζαν τόσοι μελετητές.Ταυτόχρονα, την ίδια περίοδο, οι ερευνητές συζητάνε για τον«αέρα της φωτιάς» που προκαλεί η καύση, ένα ιδιαίτερο είδοςαέρα, το οποίο ανέβαινε με τον καπνό ψηλά, επειδή ήτανελαφρύτερο από τον ατμοσφαιρικό. Επίσης ότι το υδρογόνο πουανακάλυψε το 1766 ο Κάβεντις και ονομάστηκε «καύσιμοςαέρας» ήταν ελαφρύτερο του ατμοσφαιρικού ήταν ήδη γνωστό,καθώς και ότι ο συνάδελφός του, Μπλακ είχε ήδη τότεεκτιμήσει ότι θα έπρεπε αντικείμενα που είναι γεμάτα με αέραελαφρύτερο του ατμοσφαιρικού να ανεβαίνουν ψηλά, χωρίςόμως και να έχει πειραματιστεί.
  9. 9. 4. ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣΗ Αρχή λειτουργίας του αερόστατου βασίζεται στην Αρχή τουΑρχιμήδη όπως ισχύει η άνωση στην αεροστατική.Συγκεκριμένα το αέριο συμπεριφέρεται ως ρευστό. Έτσι κατάτη Μηχανική των ρευστών, στην αεροστατική συμβαίνει ότι καιστην υδροστατική όπου η Αρχή του Αρχιμήδη διατυπώνεται ωςακολούθως:"Σε κάθε σώμα που βρίσκεται μέσα σ΄ ένα αέριο εφαρμόζεταιδύναμη άνωσης ίση με το βάρος του αερίου που εκτοπίζεταιαπό το σώμα".Έτσι αν γεμίσουμε ένα μπαλόνι με αέριο ειδικά ελαφρύτερο απότον ατμοσφαιρικό αέρα μπορεί να πετύχουμε η δύναμη άνωσηςπου θα εφαρμόζεται σ΄ αυτό να είναι μεγαλύτερη από το βάροςτου συστήματος μπαλόνι - αέριο. Τότε το μπαλόνι, που σε όλεςτις παρόμοιες περιπτώσεις ονομάζεται αερόστατο ήαεροστατική σφαίρα, θ΄ αρχίσει να υψώνεται.Μεγάλος φόβος υπάρχει για το αερόστατο υδρογόνου γιατί σεπερίπτωση ατυχήματος υπάρχει κίνδυνος ισχυρής έκρηξης.Αυτή η απειλή έχει αντιμετωπιστεί τοποθετώντας βαλβίδεςασφαλείας υψηλής πίεσης ή με χρήση ηλίου αντί υδρογόνου,πλην όμως επειδή αυτό έχει 4πλάσια πυκνότητα παρέχει πολύμικρότερη άνωση.
  10. 10. 5. ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤο αερόστατο δεν έχει καμία αρνητική επίπτωση στοπεριβάλλον,καθόσον αφενός ο αριθμός των κυκλοφορούντωνειναι πολύ μικρός,αφετέρου η καύσιμη ύλη που χρησιμοποιούνείναι ελάχιστη χωρίς κατάλοιπα.Αποτελεί πιθανόν το πιο "πράσινο" μεταφορικό μέσο στη γη.
  11. 11. 6. ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΣΤΗΝ ΚΟΙΝΩΝΙΑΠολύ σύντομα μετά την πρώτη πτήση του, συνειδητοποιήθηκεη χρησιμότητά του στις στρατιωτικές επιχειρήσεις, αρχικά σερόλους αναγνώρισης και καθοδήγησης πυρών πυροβολικού (καιαργότερα ως μέσο αεράμυνας, κατασκοπείας αλλά καιβομβαρδισμού με τη μορφή αερόπλοιων (Ζέπελιν). Σε τέτοιουςρόλους συνέχισε να χρησιμοποιείται μέχρι και τον ΔεύτεροΠαγκόσμιο Πόλεμο. Σήμερα, το αερόστατο χρησιμοποιείται ευρύτατα σεμετεωρολογικές παρατηρήσεις της ανώτερης ατμόσφαιρας,ψυχαγωγία, αεροδιαφήμιση, καθώς και σε από αέρος έκτακτηανάπτυξη μέτρων ασφαλείας. Εξέλιξη του αερόστατου αποτέλεσε το αερόπλοιο.
  12. 12. 7. ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΚΑΙ ΥΛΙΚΩΝα. Ένα μπαλόνιβ. Ένα φύλλο χαρτί μερσεριζέ διαστάσεων 40χ80 cmγ. Ένα κομμάτι πλέγμα αλουμινίου 4,5χ20 cmδ. Ένα κομμάτι μακετόχαρτοε. Σύρμα λεπτό μονόκλωνο 10 cmστ. Λεπτή κλωστή 3 mz. Κόλλαη. Ψαλίδιθ. Ένα μικρό πινέλο
  13. 13. 8. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣΜικρότερο των 10 ευρώ
  14. 14. 9. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑα. Επτά ημέρες(ένθετο περιοδικό της "Καθημερινής") 15/3/1998 Άρθρο "Η κατάκτηση των αιθέρων" Σελ.22-29β. Εγκυκλοπαίδεια Πάπυρος Λαρούς Μπριτάνικα 1981 Τόμος 3 Σελ.142-143γ. Εγκυκλοπαίδεια Νέα Δομή.Εκδόσεις Δομή 1996 Τόμος 1 Σελ.310-313δ. Νέα Σχολική Εγκυκλοπαίδεια για σας παιδιά.Εκδόσεις Αυλός Τόμος 1 Σελ.146-148ε. Τεχνική Εγκυκλοπαίδεια Πως λειτουργεί.Εκδόσεις Αλκυών 1979 Τόμος 1 Σελ.76-81στ. Πες μου πως-πότε-γιατί "Η κοσμογνωσία μας" Ιπτάμενα τροχοφόρα και πλεούμενα.Εκδόσεις Παγουλάτος 1993Σελ.12-13ζ. Η μνήμη της ανθρωπότητας.Οι μεγάλες εφευρέσεις.Το αερόστατο Εκδόσεις Πάπυρος Λαρούς 1999 Σελ.138-139η. Αεροπορικά σπορ.Π.Καλογεράκου-Κ.Μικρού.Πειραιάς 1980 Αερόστατα θερμού αέρος Σελ.67-69θ. http://el.wikipedia.org/wiki/Αερόστατοι. http://el/science.wikia.com/wiki/Αερόστατο

×