♨️ 💂🏼 🐢 En route vers l'espace. Stratostats 🏠 🕺 📒

Aujourd'hui, nous verrons ce que les ancêtres ont d'abord décollé de la Terre à une distance de 20 kilomètres dans les années 1930.

La nacelle du ballon stratosphérique "URSS-1": cotte de mailles en aluminium , isolation en feutre de cerf, amortisseur des tiges de saule.

1. Contexte. Pourquoi?

L'un des principaux objectifs scientifiques du voyage dans la stratosphère était de mesurer l'intensité des rayons cosmiques . Les meilleures conditions pour cela étaient loin de la surface de la Terre, le plus loin était le mieux. Et comme une personne devait servir l'équipement de l'époque, les vols auraient naturellement dû être habités.

Dans le même temps, face à la grande guerre imminente, l'idée d'une aviation à très haute altitude avec des vitesses sans précédent et hors de portée des tirs antiaériens a défilé devant les militaires.

Les intérêts des scientifiques et des militaires ont coïncidé. Multipliés par le romantisme des découvertes et la recherche de records, ces facteurs ont entraîné un bref essor de la stratonautique des années 1930.

Il y avait trois acteurs dans la stratosphère: le Suisse Auguste Piccard, l'URSS et les USA. De 1931 à 1935, ces participants ont construit une douzaine de stratostats et établi six records mondiaux d'altitude.

2. L'appareil de la gondole

La pression dans la stratosphère étant extrêmement faible, une personne a besoin d'une capsule étanche ou d'une combinaison spatiale. Dans les années 1930, ils ont opté pour la première version plus simple.

Ils ont développé les gondoles avec beaucoup de soin - par exemple, ils ont fait un modèle en bois grandeur nature pour le cockpit du ballon stratosphérique record «USSR-1», ont pris des décisions d'aménagement à ce sujet, ont exécuté la nacelle en métal, l'ont testée avec pression, et seulement ensuite ont été autorisés à voler.

Gondoles des premiers stratostats soviétiqueséquipé d'un dispositif amortisseur de tiges de saule, situé sous la cabine (voir. première photo).

À une vitesse supérieure à 5 m / s, le «panier» était censé se briser, absorbant l'énergie d'impact. Le

premier "vrai" ballon de stratosphère d' Auguste Piccard "FNRS-1" ne disposait que d'amortisseurs personnels, pour ainsi dire: les

Américains n'allaient pas plus loin - Explorer II n'était équipé que de casques pour le football américain.

Le dioxyde de carbone dans la nacelle a été absorbé par des cartouches d'hydroxyde de sodium (hydroxyde de sodium), de l'oxygène a été ajouté manuellement à partir de cylindres contenant de l'O2 liquide ou gazeux.

L'humidité de l'air dans les gondoles n'était souvent pas régulée en aucune façon, atteignait rapidement 100% et tombait sous forme de rosée ou de givre sur les murs. Dans l' un des volsLes stratonautes soviétiques ont à peine eu le temps de terminer les mesures des paramètres avant que les rivières à condensats n'effacent les risques sur les échelles d'instruments faites à l'encre. Plus tard, des absorbeurs d'humidité sont apparus. Il y avait une idée intéressante de vidanger l'air en le refroidissant jusqu'à ce que la condensation précipite, mais elle n'a pas été testée, à ma connaissance.

La question suivante est la thermorégulation dans la cabine, car la température dans la stratosphère est de -50 ...- 60 degrés.

La télécabine FNRS-1 était la plus originale de toutes: d'

une part, elle était peinte en blanc et de l'autre en noir. Selon le créateur, la rotation de la sphère dans une direction ou une autre vers le soleil était censée réguler la température dans la télécabine.

4 - hélice pour rotation de la nacelle.
En pratique, l'appareil ne fonctionnait pas, le soleil brillait du côté «noir» et la température interne dans le premier vol de Piccard montait à +38.
Dans le vol suivant, le ventilateur a été retiré et toute la capsule était recouverte d'argent. À l'intérieur, il est devenu moins 16.

Les concepteurs américains ont fait de même, mais à leur manière:

on a supposé que la moitié supérieure de la sphère refléterait le rayonnement solaire et que la moitié inférieure absorberait la chaleur de la Terre. L'idée a mieux fonctionné que la précédente, mais pas brillante non plus: pendant les vols en gondole, il y avait de joyeux +5 degrés.

Les stratonautes soviétiques ont simplement isolé les gondoles métalliques, les ont recouverts de tissu et les ont peints en gris ou en bleu. Comme la pratique l'a montré, cette solution a été la plus réussie.

Le concepteur du FNRS-1 Piccar a résolu le problème de l'étanchéité du câble de commande de la valve de manœuvre à la sortie de la nacelle en faisant passer le câble de la valve à travers un tube en U rempli de mercure. Par son poids, le mercure compensait la différence de pression et était un scellant liquide, sans gêner le passage du câble de valve.
Vue de dessus de l'intérieur de la télécabine; le tube en U est visible dans la partie supérieure de l'image:

(c'est l'image de "Osoaviahima-1", sur laquelle le tube en U a été copié avec FNRS-1)

Des dispositifs d'échantillonnage de l'air étaient situés à l'extérieur de la cabine. Ainsi, sur les élingues des "URSS-1", des récipients en verre sont suspendus d'où l'air est pompé. Par un signal du cockpit, un petit poids a libéré l'électro-aimant, il a battu l'extrémité du cou et l'air de la stratosphère est entré dans le vaisseau. Lors d'une alimentation ultérieure en courant, le fil de platine a été chauffé et scellé le cou en arrière.

("L'URSS-1" a été construite sous les auspices de l'Armée de l'Air de l'Armée Rouge - rappelez-vous l'intérêt de l'armée - par conséquent, l'équipe de départ est composée de soldats de l'Armée Rouge).

États-Unis Explorateur Et ici les militaires:

3. Hydrogène et ballast

La théorie et la pratique de l'aéronautique disent: un ballon est réduit de sa hauteur maximale à un rythme toujours croissant. Ils ont pris beaucoup de lest - jusqu'à 30% de la force de levage - et l'ont lâché pendant la descente afin que la vitesse ne devienne pas trop élevée.

L'importance du ballast est attestée par le fait que «Osoaviahim-1» a retenu si peu de ballast lors d'une montée record de 22 km qu'il n'a plus eu la chance de descendre en toute sécurité, et s'est donc écrasé (voir Documents sur le désastre de la stratosphère «Osoaviahim-1» " ).

Cependant, la nacelle du stratostat n'est pas une nacelle à ballon, elle est étanche à l'air. En cas d'urgence, l'équipage pourrait jeter des équipements de faible valeur tels que des bouteilles d'oxygène et des batteries ou se jeter avec des parachutes, mais cela est déjà possible à une altitude relativement basse lorsque vous pouvez ouvrir les écoutilles. Pour réinitialiser le ballast en hauteur, une solution technique était nécessaire.

Sur FNRS-1 et Osoaviahime-1, la charge pondérale sous forme de fraction de plomb se trouvait à l'intérieur de la télécabine. Si nécessaire, le pilote a ramassé un plan avec une cuillère, l'a versé dans l'entonnoir de réception, a fermé la grue supérieure, a ouvert celle du bas - le plan s'est renversé, laissant la gondole hermétique.

9 - dispositif de décharge de ballast

Au ballon stratosphérique de l'URSS-1, la fraction dans les sacs se trouvait sous la gondole, à l'intérieur de l'amortisseur que nous connaissions déjà.

Les sacs étaient tenus par des épingles; le stratonaute a tordu la poignée (sur la figure, pos.22), le câble s'est enroulé autour du tambour et a séquentiellement retiré les broches. Les sacs, attachés au panier de rembourrage par l'extrémité inférieure, se renversent, versant une fraction à travers son extrémité supérieure. De cette façon, les accidents qui auraient pu se produire si la balle était tombée dans des sacs étaient éliminés. La longueur du câble a été choisie de telle sorte qu'avec un demi-tour de l'arbre une broche a été retirée. Si le pilote voulait larguer, disons, trois sacs de ballast, il devait tourner la poignée de 1,5 tour.

La tonne entière de ballast pouvait être lâchée en une minute, un tel schéma était donc considéré comme plus avancé.

Pour donner au pilote la possibilité de contrôler l'alimentation en ballast, deux miroirs ont été montés à l'extérieur de deux fenêtres de la télécabine de l'URSS, à l'aide desquels le pilote a vu des sacs suspendus sous la capsule.
À l'intérieur de la télécabine. Visible: poignée de soulagement du ballast, bouteilles d'oxygène, prise de secours retournée sur le hublot:

Pour comparer l'intérieur du "American":

des sacs et des batteries ballastés américains suspendus de l'extérieur de la télécabine, mais aussi tombés de l'intérieur, tirant les broches correspondantes.

En fait, le déversement du ballast et l'ouverture de la soupape d'échappement au sommet de la coque sont tous des outils pour contrôler le stratostat. Nous voulons monter - nous lâchons le ballast, descendre - nous libérons du gaz de la coque.
Soupape d'échappement:

La soupape a été ouverte en tirant sur la corde correspondante dans la gondole.

Immédiatement après l'atterrissage, les stratonautes ont tiré une autre corde, marquée d'un lambeau rouge - une corde d'un tissu éclatant. A l'atterrissage, ce gros morceau de tissu en haut du boîtier a permis de libérer rapidement le boîtier de l'hydrogène.
Le cercle noir est la soupape d'échappement, le triangle noir est la plaque d'éclatement.

Parfois, la plaque d'éclatement ne fonctionnait pas:

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La coque est en coton caoutchouté ou en soie, la partie supérieure est plus dense que le bas. Ici, vous pouvez voir clairement:

4. Allez au début!

Les démarrages de stratostats ont été reportés aussi souvent que les lancements de navettes seront reportés après 50 ans.

Ils ont attendu la météo pendant des mois. La hauteur des stratostats record était de plus d'une centaine de mètres, et le calme était nécessaire pour le départ, car sinon le vent soufflerait la coque de remplissage. C'est notamment la raison pour laquelle les Américains ont lancé leurs véhicules depuis le canyon, et bien plus tard depuis le pont d'un porte-avions, ce qui pourrait compenser le vent par sa propre puissance.

Pour la même raison, au départ, la partie inférieure de l'énorme obus du ballon stratosphérique de l'URSS-3 était attachée à celle du haut, réduisant sa hauteur. Après avoir grimpé quelques centaines de mètres, les «supports» ont été libérés, mais la partie inférieure de la coque a touché la corde du tissu déchirable, elle s'est ouverte et le stratostat s'est effondré d'une hauteur de 700 à 800 m:

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Tout comme le vent, le brouillard était également inacceptable. Lors du premier lancement le 23 septembre 1933, "SSSR-1" a recueilli une demi-tonne d'humidité sur la coque et n'a tout simplement pas pu décoller - l'hydrogène a été évacué, le lancement a été reporté.

Habituellement, le départ avait lieu pendant la saison chaude, tôt le matin. La nuit, l'obus a été rempli de gaz à travers l'appendice principal (manche), qui a ensuite été attaché. Des annexes supplémentaires à travers lesquelles les cordes de la valve et la plaque d'éclatement passaient à l'intérieur de la coque restaient ouvertes: à travers elles, l'intérieur de la coque communiquait librement avec l'atmosphère.

Refueling Explorer:

Il y avait aussi des nuances. Remplissage "URSS-2":

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L'hydrogène en général, en raison de son explosivité, a causé beaucoup de problèmes. Un seul des stratostats record - l'Américain "Explorer II" a volé à l'hélium.

Parallèlement au remplissage de la coque, la nacelle a été pesée, les instruments météorologiques ont été scellés et des radiosondes de reconnaissance météorologique, le cas échéant, ont été lancées.

Inspection avant lancement de la coque SSSR-1 à partir des balles de cavalier :

lorsque la commande Silence au démarrage! A été émise, un cavalier est monté jusqu'au sommet de la coquille, les stratonautes ont tiré la corde de la soupape d'échappement et le cavalier s'est assuré par l'oreille que la soupape s'était ouverte.

Comme on peut le voir, la coque n'était pas complètement chargée d'hydrogène. Puisqu'à une altitude de 20 km la densité de l'air est de 0,09 kg / mètre cube contre 1,2 kg / mètre cube au niveau de la mer, le volume de la coque avec une montée a augmenté de 10 ... 15 fois:

20 kilomètres est juste cette hauteur autour de laquelle il y avait une lutte de records. La situation pour 1934 (Explorer II a mis le point final ici avec un résultat de 22066 m):

Dans un cadre noir - les morts Fedoseenko, Vasenko et Usyskin d'Osoaviahima-1.

En général, les stratostats ont chuté de façon variable et régulière, en particulier, malheureusement, les soviétiques. Alors l'explorateur I (rupture d'obus) s'est «assis»:

pour la même raison, mais pas aussi rapidement, le «URSS-1-bis» soviétique est tombé. Dans les deux cas, les gens ont été sauvés par le parachutisme, mais en général, la stratosphère a coûté plus de vies humaines, peut-être plus que l'espace.

5. Postface

Après la Seconde Guerre mondiale, des stratostats ont été utilisés pour tester des combinaisons spatiales et des systèmes de sauvetage, ils ont essayé delancer des fusées, utilisées pour l'espionnage et les observations spatiales , et demain ils promettent de distribuer Internet depuis la stratosphère .

6. Applications

a) FAQ: Pourquoi chaque ballon stratosphérique a-t-il son propre «plafond»? À quelle période de l'année vaut-il mieux s'envoler pour la stratosphère? Pourquoi libèrent-ils généralement une longue corde (guide) lors de la descente de la stratosphère, qui traîne le long du sol? etc. - Pryanishnikov V.I. "Un monde divertissant étudie les questions et les réponses" (1939) .

b) Des actualités peuvent être vues dans des films sur Osoaviahim-1 et sur Explorer II .

c) Les photos et descriptions techniques sont tirées principalement des livres de Martens. Encyclopédie technique. Volume supplémentaire (1936) etActes de la Conférence de toute l'Union sur l'étude de la stratosphère (1935) .

d) Le dernier en date, ahem, un vol habité sur un ballon stratosphérique est le projet Tail avec un homme musclé à bord.

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