Дещо про
збільшення підіймальної сили
Чому не будують
вакуумних аеростатів чи дирижаблів?
Адже відомо, що чим легшим газом заповнено
кулю, тим більша у неї підіймальна сила. Справді, при сталому об’ємі V аеростата архімедова сила Fa = ρпgV залишається сталою, а сила тяжіння газу
mгg = ρгgV буде тим меншою, чим менша густина газу.
Тоді підіймальна сила
mгg = ρгgV буде тим меншою, чим менша густина газу.
Тоді підіймальна сила
буде тим більша, чим менша густина газу. Саме з цієї причини аеростати та дирижаблі заповнюють гелієм або воднем. Але чому тоді не будують вакуумних аеростатів та дирижаблів, адже в цього літаючого засобу підіймальна сила буде найбільшою?
Причин, по яких
досі не реалізовано цей проект є дві.
Основна
складність, яка виникає під час побудови вакуумного дирижабля чи повітряної
кулі – це створення його жорсткої оболонки.
Сила атмосферного тиску на побудований літаючий апарат досягає
колосально великого значення: наприклад, для дирижабля з об’ємом 100 000м3
вона перевищте 100 000 т!!! Очевидно,
що виготовити оболонку, яка витримала б цю величезну силу тиску і при цьому
була б абсолютно непроникною для газу і досить легкою, - завдання неймовірно
складне. На даному етапі розвитку людства таке завдання вирішити неможливо.
Але світ, і
наука, не стоять на місці. Вони невпинно розвиваються. І, можливо, досить скоро
і цю проблему вдастся вирішити. Який виграш у підіймальній силі дає вакуумний
аеростат (дирижабль) в порівнянні із таким самим, але заповненим легким газом? Нехай
аеростат об’ємом V заповнено гелієм. Якщо знехтувати силою
тяжіння оболонки, то на нього діє підіймальна сила
Fпід = ρпgV – ρгgV = (ρп -ρг)gV
У випадку
вакуумного аеростату на нього діє лише архімедова сила, яка і є підіймальною.
Шукатимемо відношення підіймальної сили вакуумного аеростату до підіймальної
сили такого ж аеростату, заповненого гелієм. Воно дорівнює наступному
виразу: ρп/(ρп – ρг) = 1293/(1293-178) ≈ 1,16.
Замінивши гелій вакуумом, ми виграємо лише 16% в підіймальній силі. Лише на 16% ми збільшуємо підіймальну силу, але ціною подолання неймовірних труднощів під час створення оболонки. Ще менше, лише 7% виграємо в підіймальній силі при зміні вакууму воднем.
Саме з цієї,
другої, причини вакуумні аеростати та дирижаблі не будуються і навряд чи
коли-небудь будуватимуться.
Загибель легендарного дирижабля "ГІНДЕНБУРГ"
Доцільно прочитати:
