Tidak cukup dengan menguasai lautan air, manusia telah lama mengimpikan lautan udara. Mimpi terbang seperti burung atau bergegas melalui awan dengan kereta bersayap dinyatakan dalam banyak cerita dongeng dan mitos. Tetapi adakah benar-benar mungkin untuk membuat kereta yang sama ini turun dari tanah? Sejarah aeronautik menceritakan banyak percubaan yang gagal untuk naik ke udara menggunakan sayap yang digerakkan oleh kuasa otot, atau untuk membina mesin terbang.
Walaupun beberapa lelaki berani cuba terbang menggunakan sayap buatan sendiri, yang lain membuat pesawat berdasarkan prinsip aerostatik. Jelas sekali, asap dan udara panas, lebih ringan daripada udara sejuk, naik. Malah di Rom purba, cengkerang yang diperbuat daripada usus haiwan dipenuhi asap untuk berseronok. Nenek moyang belon moden ini naik ke udara dan jatuh sebaik asap menyejuk. Seorang mubaligh Perancis yang melawat pada awal abad ke-14. China, yang hadir pada upacara pertabalan maharaja, meninggalkan nota yang menyebut bagaimana, pada kemuncak perayaan, bola besar yang dipenuhi dengan udara panas naik ke langit.
Kembali pada abad ke-3. BC e. Saintis Yunani Archimedes merumuskan undang-undang yang mengikutnya semua jasad dalam cecair atau gas (dan oleh itu di udara) tertakluk kepada daya keapungan yang sama dengan berat jumlah cecair atau gas yang disesarkan oleh bahagian tenggelam badan. Ini bermakna jika daya apungan lebih besar daripada daya graviti yang bertindak ke atas jasad, maka jasad ini akan terbang. Dengan kata lain, badan mestilah lebih ringan daripada udara. Dengan sendirinya, ini adalah mustahil, tetapi cangkang yang diisi dengan gas, ketumpatan yang kurang daripada ketumpatan udara, mampu bukan sahaja berlepas sendiri, tetapi juga mengangkat beban. Dalam kes ini, daya angkat belon tersebut (atau belon) adalah sama dengan perbezaan antara daya Archimedean dan daya graviti yang bertindak ke atas belon.
Walaupun undang-undang ini nampak sederhana, ia mengambil masa hampir dua milenium untuk menggunakan prinsipnya untuk mengangkat objek ke udara. Pada abad ke-14 sami Albert dari Saxony menyatakan dalam salah satu tulisannya bahawa asap menjadi lebih ringan daripada udara dan naik kerana fakta bahawa ia mempunyai suhu yang lebih tinggi daripada udara. Pada abad ke-16 saintis terkenal Jules Scaliger mencadangkan membuat cangkerang daripada emas terbaik dan mengisinya dengan udara panas. Seratus tahun kemudian, Cyrano de Bergerac menulis novel "Negeri dan Empayar Bulan", wira yang, dengan bantuan dua cangkang hermetik yang dipenuhi asap, terbang hampir ke Bulan itu sendiri, di mana dia mengeluarkan asap dan, menggunakan cangkerang sebagai payung terjun, turun ke permukaannya.
Orang yang paling dekat dengan mencipta belon ialah paderi dan naturalis Portugis Bartolomeu Lourenço de Guzman. Pada tahun 1709, dia menghantar petisyen kepada Raja João V, di mana dia meminta keistimewaan mencipta kapal udara, yang dinamakannya Passarola. Berdasarkan lukisan yang masih hidup, kapal itu adalah cangkerang berbentuk telur dengan brazier yang digantung. Semasa demonstrasi model kertas"Passarola" selamat meningkat kepada 4 m Malangnya, Inkuisisi menjadi berminat dengan Guzman, akibatnya dia terpaksa pergi ke Sepanyol, di mana dia meninggal sebelum dia dapat menyelesaikan projeknya.
Kapal Passarola Bartolomeu de Guzman.
Pada zaman Soviet, rakan senegara kita diisytiharkan sebagai pencipta belon udara panas. Jadi, edisi kedua Bolshoi Ensiklopedia Soviet, dan kemudian buku teks sekolah melaporkan bahawa pada 173 di Ryazan, kerani Kryakutny meniup cangkerang kulit dengan "asap yang kotor dan busuk" dan membuat penerbangan yang berjaya di atas belon ini. Walau bagaimanapun, ia kemudiannya disahkan bahawa manuskrip yang menerangkan penerbangan ini telah dipalsukan.
Pengiraan detik sebenar ke era aeronautik bermula pada 5 Jun 1783, apabila di bandar Annonay Perancis, saudara Jacques Etienne dan Joseph Michel Montgolfier mengangkat ke udara belon yang diperbuat daripada kanvas dengan kelantangan 600 m3. Cangkerang bola itu ditutup dengan kertas dari dalam, dan parut yang diperbuat daripada anggur telah dipasang pada lubang bawahnya. Struktur itu dipasang di atas pentas, di mana api dinyalakan, dan belon yang diisi dengan udara panas naik ke ketinggian 500 m dan tinggal di langit selama 10 minit, meliputi 2 km.
Pada 19 September tahun yang sama, di Versailles, di hadapan Raja Louis XVI, sebuah belon baru berlepas, membawa pengembara udara pertama dalam bakul yang terpasang: seekor domba jantan, seekor ayam jantan dan seekor itik. Dan pada 21 November, dalam belon yang dinamakan belon udara panas sempena penciptanya, orang Jean François Pilatre de Rozier dan Marquis d'Arlande ke udara buat kali pertama. Bermula di Bois de Boulogne di pinggir Paris, belon itu naik ke ketinggian kira-kira 1 km. Selepas 25 minit, setelah terbang di atas Sungai Seine dan meliputi kira-kira 9 km, belon mendarat di belakang benteng bandar. Rakyat menyambut mereka sebagai wira negara.
Pada masa yang sama dengan saudara Montgolfier, seorang lagi lelaki Perancis sedang mengerjakan belonnya sendiri. ahli fizik saintis Jacques Charles. Apabila, selepas demonstrasi yang berjaya di Annonay, Montgolfier menerima jemputan daripada Akademi Sains untuk menjalankan penerbangan baharu di Paris, Charles telah diarahkan untuk membuat laporan awal tentang ciptaan ini. Butiran projek itu tidak diketahui oleh saintis, dan dia mengandaikan bahawa gas paling ringan, hidrogen, digunakan sebagai pengisi untuk bola. Pada 27 Ogos 1783, tanpa menunggu Montgolfier tiba di Paris, Charles berjaya melancarkan belonnya, yang diperbuat daripada kain sutera yang diresapi dengan larutan getah dalam turpentin. Dia memperoleh hidrogen untuk bola dengan merawat pemfailan besi dengan asid sulfurik. Selepas berada di udara selama 45 minit, bola itu amat ketakutan penduduk tempatan, mendarat 28 km dari tapak pelancaran.
Jacques Charles.
Sepuluh hari selepas penerbangan belon udara panas dengan orang di dalamnya, Charles dan pembantunya terbang dengan belon hidrogen, dipanggil dengan analogi sebagai charlier. Penerbangan itu berlangsung selama 2 jam 5 minit dan berlaku pada ketinggian kira-kira 400 m Selepas mendarat, Charles menurunkan penumpang dan meneruskan penerbangan. Ia meningkat kepada ketinggian 2 km dan setengah jam kemudian, setelah membebaskan sebahagian daripada hidrogen, ia membuat pendaratan lembut. Keluar dari gondola, saintis itu berikrar untuk "tidak lagi mendedahkan dirinya kepada bahaya perjalanan sedemikian."
Charles mencipta rangkaian tali yang menutup bola dan memindahkan beban berat kepadanya, injap untuk melepaskan gas berlebihan ke altitud yang tinggi, sauh udara, adalah yang pertama menggunakan pasir sebagai balast, dan juga direka instrumen untuk mengukur ketinggian. Berbanding dengan belon udara panas, Charlier adalah reka bentuk yang lebih maju. Walau bagaimanapun, ia mempunyai kelemahan yang ketara: untuk mengisi belon, sejumlah besar gas diperlukan di tapak pelancaran, yang kemudiannya dilepaskan ke atmosfera, dan ini meningkatkan kos pelancaran. Di samping itu, hidrogen sangat mudah meletup, akibatnya ia hanya digunakan untuk charlier tanpa pemandu (yang diawaki dipenuhi dengan helium yang tidak berbahaya dan selamat, tetapi lebih mahal).
Pada tahun 1783 yang sama, ahli Akademi Sains St. Petersburg, Leonhard Euler, memperoleh formula untuk mengira daya angkat bola. Dan 20 tahun kemudian, penerbangan belon berawak pertama di Rusia berlaku di St. Petersburg. Ia dicapai oleh aeronaut Perancis Andre Jacques Garnerin dan isterinya. Tidak lama kemudian, bersama dengan Garnerin, Jeneral Infantri Sergei Lavrentievich Lvov berlepas dengan belon. Para saintis Rusia adalah yang pertama di dunia menerbangkan belon untuk tujuan saintifik.
Lukisan yang menggambarkan belon saudara Montgolfier. 1786
Kematian tukang belon Thomas Harris, yang mengorbankan dirinya untuk menyelamatkan pengantin perempuannya. Poskad lewat XIX V.
Oleh itu, pada tahun 1804, ahli akademik Yakov Dmitrievich Zakharov dan aeronaut Belgium Etienne Raspar Robertson menggunakan belon untuk belajar lapisan atas suasana.
Walaupun pada mulanya sangat sukar untuk memandu belon, ia tidak lama lagi mula digunakan dalam hal ehwal ketenteraan (terutamanya belon tertambat yang dicipta oleh Henri Giffard). Sejurus selepas penerbangan pertama, leftenan jurutera tentera Jean Baptiste Meunier menyampaikan esei "Mengenai penggunaan belon untuk tujuan ketenteraan" kepada Akademi Sains Perancis. Semasa Perang Dunia I, belon digunakan untuk peninjauan, komunikasi, dan juga pengeboman. Semasa Perang Dunia II, terutamanya untuk tujuan pertahanan udara.
Jurutera Tentera AS menjalankan pengawasan dari belon udara panas. 1918
Dengan bantuan matahari
Pada tahun 1973, belon solar telah dicipta. Ia mempunyai daya angkat paling hebat dari mana-mana belon. Cangkangnya semestinya hitam, silinder diisi dengan udara, dan tiada penunu di atasnya. Daya angkat dicipta oleh udara yang dipanaskan oleh sinaran matahari. Jika injap ekzos gagal, belon solar tidak jatuh, tetapi naik sehingga ia pecah akibat peningkatan tekanan dalaman.
Pada separuh kedua abad yang lalu, apabila bahan cengkerang baru dan penunu yang lebih cekap dicipta, belon (terutamanya belon udara panas) kembali menjadi fesyen. Bola gabungan juga muncul, mengambil yang terbaik daripada reka bentuk tradisional. Cangkang belon tersebut dibahagikan kepada dua bahagian, bahagian bawah diisi dengan udara panas, dan bahagian atas dengan helium. Dengan memanaskan udara dengan propana, etana atau minyak tanah yang dibakar dalam penunu, juruterbang boleh melaraskan ketinggian penerbangan. Belon sedemikian kadang-kadang dipanggil rosier sebagai penghormatan kepada Pilatre de Rosier, yang meninggal dunia pada tahun 1785, yang belonnya, diisi dengan campuran udara panas dan hidrogen, terbakar dalam penerbangan.
Pada masa ini, belon khusus digunakan untuk sebahagian besar untuk mengangkat sistem komunikasi, pengawasan video dan menerima data cuaca ke ketinggian yang diperlukan. Ia juga sangat pemandangan Indah sukan yang cepat mendapat sambutan. Di bawah naungan Persekutuan Aeronautik Dunia, kejohanan dunia diadakan: dalam tahun genap untuk belon udara panas, dalam tahun-tahun ganjil untuk belon gas, serta pesta, perayaan besar-besaran untuk semua peminat pesawat yang indah ini.
Belon benteng pertahanan udara Amerika. 1942
Pesta Belon Udara Panas di Albuquerque, New Mexico, Amerika Syarikat.
Pada Mac 1999, semasa terbang glob berlangsung selama 19 hari, 21 jam dan 55 minit, rekod jarak penerbangan dunia mutlak 40,814 km telah ditetapkan. Ia dipasang pada belon Breitling Orbiter-3 oleh aeronaut Bertrand Piccard (Switzerland) dan Brian Jones (Great Britain).
Buat pertama kalinya, seseorang menaiki penerbangan percuma dalam belon udara panas, yang naik dari taman Chateau de la Muette di pinggir barat Paris pada 21 November 1783. Penumpangnya adalah pengarah muda Paris Muzium Sains, Pilatre de Rozier, dan pegawai tentera Marquis d'Arlande, yang mempunyai hubungan yang luas dengan halaman Louis XVI Dalam belon yang dipenuhi dengan udara panas, yang dibina oleh saudara Joseph dan Etienne Montgolfier, mereka menghabiskan kira-kira 25 minit di dalam. udara, terbang hampir 10 km pada masa ini, dan mendarat dengan selamat di kawasan lapang berhampiran jalan ke Fontainebleau.
Saudara-saudara Montgolfier: di sebelah kiri - Joseph, di sebelah kanan - Etienne (ukiran abad ke-19). Pada masa demonstrasi awam pertama belon mereka, Joseph berumur 43 tahun dan Etienne berumur 38 tahun. Imej Etienne telah disalin daripada potret oleh anak perempuannya.
Penerbangan itu sendiri adalah peristiwa yang luar biasa, tetapi selain itu, ia seolah-olah merumuskan pencapaian terbesar kimia: penolakan teori phlogiston struktur jirim, yang runtuh apabila ternyata gas yang berbeza mempunyai berat yang berbeza. Berkait rapat dengan penerbangan pertama belon berawak dan tanpa pemandu ialah nama empat ahli kimia yang cemerlang - Joseph Black, Henry Cavendish, Joseph Priestley dan Antoine Lavoisier, yang kerjanya membuka jalan kepada pemahaman yang jelas tentang sifat kimia bahan.
Demonstrasi awam pertama penerbangan belon yang dipenuhi dengan udara panas dipersembahkan dalam ukiran dalam bentuk yang agak hebat. Eksperimen telah dijalankan oleh saudara Joseph dan Etienne Montgolfier pada 4 Jun 1783 di Annonay (Perancis). Bola itu adalah beg linen sfera yang ditutup dengan kertas, mempunyai diameter 11 m dan berat 227 kg. Ia dipenuhi dengan udara panas di atas api. Penerbangan itu mengambil masa 10 minit.Saudara-saudara Montgolfier tinggal di Annonay, sebuah bandar di sekitar Lyon. Mereka terobsesi dengan idea penerbangan dan datang dengan idea bahawa jika mereka mengembung beg kertas dengan udara panas, ia boleh berlepas. Pada penghujung tahun 1782, saudara-saudara menjalankan dua eksperimen awal yang menunjukkan bahawa beg besar yang dipenuhi dengan asap dari api harus naik ke atas. Saudara-saudara mengadakan demonstrasi awam pertama mereka di Annonay pada 4 Jun 1783. Belon adalah beg linen sfera yang ditutup dengan kertas. Ia berdiameter 11 m dan beratnya kira-kira 227 kg. Belon itu ditiup di atas api di mana jerami yang dicincang halus dibakar. Apabila dia dibebaskan, dia bangkit agak tinggi dan turun selepas 10 minit, setelah terbang kira-kira tiga kilometer pada masa ini. Penerbangan itu menarik perhatian penonton kesan yang hebat, dan berita tentang eksperimen ini tersebar ke seluruh Perancis dan seluruh Eropah.
Dua bulan kemudian, kumpulan peminat lain melancarkan jenis belon yang berbeza di Paris. Eksperimen itu diketuai oleh ahli fizik Jacques Charles. Mengetahui hasil penyelidikan gas baru-baru ini, Charles memutuskan untuk mengisi belon dengan hidrogen. Oleh kerana penutup kertas tidak dapat mengekalkan hidrogen, bola itu diperbuat daripada kain sutera nipis yang diresapi dengan lateks. Hidrogen diperoleh dengan merawat pemfailan besi dengan asid sulfurik. Ia mengambil masa beberapa hari untuk meniup sepenuhnya belon berdiameter 4 m dan menggunakan 227 kg asid dan 454 kg besi. Pada 27 Ogos, orang ramai berkumpul di Champ de Mars untuk menonton pelancaran belon. Belon itu kekal di udara selama 45 minit dan akhirnya mendarat berhampiran bandar Gonesse, 28 km dari tapak pelancaran. Dia sangat menakutkan penduduk tempatan sehingga mereka mengoyakkannya sehingga hancur.
Tiga minggu lagi kemudian, saudara-saudara Montgolfier mengulangi percubaan mereka di Versailles, kali ini dengan kehadiran Louis XVI dan mahkamahnya. Ia adalah lebih mudah untuk mengisi belon dengan udara panas daripada dengan hidrogen, dan selepas 10 minit ia bersedia untuk terbang. Sebuah sangkar kecil yang mengandungi seekor domba jantan, seekor itik dan seekor ayam jantan digantung padanya. Kali ini bola itu bukan lagi sekadar beg - ia dicat terang dengan cat minyak. Penerbangan itu berakhir di dalam hutan 3.5 km dari tapak pelancaran. Tiada seorang pun daripada pemain belon pertama yang cedera.
Penerbangan berawak pertama dalam belon udara panas berlaku di Paris pada 21 November 1783. Belon yang dicat dengan rumit, dibina oleh saudara Montgolfier, adalah 14 meter lebar dan lebih daripada 21 meter tinggi. Bakul dengan dua penumpang, Pilatre de Rosier dan Marquis d'Arland, mempunyai berat kira-kira 730 kg Secara umum diterima bahawa ini adalah pemandangan dari teres rumah Benjamin Franklin di Passy.Sebaik sahaja kemungkinan penerbangan belon terbukti, pelaksanaan praktikalnya tidak lambat membuahkan hasil. Pada bulan Oktober, de Rozier naik 25 m dalam belon udara panas yang ditambat dan berada di udara selama lebih daripada 4 minit. Sebulan kemudian, dia dan d'Arland membuat penerbangan bersejarah mereka ke Paris tidak mahu mengalah dan pada 1 Disember, dengan membawa seorang penumpang, dia berlepas dari Paris dengan belon yang diisi dengan hidrogen. Penerbangan itu berlangsung selama 2 jam berakhir 50 km dari Paris di sebuah bandar kecil Nesle Di sini penumpang turun, dan Charles meneruskan perjalanan, naik ke ketinggian lebih daripada 3.5 km dalam masa 6 bulan sahaja, lelaki itu terbang dan belajar terbang.
Penerbangan pertama belon berisi hidrogen berawak. Belon itu dilancarkan di Taman Tuileries di Paris pada 1 Disember 1783. Penumpang tersebut ialah Jacques Charles dan pembantunya M.-N. Robert. Penerbangan itu berlangsung kira-kira 2 jam, selepas itu Robert turun ke tanah, dan Charles, meneruskan penerbangan sendirian, naik ke ketinggian lebih daripada 3.5 km.Pada tahun-tahun berikutnya, banyak penerbangan belon udara dibuat di Eropah. Yang sangat luar biasa adalah milik Joseph Montgolfier (daripada dua beradik itu, dia adalah satu-satunya yang terbang dengan belon udara panas). Belon udara panas "Flessel" adalah belon udara panas terbesar pada masa itu - 55 m tinggi dan 30.5 m dalam lilitan. Dalam 17 minit, belon itu dipenuhi dengan udara panas dari api, dan ia mengangkat 7 orang ke ketinggian lebih daripada 900 m.
Aeronautik berkembang pesat. Pada Ogos 1784, ahli kimia Perancis Guiton de Moreau dan Abbot Bertrand, yang menemaninya, mencapai ketinggian lebih daripada 3 km, mengukur suhu dan tekanan udara di sepanjang jalan. Pada Januari tahun berikutnya, aeronaut Perancis Jean Pierre Blanchard dan doktor Amerika John Jeffries menyeberangi Selat Inggeris buat kali pertama, terbang dari Dover ke Calais.
Selepas penerbangan di Annonay, Akademi Sains Perancis, atas permintaan kerajaan, mewujudkan satu suruhanjaya yang sepatutnya menyediakan laporan mengenai eksperimen ini dan membangunkan rancangan untuk penyelidikan lanjut. Ahli terkemuka suruhanjaya itu ialah Lavoisier, seorang ahli kimia Perancis yang penemuan saintifik bersama-sama dengan penemuan saintis lain, berfungsi sebagai asas untuk penciptaan belon pertama. Kerajaan Perancis nampaknya menganggap penciptaan belon udara panas sebagai pencapaian besar, kerana ia menanggung kos beberapa penerbangan berikutnya yang dirancang oleh suruhanjaya itu.
Reaksi saintis Inggeris terhadap ciptaan belon udara panas lebih terkawal. Pada November 1783, belon berisi hidrogen telah ditunjukkan kepada Raja George III dan orang istananya di Windsor. Belon itu memberi kesan yang hebat kepada raja, dan dia menghantar mesej kepada Presiden Royal Society of London, Sir Joseph Banks, di mana dia menawarkan untuk membiayai penyelidikan lanjut dalam bidang aeronautik. Walau bagaimanapun, jawapannya ialah kerana eksperimen ini tidak boleh dijangka "apa-apa faedah" masyarakat tidak berminat dengan mereka.
Pada masa yang sama, kepentingan ketenteraan belon telah dihargai dengan cepat. Tidak sampai sebulan selepas tontonan di Windsor, satu risalah telah diterbitkan mengenai isu ini. Tidak lama kemudian Benjamin Franklin menulis dalam surat seperti berikut:
“Penciptaan belon, seperti yang anda lihat, adalah penemuan yang paling penting Salah satu akibatnya mungkin penolakan raja untuk berperang, kerana yang paling berkuasa pun tidak akan dapat mempertahankan harta benda mereka belon, mampu mengangkat dua orang setiap satu, tidak mungkin harganya lebih daripada lima kapal perang, dan mana ada penguasa yang boleh menutup negaranya dengan tentera yang mampu melindunginya daripada puluhan ribu pahlawan yang telah turun dari langit di banyak tempat dan bersedia untuk mendatangkan kerosakan yang tidak boleh diperbaiki kepada negeri sebelum mungkin untuk mengumpulkan tentera. dan menghalau mereka?
Pencapaian aeronautik yang mengagumkan adalah akibat yang tidak dapat dielakkan daripada perubahan mendalam dalam pemahaman struktur dunia. Pada masa itu, satu-satunya sains yang layak untuk mendakwa pemahaman ini ialah mekanik, khususnya mekanik cakerawala, yang mengkaji pergerakan benda angkasa. Kimia baru sahaja membebaskan dirinya daripada dogma alkimia, dan biologi dan lain-lain Sains semula jadi berada dalam peringkat pemerhatian awal perkembangan. Ini adalah masa apabila seorang saintis masih boleh menjadi pakar dalam semua bidang pengetahuan dan berhak dipanggil ahli falsafah semula jadi. Empat ahli falsafah semulajadi memainkan peranan yang besar dalam penciptaan belon udara panas. Ini ialah Black, Cavendish, Priestley dan Lavoisier, yang hari ini akan dipanggil ahli kimia.
Sesiapa yang kenal sains moden, keadaan primitif pengetahuan dalam bidang kimia pada awal abad ke-18. akan mengelirukan. Idea asas alkimia, bahawa semua jirim terdiri daripada empat unsur - udara, bumi, api dan air - masih popular. Idea mudah ini, pertama kali dinyatakan dalam Fizik Aristotle dua puluh abad sebelumnya, mencadangkan kemungkinan mengubah beberapa jenis jirim kepada yang lain. Hasil daripada ini adalah, sebagai contoh, pencarian yang sia-sia untuk batu ahli falsafah, kononnya mampu mengubah besi dan plumbum menjadi emas. Satu lagi keturunan idea Aristotle ialah teori phlogiston, yang terus mengaburkan dan mengelirukan pemikiran ahli kimia untuk kebanyakan abad ke-18.
Teori phlogiston bertujuan untuk menerangkan sifat kebakaran. Sudah pada peringkat terawal perkembangannya, manusia tahu bahawa sesetengah bahan terbakar dan yang lain tidak. Ahli alkimia menyedari bahawa apabila haba cukup kuat, walaupun logam asas terbakar, meninggalkan sisik atau abu yang tidak boleh dibakar. kenapa?
Pada suku pertama abad ke-18. Georg Stahl memberikan penjelasan untuk ini, mengembangkan idea yang sebelum ini dikemukakan oleh gurunya Johann Becher. Becher termasuk antara unsur Aristotelian terra pinguis- "bumi gemuk", yang, seperti yang diandaikan, dilepaskan daripada bahan apabila ia terbakar. Stahl pergi lebih jauh, menyatakan bahawa mana-mana logam tidak lebih daripada gabungan skala dengan "tanah berminyak." Dari sudut pandangan ini, pembakaran adalah pembebasan "bumi gemuk" yang terkandung dalam badan, yang Stahl menamakan semula phlogiston, yang dalam bahasa Yunani bermaksud "mudah terbakar".
Teori phlogiston adalah sangat fleksibel dan boleh menerangkan banyak perkara. Sebagai contoh, ia memberi jawapan kepada soalan mengapa skala yang dipanaskan dengan arang sekali lagi bertukar menjadi logam asal: arang batu, sebagai bahan mudah terbakar, kaya dengan phlogiston, manakala skala, yang tidak terbakar, tidak memilikinya. Akibatnya, arang batu menyerahkan phlogistonnya kepada skala, menjadikannya logam semula, dan dengan sendirinya berubah menjadi abu. Penjelasan yang berjaya seperti ini menyumbang kepada penerimaan umum teori phlogiston, yang mengekalkan dominasinya dalam kimia untuk sebahagian besar abad berikutnya.
Black, Cavendish, Priestley dan Lavoisier adalah penyokong kuat teori phlogiston apabila mereka memulakan pengajian dalam bidang kimia. Walau bagaimanapun, tiga yang pertama terlibat terutamanya dalam penyelidikan eksperimen, yang hasilnya sering ditafsirkan dari sudut pandangan teori phlogiston. Dan hanya Lavoisier yang cukup berwawasan untuk menghubungkan penemuan dan fakta yang diketahui ke dalam sistem baru idea kimia, di mana tiada tempat untuk phlogiston. Ironinya, Cavendish dan Priestley, yang tidak kurang daripada yang lain menyumbang kepada pembongkaran teori phlogiston dengan karya mereka, kekal sebagai penyokongnya sehingga akhir zaman mereka. Dan pada tahun 1800, apabila peranan oksigen dalam pembakaran sudah terkenal, Priestley tetap setia kepada teori ini. Dia memanggil buku terbarunya "The Phlogiston Doctrine Justified."
Keraguan pertama tentang ketepatan idea kimia Aristotle timbul selepas eksperimen Jan Van Helmont, yang menerbitkan hasil penyelidikannya pada awal abad ke-17. Walaupun ahli alkimia sebelum ini mengetahui bahawa gas terbentuk apabila membakar arang atau hasil daripada penapaian, mereka menyangka mereka sebagai sejenis udara biasa. Menggunakan mudah eksperimen kimia Van Helmont memperoleh gas yang jelas berbeza daripada udara. Dia secara kiasan memanggilnya angin, gas berminyak dan berasap. Van Helmont tidak cuba menganalisis atau mengasingkan gas-gas ini bentuk tulen, bagaimanapun, dialah yang memperkenalkan istilah itu ke dalam penggunaan saintifik "gas". Kajian tentang sifat-sifat gas telah bertukar menjadi cabang kimia bebas, dipanggil kimia pneumatik, yang pengasasnya biasanya dianggap sebagai Van Helmont.
Sehingga pertengahan abad ke-18. tiada keputusan cemerlang diperolehi dalam kimia pneumatik. Kemudian perkembangannya dipercepatkan secara mendadak dan pergi ke arah yang baru, dan hasil yang menakjubkan mula muncul satu demi satu. Ahli kimia Sweden pada abad ke-18. Thorburn Bergman menulis tentangnya dengan cara ini: "Selama sepuluh tahun kebelakangan ini kimia bukan sahaja telah menyerang alam bahan udara yang tidak kelihatan, tetapi telah meneroka untuk mengkaji sifatnya dan memahami prinsip strukturnya." Malah, pada tahun 1779, apabila perkataan ini ditulis, sudah ada data yang boleh dipercayai mengenai struktur kimia lapan gas.
Walaupun Black, Cavendish, Priestley dan Lavoisier bekerja secara bebas, sumbangan mereka kepada sains saling menguatkan dan bersama-sama membentuk apa yang kini kita panggil Revolusi Saintifik. Yang pertama dalam urutan penemuan ialah kerja Black. Pada tahun 50-an abad ke-18, semasa seorang pelajar perubatan di Edinburgh, beliau menjalankan kajian menyeluruh tentang gas yang dikeluarkan oleh tindakan asid pada magnesia pepejal (magnesium karbonat). Matlamat utamanya adalah untuk memahami kesan peneutralan magnesia. Tetapi sepanjang perjalanan, semasa kerja-kerja itu ternyata gas yang dikeluarkan bukan udara atmosfera sama sekali.
Hitam memanggil bahan baharu itu "udara terikat" kerana ia seolah-olah terikat, boleh dikatakan, terkunci di dalam magnesia. Tiada siapa yang tahu bahawa gas ini adalah sebatian unsur kimia; Hanya beberapa dekad kemudian, mengikut komposisinya, ia dipanggil karbon dioksida. Dengan melepasi gelembung gas melalui air kapur dan memerhatikan pembentukan mendakan putih, Hitam menunjukkan bahawa udara terikat dibebaskan oleh pembakaran arang, pernafasan dan penapaian. (Black kemudiannya menjadi salah seorang ahli kimia teori terkemuka pada zamannya; beliau adalah profesor kimia di Glasgow dan kemudian kembali ke Edinburgh dalam kedudukan yang sama.)
Joseph Black (1728-1799). Ukiran keluli adalah salinan lukisan oleh Sir Henry Raeburn.
Kerjanya mendahului penemuan yang membawa kepada penciptaan belon udara panas. Pada 50-an abad ke-17, semasa seorang pelajar perubatan di Edinburgh, dia menunjukkan bahawa gas yang dibebaskan apabila asid bertindak pada magnesia pepejal adalah bebas. kimia, berbeza daripada udara atmosfera. Bahan baru, yang dipanggilnya "udara terikat", kemudiannya dinamakan karbon dioksida.Salah seorang saintis pertama yang mengkaji sifat-sifat udara terikat ialah Cavendish. Dia adalah ahli falsafah semula jadi yang tipikal pada masa itu - seorang pertapa yang kaya dan sipi. Setelah mewarisi rezeki yang besar(pada satu ketika dia dianggap sebagai salah seorang orang terkaya di England), Cavendish lebih suka hidup bersendirian dan terlibat dalam eksperimen. Pada tahun 1766 beliau menerbitkan tiga karya bertajuk Eksperimen dengan Udara Buatan. Itulah yang Cavendish panggil sebarang gas, "terkurung dalam badan lain... dan dilepaskan daripadanya semasa transformasi kimia." Sebelum Cavendish, hanya satu gas buatan yang diketahui - udara terikat Black. Cavendish mengekstrak udara terikat menggunakan kaedah Black, menambahkan asid kepada magnesia, dan merupakan yang pertama mengumpul sampel gas dalam buih yang diperbuat daripada isi perut haiwan. Menimbang gelembung yang diisi terlebih dahulu dengan atmosfera dan kemudian dengan udara terikat, Cavendish mendapati bahawa gelembung yang kedua adalah 1.47 kali lebih berat daripada yang pertama.
Henry Cavendish (1731-1810) menyiasat sifat-sifat udara terikat dan "udara buatan" lain, yang dipanggilnya "udara mudah terbakar". Yang terakhir ternyata 11 kali lebih ringan udara atmosfera dan kemudiannya dinamakan hidrogen. (Lukisan oleh W. Alexander ini adalah satu-satunya potret seumur hidup Cavendish yang diketahui. Ia disimpan di Muzium British.)Didorong oleh rasa ingin tahu, dia pergi lebih jauh. Apakah yang berlaku jika magnesium dalam eksperimen Black digantikan dengan logam asas, seperti besi? Seperti sebelum ini, gelembung gas diperhatikan dalam larutan, dan Cavendish mengumpulnya di dalam kapal. Bagaimanapun, gas tiruan ini tidak menyebabkan kekeruhan air kapur dan ternyata 11 kali lebih ringan daripada udara. Lebih-lebih lagi, ia tidak memadamkan api, seperti udara terikat, tetapi, sebaliknya, meletup apabila bersentuhan dengannya. Ia agak jelas bahawa ia terbuka jenis baru gas buatan. Selaras dengan ciri-cirinya, Cavendish memanggilnya "udara mudah terbakar."
Hasil kerja Black dan Cavendish akhirnya membuktikan bahawa gas adalah bahan kimia bebas. Tambahan pula, tidak mungkin lagi menganggap udara sebagai salah satu unsur jirim. Tetapi bagaimana dengan tanah, api dan air?
Pada masa yang sama, bangsawan muda Perancis Lavoisier memutuskan untuk menjalankan eksperimen mudah, yang menunjukkan bahawa "bumi" bukanlah unsur jirim sama sekali. Ahli alkimia membuktikan sifat "asas" bumi dengan mendidih air jangka panjang dalam "pelikan" yang dimeterai (sebagaimana balas dipanggil untuk persamaan luarannya dengan burung ini). Akhirnya sejumlah kecil muncul di bahagian bawah kapal. padu, yang ditafsirkan sebagai perubahan air menjadi bumi.
Lavoisier memutuskan untuk menguji kesimpulan ini menggunakan baki analisis. Dia menimbang Pelican yang kosong dan menuang sedikit air suling ke dalamnya. Setelah menutup bekas itu dan menimbangnya bersama air, dia memperoleh berat air itu melalui penolakan. Dia kemudiannya memasak air di dalam bekas ini dengan api perlahan selama 101 hari. Selepas tempoh ini, Lavoisier sekali lagi menimbang kapal dengan dan tanpa air. Jumlah berat tidak berubah, tetapi sedimen muncul di bahagian bawah kapal, yang beratnya sama dengan penurunan berat kapal kosong. Jelas sekali, "bumi" itu terbentuk kerana larut lesap bahan dari kaca kapal, dan bukan dari air. Bersama-sama dengan karya Black dan Cavendish, eksperimen Lavoisier menimbulkan keraguan serius tentang kesahihan teori alkimia Aristotle.
Peringkat terakhir revolusi saintifik ditentukan oleh beberapa penemuan baru dalam kimia pneumatik, watak utama di mana Priestley bermain. Dia seorang yang berbakat dan serba boleh. Seorang paderi yang tidak sesuai, dia menukar beberapa profesion: dia seorang wartawan, penulis (penulis 106 buku) dan ahli kimia. Pada tahun 1772 beliau menerbitkan karya bertajuk "Pemerhatian pelbagai jenis udara", di mana beliau menerangkan kaedah untuk menghasilkan beberapa gas yang tidak diketahui sebelum ini. Dalam dekad seterusnya, yang baru sahaja mendahului penciptaan belon, Priestley menambah lapan lagi gas ke dalam senarai ini.
Joseph Priestley (1733-1804) berjaya mengasingkan lapan lagi gas dalam bentuk tulennya semasa dekad sebelum penciptaan belon udara panas. Sebagai penyokong teori pembakaran phlogiston, Priestley menamakan penemuan utamanya - oksigen - "udara terdephlog".Pencapaian Priestley dimungkinkan dengan menambah baik kaedah mengumpul gas. Sebelum ini, ahli kimia mengumpul gas dalam bekas berisi air, yang dibalikkan dengan teliti tanpa mengeluarkannya dari bekas air yang lain. Apabila gas terkumpul di bahagian atas kapal terbalik, air daripadanya dipaksa keluar ke dalam kapal bawah. Walau bagaimanapun, gas larut air tidak dapat dikumpulkan dengan cara ini. Dengan menggantikan air dengan merkuri, Priestley dapat memperoleh dan menganalisis banyak gas baharu.
Priestley membuat penemuan paling ketara pada tahun 1774, memfokuskan dengan kanta 30 sentimeter cahaya matahari, dia memanaskan mendakan merah merkuri - bahan serbuk yang telah lama diketahui ahli alkimia. Sama seperti dalam eksperimen Black dengan membakar arang, dalam eksperimen Priestley gas dibebaskan, tetapi ia bukan lagi udara terikat. Gas itu mempunyai ciri-ciri sendiri yang luar biasa: lilin di dalamnya terbakar lebih terang, dan seekor tetikus boleh hidup dua kali lebih lama daripada dalam jumlah udara atmosfera yang sama.
Sebagai penyokong tegar teori pembakaran phlogiston, Priestley mentafsir keputusan ini sebagai manifestasi sifat-sifat phlogiston. Seperti yang kita ketahui, teori yang disebutkan mengandaikan bahawa apabila bahan terbakar, phlogiston mengalir keluar daripadanya. Priestley memutuskan bahawa dia akan berpindah ke gas baru. Oleh itu, gas ini mesti kekurangan phlogiston, dan Priestley memanggilnya "udara dephlogisticated." Nama ini tidak bertahan lama. Tidak lama kemudian, di makmal Lavoisier, gas baru itu dinamakan oksigen, yang menjadi tokoh utama dalam kimia moden.
Pada masa yang sama, Lavoisier mula serius memikirkan tentang ketepatan teori phlogiston. Pada tahun 1772, beliau menulis memoir tentang pembakaran sulfur dan fosforus di udara. Sekali lagi menggunakan neraca analitik, Lavoisier menegaskan bahawa berat kedua-dua bahan meningkat semasa pembakaran, dan menjelaskannya melalui gabungannya dengan udara. Dalam memoirnya, Lavoisier menulis: "... apa yang kita perhatikan semasa pembakaran sulfur dan fosforus mungkin berlaku dengan semua bahan lain... dan saya fikir skala itu lebih berat daripada logam tulen atas sebab yang sama." Selaras dengan kesimpulan ini, Lavoisier mendapati bahawa apabila skala plumbum (plumbum oksida) dipanaskan dengan arang "transformasi skala menjadi logam disertai dengan pelepasan Kuantiti yang besar gas." Pemerhatian dan penaakulan ini secara langsung bertentangan dengan teori phlogiston, mengikut mana, apabila bahan terbakar, phlogiston dilepaskan dan, oleh itu, bahan itu harus menurunkan berat badan. Menyedari ajaran sesat ideanya, Lavoisier muda menghantar memoirnya ke Akademi Sains Perancis dalam sampul tertutup untuk menegaskan keutamaan jika penyelidikan lanjut mengesahkan ketepatan kesimpulan revolusionernya.
Pandangan matang Lavoisier tentang teori pembakaran telah diterbitkan olehnya dalam memoir terkenalnya, Discourses on Phlogiston. Di dalamnya dia meringkaskan banyak hujahnya menentang teori phlogiston. Dia mempunyai alasan yang cukup untuk menulis:
"Satu-satunya tujuan saya dalam memoir ini adalah untuk membangunkan teori pembakaran yang saya laporkan pada tahun 1777, dan juga untuk menunjukkan bahawa phlogiston Stahl adalah bahan khayalan, bahawa kehadirannya dalam logam, sulfur, fosforus dan semua badan mudah terbakar adalah sangkaan yang tidak berasas, dan semua fakta yang berkaitan dengan pembakaran dan pembentukan skala boleh dijelaskan dengan lebih ringkas dan mudah tanpanya."Penjelasan yang diberikan oleh Lavoisier sangat mudah: semasa pembakaran, phlogiston tidak dilepaskan sama sekali, tetapi, sebaliknya, oksigen, yang merupakan sebahagian daripada udara, ditambah. Hipotesis Lavoisier menjelaskan semua fakta yang diketahui berkaitan dengan pembakaran. Ia secara kuantitatif menerangkan pertambahan berat bahan semasa pembakaran: peningkatan itu betul-betul sama dengan berat oksigen yang masuk ke dalam tindak balas.
Pada masa ini, hasil penyelidikan dalam bidang kimia pneumatik mula tersebar luas. Kemajuan dibuat dengan cepat dalam memahami struktur jirim, dan gas dengan sifat luar biasa baharu ditemui. Menyedari sifat-sifat udara terikat Black, Priestley melarutkannya dalam air dan mendapati bahawa hasilnya adalah minuman yang enak. "Air soda" baru dengan cepat menjadi bergaya dan menjadi sangat popular dalam masyarakat Eropah. Adik-beradik Montgolfier juga tahu pencapaian terkini kimia pneumatik, dan mereka berfikir tentang cara menggunakannya untuk mencipta belon udara panas. revolusi saintifik dalam kimia dan idea belon dinobatkan dengan penemuan penting lain.
Ini berlaku di England. Mengikuti Priestley, Cavendish menggunakan nyahcas elektrik untuk mengkaji gas baharu. Dia amat berminat dengan gas ringan yang ditemuinya sebelum ini, udara mudah terbakar. Dalam eksperimennya, dia melepasi percikan elektrik melalui campuran gas ini dengan udara biasa. Pelepasan itu disertai dengan kilat api biru, selepas itu isipadu gas berkurangan secara mendadak dan cecair kecil terbentuk, yang Cavendish dipanggil embun.
Embun inilah yang menarik perhatiannya, dan untuk mendapatkan lebih banyak lagi, Cavendish menjalankan satu lagi eksperimen. Dia menulis bahawa bahan yang terhasil “Ia tidak mempunyai rasa mahupun bau dan... apabila ia tersejat, ia tidak meninggalkan sedimen yang ketara; Kajian seterusnya mengesahkan ketepatan kesimpulannya.
Eksperimen klasik ini telah disiapkan pada tahun 1781, tetapi keputusannya dilaporkan kepada Royal Society hanya pada tahun 1784. Cavendish menangguhkan penerbitan rasmi kerana dia ingin terlebih dahulu memastikan bahawa dengan menggantikan udara biasa dengan udara tercemar, air yang terhasil memperoleh sifat berasid. Selepas beberapa lama, Cavendish menyatakan bahawa sebab untuk ini adalah asid nitrik, komposisi yang dia tentukan buat kali pertama.
Cavendish menunjukkan bahawa air terbentuk daripada udara mudah terbakar dan udara terdephlog semasa pembakaran campuran gas-gas ini. Walau bagaimanapun, baginya, seorang penyokong yang yakin dengan teori phlogiston, penemuan ini sama sekali tidak bermakna bahawa air adalah sebatian hidrogen dan oksigen. Dia menulis:
"Nampaknya ada sebab untuk mempercayai bahawa udara dephlogistik hanyalah air tanpa phlogiston, dan udara mudah terbakar, seperti yang dinyatakan sebelum ini, sama ada air yang diperkaya dengan phlogiston atau phlogiston dalam bentuk tulennya, tetapi kemungkinan besar adalah yang pertama."Dalam erti kata lain, Cavendish yakin bahawa air hadir secara langsung dalam kedua-dua jenis "udara" dan dilepaskan apabila mereka berinteraksi. Phlogiston berpindah dari udara mudah terbakar yang kaya dengannya ke udara dephlogistic, di mana terdapat sedikit phlogiston.
Pada 12 November 1783, Lavoisier membaca laporan pada mesyuarat agung Akademi Sains dengan tajuk panjang "Mengenai sifat air dan eksperimen nampaknya mengesahkan bahawa bahan ini bukan, secara tegasnya, unsur, tetapi boleh diuraikan dan terbentuk semula.”
Walaupun kaedah penyelidikan yang digunakan oleh Cavendish lebih sempurna, dan hasil yang diperolehinya lebih ketara daripada Lavoisier, Lavoisierlah yang pertama kali memutuskan untuk menjauhi dogma lama dan menyatakan idea bahawa air adalah sebatian hidrogen dan oksigen. . Lavoisier juga menghasilkan eksperimen yang bijak menunjukkan bahawa air boleh dipecahkan kepada unsur-unsur konstituennya. Untuk melakukan ini, dia mengkaji tindak balas wap air dengan besi panas merah (yang mana laras pistol digunakan); dalam kes ini, air terurai untuk membentuk hidrogen dan oksida besi. Setelah menjalankan eksperimen tambahan dan memastikan bahawa kuprum panas tidak bertindak balas dengan air, dia dapat menjalankan eksperimen yang dimaksudkan.
Lavoisier mengambil tiub kuprum di mana serbuk besi halus dituangkan, dan, setelah dipanaskan merah-panas, dituangkan ke dalam bahagian air yang telah ditimbang terlebih dahulu. Bahagian wap yang tidak terurai terpeluwap, dan Lavoisier menimbangnya, dan mengumpul pecahan gas (hidrogen) di atas air dan mengukur kuantitinya. Akhirnya, serbuk besi yang terkandung dalam tiub kuprum ditimbang dan kenaikan beratnya ditentukan. Berdasarkan eksperimen ini, Lavoisier membuat kesimpulan bahawa air terdiri daripada satu bahagian mengikut berat hidrogen dan 6.5 bahagian mengikut berat oksigen. [Nisbah yang betul ialah 1:8.] Eksperimen visual ini, yang membuktikan bahawa air boleh diuraikan menjadi unsur dan "dilipat" semula, dengan meyakinkan mengesahkan ketepatan konsep struktur jirim yang dicadangkan oleh Lavoisier dan membincangkan teori phlogiston tamparan yang tidak pernah pulih. Lebih-lebih lagi, eksperimen ini menandakan berakhirnya empat unsur Aristotelian.
Digalakkan oleh hasil eksperimen, Lavoisier dapat mula mencipta sistem idea kimia yang baru secara logik. Beliau menggariskannya dalam "Buku Teks Kimia Asas", yang diterbitkan pada tahun 1789. Dalam buku ini, Lavoisier memberikan senarai 33 unsur, termasuk hidrogen dan oksigen. Semua unsur kecuali dua dimasukkan ke dalam jadual berkala moden. Kemunculan buku ini menandakan kelahiran kimia moden.
Antoine Lavoisier (1743-1794) digambarkan semasa eksperimen untuk menentukan komposisi air dengan menyalakan campuran hidrogen dan oksigen dengan percikan elektrik (ukiran abad ke-19). Lavoisier akhirnya menafikan teori pembakaran phlogiston dan menubuhkan komposisi sebenar air. Beliau juga memainkan peranan utama dalam merancang dan menganalisis hasil eksperimen pertama dengan belon, menjadi ahli suruhanjaya khas yang dicipta untuk tujuan ini oleh Akademi Sains Perancis pada Julai 1783.Jika kita mengimbas kembali sejarah pelancaran belon pertama, pengaruh revolusi yang berlaku dalam kimia terhadap kemajuan aeronautik, dan terutamanya pada penciptaan belon yang diisi dengan hidrogen, menjadi jelas. Namun hubungan antara kedua-dua proses ini terletak lebih mendalam. Walaupun sejarah belon hidrogen bermula di makmal Cavendish, yang pertama kali menemui "udara mudah terbakar" dan mendapati bahawa ia jauh lebih ringan daripada udara atmosfera, Black yang mempelopori penggunaan penemuan ini untuk mencipta objek yang lebih ringan daripada udara. Beginilah cara ahli kimia yang cemerlang pada masa itu, Thomas Thomson, yang mengambil tempat Black di Glasgow, menggambarkan eksperimen ringkas Black:
"Tidak lama selepas kemunculan kerja Cavendish, di mana dia menganggarkan graviti tentu hidrogen, menunjukkan bahawa gas ini sekurang-kurangnya sepuluh kali lebih ringan daripada udara atmosfera, Dr. Black menjemput beberapa rakannya untuk makan malam, berjanji untuk menunjukkan sesuatu yang menarik. Antara tetamu ialah Dr. Hutton, Encik Clarke dari Elden, dan Sir George Clarke dari Pennicuik Apabila syarikat itu telah berkumpul, Dr. Black memanggil semua orang ke dalam salah satu bilik Di sini dia mengisi pundi kencing yang diperbuat daripada allantois pundi kencing lembu) dengan hidrogen, yang, sebaik sahaja ia dilepaskan, naik ke siling dan kekal di sana seolah-olah terpaku Fenomena itu nampaknya mudah dijelaskan lubang di siling, dan seseorang di atas menarik gelembung ke siling dengan benang dan memegangnya dalam kedudukan ini , bahawa seluruh syarikat bersetuju dengannya, walaupun, seperti banyak penjelasan lain yang munasabah, ia ternyata tidak betul: setelah mengeluarkan gelembung itu, semua orang yakin bahawa tiada benang."Kemudian, pada tahun 1784, Black menulis surat di mana dia menggariskan pemikirannya seperti berikut:
"Memandangkan anda bercakap tentang" kelahiran " eksperimen aerostatik, saya akan membenarkan diri saya untuk menyatakan pemikiran saya mengenai perkara ini dengan lebih terperinci Pertama sekali, walaupun apa yang saya beritahu anda sebelum ini adalah betul-betul, saya sama sekali tidak menuntut penghormatan untuk mencipta peranti terbang secara amnya dan untuk perjalanan khususnya Percubaan gelembung yang saya tunjukkan sebagai akibat hebat daripada penemuan Encik Cavendish adalah sangat mudah sehingga sesiapa pun boleh menciptanya, tetapi saya pastinya tidak pernah terfikir untuk membuat buih buatan yang besar atau menggunakan. mereka kerana mengangkat beban berat atau orang ke udara, saya tidak mempunyai sedikit pun syak bahawa mereka memikirkan perkara ini di mana-mana sehingga khabar angin sampai kepada kami bahawa percubaan sedemikian dilakukan di Perancis, dan saya tidak ragu sama sekali bahawa laporan akhbar itu benar-benar. benar, iaitu tuan-tuan Montgolfier dicipta satu ketika dahulu cara untuk terbang melalui udara menggunakan beg atau bola yang sangat besar diisi dengan udara biasa, berkembang akibat pemanasan oleh api.Memandangkan idea ini telah lama bertapak prinsip yang terkenal, yang tiada kaitan dengan penemuan Encik Cavendish, seseorang hanya boleh terkejut bahawa puan-puan Montgolfier tidak menyedarinya lebih awal. Oleh itu, saya fikir, walaupun rancangan sedemikian mungkin telah lama difikirkannya, dia tidak pernah cuba melaksanakannya sehingga orang lain mula berfikir tentang terbang dengan udara yang mudah terbakar. Saya tidak boleh mengatakan siapa yang mula-mula membuat kaedah ini, kerana, saya mengaku, saya tidak membaca tentang eksperimen ini; Mereka tidak pernah menarik minat saya sama sekali."
Apakah pertimbangan yang mendorong saudara-saudara Montgolfier untuk menjalankan eksperimen mereka dengan belon yang diisi dengan udara panas? Soalan ini lebih sukar untuk dijawab; Seseorang hanya boleh meneka tentang sebab sebenar. James Glaisher, dalam edisi 1878 Encyclopedia Britannica, menulis:
“Saudara-saudara Montgolfier berpendapat bahawa beg mereka naik ke atas disebabkan oleh kemeruapan asap atau wap lain yang dilepaskan apabila straw terbakar, dan hanya beberapa lama kemudian ia menjadi jelas bahawa daya angkat timbul akibat perbezaan berat isipadu yang sama. udara panas dan sejuk.”Rupa-rupanya, saudara-saudara Montgolfier menganggap bahawa wap yang dikeluarkan semasa membakar jerami adalah udara mudah terbakar atau sesuatu seperti itu. Bagaimanapun, Black lebih memahami perkara ini. Dalam suratnya, dia dengan jelas menyatakan bahawa udara yang dipanaskan lebih jarang.
Terdapat maklumat lain yang, semasa menjalankan eksperimen mereka, saudara-saudara Montgolfier tersilap tentang sifat asap dan wap yang dihasilkan semasa pembakaran. Dalam surat-menyurat peguam Sir John Sinclair, yang mengambil bahagian aktif dalam kehidupan politik pada masa itu, kami mendapati mesej berikut:
“Pada penghujung tahun 1785, keadaan tertentu memaksa saya untuk melakukan perjalanan singkat dari London ke Paris, di mana kebetulan membawa saya berhubung dengan tiga orang asing yang luar biasa, iaitu, Argand, yang terkenal dengan peningkatan dalam seni membuat lampu, pemiliknya. daripada kilang terbesar untuk pengeluaran kertas dinding kertas, Réveillon .. Dan[Joseph] Montgolfier - pencipta terkenal belon udara panas. Saya belajar banyak daripada perbualan dengan mereka orang pandai. Saya amat ingat kisah yang terakhir tentang penemuannya, intipatinya adalah seperti berikut.Montgolfier berkata bahawa dia dan abangnya terlibat dalam pengeluaran kertas di Languedoc, tetapi dia sendiri sentiasa berminat dengan eksperimen kimia. Oleh itu, saudara-saudara berusaha untuk mempelajari segala yang dilakukan di kawasan ini. Kemungkinan besar, Montgolfier dan abangnya telah lama berbincang sesama mereka tentang kemungkinan mengambil udara sendiri atau menghantar muatan besar ke dalam penerbangan, tetapi bagaimanapun, tidak melakukan sebarang eksperimen untuk mengesahkan realiti rancangan ini; Walau bagaimanapun, setelah membaca mesej secara tidak sengaja tentang eksperimen Dr. Black, menjelaskan sifat pelbagai jenis udara atau gas, dan, khususnya, bahawa yang kedua mempunyai berat yang berbeza, dia segera berkata kepada abangnya: "Nampaknya bahawa seorang ahli kimia di luar negara telah membuktikan kebolehlaksanaan itu, apa yang kami bincangkan."
Oleh itu, adalah penting untuk memahami bahawa jika bukan kerana penemuan Dr. Black, kedua-dua Montgolfiers mungkin tidak akan mencuba eksperimen mereka. Saya mengesahkan ini daripada kata-kata Montgolfier yang lebih tua, salah seorang yang paling ikhlas dan berbakat yang pernah saya temui; dia selalu bercakap tentang Dr. Black dengan penuh penghormatan, yang sememangnya patut dia terima."
kesusasteraan
Archibald Clow dan Nan L. Clow. Revolusi kimia: sumbangan kepada teknologi sosial. Batchworth Press, London, 1952. Henry M. Leicester. Latar belakang sejarah kimia. Dover Publications, Inc., 1971. Arthur F. Scott. Kajian buku tentang tinjauan awal (1781) tentang kemajuan dalam kimia. // Dalam Tinjauan Kemajuan dalam Kimia, Vol. 8, muka surat 253-277; 1977. Vladimirov A.V. Cerita tentang suasana. - M.: Pendidikan, 1974. Sommer K. Pengumpul pengetahuan kimia. Terjemahan dengan dia. - M.: Mir, 1977.
Selama bertahun-tahun, salah satu keinginan manusia yang tidak dapat dicapai adalah keupayaan untuk terbang atau sekurang-kurangnya naik ke udara. Apakah jenis ciptaan yang belum dicipta untuk mewujudkan perkara ini? Suatu ketika, fakta direkodkan bahawa objek dengan berat kecil boleh naik apabila terdedah kepada udara panas, ini menjadi pendorong kepada pembangunan aeronautik.
Adalah dipercayai bahawa belon udara panas pertama di dunia dicipta pada tahun 1783. Bagaimana ini berlaku? Sejarah menghantar kita kembali ke abad XVI-XVII yang jauh. Pada masa itu prototaip bola pertama muncul, yang tidak dapat menunjukkan diri mereka dalam latihan. Secara selari, pada tahun 1766, ahli kimia Henry Cavendish pertama kali menerangkan secara terperinci sifat-sifat gas seperti hidrogen, yang digunakan oleh ahli fizik Itali Tiberio Cavallo dalam kerjanya dengan gelembung sabun. Dia mengisi gelembung dengan gas ini, dan mereka dengan cepat naik ke udara, kerana hidrogen adalah 14 kali lebih ringan daripada udara. Ini adalah bagaimana dua daya pengangkat utama yang digunakan dalam penerbangan belon sehingga hari ini muncul - hidrogen dan udara panas.
Penemuan ini tidak menyelesaikan semua masalah operasi penerbangan. Untuk mencipta belon, bahan khas diperlukan yang tidak terlalu berat dan juga boleh memuatkan gas di dalamnya. Para saintis dan pencipta menyelesaikan masalah ini dengan cara yang berbeza. Selain itu, beberapa pereka bersaing untuk kejuaraan penemuan, yang utama ialah saudara Jacques-Etienne dan Joseph-Michel Montgolfier, serta profesor terkenal Jacques Alexandre Charles dari Perancis.
Saudara-saudara Montgolfier tidak mempunyai pengetahuan khusus tentang sifat dan ciri pelbagai gas, tetapi dia mempunyai keinginan yang besar untuk penemuan. Pada mulanya mereka bereksperimen dengan asap dan wap. Terdapat percubaan untuk menggunakan hidrogen, tetapi mereka terjejas oleh masalah kekurangan fabrik khas yang tidak akan membenarkan gas ini melaluinya. Selain itu, kosnya agak mahal, dan Montgolfier kembali bereksperimen dengan udara panas.
Belon udara panas pertama dicipta pada tahun 1782. Ia dibuat oleh saudara Montgolfier, walaupun saiznya kecil, hanya 1 meter padu isipadu. Tetapi masih, ia sudah menjadi bola sebenar, yang naik ke ketinggian lebih daripada 30 meter di atas tanah. Tidak lama kemudian para penguji membuat belon kedua. Ia sudah jauh lebih besar daripada pendahulunya: dengan isipadu 600 meter padu dan diameter 11 meter, sebuah brazier diletakkan di bawah bola. Kain untuk belon itu adalah sutera, ditutup dengan kertas di bahagian dalam. Upacara pelancaran belon di hadapan orang ramai yang besar berlaku pada 5 Jun 1783, yang telah pun dianjurkan. saudara terkenal Montgolfier. Menggunakan udara panas, belon itu dinaikkan ke ketinggian 2 ribu meter! Mereka juga menulis tentang fakta ini kepada Akademi Paris. Sejak itu, belon udara panas yang menggunakan udara panas telah dipanggil belon udara panas selepas penciptanya.
Pencapaian Montgolfier sedemikian mendorong Jacques Alexandre Charles untuk memperhebatkan pembangunan ciptaan barunya - belon yang menggunakan hidrogen untuk naik. Dia mempunyai pembantu - saudara Robert, mekanik. Mereka berjaya menghasilkan bola sutera yang diresapi dengan getah, diameternya ialah 3.6 m Mereka mengisinya dengan hidrogen menggunakan hos khas dengan injap. Pemasangan khas juga dibuat untuk pengekstrakan gas, yang diperoleh hasil daripada tindak balas kimia dengan bertindak balas pemfailan logam dengan air dan asid sulfurik. Untuk mengelakkan asap daripada asid daripada merosakkan cangkerang bola, gas yang terhasil ditulenkan menggunakan air sejuk.
Belon berkuasa hidrogen pertama telah dilancarkan pada 27 Ogos 1783. Ia berlaku di Champ de Mars. Di hadapan dua ratus ribu orang, bola itu naik begitu tinggi sehingga tidak lagi kelihatan di sebalik awan. Selepas 1 km, hidrogen mula berkembang, akibatnya cangkang belon itu pecah, dan belon itu jatuh ke tanah di sebuah kampung berhampiran Paris. Tetapi mereka tidak tahu apa-apa tentang eksperimen yang begitu penting, dan sebelum pencipta sempat sampai, penduduk yang ketakutan mengoyakkan bola yang luar biasa itu hingga hancur. Oleh itu, ciptaan hebat itu, bernilai 10,000 franc, telah rosak. Sejak 1783, belon berkuasa hidrogen telah dipanggil charliers, sebagai penghormatan kepada Charles.
Belon udara. Sejarah ciptaanDikatakan bahawa maklumat terawal tentang pembuatan belon terbang di udara ditemui dalam manuskrip Karelian. Ia menerangkan penciptaan bola dari kulit ikan paus dan lembu. Dan kronik abad ke-12 memberitahu kita bahawa di kampung Karelian hampir setiap keluarga mempunyai belon.
Dengan bantuan bola sedemikian, orang Karelia purba bergerak - bola itu membantu orang ramai mengatasi jarak antara penempatan. Tetapi perjalanan sedemikian agak berbahaya: cangkerang yang diperbuat daripada kulit haiwan tidak dapat menahan tekanan udara untuk masa yang lama- belon ini meletup. Dan pada akhirnya, semua yang tinggal daripada mereka adalah legenda, yang anda boleh percaya atau tidak percaya.
Menurut versi lain, bola pertama dibuat daripada haiwan Pundi kencing(babi).
Belon udara panas moden dilahirkan pada tahun 1824. Mereka telah dicipta oleh saintis Inggeris Michael Faraday semasa eksperimennya dengan hidrogen (yang kemudiannya digantikan dengan helium). Saintis mengkaji sifat elastik getah - dan membina dua "kek" dari bahan ini. Untuk mengelakkan "kek" daripada melekat bersama, Faraday merawatnya sisi dalaman tepung. Dan selepas itu, saya melekatkan tepinya yang masih mentah dan melekit dengan jari saya. Hasilnya adalah seperti beg - yang boleh digunakan untuk eksperimen dengan hidrogen.
Kira-kira 80 tahun kemudian, beg hidrogen saintifik bertukar menjadi hobi yang popular: bola getah digunakan secara meluas di Eropah semasa cuti bandar. Oleh kerana gas yang memenuhi mereka, mereka boleh naik ke atas - dan ini sangat popular di kalangan orang ramai, yang belum lagi dimanjakan oleh penerbangan udara atau keajaiban teknologi lain.
Pada tahun 1922, di salah satu cuti bandar di Amerika Syarikat, terdapat seorang pelawak yang, untuk keseronokan, meletupkan hiasan percutian - belon. Seorang pegawai cedera akibat letupan ini. Akibatnya, keseronokan yang ternyata agak berbahaya itu dilarang. Daripada hidrogen, belon mula diisi dengan helium yang lebih selamat.
Belon itu, yang diikat oleh aeronaut inventif Giffard, memungkinkan untuk mencari kepala seseorang di awan; ia boleh memuatkan kira-kira 50 penumpang dan meningkat kepada ketinggian hampir 600 m.
Jenis-jenis bola
Belon lateks klasik ialah belon lateks. Pada tahun 1931, Neil Tylotson mengeluarkan belon lateks moden yang pertama (polimer lateks diperoleh daripada penyebaran berair getah). Dan sejak itu, belon akhirnya dapat berubah! Sebelum itu, mereka hanya boleh bulat - tetapi dengan kemunculan lateks, buat kali pertama ia menjadi mungkin untuk mencipta bola yang panjang dan sempit.
ShDM (Bola Pemodelan) - bola sosej panjang dari mana pelbagai bentuk dipintal (juga diperbuat daripada lateks)
Belon dengan dua atau lebih ekor (digunakan untuk mencipta reka bentuk spatial yang kompleks)
Bebola pembungkus ialah bola berleher lebar lut sinar atau lut sinar di mana item yang memerlukan pembungkusan diletakkan menggunakan peranti khas
Belon Mylar (kerajang).
Angka berjalan biasanya menggambarkan humanoid berkaki panjang, yang dilekatkan pada sokongan oleh kakinya. Ditiup dengan helium, apabila angin bertiup, mereka mencipta ilusi bahawa sosok itu sedang berjalan
Belon tiup sendiri (boleh tiup sendiri menggunakan tindak balas kimia)
Bentuk bola
Kebanyakan belon mempunyai bentuk ellipsoid revolusi. Bentuk biasa yang lain ialah bentuk hati (terutamanya popular di Saint Valentine),
arnab, kuda, bunga dan ellipsoid panjang, dalam bahasa sehari-hari dipanggil "sosej", yang boleh dibentuk menjadi anjing, cincin kompleks dan bentuk lain.
Walaupun pelbagai bentuk, belon masih dipanggil bola, walaupun bentuknya tidak selalu sfera.
Kami menjemput anda untuk melibatkan diri dalam sekeping sejarah manusia yang paling menarik - penerokaan udara. Daripada artikel ini, anda akan mengetahui siapa yang pertama mendaki langit, di belakang namanya adalah ciptaan belon udara panas dan kapal udara, dan banyak lagi...
Terdapat banyak cara untuk mengubah gunung berapi emosi yang menggelegak di dalam hati menjadi Perbuatan mulia: di bawah balkoni kekasih anda, mainkan serenade pada gitar; Dengan sapuan berus yang murah hati, pantulkan kepelbagaian alam semula jadi yang mempesonakan pada kanvas. Sebarang gerak isyarat yang indah memerlukan pengesahan perasaan yang dinyatakan. Tetapi menyatakan cinta anda pada pandangan mata burung bukanlah satu isyarat yang boleh dilakukan oleh setiap kekasih. Hanya mereka yang sekurang-kurangnya sekali merasai keheningan langit yang mendamaikan, kegembiraan liar merealisasikan kemenangan atas kebimbangan harian, akan kekal sebagai peminat jurang menegak aeronautik.
Sejarah penciptaan belon udara panas bermula pada awal abad ke-18. Antara pelopor penerokaan atmosfera ialah paderi Brazil dan Portugis yang dilupakan secara tidak adil Bartolomeo Lorenzo, dikenali sebagai Guzmao. Selepas kajian panjang tentang fenomena fizikal, dia terkejut keluarga diraja helah yang tidak pernah berlaku sebelum ini: cangkerang ovoid, terbentang di atas brazier kecil, naik 4 meter ke atas.
Mekanik Jean-Pierre Blanchard telah lama mengimpikan untuk mencipta sebuah pesawat. Pada tahun 1781, dia memberi dunia satu keajaiban yang diikat dengan tali melalui blok ke pengimbang, dan dengan bantuan tangan dan kaki ia naik beberapa meter.
Saudara-saudara Montgolfier sangat takut dengan ketinggian sepanjang hidup mereka, tetapi kedegilan mereka mendorong mereka untuk bermimpi untuk menakluki langit. Suatu hari mereka mewarisi sebuah kilang kertas. Semasa proses penyejatan larutan selulosa, mereka mula memberi perhatian kepada gelembung yang menggelegak - prototaip kapal terbang. Percubaan jangka panjang untuk mencari gas yang lebih ringan daripada udara tidak berjaya. Tetapi pada suatu hari semasa makan malam, pembantu rumah mereka bergegas ke dapur untuk menyelamatkan panggang yang terbakar - haba dari dapur terbuka mengangkat skirtnya...
Idea itu mengambil bentuk tertentu. Tidak lama kemudian, saudara-saudara Montgolfier membina cangkerang kain berdiameter 3.5 m. Dipenuhi dengan asap, ia kekal pada ketinggian 300 meter selama kira-kira 10 minit. Dan pada 5 Jun 1783, sekumpulan penonton dan suruhanjaya penting menyaksikan pelancaran bola sepuluh meter dari dataran pasar. Tarikh ini adalah permulaan "sayap" manusia.
Penemuan saudara-saudara Montgolfier mendorong Jean-Pierre Blanchard kepada idea untuk melengkapkan belon dengan dayung bersayap untuk mengawal penerbangan. Menggunakan prototaip eksperimen, dia terbang melintasi Selat Inggeris, membuktikan kemungkinan terbang dari negara ke negara.
Akademi Sains Paris menugaskan profesor muda Jacques Charles untuk memperbaiki peralatan saudara Montgolfier. Para saintis percaya pada kelebihan api berbanding asap; satu-satunya halangan adalah kekurangan bahan ringan yang cukup kuat untuk menahan gas yang tidak menentu. Peranan ini pergi kepada sutera yang diresapi dengan larutan turpentin getah.
Pada 27 Ogos 1783, setengah juta orang Paris menyaksikan pelancaran idea Charles dari Champs de Mars. Ciptaannya menjadi pendahulu kapal udara.
Tetapi saudara-saudara Montgolfier tidak bersemangat untuk memberikan tapak tangan ke tangan orang lain dan terus mempertahankan ciptaan mereka sendiri. Untuk mengejutkan raja, penerbangan bola berhias dengan bakul yang melekat padanya, di dalamnya terdapat seekor domba jantan, seekor ayam dan seekor ayam jantan, ditunjukkan. Lapan minit kemudian, penumpang belon pertama dalam sejarah mendarat empat kilometer dari tempat berlepas. Sejak itu, kedua-dua bidang aeronautik telah berkembang secara selari.
Louis XVI melarang saudara-saudara untuk mengambil bahagian secara peribadi dalam ujian belon. Dua penjenayah yang dijatuhkan hukuman mati telah dipilih untuk perusahaan berisiko itu. Tetapi peminat setia hiburan baharu de Rosier dan Marquis D'Arland memenangi hak untuk menjadi orang pertama di atas belon itu. Pada 21 November 1783, mereka terbang sejauh 10 km dalam masa setengah jam. Dan 10 hari kemudian, Profesor Charles terbang 40 km pada ketinggian yang belum pernah terjadi sebelumnya - 2750 m Beberapa penyelesaian teknikal yang dibangunkan olehnya untuk mengejar pesaing digunakan oleh pengikutnya tanpa perubahan selama hampir seratus tahun.
Oleh itu, penerokaan ruang udara bertukar menjadi satu profesion. Semasa Revolusi Perancis Besar, sebuah syarikat aeronautik telah diasaskan untuk memantau kedudukan musuh - laporan dari gondola yang terletak pada ketinggian 500 m dihantar ke tanah melalui kord, yang mana sejenis sauh dipasang.
Empayar Rusia tidak mengalu-alukan belon. Mereka dianggap sebagai hiburan bagi golongan bangsawan. Dan hanya pada 3 Disember 1870, Persatuan Udara Rusia dibuka. Kemudian, Dmitry Mendeleev membangunkan model unik gondola bertekanan untuk penerbangan ke altitud tinggi.
Juruterbang profesional muncul pada permulaan abad kedua puluh. DALAM zaman Soviet, terima kasih kepada kemajuan pesat dalam penerbangan, minat terhadap belon tidak pudar - pada tahun 1924, pertandingan aeronautik All-Union telah diadakan, yang dianjurkan oleh pendahulu DOSAAF - OSOAVIAKHIM, yang mempunyai sejumlah besar belon yang boleh digunakan.
