Е. Е. Карпис.
Воздухоплавание
Воздухопла'вание,летание на аппаратах легче воздуха (в отличие от авиации ). До начала 20-х гг. 20 в. термин «В.» обозначал передвижение по воздуху вообще. Зарождение научных основ В. и первые попытки подняться в воздух, используя законы аэростатики, относятся к 18 в. Как свидетельствует летопись, в России попытка подъёма на большом шаре, наполненном дымом, относится к 1731 (записки С. М. Боголепова, воспроизведённые в рукописи А. И. Сулукадзева «О воздушном летании в России с 906 лета по Р. Х.»). В 1783 член Петербургской АН Л. Эйлер вывел формулы для расчёта подъёмной силы аэростатов . В том же году французы братья Ж. и Э. Монгольфье построили аэростат, названный воздушным шаром . На этом шаре, наполненном тёплым воздухом, в Париже 21 ноября 1783 Пилатр де Розье и д'Арланд поднялись и совершили 25 -минполёт. По предложению французского учёного Ж. Шарля воздушные шары стали наполнять водородом, подъёмная сила которого более чем втрое превышает подъёмную силу нагретого воздуха того же объёма. Первый полёт длительностью 2,5 чна наполненном водородом воздушном шаре диаметром 8,5 мсовершили (также в Париже) Ж. Шарль и Робер 1 декабря 1783. Воздухоплаватели провели замеры давления и температуры воздуха на высоте 3400 м.В России первые полёты на воздушном шаре совершил француз Ж. Гарнерен 20 июня и 18 июля 1803 в Петербурге и 20 сентября 1803 в Москве.
После первых полётов, носивших больше развлекательный характер, аэростаты стали применять с научными (для изучения атмосферы, географических исследований и др.) и военными целями. 30 июня 1804 в Петербурге русский учёный Я. Д. Захаров и бельгийский физик Э. Робертсон совершили полёт на аэростате с целью наблюдения различных физических явлений. Полёт продолжался 3 ч45 мин, была достигнута высота 2550 м. Для торможения и мягкого приземления Захаров впервые применил канат с грузом на конце (гайдроп). В феврале 1805 участники русской кругосветной экспедиции под командованием адмирала И. Ф. Крузенштерна, находясь в г. Нагасаки (Япония), впервые для наблюдения воздушных течений отправили в полёт аэростат, наполненный тёплым воздухом. В 1849 во время борьбы Италии за независимость австрийские войска организовали с помощью небольших (объёмом 82 м 3) свободных аэростатов бомбардировку Венеции зажигательными и разрывными бомбами. В 1859 в сражении при Сольферино французский воздухоплаватель Ф. Надар с привязного аэростата производил разведку расположения австрийских войск, сделав фотоснимки позиций противника. Привязные аэростаты для разведки и корректирования артиллерийского огня применялись также в США во время Гражданской войны 1861-65. Во франко-прусской войне 1871 посредством свободных аэростатов была налажена связь окружённого немцами Парижа с остальной Францией. За 4 месна 65 аэростатах объёмом 1-2 тыс. м 3было переправлено 3 млн. писем и депеш общим весом 16 675 кг, а также 150 пассажиров. В 1871 парижские коммунары пользовались аэростатами для разбрасывания листовок революционного содержания.
С момента возникновения В. до 70-х гг. 19 в. применялись только свободные и привязные аэростаты. Первый проект управляемого аэростата с воздушными винтами, вращаемыми вручную, был выдвинут в 1784 французским военным инженером Ж. Менье. В 40-х гг. 19 в. проекты управляемых аэростатов были предложены русским военным инженером И. И. Третесским, предусматривавшим, в частности, ракетный двигатель, и другими изобретателями. 24 сентября 1852 француз А. Жиффар совершил первый управляемый полёт со скоростью до 11 км/ч(в безветренную погоду) на аэростате с паровым двигателем. В 1869 в России была организована постоянная Комиссия по применению воздухоплавания к военным целям. С 1870 в Усть-Ижорском сапёрном лагере под Петербургом производились наблюдения с аэростатов за передвижениями войск и корректирование артиллерийской стрельбы по невидимым с земли целям. В 1875 русский учёный Д. И. Менделеев выдвинул идею стратостата и обосновал выбор конструкции отдельных его частей. В 1880 был основан воздухоплавательный отдел Русского технического общества. С 1 января 1880 в Петербурге начинает выходить журнал «Воздухоплаватель», издававшийся с перерывами до 1917. В 1885 в Петербурге была учреждена кадровая команда военных воздухоплавателей (в 1887 реорганизована в «Учебный кадровый воздухоплавательный парк»), которая приступила к учебно-тренировочным подъёмам и полётам на аэростатах. По инициативе русских учёных М. А. Рыкачёва, Д. И. Менделеева, М. М. Поморцева и других возобновилось применение В. для научных целей. В 1885 в Главной физической обсерватории, которой руководил академик М. А. Рыкачёв, были разработаны самопишущие метеоприборы, поднимавшиеся на шарах-зондах и воздушных змеях. 19 августа 1887 Менделеев на военном аэростате совершил полёт из г. Клина длительностью 3 ч36 минна высоте 3350 мдля наблюдения солнечного затмения. Русские учёные использовали для научных целей и учебные полёты офицеров, снабжая аэростаты метеоприборами. Одним из организаторов этих полётов и многократным их участником был военный учёный профессор М. М. Поморцев. Ему удалось выработать методику наблюдений, усовершенствовать существовавшие аэронавигационные приборы и создать новые. Научное применение В. не ограничивалось областью метеорологии и аэрологии. Производились попытки применить свободные аэростаты (позднее дирижабли ) для исследования труднодоступных местностей. В 1897, вылетев на аэростате объёмом 5000 м 3с о. Шпицберген, шведский воздухоплаватель С. Андре с двумя спутниками пытался достичь с попутным ветром Северного полюса, но попытка была неудачной, воздухоплаватели погибли.
В 1887 русский учёный К. Э. Циолковский предложил проект цельнометаллического бескаркасного дирижабля с изменением его объёма в полёте и с подогревом газа. Первый успешный полёт дирижабля со скоростью 22-25 км/чбыл совершен французским воздухоплавателем А. Сантос-Дюмоном, который 13 ноября 1899 облетел вокруг Эйфелевой башни в Париже и благополучно вернулся к месту старта. В 1900 в Германии совершил первый полёт дирижабль Ф. Цеппелина. Это был дирижабль жёсткой системы, конструкция которого вскоре стала основной для дирижаблей, строившихся в Германии, Англии и США. Агрессивные устремления правящих кругов Германии и других империалистических держав побуждали развивать В. прежде всего в военных целях. В захватнической войне 1899-1902 против буров английские войска применяли сферические привязные аэростаты. В русско-японской войне 1904-05 и русские, и японские войска использовали привязные аэростаты для корректирования артиллерийского огня. С начала 20 в. получили распространение более совершенные змейковые аэростаты, созданные немцем А. Парзевалем в 1893. Такого типа аэростаты, имея сравнительно обтекаемую форму, вертикальный стабилизатор и боковые паруса, были устойчивы в воздухе и допускали наблюдение при скорости ветра до 60 км/ч. В итало-турецкой войне 1911-12 итальянские войска наряду с привязными змейковыми аэростатами впервые использовали для бомбометания и разведки 3 дирижабля полужёсткой системы. Накануне и во время 1-й мировой войны 1914-18 в наиболее развитых капиталистических странах на вооружении находились разные типы дирижаблей объёмом от 1500 м 3(английский мягкий дирижабль для обнаружения подводных лодок) до 68 тыс. м 3(немецкий жёсткий дирижабль для бомбардировки и дальней разведки). Скорость их полёта 80-130 км/ч, высота 3500-5000 м. Во время войны они эффективно участвовали в морской разведке и охране берегов, в борьбе с подводными лодками на местах стоянок морских судов и при сопровождении судов в море. Также весьма эффективны были и привязные змейковые аэростаты для разведки поля боя и корректирования артиллерийской стрельбы. Только Россия, Франция и Германия имели на фронтах около 550 таких аэростатов наблюдения объёмом 820-1050 м 3, поднимаемых на высоту 600-2000 м. К концу войны в Великобритании, Франции и Италии змейковые аэростаты объёмом 100-270 м 3стали подниматься как заграждения против самолётов на высоту 2-4 км.
После победы Великой Октябрьской социалистической революции по инициативе В. И. Ленина в декабре 1917 началось формирование первых «социалистических воздухоплавательных отрядов» в гг. Петрограде, Москве, Саратове, Новгороде и др. В начале 1918 состоялся 1-й Всероссийский воздухоплавательный съезд, который наметил программу развития отечественного воздухоплавания. В первом советском научно-авиационном учреждении «Летучая лаборатория» (Москва), руководимом профессором Н. Е. Жуковским, в мае 1918 был создан аэростатный отдел. 10 августа 1918 при Реввоенсовете Республики создаётся Полевое управление авиации и воздухоплавания действующей армии (Авиадарм). Советские воздухоплаватели активно участвовали в годы Гражданской войны в боях под Царицыном, Камышином и др. Новым в боевом использовании привязных аэростатов был подъем их для разведки и корректирования артиллерийского огня с судов речных флотилий (на Волге и Днепре), а также с бронепоездов. Впервые аэростат был поднят 16 марта 1919 с бронепоезда «Черноморец», действовавшего на Южном фронте, 2-й воздухоплавательный отряд во взаимодействии с бронепоездом «Воля» за 2 недели ожесточённых боев произвёл 75 подъёмов аэростатов. Советские военные воздухоплаватели совершили на всех фронтах за годы Гражданской войны около 7 тыс. боевых подъёмов, проведя в воздухе более 10 тыс. ч.
27 июля 1920 в честь 2-го конгресса 3-го Интернационала состоялся полёт свободного аэростата. Н. Д. Анощенко, И. И. Олеринский и Л. Э. Куни поднялись на аэростате с Красной площади в Москве, достигли высоты около 5000 ми приземлились у г. Богородска. С 1921 начались регулярные полёты на аэростатах с учебной и тренировочной целями и одновременно проводились научные наблюдения. 26 января 1921 Совет труда и обороны постановил создать специальную комиссию для разработки программы по В. и авиационному строительству. Было проведено несколько конкурсов на создание лучших образцов воздухоплавательных аппаратов. 8-9 ноября 1922 Н. Д. Анощенко, И. И. Мейснер и Н. Г. Стобровский на свободном аэростате совершили полёт продолжительностью 22 ч10 минна расстояние 1273 км(из Москвы до озера Лиекса в Северной Карелии). Это было рекордное достижение. 12 октября 1924 Обществом друзей воздушного флота были проведены первые Всесоюзные воздухоплавательные состязания, в которых участвовало 8 аэростатов (5 аэростатов объёмом по 640 м 3, 2 - по 1437 м 3и 1 - 2000 м 3). Была достигнута наибольшая высота 2485 ми продолжительность полёта 23 ч10 мин.
После окончания 1-й мировой войны в США, Франции, Италии, Германии и других странах продолжалось строительство дирижаблей различных систем объёмом от 1400 м 3 (полумягкая система) до 184 тыс. м 3(жёсткая система) для перевозки пассажиров, грузов и для военных целей. Достижения В. в этих странах нашли своё отражение в полётах дирижаблей 20-х гг. В мае 1926 норвежец Р. Амундсен на дирижабле полужёсткой системы «Норвегия» (конструкции итальянского инженера У. Нобиле) объёмом 18,5 тыс. м 3, оборудованном 3 двигателями мощностью по 185 квт(250 л. с.),совершил за 71 чбеспосадочный перелёт с о. Шпицберген через Северный полюс на Аляску. В 1928 на таком же дирижабле У. Нобиле отправился в полёт через Северный полюс. В 1929 немецкий дирижабль жёсткой системы «Граф Цеппелин» объёмом 105 тыс. м 3совершил с 3 промежуточными посадками кругосветный перелёт протяжённостью 35 тыс. кмза 21 день. Средняя скорость полёта была 177 км/ч. Позже, в 1932-37, дирижабль, совершив 136 полётов в Южную Америку и 7 полётов в США, перевёз 13 110 пассажиров.
В 30-е гг. для изучения стратосферы в разных странах совершались полёты на стратостатах. 27 мая 1931 бельгийцы А. Пикар и М. Кипфер на стратостате объёмом 14 300 м 3пробыли в воздухе 16 чи поднялись на высоту 15 780 м, а 12 августа 1932 на том же стратостате Пикар и М. Козине пробыли в воздухе 11 ч45 мини поднялись на высоту 16 370 м. 30 сентября 1933 советские стратонавты Г. А. Прокофьев, К. Д. Годунов и Э. К. Бирнбаум на стратостате (конструкции К. Д. Годунова) «СССР-1» объёмом около 25 тыс. м 3достигли высоты 19 тыс. м, пробыв в воздухе 8 ч20 мин. 30 января 1934 советские стратонавты П. Ф. Федосеенко, А. Б. Васенко и И. Д. Усыскин на стратостате «ОАХ-1» объёмом 24 920 м 3достигли высоты 22 тыс. м, пробыв в воздухе 7 ч04 мин. 11 ноября 1935 американские стратонавты А. Стивенс и О. Андерсон на стратостате «Эксплорер-2» объёмом 105 000 м 3поднялись на высоту 22 066 м. Полёты стратостатов и шаров-зондов с автоматическими радиопередатчиками до высоты 40 кмзначительно расширили применение В. для научных исследований.
В СССР В. получило распространение также и в спортивных целях - в состязаниях на продолжительность, высоту и дальность полёта. 9 марта 1935 пилот В. А. Романов и профессор И. А. Хвостиков на аэростате с открытой гондолой достигли высоты 9800 м, а 3 сентября 1935 И. И. Зыков и А. М. Тропин на аэростате объёмом 2200 м 3осуществили рекордный полёт продолжительностью 91 ч15 миниз Москвы в Актюбинскую область, 29 сентября - 4 октября 1937 на советском дирижабле «СССР В-6» объёмом 19 тыс. м 3с 3 двигателями мощностью по 177 квт(240 л. с.) был установлен мировой рекорд продолжительности полёта - 130 ч27 мин. На борту дирижабля находились 16 человек экипажа: командир экипажа И. В. Паньков. Наибольших успехов среди женщин добилась А. П. Кондратьева, которая 14-15 мая 1939 на сферическом аэростате «СССР ВР-31» объёмом 600 м 3пролетела за 22 ч 44 минрасстояние 481 км. 16 марта 1941 С. С. Гайгеров и Б. А. Невернов совершили рекордный (по продолжительности и дальности) полёт на аэростате из Москвы в Новосибирскую область, пролетев за 69 ч20 мин2767 км. К началу Великой Отечественной войны из 24 официально зарегистрированных мировых рекордов в области В. 17 были завоёваны советскими воздухоплавателями. Широкое применение В. нашло в годы Великой Отечественной войны 1941-45. Аэростаты наблюдения вели длительную артиллерийскую разведку, корректировали огонь батарей. Большое распространение в системе противовоздушной обороны гг. Москвы, Ленинграда и других от налётов немецко-фашистской авиации получили аэростаты заграждения (АЗ). Значительный вклад в создание совершенных конструкций АЗ внесли коллективы инженеров, руководимые В. Н. Архангельским, К. Д. Годуновым. В обеспечении надёжной эксплуатации АЗ большую роль сыграли военные инженеры, подготовленные в Военно-воздушной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского профессорско-преподавательским составом, возглавляемым профессором В. А. Семёновым. Кроме привязных аэростатов, в дни войны для перевозки специальных грузов в тылу применялся дирижабль мягкой системы «В-12» объёмом 3 тыс. м 3. В 1944 под руководством инженера Б. А. Гарфа был сконструирован и построен дирижабль «Победа» объёмом 5 тыс. м 3, показавший отличные лётные качества. С 1945 по 1947 этот дирижабль применялся на Чёрном море для отыскания минных полей, затонувших судов и др. Начиная с 1950-х гг. полёты отечественных дирижаблей прекратились. В США и ФРГ до 1960-х гг. эксплуатировалось несколько дирижаблей мягкой системы. Большинство их полётов совершалось с рекламными целями.
После окончания Великой Отечественной войны спортивное и научное В. в Советском Союзе продолжает развиваться. 3 июля 1945 на аэростате «СССР ВР-70» объёмом 600 м 3поднялись в воздух С. А. Зиновеев и А. М. Боровиков для научных наблюдений атмосферного электричества, а 9 июля 1945 с аэростата «СССР ВР-63» они провели наблюдение солнечного затмения. 11 ноября 1945 на субстратостате «ВР-79» объёмом 2700 м 3Г. И. Голышев и М. И. Волков поднялись на высоту 11 500 мдля изучения физических явлений в верхних слоях атмосферы. 27 апреля 1949 на аэростате «СССР ВР-79» объёмом 2700 м 3П. П. Полосухин и А. Ф. Крикун поднялись на высоту 12100 м. 25-28 октября 1950 советские аэронавты С. А. Зиновеев, С. С. Гайгеров и М. М. Кирпичёв совершили полёт на том же аэростате из Москвы в Казахстан, пролетев по прямой около 3200 кмза 84 ч24 мин. Полёт происходил на высоте более 5 тыс. м. 50-е гг. ознаменовались большим скачком в изучении физики атмосферы и, в частности, закономерностей движения воздушных масс. Были открыты так называемые струйные течения в атмосфере. Возникла возможность создания карт струйных течений над всем земным шаром и прогнозирования трассы полёта аэростата с момента его старта на несколько суток предстоящего полёта. Одновременно с расширением знаний по физике атмосферы произошли и существенные изменения в воздухоплавательной технике. Химическая промышленность выпустила новые пластические материалы для изготовления оболочек аэростатов (полиэтилен, полиэтилен-терефталат и др.). Эти материалы прозрачны, прочны, морозостойки, очень легки (1 м 2такой плёнки весит 30-50 г) и мало нагреваются лучами Солнца. На аэростате, выполненном из таких материалов, можно достичь высоты около 40 кми продолжительности полёта более 15 суток. Достижения радиотехники, электроники, автоматики, точного приборостроения и др. позволили создать надёжно летающие и выполняющие сложную исследовательскую программу беспилотные свободные аэростаты, называемые автоматическими аэростатами. Ими пользуются для изучения воздушных струйных течений, для географических и медико-биологических исследований в нижних слоях стратосферы, как стартовыми площадками для запуска метеорологических ракет и подъёма телескопов и т.д.
Лит.:Жуковский Н. Е., Теоретические основы воздухоплавания, кн. 1-3, М., 1911-12; Циолковский К. Э., Аэростат металлический управляемый, М., 1892; Молчанов П. А., Полёты в стратосферу, М. - Л., 1935; Стивенс А., Два полёта американских стратостатов, пер. с англ., М., 1937; Воробьев Б. Н., Циолковский, М., 1940; Стобровский Н. Г., Воздухоплавание, М., 1949; его же, Наша страна - родина воздухоплавания, М., 1954; Ревзин С. В., Свободное воздухоплавание, М., 1951; Анощенко Н. Д.. Воздухоплаватели, М., 1960.
Н. Ф. Логинов.
Привязной змейковый аэростат русской армии в годы 1-й мировой войны 1914-18.
Дирижабль «В-6» полужёсткой системы.
Русский военный дирижабль «Альбатрос» времён 1-й мировой войны 1914-18.
Сферический аэростат в полёте.
Дирижабль «В-1» мягкой системы.
Свободный и привязной аэростаты на Красной площади в Москве 27 июля 1920.
Русский военный привязной сферический аэростат, применявшийся во время русско-японской войны 1904-05.
Аэростат наблюдения на фронте Великой Отечественной войны 1941-45.
Аэростат «СССР ВР-79».
Воздухоподготовка
Воздухоподгото'вка, обработка воздуха для придания ему качеств, отвечающих технологическим или санитарно-гигиеническим требованиям. В. широко применяется в системах воздушного отопления , вентиляции и кондиционирования воздуха промышленных, общественных, жилых и с.-х. производственных зданий и сооружений, средств транспорта (железнодорожных вагонов, речных и морских судов, самолётов), космических летательных аппаратов и т.д. В. включает очистку воздуха от пыли, вредных газовых примесей, запахов и бактерий, подогрев, охлаждение, увлажнение и осушение воздуха, добавление кислорода и ароматических веществ. Для В. применяются воздушные фильтры , фильтры-поглотители газов и запахов, ультрафиолетовые бактерицидные лампы, воздухопромыватели, воздухоподогреватели , воздухоохладители , регенерационные и увлажнительные устройства, форсуночные и насадочные камеры, а также кондиционеры .
Е. Е. Карпис.
Воздухоподогреватель
Воздухоподогрева'тель,теплообменный аппарат для нагревания проходящего через него воздуха. В. широко применяют в котельных установках тепловых электростанций и промышленных предприятий, в печных агрегатах промышленности (например, металлургической, нефтеперерабатывающей), в системах воздушного отопления , приточной вентиляции и кондиционирования воздуха .
В качестве теплоносителя используют горячие газообразные продукты сгорания (в котельных и печных установках), водяной пар, горячую воду или электроэнергию (в системах отопления и вентиляции).
По принципу действия В. разделяют на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных В. теплообмен между теплоносителем и нагреваемым воздухом происходит непрерывно через разделяющие их стенки поверхностей нагрева, в регенеративных - теплообмен осуществляется попеременно нагреванием и охлаждением насадок (металлических или керамических) неподвижных или вращающихся поверхностей нагрева В. На тепловых электростанциях применяются главным образом трубчатые (стальные и чугунные) рекуперативные В., реже - вращающиеся регенеративные. В металлургической промышленности широко распространены регенеративные В. периодического действия с керамической насадкой. Современные металлические В. позволяют нагревать воздух до 450-600° С, В. с керамической насадкой - до 900-1200°С.
И. Ф. Ливчак.
Воздушная армия
Возду'шная а'рмия,оперативное объединение фронтовой (тактической) и стратегической авиации в вооружённых силах СССР и США во время 2-й мировой войны 1939-45. В. а. предназначалась для решения самостоятельных задач путём проведения воздушных операций на театре военных действий и для совместных боевых действий с оперативными объединениями сухопутных войск, а на приморских направлениях и с ВМФ. Организационно состояла из нескольких авиационных соединений, отдельных частей, учреждений, а также частей обеспечения и обслуживания. В СССР В. а. фронтовой авиации созданы в 1942. В ВВС фашистской Германии авиационными оперативными объединениями являлись воздушные флоты.
Н. М. Кожевников.
Воздушная завеса
Возду'шная заве'са,устройство в системе местной приточной вентиляции для предотвращения поступления наружного холодного воздуха в производственное помещение через открытые двери (или ворота) промышленного здания. Состоит из воздуховодов с продольными щелями, через которые вентилятором со скоростью от 8 до 20 м/секнагнетается воздух под углом 30-45° к плоскости проёма навстречу потоку, стремящемуся проникнуть в помещение. В. з. используется также у проёмов в ограждении технологического оборудования (где она препятствует выбиванию горячего загрязнённого воздуха в помещение) и в других случаях, когда необходимо перекрыть воздушный поток через проём. Нагнетаемый вентилятором воздух часто предварительно подогревается; такое устройство (с применением воздухоподогревателя) называется воздушной тепловой завесой.
Двусторонняя боковая воздушная завеса: 1 - воздуховод; 2 - воздуховыпускная щель; 3 - вентилятор с электродвигателем; 4 - калорифер.
Воздушная линия
Возду'шная ли'ния,то же, что авиалиния . Часть земной поверхности, над которой проходит В. л., является её трассой. В. л. СССР, по которым совершают рейсы самолёты гражданской авиации, делятся на союзные, местные и международные. Союзные В. л. связаны между собой и соединяют Москву и некоторые другие города страны с республиканскими, краевыми, областными центрами, промышленными районами, курортами союзного значения. Местные - соединяют районы, а через них населённые пункты, крупные совхозы и колхозы с областными, краевыми, республиканскими центрами. Международные В. л. выходят за пределы государственных границ СССР и связывают его с другими странами. См. также Воздушный транспорт .
В. Н. Шапошников.
Воздушная подушка
Возду'шная поду'шка,область повышенного давления воздуха между основанием машины и опорной поверхностью, между подвижными и неподвижными элементами механизмов в приборах, машинах-орудиях. Применяется в транспортных устройствах (