Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Вавилов С.И. Большая советская энциклопедия Том 03
 
djvu / html
 

820
АЭРОСТАТИКА
действием внешнего давления. Упругость газов в большей степени чем упругость жидкостей зависит от температуры. Плотность воздуха и его упругость уменьшаются по мере удаления рассматриваемого слоя воздуха вверх от поверхности земли, т. к. эти свойства определяются весом лишь той части земной атмосферы, к-рая расположена над рассматриваемым слоем. Слои воздуха, наиболее близко прилегающие к поверхности земли, являются самыми плотными.
Из закона гидростатического давления следует Закон Архимеда (см.), позволяющий объяснить возникновение подъемной силы, которая действует па тело, погруженное в жидкость или газ. Закон Архимеда устанавливает, что всякое тело, погруженное в жидкость или газ, испытывает давление снизу вверх, равное весу жидкости или газа в объеме данного тела, и, следовательно, теряет в своем весе столько, сколько весит жидкость или газ в объеме данного тела. Закон Архимеда служит основой теории летания аппаратов легче воздуха - аэростатов (см.). Поэтому под А. часто понимают учение об условиях плавания аэростатов в воздухе.
Аэростат представляет собой нек-рую плотную оболочку в виде шара или в виде сигары большого объема, к-рая, будучи наполнена газом, более легким, чем воздух, имеет вместе с присоединенными к ней грузами (корзина, люди) вес меньший, чем вес воздуха в объеме этой оболочки. Условием равновесия аэростата в воздухе является равенство направленной вниз силы веса всей системы аэростата и направленной вверх подъемной силы (приложенной к центру газового объема аэростата). Нарушение этого равенства вызывает взлет аэростата или его спуск.
В воздухоплавании могут применяться лишь те газы, плотность к-рых меньше плотности воздуха. Поэтому в качестве аэростатных газов приняты водород, гелий, светильный газ и нагретый воздух, объединяемые общим наименованием «несущийгаз». Подъемная сила аэростата вычисляется на основании следующих соображений. Каждый кубический метр несущего газа, испытывая давление снизу вверх, равное весу 1 MS воздуха, обладает подъемной силой, равной разности между весом 1 м3 воздуха и весом 1 м3 несущего газа. Подъемная сила 1 м3 несущего газа называется удельной подъемной силой газа и обозначайся
кг/м
воздуха
- т
плот-
гДв Т воздуха - плотность воздуха, а т газа ность газа.
Газ, наполняющий оболочку аэростата, при наличии открытого отверстия внизу оболочки, в момент равновесия имеет у нижнего отверстия оболочки
то же самое давление
(Ро > что и ЭТМОСферНЫЙ
воздух на том же уровне (0) (рис. 1).
Если давление воздуха (или несущего газа) измерять в килограммах на квадратный метр, то величина давления при переходе с нижнего уровня (0) на более высокий будет уменьшаться на вес столба воздуха (или несущего газа) сечением в 1 мг, расположенного между рассматриваемыми уровнями. При расстоянии между этими уровнями h метров уменьшение давления внутри аэростата будет равно А-7Газа а снаружи аэростата на величину ft. 7 воздуха; следовательно, если на нижнем уровне давление газа равно давлению воздуха (ра), то на более высоком
уровне давление газа (PI ) внутри аэростата
Pi -Ра Тгаза
будет больше, чем давление (ft) атмосферного воздуха снаружи аэростата на том же уровне ft=/ o-ft-Y воздуха, поскольку тгаааменьше ТВОздуха. Величина (\р) - превышение давления газа внутри оболочки над давлением атмосферы вне оболочки - называется аэростатическим давлением, или сверхдавлением, газа:
-- PI i И воздуха I газа)
Таким образом, сверхдавление газа в оболочке аэростата возникает на основании физических свойств газов, независимо от конструкции. Сверхдавление газа тем больше, чем больше расстояние (h) между нижним и верхним уровнями газа; оно всегда направлено изнутри аэростата наружу и заменяет собой жесткий каркас внутри матерчатой оболочки; благодаря сверхдавлению сохраняется известная жесткость и неизменяемость формы заполненной газом оболочки аэростата.
При необходимости увеличить сверхдавление газа в оболочке аэростата (напр., чтобы избежать образования вмятин от порывов ветра, когда аэростат стоит на привязи) достаточно лишь удлинить шланг внизу аэростата (рис. 2) и тем увеличить расстояние (h=d-\- l) между нижним и верхним уровнями газа в аэростате. Величина сверхдавления газа в верхней точке аэростата будет
Д/. = /.(< -И).
Неприятным в эксплуатации случаем может оказаться не
полностью выполненное состояние аэростата:нижняя часть оболочки аэростата, не заполненная газом, не испытывает избыточного давления изнутри наружу, а наоборот, находясь только под давлением наружного воздуха, испытывает давление, направленное снаружи внутрь. От этого при всяком проколе нижней части оболочки произойдет подсос воздуха в оболочку. Образование же внутри оболочки аэростата смеси несущего газа с воздухом вызывает загрязнение газа, снижает его удельную подъемную силу; в том случае, когда несущим газом служит водород, его загрязнение ведет к образованию в аэростате взрывоопасной смеси (гре-мучего газа).
Полная подъемная сила аэростата Ф определяется произведением величины удельной подъемной силы / на конструктивный объем V корпуса аэростата (предназначенного для наполнения его несущим газом),
ф = /../.
При равновесии аэростата в полете эта величина должна уравновешиваться полетным весом Q всей системы аэростата, куда входят: мертвый вес G конструкции с необходимым оборудованием, вес q- людей, перевозимого груза п, горючего для моторов (на дирижаблях) и вес балласта Q:
На величину подъемной силы решающим образом влияют величины плотности воздуха и газа, а последние возрастают при понижении температуры

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 640 650 660 670 680 690 700 710


Большая Советская Энциклопедия Второе издание