🤳🏼 🈲 👂🏻 Auf dem Weg ins All. Stratostaten 😓 👩‍👩‍👦 📿

Heute werden wir sehen, was die Vorfahren in den 1930er Jahren in einer Entfernung von 20 Kilometern zum ersten Mal von der Erde entfernt haben.

Die Gondel des Stratosphärenballons "UdSSR-1": Kettenhemd Aluminium , Isolierung aus Hirschfilz, Stoßdämpfer aus Weidenruten.

1. Hintergrund. Warum?

Eines der wichtigsten wissenschaftlichen Ziele der Reise in die Stratosphäre war die Messung der Intensität der kosmischen Strahlung . Die besten Bedingungen dafür waren weit von der Erdoberfläche entfernt, je weiter desto besser. Und da eine Person die damalige Ausrüstung bedienen musste, sollten Flüge natürlich besetzt sein.

Gleichzeitig blitzte vor dem Militär angesichts des bevorstehenden großen Krieges die Idee einer Luftfahrt in Superhöhen mit beispielloser Geschwindigkeit und außerhalb der Reichweite von Flugabwehrfeuer auf.

Die Interessen von Wissenschaftlern und Militär stimmten überein. Multipliziert mit der Romantik der Entdeckungen und dem Streben nach Aufzeichnungen führten diese Faktoren zu einem kurzen Boom in der Stratonautik der 1930er Jahre.

Es gab drei Spieler in der Stratosphäre: die Schweizer Auguste Piccard, die UdSSR und die USA. Von 1931 bis 1935 bauten diese Teilnehmer ein Dutzend Stratostaten und stellten sechs Welthöhenrekorde auf.

2. Das Gerät der Gondel

Da der Druck in der Stratosphäre extrem niedrig ist, benötigt eine Person dort eine luftdichte Kapsel oder einen Raumanzug. In den 1930er Jahren entschieden sie sich für die erste, einfachere Version.

Sie entwickelten die Gondeln sehr sorgfältig - zum Beispiel fertigten sie ein Holzmodell in Originalgröße für das Cockpit des stratosphärischen Rekordballons „UdSSR-1“ an, erarbeiteten Layoutentscheidungen, führten die Gondel in Metall aus, testeten sie mit Druck und durften erst dann fliegen.

Gondeln der ersten sowjetischen StratostatenAusgestattet mit einer stoßdämpfenden Vorrichtung aus Weidenruten unter der Kabine (siehe erstes Bild).

Bei einer Geschwindigkeit von mehr als 5 m / s sollte der „Korb“ brechen und die Aufprallenergie absorbieren. Auguste Piccards

erster "echter" Stratosphärenballon "FNRS-1" hatte sozusagen nur persönliche Stoßdämpfer: Die

Amerikaner gingen nicht weiter - Explorer II war nur mit Helmen für den American Football ausgestattet.

Kohlendioxid in der Gondel wurde von Kartuschen mit Natriumhydroxid (Natriumhydroxid) absorbiert, Sauerstoff wurde manuell aus Flaschen mit flüssigem oder gasförmigem O 2 zugegeben.

Die Luftfeuchtigkeit in den Gondeln wurde oft in keiner Weise reguliert, erreichte schnell 100% und fiel in Form von Tau oder Frost an die Wände. Auf einem der FlügeSowjetische Stratonauten hatten kaum Zeit, die Parametermessungen abzuschließen, bevor die Kondensatflüsse die Risiken auf den mit Tinte hergestellten Instrumentenwaagen wegwuschen. Später erschienen Feuchtigkeitsabsorber. Es gab eine interessante Idee, die Luft durch Abkühlen abzulassen, bis Kondensation ausfiel, aber sie wurde meines Wissens nicht getestet.

Die nächste Frage ist die Wärmeregulierung in der Kabine, da die Temperatur in der Stratosphäre -50 ...- 60 Grad beträgt.

Die FNRS-1-Gondel war die originellste von allen:

Einerseits war sie weiß und andererseits schwarz lackiert. Laut dem Schöpfer sollte die Drehung der Kugel in die eine oder andere Richtung zur Sonne die Temperatur in der Gondel regulieren.

4 - Propeller zur Drehung der Gondel.
In der Praxis funktionierte das Gerät nicht, die Sonne schien von der „schwarzen“ Seite und die Innentemperatur im ersten Flug von Piccard stieg auf +38.
Im nächsten Flug wurde der Ventilator entfernt und die gesamte Kapsel mit Silber bedeckt. Im Inneren wurde es minus 16.

Amerikanische Designer taten dasselbe, aber auf ihre eigene Weise:

Es wurde angenommen, dass die obere Hälfte der Kugel Sonnenstrahlung reflektieren und die untere Hälfte Wärme von der Erde absorbieren würde. Die Idee funktionierte besser als die vorherige, war aber auch nicht genial: Während der Flüge in der Gondel waren fröhliche +5 Grad.

Sowjetische Stratonauts isolierten einfach Metallgondeln, bedeckten sie mit Stoff und bemalten sie in Grau oder Blau. Wie die Praxis gezeigt hat, war diese Lösung die erfolgreichste.

Der Konstrukteur von FNRS-1 Piccar löste das Problem der Abdichtung des Steuerseils des Manövrierventils am Ausgang der Gondel, indem er das Ventilseil durch ein mit Quecksilber gefülltes U-förmiges Rohr führte. Quecksilber glich mit seinem Gewicht den Druckunterschied aus und war ein flüssiges Dichtmittel, ohne den Durchgang des Ventilseils zu behindern.
Draufsicht auf das Innere der Gondel; Die U-förmige Röhre ist im oberen Teil des Bildes sichtbar:

(Dies ist ein Bild von „Osoaviahima-1“, auf das die U-Röhre von FNRS-1 kopiert wurde.)

Luftprobenahmegeräte befanden sich außerhalb der Kabine. So sind an den Schlingen der "UdSSR-1" Glasgefäße aufgehängt, aus denen Luft abgepumpt wird. Durch ein Signal aus dem Cockpit löste ein kleines Gewicht den Elektromagneten aus, schlug das Ende des Halses ab und Luft aus der Stratosphäre trat in das Schiff ein. Bei einer anschließenden Stromversorgung wurde der Platindraht erwärmt und der Hals wieder versiegelt.

("UdSSR-1" wurde unter der Schirmherrschaft der Luftwaffe der Roten Armee gebaut - denken Sie an das Interesse der Armee - daher besteht das Startteam aus Soldaten der Roten Armee).

USA Explorer Und hier das Militär:

3. Wasserstoff und Ballast.

Theorie und Praxis der Luftfahrt besagten: Ein Ballon wird immer schneller von seiner maximalen Höhe reduziert. Sie nahmen viel Ballast - bis zu 30% der Hubkraft - und ließen ihn während des Abstiegs fallen, damit die Geschwindigkeit nicht zu hoch wurde.

Die Bedeutung von Ballast wird durch die Tatsache belegt, dass „Osoaviahim-1“ während eines Rekordanstiegs von 22 km so wenig Ballast behielt, dass es keine Chance mehr hatte, sicher abzusteigen , und daher abstürzte (siehe Dokumente zur Katastrophe der Stratosphäre „Osoaviahim-1“). " ).

Die Gondel des Stratostaten ist jedoch kein Ballonkorb, sondern luftdicht. In Notfällen könnte die Besatzung minderwertige Geräte wie Sauerstoffflaschen und Batterien wegwerfen oder sich mit Fallschirmen werfen. Dies ist jedoch bereits in relativ geringer Höhe möglich, wenn Sie die Luken öffnen können. Um das Vorschaltgerät in der Höhe zurückzusetzen, wurde eine technische Lösung benötigt.

Bei FNRS-1 und Osoaviahime-1 befand sich die Gewichtsbelastung in Form einer Bleifraktion innerhalb der Gondel. Falls erforderlich, nahm der Pilot einen Schuss mit einer Schaufel auf, goss ihn in den Aufnahmetrichter, schloss den oberen Kran und öffnete den unteren - der Schuss lief aus und ließ die Gondel luftdicht.

9 - Ballastentladungsvorrichtung

Beim Stratosphärenballon der UdSSR-1 befand sich der Anteil in den Beuteln unter der Gondel im bereits bekannten Stoßdämpfer.

Die Taschen wurden von Stiften gehalten; Der Stratonaut drehte den Griff (in der Abbildung, Pos. 22), wickelte das Kabel um die Trommel und zog nacheinander die Stifte heraus. Die Beutel, die am unteren Ende am Polsterkorb befestigt waren, fielen um und gossen einen Bruchteil durch das obere Ende. Auf diese Weise wurden Unfälle beseitigt, die hätten passieren können, wenn der Schuss in Säcke gefallen wäre. Die Länge des Kabels wurde so gewählt, dass mit einer halben Umdrehung der Welle ein Stift herausgezogen wurde. Wenn der Pilot beispielsweise drei Säcke Ballast fallen lassen wollte, musste er den Griff um 1,5 Umdrehungen drehen.

Die ganze Tonne Ballast konnte in einer Minute fallen gelassen werden, daher wurde ein solches Schema als fortgeschrittener angesehen.

Um dem Piloten die Möglichkeit zu geben, die Ballastversorgung zu kontrollieren, wurden zwei Spiegel vor zwei Fenstern der Gondel der UdSSR-1 montiert, mit deren Hilfe der Pilot Säcke sah, die unter der Kapsel hingen.
In der Gondel. Sichtbar: Ballastentlastungsgriff, Sauerstoffflaschen, umgedrehter Notstecker am Bullauge:

Zum Vergleich des Inneren des "Amerikaners":

Amerikaner ballastierten Taschen und Batterien hingen an der Außenseite der Gondel, fielen aber auch von innen herunter und zogen die entsprechenden Stifte heraus.

Das Ablassen des Ballastes und das Öffnen des Auslassventils oben auf der Schale sind alles Werkzeuge zur Steuerung des Stratostaten. Wir wollen hoch - wir lassen den Ballast fallen, runter - wir geben Gas aus der Hülle ab.
Auslassventil:

Das Ventil wurde durch Ziehen des entsprechenden Seils in der Gondel geöffnet.

Unmittelbar nach der Landung zogen die Stratonauts ein weiteres Seil, das mit einem roten Fetzen markiert war - ein Seil aus einem platzenden Stoff. Bei der Landung ermöglichte dieses große Stück Stoff oben am Gehäuse, das Gehäuse schnell von Wasserstoff zu befreien.
Der schwarze Kreis ist das Auslassventil, das schwarze Dreieck ist die Berstplatte.

Manchmal funktionierte die Berstplatte nicht:

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Die Schale bestand aus gummierter Baumwolle oder Seide, der obere Teil ist dichter als der untere. Hier sehen Sie deutlich:

4. Am Start!

Starts von Stratostaten wurden so oft übertragen, wie die Starts des Shuttles nach 50 Jahren verschoben werden.

Sie warteten monatelang auf das Wetter. Die Höhe der Rekordstratostaten betrug mehr als hundert Meter, und für den Start war Ruhe erforderlich, da sonst der Wind die Füllschale blasen würde. Dies ist insbesondere der Grund, warum die Amerikaner ihre Fahrzeuge vom Canyon und viel später vom Deck eines Flugzeugträgers aus starteten, um den Wind aus eigener Kraft auszugleichen.

Aus dem gleichen Grund wurde zu Beginn der untere Teil der riesigen Hülle des stratosphärischen Ballons der UdSSR-3 an den oberen gebunden, wodurch seine Höhe verringert wurde. Nach einigen hundert Metern wurden die „Klammern“ gelöst, aber der untere Teil der Schale berührte das Seil des zerreißenden Stoffes, öffnete sich und der Stratostat brach aus einer Höhe von 700-800 m zusammen:

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Genau wie der Wind war auch Nebel inakzeptabel. Beim ersten Start am 23. September 1933 sammelte „SSSR-1“ eine halbe Tonne Feuchtigkeit auf der Schale und konnte einfach nicht abheben - Wasserstoff wurde abgelassen, der Start wurde verschoben.

Normalerweise fand der Start in der warmen Jahreszeit am frühen Morgen statt. Nachts wurde die Schale durch den Hauptanhang (Hülse) mit Gas gefüllt, der dann gebunden wurde. Zusätzliche Anhänge, durch die die Seile des Ventils und die Berstplatte in der Schale verliefen, blieben offen: Durch sie wurde das Innere der Schale frei mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht.

Refueling Explorer:

Es gab auch Nuancen. Füllen von "UdSSR-2":

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Wasserstoff verursachte aufgrund seiner Explosivität im Allgemeinen viele Probleme. Nur einer der Rekordstratostaten - der amerikanische "Explorer II" - flog auf Helium.

Parallel zum Füllen der Schale wurde die Gondel gewogen, Wetterinstrumente versiegelt und gegebenenfalls Radiosonden zur Wetteraufklärung gestartet.

Vorstart Inspektion von Muscheln „UdSSR-1“ mit Kugeln-Jumper :

Wenn das Team geliefert! „Die Stille am Anfang“, an die Spitze der Schale nach oben „Jumper“ Stratonavts zog das Seil des Auslassventils und „Jumper“ auf dem Gerüchte war überzeugt , dass das Ventil geöffnet ist.

Wie zu sehen ist, war die Hülle nicht vollständig mit Wasserstoff geladen. Da in einer Höhe von 20 km die Luftdichte 0,09 kg / Kubikmeter gegenüber 1,2 kg / Kubikmeter auf Meereshöhe beträgt, hat sich das Volumen der Schale mit einem Anstieg um das 10 ... 15-fache erhöht:

20 Kilometer sind genau die Höhe, um die es einen Kampf der Rekorde gab. Die Situation für 1934 (Explorer II brachte hier den letzten Punkt mit einem Ergebnis von 22066 m):

In einem schwarzen Rahmen - die toten Fedoseenko, Vasenko und Usyskin aus Osoaviahima-1.

Im Allgemeinen fielen Stratostaten unterschiedlich und regelmäßig, insbesondere leider sowjetische. Also setzte sich Explorer I (Granatenbruch) „hin“:

Aus dem gleichen Grund, aber nicht so schnell, fiel die sowjetische „UdSSR-1-bis“. In beiden Fällen wurden Menschen durch Fallschirmspringen gerettet, aber im Allgemeinen forderte die Stratosphäre mehr Menschenleben, vielleicht mehr als Raum.

5. Epilog

Nach dem Zweiten Weltstratosphärenballon zu Testraumanzügen und Rettungssystemen verwendet wurde, sie versucht ,Raketen starten, die für Spionage- und Weltraumbeobachtungen eingesetzt werden , und morgen versprechen sie, das Internet aus der Stratosphäre zu verbreiten .

6. Anwendungen

a) FAQ: Warum hat jeder Stratosphärenballon eine eigene „Decke“? Zu welcher Jahreszeit ist es besser, in die Stratosphäre zu fliegen? Warum lösen sie beim Abstieg der Stratosphäre normalerweise ein langes Seil (Führung), das sich über den Boden zieht? usw. - Pryanishnikov V.I. "Eine unterhaltsame Welt studiert Fragen und Antworten" (1939) .

b) Wochenschauen sind in Filmen über Osoaviahim-1 und über Explorer II zu sehen .

c) Bilder und technische Beschreibungen stammen hauptsächlich aus Martens Büchern . Technische Enzyklopädie. Ergänzungsband (1936) undTagungsband der All-Union-Konferenz zur Erforschung der Stratosphäre (1935) .

d) Spätestens ein bemannter Flug mit einem stratosphärischen Ballon ist das Tail-Projekt mit einem Muskelmann an Bord.

Auf dem Weg ins All. Stratostaten

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