Аэроста́т (от греч. Αερ — «воздух» ; στατός — «неподвижный» ) — летательный аппарат легче воздуха, принцип действия которого основан на законе Архимеда .

Для создания подъёмной силы используют заключённый в оболочке газ или нагретый воздух (либо сочетание того и другого) с плотностью меньшей, чем плотность окружающего воздуха .

Типы

Различают аэростаты:

• привязные , например заградительный аэростат , аэростат наблюдения;
• свободнолетящие , аэростаты, поднимающиеся на высоту более 11 километров, называют стратостатами ;
• аэростаты с двигателем — дирижабли .

По природе газа, используемого для наполнения оболочки:

По типу наполнения аэростаты делятся на:

• газовые — шарльеры ;
• тепловые — монгольфьеры ;
• комбинированные (газовые и тепловые одновременно) — розьеры .

Для наполнения шарльеров применялись и применяются водород и (реже) светильный газ ; но эти газы горючи, а их смеси с воздухом взрывоопасны, что требует дополнительных мер предосторожности. Данного недостатка лишён инертный гелий , который также используется в шарльерах; однако гелий достаточно дорог, что препятствует его повсеместному применению в воздухоплавании . Также возможно применение аммиака , который, будучи относительно тяжёлым, всё же легче воздуха.

Монгольфьеры наполняют нагретым воздухом.

По способу перемещения относительно земли:

• свободноплавающие;
• привязные;
• управляемые.

Применение

Аэростаты впервые позволили человеку подняться в воздух ( Монгольфьер , 1783). В 1862 году воздухоплаватели на аэростате «Mammoth» достигли высоты 9000 метров и столкнулись с проблемой кислородного голодания . В 1931 году Огюст Пикар вывел свой аэростат FNRS-1 в стратосферу на высоту в 15 км.

В России проект высотного аэростата для полётов в стратосферу был представлен Дмитрием Менделеевым 19 октября 1875 года. Большинство учёных-современников сочли идею нереализуемой, в связи с чем Менделеев не смог получить финансирование своего проекта. В 1887 году Менделеев по приглашению Императорского Русского технического общества совершил полёт на воздушном шаре «Русский» для наблюдения за солнечным затмением 19 августа . Максимальная высота полёта составила 3800 м, дальность 100 км . С конца XIX и до Первой мировой войны одним из организаторов полётов на аэростатах для научных исследований атмосферы был Александр Кованько .

Военное применение

Блестящим доказательством необходимости привязных аэростатов для армии являлся рост их количества в армиях иностранных государств, а также и в русской армии во время Первой мировой войны.

Германия, имевшая к началу войны всего лишь 27 боевых воздухоплавательных единиц, к концу войны имела их 214; Франция с 12 боевых единиц на сухопутном фронте довела их количество до 200 (кроме того, она имела около 80 морских привязных аэростатов); Великобритания, имевшая к началу войны всего лишь одну воздухоплавательную часть с привязным аэростатом, к концу войны насчитывала 83 воздухоплавательных части на сухопутном фронте и около 80 морских привязных аэростатов; Россия с 27 единиц к началу войны увеличила их количество к концу войны до 83 .

Во время Второй мировой войны аэростаты широко применялись для защиты городов, промышленных районов, военно-морских баз и других объектов от нападения с воздуха. Действие аэростатов заграждения было рассчитано на повреждение самолётов при столкновении с тросами, оболочками или подвешиваемыми на тросах зарядами взрывчатого вещества. Наличие в системе ПВО аэростатов заграждения вынуждало самолёты противника летать на больших высотах и затрудняло прицельное бомбометание с пикирования .

Кроме использования в системе ПВО привязные аэростаты применялись для наблюдения за полем боя, корректировки артиллерийского огня и разведки. Также — запуск автоматических аэростатов с зажигательными бомбами и со стальными тросами (для замыкания линий электропередач) , разбрасывание пропагандистских листовок .

Во время холодной войны широко использовались странами запада для ведения разведки над территорией СССР . Программа использования АДА носила название «Моби Дик». Аппараты были малозаметны, автономны, относительно дёшевы и летали на больших труднодоступных в то время высотах — свыше 20 километров. Это делало обнаружение АДА трудным, а уничтожение неадекватно дорогим: зенитная ракета стоила дороже самого аэростата. Поэтому для борьбы с АДА были разработаны специальные высотные самолёты М-17 .

Программа АДА была свёрнута в 1962 году .

В СССР во время холодной войны были созданы аэростат-постановщик пассивных помех АРП, боевые аэро­статы ближнего и дальнего действий БАБ-325 и БАД-3500 (БАБ-325 нес бомбовую нагрузку 180 килограммов, а БАД-3500 — 1,2 тонны), аэростат-фоторазведчик АФ-3БВ, аэростат метеорологической разведки МР-2, высотный аэростат-носитель агитматериалов АГ-6 .

Гражданское применение

Одна из основных областей применения — подъём на необходимую высоту систем видеонаблюдения, связи, получения метеоданных .

В конце 1920-х годов немецкий физик Плаусон ( англ. ) с успехом применил привязные аэростаты в качестве приемников атмосферного электричества . С одиночного аэростата в ясную погоду удавалось снять до 3,5 киловатт электрической мощности при напряжении около 120 киловольт. Позже с этим эффектом столкнулись при использовании тросов аэростатов заграждения в качестве антенн дальней радиосвязи. Эта технология может применяться для автономного энергоснабжения. Выход энергии может быть повышен с помощью дугового разрядника, подвешенного на тросе под аэростатом для ионизации атмосферы.

30 января 1930 года советский учёный П. А. Молчанов запустил первый в мире метеорологический радиозонд . 1 апреля 1935 года С. Н. Вернов провёл измерения космических лучей на высоте до 13,6 км с помощью пары счётчиков Гейгера.

Два аэростата летали в атмосфере Венеры . В июне 1985 года с советских автоматических межпланетных станций «Вега-1» и «Вега-2» , пролетавших в окрестностях планеты, было «сброшено» по посадочному модулю и по атмосферному зонду. Аэростатные зонды произвели снижение на парашютах и после наполнения их оболочек гелием начали дрейф в атмосфере планеты на высоте 53-55 км, проводя измерения метеорологических параметров. Продолжительность работы обоих зондов составила более 46 часов.

Рекорды

27 мая 1931 года Огюст Пиккар и Пауль Кипфер первыми сумели достичь стратосферы на воздушном шаре.

31 августа 1933 года Александр Даля, находясь на борту открытого воздушного шара, сделал первый аэрофотоснимок , на котором видна округлость Земли .

30 сентября 1933 стратостат СССР-1 совершил рекордный подъём на высоту 19 км с экипажем в составе: Бирнбаум Э. К. , Годунов К. Д. , Прокофьев Г. А.

30 января 1934 года рекорд высоты в 22 000 м был взят на советском стратосферном аэростате « Осоавиахим-1 ». Данный рекорд был омрачён печальным событием: во время спуска погибли аэронавты П. Ф. Федосеенко , А. Б. Васенко и И. Д. Усыскин . Гелиевый аэростат Explorer II , пилотируемый офицерами Авиационного корпуса Сухопутных войск США (капитаном Оврилом А. Андерсеном, майором Уильямом Кепнером и капитаном Альбертом У. Стивенсом), достиг новой рекордной высоты в 22 066 м 11 ноября 1935 г.

Текущий рекорд высоты для многоместного пилотируемого аэростата был установлен 4 мая 1961 года: Малкольм Росс и на шаре стартовали с палубы корабля USS Antietam в Мексиканском заливе и поднялись на высоту 34 668 м .

Текущий рекорд установил 24 октября 2014 года Алан Юстас , поднявшись над американским штатом Нью-Мексико на высоту около 41 421 метра в скафандре, прикреплённом к воздушному шару.

1 марта 1999 года Бертран Пиккар и Брайан Джонс отправились на аэростате из швейцарской деревни Шато-д’О ( фр. ) в первый беспосадочный кругосветный полёт. Они приземлились в Египте после 40 814 километров полёта спустя 19 дней, 21 час и 55 минут (средняя скорость 85,4 км/ч).

Рекорд высоты для беспилотного шара составляет 53,0 км; шар был запущен JAXA 25 мая 2002 года из префектуры Иватэ , Япония. Это самая большая высота, когда-либо достигнутая воздухоплавательным аппаратом: только ракеты, ракетные самолёты и артиллерийские снаряды могут летать выше.

См. также

• англ.

Примечания

Литература

• — М.; Л., 1936.— 135 с. ( DjVu -файл, 5,6 МБ; см. также оригинальное 1910 г.; пилотаж газовых аэростатов)
• Silberer V. — Berlin, 1909. (нем.) (эксплуатация газовых аэростатов; см. не DjVu, а PDF-файл)

Ссылки

• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.