◼️ ⚾️ 👩‍❤️‍👨 A caminho do espaço. Stratostats 🐆 🗝️ 👘

Hoje veremos o que os ancestrais decolaram da Terra a uma distância de 20 quilômetros na década de 1930.

Barreira do balão estratosférico "USSR-1": cota de malha de alumínio , isolamento de feltro de veado, amortecedor de varetas de salgueiro.

1. Antecedentes. Porque

Um dos principais objetivos científicos da viagem à estratosfera era medir a intensidade dos raios cósmicos . As melhores condições para isso estavam longe da superfície da Terra, quanto mais longe, melhor. E como uma pessoa tinha que servir o equipamento da época, os vôos naturalmente deveriam ter se tornado tripulados.

Ao mesmo tempo, diante da iminente grande guerra, a idéia de aviação em altitudes elevadas, com velocidades sem precedentes e além do alcance do fogo antiaéreo, passou diante dos militares.

Os interesses dos cientistas e militares coincidiram. Multiplicados pelo romance das descobertas e pela busca de registros, esses fatores resultaram em um breve boom na estratonáutica da década de 1930.

Havia três jogadores na estratosfera: o suíço Auguste Piccard, a URSS e os EUA. De 1931 a 1935, esses participantes construíram uma dúzia de estratostatos e estabeleceram seis recordes mundiais de altitude.

2. O dispositivo da gôndola

Como a pressão na estratosfera é extremamente baixa, uma pessoa precisa de uma cápsula hermética ou traje espacial. Na década de 1930, eles se estabeleceram na primeira versão mais simples.

Eles desenvolveram as gôndolas com muito cuidado - por exemplo, eles fizeram um modelo de madeira em tamanho real para o cockpit do balão estratosférico recorde "USSR-1", elaboraram decisões de layout, executaram a nacele em metal, testaram-na com pressão e só então puderam voar.

Gôndolas dos primeiros estratostatos soviéticosequipado com um dispositivo amortecedor de varetas de salgueiro, localizado sob a cabine (consulte a primeira foto).

A uma velocidade superior a 5 m / s, o “cesto” deveria quebrar, absorvendo a energia do impacto. O

primeiro balão de estratosfera "real" de Auguste Piccard "FNRS-1" só tinha amortecedores pessoais, por assim dizer: os

americanos não foram mais longe - o Explorer II estava equipado apenas com capacetes para o futebol americano.

O dióxido de carbono na barquinha foi absorvido por cartuchos com hidróxido de sódio (hidróxido de sódio), o oxigênio foi adicionado manualmente a partir de cilindros com O2 líquido ou gasoso.

A umidade do ar nas gôndolas muitas vezes não era regulada de maneira alguma, atingia rapidamente 100% e caía sob a forma de orvalho ou geada nas paredes. Em um dos vôosOs estratonautas soviéticos mal tiveram tempo de concluir as medições dos parâmetros antes que os rios condensados eliminassem os riscos nas escalas de instrumentos feitas por tinta. Mais tarde, os absorventes de umidade apareceram. Havia uma idéia interessante de drenar o ar, resfriando-o até a condensação precipitar, mas até onde eu sei, não foi testado.

A próxima pergunta é a termorregulação na cabine, porque a temperatura na estratosfera é de -50 a 60 graus.

A gôndola FNRS-1 foi a mais original de todas:

por um lado, foi pintada de branco e, por outro, de preto. Segundo o criador, a rotação da esfera em uma direção ou outra em direção ao Sol deveria regular a temperatura na gôndola.

4 - hélice para rotação da barquinha.
Na prática, o dispositivo não funcionou, o sol brilhou do lado “preto” e a temperatura interna no primeiro vôo do Piccard subiu para +38.
No próximo vôo, o ventilador foi removido e a cápsula inteira foi coberta com prata. No interior, tornou-se menos 16.

Os designers americanos fizeram o mesmo, mas do seu próprio modo:

assumiu-se que a metade superior da esfera refletisse a radiação solar e a metade inferior absorveria o calor da Terra. A idéia funcionou melhor que a anterior, mas também não foi brilhante: durante os vôos na gôndola foram alegres +5 graus.

Os estratonautas soviéticos simplesmente isolavam as gôndolas de metal, as cobriam com pano e as pintavam em cinza ou azul. Como a prática demonstrou, esta solução foi a mais bem-sucedida.

O projetista do Piccar FNRS-1 resolveu o problema de vedar o cabo de controle da válvula de manobra na saída da nacele passando o cabo da válvula por um tubo em forma de U cheio de mercúrio. Com seu peso, o mercúrio compensava a diferença de pressão e era um selante líquido, sem dificultar a passagem do cabo da válvula.
Vista superior do interior da gôndola; o tubo em forma de U é visível na parte superior da imagem:

(esta é a imagem de "Osoaviahima-1", na qual o tubo em U foi copiado com FNRS-1)

Os dispositivos de amostragem de ar estavam localizados fora da cabine. Assim, nas lingas dos vasos de vidro "USSR-1" são suspensas as quais são bombeadas ar. Por um sinal do cockpit, um pequeno peso liberou o eletroímã, bateu na extremidade do pescoço e o ar da estratosfera entrou no navio. Em um suprimento subsequente de corrente, o fio de platina foi aquecido e selado o pescoço para trás.

("USSR-1" foi construído sob os auspícios da Força Aérea do Exército Vermelho - lembre-se do interesse do exército - portanto, a equipe inicial consiste em soldados do Exército Vermelho).

U.S. Explorer E aqui os militares:

3. Hidrogênio e lastro

A teoria e a prática da aeronáutica diziam: um balão é reduzido de sua altura máxima a um ritmo cada vez maior. Eles pegaram muito lastro - até 30% da força de elevação - e o largaram durante a descida para que a velocidade não ficasse muito alta.

A importância do lastro é evidenciada pelo fato de que “Osoaviahim-1” reteve tão pouco lastro durante uma subida recorde de 22 km que não teve mais chance de descer com segurança e, portanto, caiu (consulte Documentos sobre o desastre da estratosfera “Osoaviahim-1” " ).

No entanto, a barquinha do stratostat não é uma cesta de balões, é hermética. Em casos de emergência, a equipe pode jogar fora equipamentos de baixo valor, como cilindros de oxigênio e baterias, ou se jogar de para-quedas, mas isso já é possível em uma altitude relativamente baixa quando você pode abrir as escotilhas. Para redefinir o lastro em altura, era necessária uma solução técnica.

No FNRS-1 e Osoaviahime-1, a carga de peso na forma de uma fração de chumbo estava dentro da gôndola. Se necessário, o piloto pegou uma injeção com uma colher, derramou-a no funil receptor, fechou o guindaste superior, abriu o guindaste inferior - o tiro vazou, deixando a gôndola hermética.

9 - dispositivo de descarga de lastro

No balão estratosférico da URSS-1, a fração nas bolsas estava sob a gôndola, dentro do amortecedor que já conhecíamos.

As sacolas eram seguradas por alfinetes; o estratonauta torceu a alça (na figura, pos. 22), o cabo enrolou em torno do tambor e puxou os pinos seqüencialmente. As sacolas, amarradas ao cesto de amortecimento pela extremidade inferior, tombaram, derramando uma fração pela extremidade superior. Dessa forma, os acidentes que poderiam ter ocorrido se o tiro caísse em sacos foram eliminados. O comprimento do cabo foi escolhido de forma que, com uma meia volta do eixo, um pino fosse puxado. Se o piloto quis derrubar, digamos, três sacos de lastro, ele teve que girar a alavanca 1,5 voltas.

Toda a tonelada de lastro poderia ser descartada em um minuto; portanto, esse esquema era considerado mais avançado.

Para dar ao piloto a oportunidade de controlar o suprimento de lastro, dois espelhos foram montados do lado de fora de duas janelas da gôndola da URSS-1, com a ajuda do qual o piloto viu sacos suspensos sob a cápsula.
Dentro da gôndola. Você pode ver: alça de alívio de lastro, cilindros de oxigênio, plugue de emergência virado na vigia:

Para comparar o interior do “americano”: os

americanos suspendiam sacos e baterias de lastro do lado de fora da nacele, mas também os soltavam por dentro, puxando os pinos correspondentes.

Na verdade, despejar o reator e abrir a válvula de escape na parte superior do casco são ferramentas para controlar o estratostato. Queremos subir - soltamos o lastro - liberamos gás da concha.
Válvula de exaustão:

A válvula foi aberta puxando a corda correspondente na gôndola.

Imediatamente após o pouso, os estratonautas puxaram outra corda, marcada com um fragmento vermelho - uma corda de um pano estourado. Na aterrissagem, esse grande pedaço de tecido na parte superior do corpo possibilitou a liberação rápida do corpo do hidrogênio.
O círculo preto é a válvula de escape, o triângulo preto é a placa de ruptura.

Às vezes, a placa de ruptura não funcionava:

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A concha foi feita de algodão emborrachado ou seda, a parte superior é mais densa que a parte inferior. Aqui você pode ver claramente:

4. Vá para o início!

As partidas de estratostatos foram transferidas com a mesma frequência que os lançamentos dos ônibus espaciais serão adiados após 50 anos.

Eles esperaram o tempo por meses. A altura dos estratostatos recordes era superior a cem metros, e era necessária calma para o início, porque, caso contrário, o vento sopraria a concha de enchimento. Em particular, é por isso que os americanos lançaram seus veículos a partir do canyon e muito mais tarde a partir do convés de um porta-aviões, que poderia compensar o vento sob seu próprio poder.

Pela mesma razão, no início, a parte inferior da imensa concha do balão estratosférico da URSS-3 foi amarrada à parte superior, reduzindo sua altura. Depois de subir algumas centenas de metros, os "suportes" foram liberados, mas a parte inferior da concha tocou a corda do pano rasgando, ela se abriu e o estratostato desabou de uma altura de 700 a 800 m:

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Assim como o vento, o nevoeiro também era inaceitável. No primeiro lançamento, em 23 de setembro de 1933, o “SSSR-1” coletou meia tonelada de umidade na concha e simplesmente não conseguiu decolar - o hidrogênio foi liberado, o lançamento foi adiado.

Geralmente, o início acontecia na estação quente, de manhã cedo. À noite, a concha era preenchida com gás através do apêndice principal (manga), que era então amarrado. Apêndices adicionais através dos quais as cordas da válvula e a placa de ruptura passavam dentro da concha permaneciam abertas: através delas, o interior da concha comunicava livremente com a atmosfera.

Explorador de reabastecimento:

Havia nuances também. Preenchimento "USSR-2":

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O hidrogênio em geral, devido à sua explosividade, causou muitos problemas. Apenas um dos estratostatos recordes - o americano "Explorer II" voou com hélio.

Paralelamente ao enchimento da concha, a gôndola foi pesada, os instrumentos meteorológicos foram selados e as radiossondas de reconhecimento climático, se houver, foram lançadas.

Inspeção pré-lançamento da carcaça do SSSR-1 a partir de bolas de jumper :

Quando o comando Silence at Start! Foi emitido, um jumper subiu para o topo da carcaça, os estratonautas puxaram o cabo da válvula de escape e o jumper certificou-se de que a válvula havia aberto.

Como pode ser visto, a concha não estava completamente carregada com hidrogênio. Como a uma altitude de 20 km, a densidade do ar é de 0,09 kg / metro cúbico contra 1,2 kg / metro cúbico ao nível do mar, o volume da concha com um aumento aumentou 10 ... 15 vezes:

20 quilômetros é exatamente a altura em torno da qual houve uma luta de recordes. A situação de 1934 (o Explorer II colocou o ponto final aqui com um resultado de 22066 m):

Em uma moldura preta - os mortos Fedoseenko, Vasenko e Usyskin de Osoaviahima-1.

Em geral, os estratostatos caíam de maneira variada e regular, especialmente, infelizmente, os soviéticos. Então o Explorer I (ruptura de concha) “sentou-se”:

pelo mesmo motivo, mas não tão rapidamente, a “URSS-1-bis” soviética caiu. Nos dois casos, as pessoas eram salvas de paraquedas, mas em geral a estratosfera tirava mais vidas humanas, talvez mais que o espaço.

5. Posfácio

Após a Segunda Guerra Mundial, estratostatos foram usados para testar trajes espaciais e sistemas de resgate, eles tentaramlançam foguetes, usados para espionagem e observações espaciais , e amanhã prometem distribuir a Internet da estratosfera .

6. Aplicações

a) FAQ: Por que cada balão estratosférico tem seu próprio "teto"? Em que época do ano é melhor voar para a estratosfera? Por que eles costumam soltar uma corda longa (guia) durante a descida da estratosfera, que arrasta ao longo do solo? etc. - Pryanishnikov V.I. "Um mundo divertido estuda perguntas e respostas" (1939) .

b) Os noticiários podem ser vistos em filmes sobre Osoaviahim-1 e sobre o Explorer II .

c) Fotos e descrições técnicas são tiradas principalmente dos livros de Martens. Enciclopédia Técnica. Volume Suplementar (1936) eAnais da Conferência All-Union sobre o Estudo da Estratosfera (1935) .

d) O mais recente, ahem, um voo tripulado em um balão estratosférico é o projeto Tail com um homem musculoso a bordo.

A caminho do espaço. Stratostats

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