kopilkaurokov.ru - сайт для учителей

Создайте Ваш сайт учителя Курсы ПК и ППК Видеоуроки Олимпиады Вебинары для учителей

Проект Менделеев и воздухоплавание

Нажмите, чтобы узнать подробности

Проект создан к 150 летию со дня открытия Периодического закюна и 185 летию со дня рождения Д.И.Менделеева.

Просмотр содержимого документа
«Проект Менделеев и воздухоплавание»


Эпиграф.


…На лугу, на окраине Клина,
         До зари собирался народ,
        Чтоб затмения видеть картину
        И воздушного шара полет.
        Хоть недолго затменье бывает,
        Много тайн для людей осветит.
                                           Е. Ефимовский



Гипотезы:


- правда ли, что люди ещё в древности стремились создать летательные аппараты?

- правда ли, что летательные аппараты имеют практическое значение?

- правда ли, что Д. И. Менделеев увлекался воздухоплаванием?


Цели:


- изучить историю развития воздухоплавания;

- изучить физические основы воздухоплавания;

- изучить практическое значение аэростатов и дирижаблей.

– популяризация знаний о воздухоплавании и роли Д.И.Менделеева в исследовании этой

темы.


Задачи:


  • изучить литературу по истории воздухоплавания;

  • оценить вклад Д.И. Менделеева в развитие воздухоплавания;

  • показать практическое значение воздушных шаров и аэростатов, диражаблей.


План.


I. Введение.

1. История воздухоплавания.

1.1. Аэростат Шарля.

1.2. Аэростат Бланшара.

1.3. Перелет Ла-Манша. 1785.

1.4. Аэростат (привязной) Жиффара.

II. Основная часть.

2. 1. Воздухоплавание в России.

2.2. Менделеев и воздухоплавание. Широта научных интересов Д.И.Менделеева.

2.3. Исследование газов в творчестве Д.И.Менделеева.

2.4. Попытка химического понимания мирового эфира.

2.5. Открытие Д.И. Менделеева - критическая температура.

2.6. Поддержка К.Э. Циолковского в области кинетической теории газов Д. И. Менделеевым.

2.7. Разработка проекта аэростата и его назначение.

2.8. Полёт Д.И.Менделеева на аэростате «Русский».

2. 9. Менделеев Д.И. о своём полёте.

2.10. Использование подушек с водородом для наполнения аэростатов.

2. 11. Д. И. Менделеев поддержал А. Ф. Можайского, первого русского изобретателя самолета с паровым двигателем.

2.12. Заветы Д. И. Менделеева.

2.13. ФАИ и ФВР – ведущие организации воздухоплавания.

2. 14. Герои мирового воздухоплавания.

III. Заключение. Выводы.

3.1. Список использованной литературы

3.2. Приложение.




I. Введение.

1.История воздухоплавания.

Идея подняться на воздух и, освободившись от оков тяжести, воспользоваться громадным воздушным океаном, как путём сообщения, очень стара. Ещё с глубокой древности начались попытки, хотя большей частью тщетные, плавать по воздушному океану. По преданию, Беллерофонт, летая, поднялся до вершины Олимпа; Архип Тарентский изготовил голубя, который носился в воздухе с помощью механического приспособления. По сообщению французского миссионера Бассу, в Пекине, при вступлении на престол китайского императора Фокиена в 1306 г., на воздух поднялся воздушный шар. Позже, Баттиста Данти в Перуджии, затем бенедиктинский монах Оливер Мальмесбури, равно как португалец Гусман строили летательные машины. Иезуит Франсис Лана после сочинения Галльени, «L’art de naviguer dans l’air», построил уже в 1686 г. громадный шар из жести, из которого выкачан был воздух; он выдавал это приспособление за настоящий воздушный корабль. Только когда братья Монголфьеры построили аэростат и когда первый такой шар, наполненный нагретым воздухом, поднялся 5 июня 1783 г. в Аннонэ, а второй, построенный профессором Шарлем и наполненный водородом, поднялся 27 августа 1783 г., открылся путь к осуществлению настоящего воздухоплавания.

1.1. Аэростат Шарля.

Во Франции началась тогда настоящая горячка воздухоплавания, поддерживаемая стремлениями профессора Шарля и воздушными путешествиями Пилатра де Розье, который в сопровождении маркиза д’Арланда первый осмелился (21 ноября 1783) совершить воздушное поднятие. Поездка его длилась 25 минут, причем он достиг высоты 1000 метров. Его примеру последовали вскоре профессор Шарль и Робертс 1 декабря 1783 года, поднявшись с парижского Марсова поля на высоту 2000 метров. Бланшар предпринял 7 января 1785 года первое путешествие через море; он поднялся с утесов Довера и благополучно опустился на французском берегу, по другую сторону Ла-Маншского канала. Аэростат, построенный Бланшаром и снабженный веслами, рулем и парашютом, не мог, по заявлению беспристрастных наблюдателей, производить самостоятельных движений, хотя Бланшар думал добиться этого (он даже назвал свой шар «летучим кораблем»).

1.2. Аэростат Бланшара.

Профессор Шарль усовершенствовал свою систему, снабдив свой шар клапаном для выпускания излишнего газа, так как в высших разреженных слоях воздуха газ, заключённый в шаре, сильно расширялся и грозил прорвать оболочку аэростата, делаемую большей частью из шелка. Для большей безопасности шар окружали сеткой и стали брать с собой балласт, чтобы облегчить и регулировать поднятие и опускание; на случай неожиданного несчастия стали запасаться большими парашютами с диаметром почти в 6 метров (впервые примененными в воздухоплавании Гарнереном в 1797 г.), а ввиду затруднений при опускании на землю ввели в употребление якорь. Однако, все ещё не доставало средства управлять аэростатом, то есть добиться независимости направления шара от воздушных течений, так как только при этом условии воздухоплавание может получить должное значение и сделаться верным средством сообщения.

1.3. Перелет Ла-Манша. 1785.

Несмотря на это, попытки применить аэростат к рекогносцировочной службе начались очень рано: впервые лейтенант военных инженеров Мёнье представил Французской академии наук в 1783 году сочинение: «О применении аэростата для военных целей». Первое подобное применение при осаде Валенсии, в 1793 году, не имело надлежащего успеха. Однако, попытки не прекратились, и 2-го апреля 1794 года правительство поручило капитану инженерного корпуса Кутеллю устроить Воздухоплавательную школу. В основанной вскоре в школе Медоне воспитанники обучались изготовлению аэростатов и обращению с ними. Под начальством Кутелля образовались два отряда так называемых аэростьеров. Шары приготовлялись из шелка, покрытого лаком, и покрывались каучуковой верхней оболочкой. Подобные аэростаты были применены уже в 1794 г. во время осады Мобежа, Шарльруа, Люттиха и при Флерю. Затем Кутелль появился с новым шаром в Рейнско-Мозельской армии, стоявшей перед Майнцем (в 1795 г.), но здесь его постигло несчастие, так как шар его был изорван бурей. Наполеон I расформировал после этого воздухоплавательные отряды. В 1812 году русские стали строить большие шары, из которых предполагалось бросать бомбы на неприятеля, но это не удалось. Во время осады Мальгеры (Венеции) в 1849 г., австрийцы пустили бумажные шары, которые должны были засыпать город бомбами. Но попытка не удалась; шары, гонимые неблагоприятным ветром, приняли другое направление, и бомбы стали падать в австрийский лагерь. Наполеон III пытался в 1859 году, во время австрийско-итальянской войны, узнать расположение неприятельских войск при Сольферино. Для этой цели были снаряжены два воздухоплавателя, Годар и Надар. Надару удалось снять на аэростате туманный фотографический снимок с поля битвы, Годар же не мог сообщить ничего существенного. Во время Американской войны, с 1861 до 1865 г., армия северных штатов употребляла очень часто привязанные или прикрепленные шары, чтобы следить за положением неприятеля в обширных лесах, где велась борьба, и за исходом битвы. Шары этого рода удерживаются на привязи по способу Жиффара с помощью очень крепкого каната. Поднимаясь, воздушный шар сам развивает канат. Свивание каната, то есть опускание шара, происходящее без выпускания газа, производится с помощью паровой машины. Вследствие большого веса и большого числа пассажиров, поднимательная сила, а, следовательно, и величина шара, должна быть очень велика; так, объём Жиффаровского «ballon captif» в Лондоне в 1869 г. и в Париже в 1878—1879 г. достигал 12000 куб. м. Ладья аэростата, вроде омнибуса, вмещала в себя 32 человека; канат был длиной в 650 м и весил около 3000 кг. Устроенная для этого шара арена имела в диаметре 175 метров и была окружена стенкой, обтянутой полотном.

1.4. Аэростат (привязной) Жиффара.

На парижской всемирной выставке в 1889 г. два подобных же шара (ballons captifs) поднимались на высоту 1000 метров и были предназначены для посетителей выставки, которые могли за известную плату подняться для обозрения Парижа. Во время Франко-прусской войны 1870—1871 года аэростаты многократно оказывали французам услуги, в особенности во время блокады Парижа. В Париже и в Луарской армии часто употреблялись привязанные шары (ballons captifs) для разведывания неприятельских позиций, равно как с немецкой стороны во время осады Страсбурга; однако, рекогносцировки с помощью привязанных аэростатов не дали вполне удовлетворительных, пригодных для практики результатов. Наоборот, с помощью свободно поднимающихся шаров удавалось перевозить известия и людей (например, известного депутата и оратора Гамбетту) из Парижа в департаменты, не занятые немецкими войсками; равным образом, с помощью почтовых голубей, взятых на аэростат, удалось послать известия из армии и от правительственной депутации в Туре к главнокомандующему в Париж. Часть употребляемых воздушных шаров гибла, но все-таки полученные результаты были очень вески. После окончания войны 1870 и 1871 гг. военными инженерами всех стран стали производиться испытания для того, чтобы сделать аэростаты пригодными для военных целей. Одним из лучших усовершенствований этого рода являлось применение телефона к воздушным рекогносцировкам, испытывавшееся и в нашей армии и давшее удовлетворительные результаты. Для этой цели привязанный шар соединяли со штаб-квартирой или с наблюдательным отрядом посредством телефона, так что наблюдатель, находящийся на шаре, может непрерывно сообщать обо всех движениях неприятельских отрядов. Нельзя не упомянуть, что привязанные шары (ballons captifs), единственно употреблявшиеся для рекогносцировочных целей, хороши только в тихую погоду; с другой стороны, они сильно страдали также от огня дальнобойного оружия. В XIX веке также было предложено подавать с аэростатов сигналы войскам. После войны 1870 — 71 гг. все воздухоплавательные общества, в особенности парижское, занялись с большим усердием дальнейшим решением задачи воздухоплавания: найти способ управления аэростатом и тем сделать его пригодным для практических целей. Первая рациональная попытка в этом направлении была сделана ранее (в 1852 г.) Генрихом Жиффаром, построившим шар сигаровидной формы, длиной в 44 м и в диаметре 12 м, снабженный винтом, который приводился во вращение паровой машиной.

II. Основная часть. 2. 1. Воздухоплавание в России.

История российского воздухоплавания началась 30 июля 1803 года. В этот день французский воздухоплаватель-изобретатель Андре-Жак Гарнерен, приехавший в Россию со своим воздушным шаром, предложил взять с собой в полет пассажира за 2000 рублей. Счастливчиком оказался престарелый генерал от инфантерии Сергей Лаврентьевич Львов. Одни историки считают, что император Александр I и его генералитет решили тайно выяснить возможность использования аэростатов в военных целях и дали соответствующее поручение Львову. По мнению других исследователей, военный часто жаловался Александру I, что ему не хватает в жизни острый ощущений. В ответ император предложил подчиненному слетать на воздушном шаре. Львов не мог не послушать главу государства. Так или иначе, в шесть часов вечера воздушный шар с Гарнереном и Львовым поднялся в петербургское небо с плаца кадетского корпуса (ныне на этом месте разбит Румянцевский сад) на Васильевском острове. Аэростат полетел в сторону Финского залива, постепенно набирая высоту в 2,5 км. Вскоре ветер неожиданно переменился, и Жак Гарнерен решил опустить шар на землю в районе Красного Села. Так Сергей Львов стал первым россиянином, поднявшимся в небо на воздушном шаре.

Спустя десять месяцев в небо поднялась первая русская женщина. Ею стала дочь пензенского помещика Александра Турчанинова. Однако в отличие от Львова, она вместе с женой Гарнерена наслаждалась на высоте двух километров не чудесным видом Петербурга, а красивой панорамой Москвы. Благодаря рекламным полетам, проводимым французом, воздухоплавание быстро стало популярным в России. Причем воздушные шары использовались не, только в развлекательных, но и военных, а также научных целях. В июне 1804 года химик Яков Дмитриевич Захаров вместе с бельгийским физиком Этьен-Гаспаром Робертсоном поднялись на аэростате, чтобы исследовать атмосферу.

В октябре 1805 года штабс-доктор Лефортовского госпиталя И.Г. Кашинский сконструировал и построил на собственные деньги первый российский аэростат. Во время полетов в Нескучном саду в Москве медик доказал, что его летательный аппарат ничем не уступает зарубежным аналогам. Инициативу Кашинского поддержала госпожа Ильинская. В августе 1828 года она на спроектированном ею шаре поднялась в воздух на высоту 650 метров.

Российские инженеры не только копировали проекты зарубежных коллег, но и пытались усовершенствовать конструкцию воздушных аппаратов. Ученые старались придать аэростатам лучшую маневренность и легкость в управлении. Так, в 1856 году петербургский изобретатель Л. Лазов разработал проект аэростата, который двигался с помощью паруса по особым проволочным рельсам, натянутым на столбы.

Число воздухоплавателей в России быстро росло. В 1870 году было создано Русское общество воздухоплавания. А в 1880 году, по инициативе великого русского химика Дмитрия Ивановича Менделеева, был основан воздухоплавательный отдел Русского технического общества. Спустя четыре года при Главном инженерном управлении появилась «Комиссия по применению воздухоплавания, голубиной почты и сторожевых вышек к военным целям». По ее заключению в феврале 1885 года была сформирована Кадровая военная команда воздухоплавателей. Это первое в русской армии регулярное подразделение под руководством полковника Александра Матвеевича Кованько готовило военных воздухоплавателей и проводило военные учения с использованием аэростатов. Уже в августе 1886 года российские воздухоплаватели участвовали в военных маневрах войск Петербургского военного округа. Боевое крещение аэронавты получили в русско-японской войне 1904–1905 гг. К этому времени было сформировано уже семь воздухоплавательных рот.

К началу XX века Россия вошла в число ведущих воздухоплавательных держав мира. В апреле 1911 года столица Российской Империи – Петербург – принимала Международную воздухоплавательную выставку. А в августе того же года российский экипаж установил мировом рекорд в скорости полетов на дирижабле – 47 км.


    1. Менделеев и воздухоплавание. Широта научных интересов Д.И.Менделеева.


Великий русский учёный Дмитрий Иванович Менделеев известен, прежде всего, как создатель Периодической системы химических элементов. Но сфера его научных интересов была существенно шире, и среди них – воздухоплавание. «Широта ума, сила воображения и активность души – вот что такое гений», – писал Дени Дидро. Эти слова в полной мере можно отнести и к Д. И. Менделееву, хотя он себя гением и не считал: «Трудился всю жизнь, вот и стал гений». Открытия Менделеева в области химии трудно переоценить – он заложил основы современной науки. Во всех славных деяниях Менделеев предстает как энциклопедист, учёный необычайной разносторонности и всеохватного ума.

2.3. Исследование газов в творчестве Д.И.Менделеева.

Менделеев, изучая по заданию Главного инженерного управления теорию упругости газов, столкнулся с двумя сторонами вопроса. С одной стороны, в условиях высоких давлений газ должен быть близок к "предельному объему", с другой, - при незначительной плотности газа водорода можно ждать уничтожения его упругости, т. е. прекращения в дальнейшем расширения. Тогда должно будет признать существование реальной границы для земной атмосферы", - писал Менделеев. Газы, в частности воздух, и вещества, легко переходящие в пар при нагревании, например, вода, тогда уже интересовали учёных.

2.4. Попытка химического понимания мирового эфира.

Одна из гипотез Д. И. Менделеева сводилась к тому, что специфическим состоянием газов воздуха при большом разрежении и мог оказаться «эфир» или некий-то газ с очень малым весом. В рабочей тетради 1874 года учёный выражает ясно ход мысли: «При нулевом давлении у воздуха есть некоторая плотность, это и есть эфир. Важным результатом в области физики, полученным Д. И. Менделеевым, явился вывод уравнения идеального газа, содержащего универсальную газовую постоянную. Также очень важным, но несколько преждевременным, было предложенное Д. И. Менделеевым введение термодинамической шкалы температур. Учёным также было избрано правильное направление для описания свойств реальных газов. В разделе, имеющем отношение к исследованиям газов и жидкостей, Д. И. Менделеевым сделано 54 работы.

2.5. Открытие Д.И. Менделеева - критическая температура.

Менделеев формулирует программу своих физико-химических исследований, считая необходимым изучать такие явления и свойства — изоморфизм, плотность, отношение к нагреванию, действию света, подвижность, коэффициент сжатия, - которые позволяли бы количественно оценить изменения, происходящие при химическом превращении, как бы заглянуть в невидимый мир взаимодействия атомов. Менделеев овладел экспериментальными методами изучения веществ: их приготовлением, очисткой. Известно было, что, повышая давление и понижая температуру, можно приводить некоторые газы в жидкое состояние. В семидесятых годах Д.И. Менделеев открыл, что для каждого газа имеется предел — критическая температура, выше которой газ не может быть сжижен. Он назвал эту критическую температуру абсолютной температурой кипения. Спустя девять лет существование критической температуры было подтверждено английским учёным Эндрюсом в 1870 году. Это уравнение носит название Менделеева – Клапейрона Р ∙ V= n∙ R∙T или Р ∙ V= R∙T. При перечислении своих крупнейших достижений он упоминает и работу в области газов: «По существу четыре предмета составили мне имя: периодический закон, исследование газов, понимание растворов как диссоциации и «Основы химии». Тут всё моё богатство». Считая вопрос "О сжимаемости газов…» весьма важным и требующим разработки, Дмитрий Иванович невольно должен был заинтересоваться строением верхних слоев атмосферы.

2.6. Поддержка К.Э. Циолковского в области кинетической теории газов Д.И.Менделеевым.

К.Э. Циолковский-создатель проектов управляемого аэростата и ракет в своё время получил поддержку Менделеева. Из работ по теории газов выросло увлечение Циолковского аэродинамикой. В 1856 году Менделеев защитил диссертацию “Об удельных объемах”, за которую он получил звание - магистра химии. В ней великий ученый рассмотрел физические свойства газов. Работа сыграла важную роль в развитии воздухоплавания.

2.7. Изучение Д.И.Менделеевым работ знаменитого английского учёного Глешера.

Он тщательно изучает работы в этой области знаменитого английского физика Глешера, неоднократно поднимавшегося на воздушном шаре с научными целями. Позже Дмитрий Иванович писал: "Меня так заняла гордая мысль подняться выше знаменитого англичанина и постичь закон наслоения воздуха при нормальном состоянии атмосферы, что временно я оставил все другие занятия и стал изучать аэростатику".

2.7. Разработка проекта аэростата и его назначение.

Менделеев подчеркивает необходимость опытной проверки своих положений с помощью аэростата, который может подняться в верхние слои атмосферы... Он разрабатывает и проект аэростата, "... допускающего возможность безопасно оставаться на больших высотах в атмосфере". В своем сообщении Химическому и физическому обществу при Петербургском университете он высказывает возможность… " прикреплять к аэростату герметически закрытый оплетенный упругий прибор для помещения наблюдателя, который тогда будет обеспечен сжатым воздухом и может безопасно для себя делать определения и управлять шаром».

Великий ученый мечтал собрать необходимые для постройки аэростата средства за счет продажи издаваемых им книг. В 1876 г., издавая под своей редакцией книгу немецкого ученого Мона "Метеорология или учение о погоде", Менделеев пишет в предисловии: "Издавая предлагаемое сочинение, я имею в виду приобрести через продажу и распространение его средства, необходимые для устройства аэростата, назначаемого для восхождения в верхние слои атмосферы

2.8. Полёт Д.И.Менделеева на аэростате «Русский».

Д.И.Менделеев понимал, что для этого необходимо изучить как нижние, так и верхние слои атмосферы. В 1875 г. он изобрел стратостат. С 1885г. ученые мира готовились к предстоящему полному солнечному затмению, которое должно было состояться 7 августа 1887 года. Менделеев получил срочную телеграмму, где ему предлагалось осуществить наблюдения солнечного затмения с аэростата. В свои пятьдесят три года он радовался, словно юноша. Сама судьба давала ему в руки случай исполнить его мечту. Менделеев осуществил свой знаменитый полет на воздушном шаре «Русский». С Менделеевым должен был лететь пилот-аэронавт Кованько, но из-за прошедшего накануне дождя повысилась влажность, шар намок — двух человек поднять был не в состоянии. Когда Менделеев подходил к аэростату, ему сказали, что у аппарата нет подъемной силы, лететь будет нельзя. По настоянию Менделеева его спутник вышел из корзины, предварительно прочитав ученому лекцию об управлении шаром.
В результате долгих уговоров Менделеев всё же полетел один. Он выбросил все, что показалось лишним. Аэростат не смог подняться так высоко, как требовали того условия предполагаемых экспериментов — солнце частично заслоняли облака. Однако, Менделеев спустя почти 2 часа совершил успешную посадку.

Оглядевшись на высоте версты, Менделеев увидел солнце уже в полной фазе затмения. Главная задача полета – наблюдение солнечного затмения – выполнена. Пора было опускаться. Произошло непредвиденное. Веревка, открывающая регулирующий клапан, от ветра запуталась среди стропов шара. Выход один – лезть по стропам и распутывать веревку. И пятидесятитрехлетний ученый справился с этой задачей. Приземлился он благополучно. Он первый в мире совершил полет на аэростате с определенной научной целью – для наблюдения затмения солнца.

После того, как Менделеев поднялся в воздух в одиночку, наступила темнота, и это, по воспоминаниям Гиляровского, удручающе подействовало на всех. Вскоре журналисты в Клину получили анонимную телеграмму «Шар видели — Менделеева нет», что вызвало панику. В дневнике Менделеева первая запись была сделана в 6 ч 55 м, через 20 минут после взлёта. Учёный отметил температуру 1,2 градуса по Цельсию, показатель давления и записал: «Пахнет газом [шар был наполнен водородом.]. Сверху облака. Ясно кругом (то есть в уровне аэростата). Облако скрыло солнце. Уже три версты. Подожду самоопускания». Аэростат так и не смог подняться на ту высоту, которую требовали условия эксперимента (максимальный «потолок» полёта составил 3,8 км): солнце частично заслоняли облака. Впрочем, Менделееву всё-таки удалось провести некоторые наблюдения за солнечной короной. Когда настало время снижаться, выяснилось, что клапан, отвечающий за снижение аэростата, неисправен. Менделееву удалось починить его, и примерно в 9 часов вечера шар пошёл вниз. 

За время полёта шар покрыл расстояние около 100 километров и приземлился в районе деревни Спас-Угол между Калязином и Переславлем-Залесским. По иронии судьбы, имение это принадлежало писателю — сатирику М. Е. Салтыкову-Щедрину. Сев на поезд в Клину, Менделеев добрался до Москвы, где его встретили журналисты. За этот полёт учёному была вручена медаль Академии аэростатической метеорологии.

По праву остается только восторгаться бесстрашием, мужеством Дмитрия Ивановича, который ради науки готов был рисковать даже собственным здоровьем и жизнью. Свой полет и сделанные наблюдения он подробно описал в статье "Воздушный полет из Клина во время затмения». 7 августа на месте старта — пустыре на северо-западе города, близ Ямской слободы, несмотря на ранний час, собираются огромные толпы зрителей. Во время этого полёта учёный производил измерения с помощью приборов, находившихся в корзине. Среди этих приборов был и сконструированный им дифференциальный барометр, служащий для определения высот. За этот полёт он получил медаль Французской академии аэронавтики.

2. 9. Менделеев Д.И. о своём полёте.

Я должен признаться, меня соблазняла также мысль быть в первый раз на аэростате именно одному". Веревки были отпущены, аэростат начал подниматься и на высоте 600 метров вышел из облаков. К этому моменту солнце находилось в полной фазе затмения. «Прежде всего, нужно сказать, что темноты совсем не было. Были сумерки и притом сумерки ясные, не поздние, а так сказать ранние. Увидев солнце с «короною», я, прежде всего, был поражен им и обратился к нему. Царское   правительство   обошло   молчанием   подвиг великого русского ученого. Однако этим не ограничиваются заслуги Д.И. Менделеева в области развития воздухоплавания в России. Он стал вскоре центром, вокруг которого собирались борющиеся за развитие воздухоплавания в России.

2.10. Использование подушек с водородом для наполнения аэростатов.

Этот полет, организованный военными воздухоплавателями, показал крайне низкий уровень воздухоплавательной техники того времени. Аэростат, рассчитанный на подъем двух человек, мог поднять лишь одного. Крайне сложна была и техника наполнения шара водородом. Менделеев организовал в своей лаборатории опыты по наполнению аэростатов с помощью специальных баллонов для водорода. Он внимательно изучает структуру птичьего крыла и делает наброски его остова. Проявляя большой интерес к летательным аппаратам тяжелее воздуха, он интересовался одним из первых самолётов с воздушными винтами, изобретённым А. Ф. Можайским. Был глубоко убежден, что изобретение летательного снаряда "составит эпоху, с которой начнется новейшая история образованности". По его инициативе был организован воздухоплавательный отдел при Русском техническом обществе. Доклад, сделанный Менделеевым на заседании VI съезда русских естествоиспытателей и врачей, и оживленное обсуждение этого доклада — можно рассматривать как I съезд русских воздухоплавателей. Вскоре начал выходить журнал «Воздухоплаватель». Впервые было привлечено широкое внимание русских инженеров и техников к этому вопросу.

2. 11. Д. И. Менделеев поддержал А. Ф. Можайского, первого русского изобретателя самолета с паровым двигателем.

Из выступления Сергея Петровича Капица профессора, доктора физико-математических наук, автора многочисленных работ в области аэродинамики. Для меня большая честь представлять фигуру Дмитрия Ивановича Менделеева (1834-1907). …Имя Менделеева принадлежит не только российской науке и культуре, но и мировой. Если нужно было бы назвать имя химика, имя химии в мировом масштабе за все время, как существует эта наука, то этим именем был бы безоговорочно назван Менделеев. Это наследие, которое до сих пор определяет научно-технический потенциал нашей страны, с его подачи были организованы Высшие технические институты в Санкт-Петербурге, в Киеве, Екатеринбурге и Томске. Так была заложена основа российской инженерной школы, которая вскоре стала знаменитой во всем мире. Без этого фундамента у нас не было ни электрификации, ни авиации, ни атомного проекта, ни мощной оборонки, ни полета Гагарина. Если бы не было этой традиции, то мы бы не решили проблемы атомной бомбы. Это – прямая линия, которая идет от Менделеева. Я думаю, что нет такого имени в российской науке, которое могло бы близко сравниться с потенциалом и известностью Менделеева. Замечательный патриот, Менделеев придавал особенное значение созданию воздушных кораблей как транспортного средства для Poссии с ее необъятной территорией. Он оставил нам завет овладеть воздушным океаном. «У других стран, — писал Менделеев в своём труде «О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании», — много берегов водного океана. У России их мало сравнительно с ее пространствами, зато она владеет обширными против всех других (образованных) стран берегами свободного воздушного океана. Русским поэтому сподручнее - овладеть сим последним, тем больше, что это бескровное завоевание составит эпоху, с которой начнется новейшая история образованности».

Но вот человеческая мысль нашла выход – был придуман воздушный шар. Д.И.Менделеев, как и многие ученые прошлого столетия, считал, что воздушные шары быстрее овладеют пятым океаном, нежели аппараты тяжелее воздуха. Поэтому он не уставал пристально изучать все детали воздухоплавательного дела. Анализ литературы позволил сделать вывод, что в конце 70 годов Д.И.Менделеев испытывал известную неудовлетворенность в связи с тем, что не мог в полной мере реализовать свой творческий потенциал. На это еще наслаивались личные проблемы в семье. В это время у ученого возникает основательный интерес к изучению верхних слоёв атмосферы с помощью летательных аппаратов, который требует основательного знакомства с техникой воздухоплавания. Об этом свидетельствует письмо ученого к В.П.Верховскому. Как отмечает Р.Б.Добрынин, этими вопросами ученый занимался во время пребывания за границей в 1878 году. Он установил личные связи с учеными, работающими в этом направлении, получил доступ к важным отчетам и материалам. Проблема, которая интересовала Дмитрия Ивановича, сочетала в себе чисто теоретический интерес с практической важностью. Глубоко изучив вопрос, Д.И.Менделеев понимал, что в области исследования сопротивления среды «господствует доныне сбивчивость суждений». Все это побудило ученого расширить первоначальный замысел и провести более длительный анализ проблемы сопротивления среды. Результатом стала монография «О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании», первый том которой вышел в 1880 году. Определенной заслугой является вывод уравнения кадоиды – аналитической зависимости между высотой и временем падения. Нам кажется очень интересным тот факт, что, убедившись в том, что главной причиной аварий аэростатов почти всегда оказывалась газонепроницаемость и недостаточная прочность швов, Дмитрий Иванович предложил отказаться от сферической формы баллона и принять форму двойного конуса, высота которого в 1,73 раза больше радиуса. При этом, на изготовление оболочки потребуется больше материала, но резкое сокращение длины швов и увеличение их прочности и непроницаемости с лихвой компенсирует лишний расход.

Чтобы аэронавты могли безопасно для жизни достичь больших высот, Дмитрий Иванович предложил вместо открытой корзины герметическую гондолу, в которой можно поддержать атмосферное давление. Ее конструкцию он представлял себе так: «Эллиптический резиновый баллон, крепко опутанный снаружи веревками и снабженный предохранительным клапаном от резервуара со сжатым воздухом, достаточен для этого условия. Наблюдатель, таким образом, сможет вне всякой опасности делать свои наблюдения и управлять шаром».

В 1870-х годах «гордая мысль» Д.И.Менделеева подняться выше английского аэронавта Глешера не осуществилась. Заинтересовать воздухоплаванием ученые и технические общества ему тогда не удалось, а продажа книг, доходы, от издания которых Дмитрий Иванович намеревался вложить в постройку аэростата, не только не дала никакой прибыли, но принесла одни расходы. Книги остались лежать у Менделеева, потом другие дела привлекли к себе его внимание. И, может быть, аэронавтический опыт Дмитрия Ивановича так и ограничился бы подъемом на привязанном аэростате Жиффара на Парижской выставке 1872 года, если бы не солнечное затмение 1887 года. Для наблюдения за этим уникальным явлением Д.И.Менделеев совершил полет на воздушном шаре, в котором он потом говорил как об одном из примечательных приключений своей жизни. При этом к своему полету Д.И.Менделеев относился как к научному эксперименту, а к воздушному шару как к обычному физическому прибору, с которым привык иметь дело в лаборатории. В этом проявилась одна из замечательных особенностей менделеевского гения – практичность.

В записках и письмах ученого содержится немало идей, способных при разработке превратиться в ценные изобретения. По странному стечению обстоятельств его статья, посвященная летательным аппаратам была опубликована в Женеве в 1876 году, а спустя ровно 55 лет швейцарец Огюст Пикар совершил первый полет в стратосферу на аппарате с герметической гондолой, о которой писал Д.И.Менделеев.

2.12. Заветы Д. И. Менделеева.

Главный секрет жизни вот какой: один человек — нуль, вместе — только люди». «Удовольствие — пролетит, оно себе, труд оставит след долгой радости — он другим. Учение — себе, плод учения — другим. Долго можно перечислять области, где великий учёный сыграл важную роль для развития и процветания нашей Отчизны, и мы, благодарные потомки, горды этим. Имя Менделеева навечно вошло в список имён величайших учёных всех времён  и народов и стало национальной гордостью нашей Родины. Все его работы, посвящались ли они социально-экономическим вопросам или специальным вопросам химии, физики, метеорологии, объединены одной стержневой идеей, к которой он возвращался вновь и вновь. Этой идеей является борьба за ликвидацию экономической, технической и культурной отсталости России.

2.13. ФАИ и ФВР – ведущие организации воздухоплавания.


Бурное развитие воздухоплавания и авиации на рубеже XIX и XX веков требовало создания международной организации по координации действий аэронавтов и авиаторов разных стран мира.

В июне 1905 года на проходившем в Брюсселе Олимпийском конгрессе руководители аэроклубов из Бельгии, Франции и Германии представили делегатам презентацию с предложением создать Международную Авиационную Федерацию (ФАИ). Присутствующие на конгрессе чиновники поддержали идею. Спустя четыре месяца на международной авиационной конференции, проходившей в Париже, была основана Международная Авиационная Федерация. Ее учредителями и первыми членами стали семь стран: Бельгия, Франция, Германия, Великобритания, Италия, Испания, Швейцария и США.

Советский Союз присоединился к ФАИ в 1935 году. Спустя 70 лет после своего основания федерация объединяла авиационные ассоциации 60 стран. В настоящее время ее членами являются почти 100 государств, в том числе Кения, Мозамбик, Монголия, Малайзия, Кувейт, Кипр, Гватемала, Суринам.

С появлением новых технологий и современного оборудования, а также развития новых авиационных дисциплин организационная структура ФАИ разрасталась, а федерация расширяла сферы своей деятельности. В разные годы ФАИ возглавляли ведущие авиаторы и воздухоплаватели мира. Среди почетных президентов были и россияне, например, заслуженный летчик-испытатель Владимир Коккинаки.

Одно из центральных мест в организационной структуре ФАИ занимает Международная комиссия по воздухоплаванию, которая координирует все вопросы, связанные с развитием мировой аэронавтики. В прошлом году впервые за более чем 100-летнюю историю федерации конференция Международной воздухоплавательной комиссии прошла на территории России. Делегатов из 34 стран мира принимал подмосковный город Дмитров.

Среди участников встречи были и чемпионы мира и Европы Дэвид Бэафорд (Великобритания) и Уве Шнайдер (Германия). Делегаты высоко оценили уровень российского воздухоплавания и единогласно решили провести 11-й Чемпионат мира по полетам на газовых аэростатах 2007 года в городе Дмитров. Более того, в марте 2007 года Россия получила санкцию ФАИ на проведение 8-го Чемпионата Мира по воздухоплаванию в дисциплине «Тепловые дирижабли». У российских воздухоплавателей, которые за последние годы добились больших успехов на тепловых воздушных шарах, появились замечательные возможности продемонстрировать миру свое мастерство как в полетах на свободных газовых аэростатах, так и тепловых дирижаблях.

Интересы России в Международной комиссии по воздухоплаванию представляет центральная воздухоплавательная организация нашей страны – Федерация воздухоплавания России (ФВР). Представители российской организации с правом решающего голоса принимают участие в ежегодных конференциях комиссии и в работе ее комитетов.

ФВР была организована в декабре 1990 года. Она объединяет как людей, профессионально занимающихся деятельностью в области воздухоплавания и авиации, так и пилотов-любителей и просто людей, заинтересованных в развитии воздухоплавания в России. За более чем 15 лет своего существования Федерация успешно провела ряд крупных общероссийских и международных мероприятий, в том числе Кубок Москвы 1993 года; ежегодные международные спортивно-зрелищные фестивали в Москве, в том числе фестиваль в честь 850-летия Москвы; Чемпионаты России по воздухоплаванию (1993 г., 1996–2006 гг.). ФВР организовала зрелищные фестивали воздухоплавателей в самых разных городах России: в Санкт-Петербурге и Рязани, Нижнем Новгороде и Орле, на Кавказских Минеральных Водах и в других регионах России.


2. 14. Герои мирового воздухоплавания.

За более, чем двухвековую историю воздухоплавания десятки людей из самых разных стран мира посвятили аэронавтике свои жизни. И говоря о героях воздухоплавания, нельзя не вспомнить американского воздухоплавателя аэронавта и путешественника Стивена Фоссета (родился в 1944 году). В 1995 году американец совершил первое в мире одиночное путешествие на воздушном шаре через Тихий океан. А летом 2002 года он стал первым человеком в мире, пролетевшим на воздушном шаре в одиночку и без остановок вокруг земного шара. Его кругосветное путешествие началось и закончилось в Австралии и заняло 13 дней 8 часов и 33 минуты. За это время Фоссетт пролетел более 33 тысяч километров. Американский воздухоплаватель вписал свое имя и в мировые рекордсмены по скорости полета. В октябре 2004 года на огромном дирижабле «Цеппелин НТ» он развил скорость в 115 км/ч.

Неоднократно рекорды в скорости, продолжительности и набранной высоте ставили и российские пилоты. Значительный вклад в развитие мирового воздухоплавания внесли и инженеры нашей страны. Выдающимся российским ученым является Николай Егорович Жуковский (1847–1921). Жуковский был одним из основоположников аэродинамики. Его работы по «теории летания» неизменно получали одобрение и высокие оценки мирового научного сообщества. В одной из своих речей «О воздухоплавании» ученый предсказывал: «Человек не имеет крыльев и по отношению веса своего тела к весу мускулов в 72 раза слабее птицы, но я думаю, что он полетит, опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума».

Помимо научных трудов «отец русской авиации» собирал всевозможные летающие модели, воздушные змеи, заводные бабочки и т.п. Жуковский также – постоянный делегат российских делегаций на ведущих мировых встречах воздухоплавателей. Так, осенью 1906 года он представлял Россию на Воздухоплавательном съезде в Милане. Ранее, в сентябре 1900 года, он участвовал в первом международном воздухоплавательном конгрессе в Париже и совершил полет на воздушном шаре. В одном из писем родным он писал: «Вчера вечером был конкурс баллонов (кто пролетит всего далее) в Венсеннском лесу. Конкурс производился от Парижского аэроклуба, и в нем принял участие 21 шар, между которыми были и громадные. Зрелище небывалое, все небо заполнилось летящими шарами».

Важную роль Жуковский сыграл и в пропаганде знаний о воздухоплавании. В 1904 году он создал воздухоплавательную секцию в Московском обществе любителей естествознания, антропологии и этнографии. В 1910 году при непосредственном участии ученого в Московском высшем техническом училище была открыта аэродинамическая лаборатория. А в конце 1918 года Жуковский основал Центральный аэрогидродинамический институт.

III. Заключение. Выводы.

В данной работе дан анализ как научно-теоретического, так и практического аспекта деятельности исследователя-энциклопедиста Д.И. Менделеева в вопросе воздухоплавания. Исходя из всего вышесказанного, можно сделать некоторые выводы, обобщая анализ каждого из рассмотренных вопросов.

Итак, Д.И. Менделеев, являясь поистине великим ученым в области естественных наук, внесшим весомый вклад в развитие воздухоплавания.

Проведенное нами исследование подтверждает гипотезу, что деятельность Д.И. Менделеева можно рассматривать не только, как деятельность великого химика, но и как исследователя воздухоплавания. Дальнейшую нашу работу мы будем осуществлять с более практической направленностью, а именно популяризация знаний о Д.И.Менделееве, гениальном ученом и великом человеке.

Развитие воздухоплавания сыграло очень большую роль, как для авиации, так и других немало важных последующих открытий, рекордов. И до сих пор остается актуальным для многих тысяч людей.
















3.1. Список использованной литературы.
  1. Сергеев Г. «Менделеев», М., «Молодая гвардия», 1974

  2. Голованов Я. К. «Этюды об ученых», М., 1976

  3. Соболева О. Л. «Справочник школьника», М., 2002

  4. http://www.studentu.ru

  5. Кириллова, И. Г.Книга для чтения по физике. -М,: Просвещение. 1986

  6. Воздухоплаванье и авиация. Энциклопедия для детей.

  7. https://ru.wikipedia.org/wik

  8. http://www.activeclub.com.ua

  9. http://flymonitor.ru

  10. http://www.bibliofond.ru
























3.2. Приложение.




Воздушный шар «Русский», на котором Д. И. Менделеев 7 августа 1887 года
совершил полёт для наблюдения полного солнечного затмения

Менделеевская медаль за воздухоплавание.









23




Получите в подарок сайт учителя

Предмет: Всем учителям

Категория: Прочее

Целевая аудитория: 8 класс

Скачать
Проект Менделеев и воздухоплавание

Автор: Соловьёва Валентина Михайловна

Дата: 16.05.2019

Номер свидетельства: 510585

Получите в подарок сайт учителя

Видеоуроки для учителей

Курсы для учителей

ПОЛУЧИТЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО МГНОВЕННО

Добавить свою работу

* Свидетельство о публикации выдается БЕСПЛАТНО, СРАЗУ же после добавления Вами Вашей работы на сайт

Удобный поиск материалов для учителей

Ваш личный кабинет
Проверка свидетельства