ΑΕΡΟΣΤΑΤΟ

Συσκευή που στηρίζεται στον αέρα με βάση την "αρχή του Αρχιμήδη" για την άνωση. Το αερόστατο αποτελείται από ένα σάκο γεμάτο αέριο, ελαφρότερο από τον ατμοσφαιρικό αέρα, που από αυτόν κρεμιέται η λέμβος, ένας χώρος για τους επιβάτες και τα όργανα.

1) Ιστορία. Η πρώτη πτήση του ανθρώπου έγινε με συσκευή ελαφρότερη από τον αέρα. Η τιμή ανήκει στους αδερφούς Μονγκολφιέρ που μετά από πολλές παρατηρήσεις σε καπνοσακούλες και υφάσματα που βρίσκονταν πάνω από φωτιά, κατασκεύασαν μια σφαίρα από ύφασμα αδιάβροχο, ψιλό, με χωρητικότητα 600 m3, τη γέμισαν με θερμό αέρα και την άφησαν να υψωθεί στον ουρανό στις 5 Ιουνίου 1783 στο Ανονέ της Γαλλίας. Η κατάχτηση του αέρα είχε γίνει. Το αερόστατο αυτό ανέβηκε σε ύψος περίπου 180 μ. και κάλυψε απόσταση 2.337 μ. από το σημείο της εκκινήσεώς του. Στις 27 Αυγούστου 1783 μπροστά σε 300.000 Παρισινούς, ο Γάλλος φυσικός Σαρλ ύψωσε μια σφαίρα από ύφασμα, ντυμένο με καουτσούκ με διάμετρο 3,5 μ., γεμάτη υδρογόνο, που μόλις είχε ανακαλυφτεί. Στις 19 Σεπτεμβρίου 1783 ο Ιωσήφ Μονγκολφιέρ ανύψωσε με θερμό αέρα στις Βερσαλλίες μια σφαίρα με διάμετρο 14 μ., κάτω από την οποία υπήρχε κλουβί που περιείχε ένα πρόβατο, έναν πετεινό και μια πάπια. Η σφαίρα, που ονομάστηκε Μογκολφιέρα, ταξίδεψε 2.413 μ. σε διάστημα 8 λεπτών και προσγειώθηκε με τα ζώα υγιέστατα. Ήταν η πρώτη πτήση με επιβάτες. Στις 21 Νοεμβρίου 1783 έγινε η πρώτη πτήση ανθρώπων, όταν ο Ιωάννης Φραγκίσκος Πιλάτρ ντε Ροζιέ και ο Φραγκίσκος Λαυρέντιο ντε Αρλάντ πέταξαν με Μογκολφιέρα, που έφτασε σε ύψος 1.000 μ. και διάνυσε απόσταση 8 χλμ. σε 20 λεπτά. Νέες επιτυχίες επανδρωμένων αερόστατων σημειώθηκαν την 1η Δεκεμβρίου 1783 από τους αδερφούς Ρομπέρ, που πέταξαν με σφαίρα με διάμετρο 27 μ., γεμισμένη με υδρογόνο και εφοδιασμένη με βαλβίδα διαφυγής του αερίου, για να ρυθμίζεται το ύψος. Στην Αγγλία το 1783 ο Ιταλός κόμης Φραγκίσκος Τσεμπεκάρι κατασκεύασε αερόστατο από μετάξι, με διάμετρο 3,05 μ. και βάρος 5 κιλά που έμεινε στον αέρα 2,5 ώρες και διάνυσε 77 χλμ. Ήταν το πρώτο αερόστατο στην Αγγλία. Τρεις μήνες αργότερα ένα αερόστατο πέρασε τη Μάγχη, διανύοντας απόσταση 120 χλμ., από το Σάντουιτς του Κεντ ως τη γαλλική Φλάντρα. Ο Βικέντιος Λουνάρτι έκανε πολλές πτήσεις με αερόστατο, ξεκινώντας από το Λονδίνο και ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε κουπιά για το ανεβοκατέβασμα του αερόστατου. Στις 15 Ιουνίου 1785 οι Πιλάτρ ντε Ροζιέ και Ρομαίν επιχείρησαν αντίθετη διάβαση της Μάγχης, αλλά το αερόστατο σχίστηκε και οι δυο επιβάτες του σκοτώθηκαν. Είναι τα πρώτα θύματα στον ατέλειωτο κατάλογο των ηρωικών καταχτητών του αέρα. Το 1821 πρωτοχρησιμοποιήθηκε το φωταέριο για το γέμισμα του αερόστατου στην Αγγλία, στις 19 Ιουλίου κατά τη στέψη του Γεωργίου του Δ'. Ακολούθησαν και άλλοι πολλοί, όπως οι Γκλέσερ και Κόξγουελ. που στις 5 Σεπτεμβρίου 1862 έφτασαν σε ύψος 8.338 μ., όπου κινδύνεψαν να πεθάνουν από έλλειψη οξυγόνου. Στις 15 Απριλίου 1875 οι Τισαντιέρ, Σιβέλ και Κρος Σπίνελ έφτασαν σε ύψος 8.600 μ., όπου πέθαναν όλοι εκτός από τον Τισαντιέρ, που έμεινε κουφός για όλη του τη ζωή. Στις 4 Ιουλίου 1896 ο Αντρέ αναχώρησε από τη Σπιτσβέργη για το Βόρειο Πόλο, αλλά δεν ξαναγύρισε. Το 1901 οι Γερμανοί Μπένσον και Σιούριγκ παρέμειναν σε ύψος 10.500 μ. με ειδικές μάσκες. Το 1908 ο Ελβετός Σακ παράμεινε στον αέρα 73 ώρες και 47 λεπτά και το 1913 οι Γάλλοι Ρενέ Ραμπελμάγιερ και Γκόλντσμιτ διάνυσαν απόσταση 2.400 χλμ. σε 41 ώρες. Παράλληλα με το αερόστατο αναπτύχτηκε και το αλεξίπτωτο ως μέσο σωτηρίας σε περίπτωση βλάβης. Πρώτος το χρησιμοποίησε ο Γκαρνερίν το 1797, που κατέβηκε μ’ αυτό από ύψος 1.000 μ. Το 1895, δηλ. έναν αιώνα αργότερα ο Καπάτζο και η Ντυ Γκαστ κατέβηκαν από ύψος 4.000 μ. Εξέλιξη του αερόστατου ήταν τα πηδαλιουχούμενα αερόπλοια.

2) Σχεδίαση - λειτουργία - χρήση. Το αερόστατο είναι μια σφαίρα κατασκευασμένη από ύφασμα, που γίνεται αεροστεγές με κατάλληλη επίχριση. Στο πάνω μέρος του αερόστατου υπάρχει βαλβίδα, που ο αεροναύτης μπορεί να την ανοίξει με σχοινί, ώστε να είναι δυνατή η διαφυγή αερίου και στο κάτω μέρος έχει το σωλήνα πληρώσεως. Ένα κομμάτι του υφάσματος ράβεται έτσι, που να μπορεί να σχιστεί εύκολα. Έτσι, σε περίπτωση ανώμαλης προσγείωσης με άνεμο, από το σχίσιμο του υφάσματος φεύγει αμέσως το αέριο και δεν παρασύρεται το αερόστατο πάνω στο έδαφος. Όλη η σφαίρα περιβάλλεται με σχοινιά, που στο κάτω άκρο τους συγκρατούν ένα δακτύλιο. Απ’ αυτόν κρέμεται το έρμα, το σχοινί και η λέμβος με τα όργανα και το πλήρωμα. Ως αέριο πληρώσεως χρησιμοποιείται το υδρογόνο, το φωταέριο και το ήλιο. Η σφαίρα δεν είναι τελείως κλειστή, γιατί όσο ανέρχεται το αερόστατο, η εξωτερική πίεση της ατμόσφαιρας μικραίνει και επομένως το αέριο διαστέλλεται. Η διαστολή αυτή του αερίου θα είχε ως αποτέλεσμα την έκρηξη του αερόστατου. Υπάρχει και το ημιπλήρες αερόστατο, που η σφαίρα του γεμίζεται κατά τα 9/10 της με ελαφρό αέριο. Όσο η ανύψωση εξακολουθεί, η ατμοσφαιρική πίεση και η ανυψωτική δύναμη του αερίου μικραίνουν. Επειδή όμως ο όγκος του αερίου αυξάνει διαρκώς, σύμφωνα με το νόμο των Μπόιλ - Μαριότ, η ολική ανυψωτική δύναμη του αερόστατου παραμένει η ίδια, μέχρι το ύψος όπου το αέριο θα καταλάβει ολόκληρη τη σφαίρα. Τώρα η ανύψωση συνεχίζεται όπως στο πλήρες αερόστατο. Το αέριο εξακολουθεί να διαστέλλεται, αλλά, αφού η σφαίρα έχει πλέον γεμίσει, αρχίζει να φεύγει στην ατμόσφαιρα, οπότε η ανυψωτική του δύναμη ελαττώνεται. Τελικά η άνωση του γίνεται ίση με το βάρος του και το αερόστατο σταματά. Το ύψος στο οποίο θα σταματήσει λέγεται "κανονικό ύψος" και εξαρτιέται μόνο από τη χωρητικότητα της σφαίρας. Είναι λοιπόν, άσκοπο να γεμίσουμε το αερόστατο από την αρχή τελείως. Στην πραγματικότητα το αερόστατο ξεπερνά το κανονικό ύψος από κεκτημένη ταχύτητα, οπότε χάνει ακόμα λίγο αέριο και έτσι η άνωση του δεν επαρκεί. Έτσι τώρα αρχίζει η κάθοδός του ως ημιπλήρες αερόστατο, που συνεχίζεται μέχρι το έδαφος, γιατί το αέριο συστέλλεται συνεχώς. Για να σταματήσει αυτή η κάθοδος πρέπει να απορρίψει βάρος και έτσι να ελαφρώσει το αερόστατο. Αυτό γίνεται με την απόρριψη του έρματος, που έχει μαζί του. Το αερόστατο θα κατέβει οριστικά, αν το βάρος του μετά την απόρριψη του έρματος, είναι μεγαλύτερο από την άνωση του ή όταν ο αεροναύτης εκδιώξει από τη βαλβίδα ανάλογη ποσότητα αερίου. Η προσγείωση γίνεται με άγκυρα. Για πτήση σε μικρό ύψος χρησιμοποιείται σχοινί, που το αφήνουν να σέρνεται στο έδαφος και να αντισταθμίζει την άνωση, ανάλογα με το μήκος του από τη λέμβο μέχρι τη γη. Πολύ χρησιμοποιείται σήμερα το "δέσμιο αερόστατο", που αποτελεί θαυμάσιο παρατηρητήριο για να γίνουν πειράματα και μετρήσεις. Ο πιο συνηθισμένος τύπος δέσμιου αερόστατου, το αετοαερόστατο, είναι επίμηκες, στο πάνω μέρος του έχει το αέριο και στο κάτω έχει ατμοσφαιρικό αέρα. Η ευστάθειά του είναι πολύ μεγάλη χάρη σ’ ένα ειδικό προσάρτημα που έχει στο πίσω μέρος του και μοιάζει με ουρά αετού. Τέτοια αερόστατα, ενωμένα μεταξύ τους, ώστε να σχηματίζουν δίχτυ, χρησιμοποιήθηκαν κατά χιλιάδες από τους Βρετανούς στα παράλια της Μ. Βρετανίας προς την Ευρώπη, για ν’ αποκρούονται τα γερμανικά αεροπλάνα και οι ιπτάμενες βόμβες. Τα μόνα που μπορούσαν να περάσουν από το φράγμα ήταν οι πύραυλοι V-2, που κατασκεύασε ο Βέρνερ φον Μπράουν.