Статья (на английском) о японских воздушных шарах с зажигательными бомбами.
Во время Второй Мировой войны самураи придумали запускать с территории Японии воздушные шары, которые должны были долетать до территории США, падать в лесах и вызывать пожары. Кроме того, некоторые из шаров несли и «обычную» взрывчатку, предназначенную для не в меру любопытных американцев.
Кстати, к вопросу о разных воздушных шариках. Вспомнил пару задачек из школьной физики, касавшихся полета стратостатов. Разумеется, описывать их тут я не буду — так как каждая формула снижает количество читателей вдвое. Я лучше попробую сформулировать мысль в стиле «все вокруг пидоры, а я — д’Артаньян». Пидорами будут назначены запускатели гелиевых шариков в стратосферу.
Почему все без исключения гелиевые шарики лопаются на высоте 30-40 километров, а продолжительность их полета — не более пары часов? Дело в том, что «запускатели» накрепко завязывают шарик. Что же происходит дальше? Смотрим на верхнюю полоску «гомикса».
При подъеме шарика снижается атмосферное давление. На шарик снаружи ничего не давит и находящийся внутри газ может расширяться, раздувая при этом оболочку. Чем выше поднимается завязанный веревочкой гелиевый шарик, тем больше его раздувает (на высоте 25 километров объем шарика увеличивается примерно в 30-40 раз) — и, наконец, происходит бабах — просто оболочка из латекса становится слишком тонкой.
А что будет, если немного гелия стравить в мусорный пакет — то есть негерметичный аэростат, оболочка которого сообщается с атмосферой? Гелий, будучи легче воздуха, скопится в верхней части оболочки и точно так же будет создавать подъемную силу. При подъеме гелий будет увеличиваться в объеме, но при этом будет не раздувать пакет, а вытеснять из него воздух. Наконец, на большой высоте, когда гелий займет весь объем оболочки, он «перетечет» через край, подъемная сила уменьшится и аэростат перестанет подниматься.
Что же дальше? Предположим, что мы запустили мусорный пакет с гелием в солнечный день. При этом пакет хорошо разогрелся, теплый гелий занял большой объем, а затем солнце зашло, пакет остыл, а гелий уменьшился в объеме. В пакет «затечет» воздух, подъемная сила уменьшится, и шар начнет опускаться. Если за ночь он не достигнет земли — то выглянувшее утром солнце снова разогреет оболочку, опять возникнет подъемная сила и шар сможет подняться обратно.
В общем, по продолжительности полета мусорный пакет уделывает завязанный веревочкой шарик буквально «одной левой». А что с высотой и грузоподъемностью?
Высота подъема такого аэростата полностью определяется его конструкцией, точнее — соотношением объема легкого газа, закачанного на земле, и полного объема оболочки. Предельная высота — это та, на которой газ, расширяясь, займет весь объем оболочки и начнет «вытекать» в атмосферу. Если «поднимать» 120-литровый мешок одним литром гелия, то «безопасно» расширение газа в 120 раз — то есть давление на высоте должно составлять 1/120 от «наземного». Это соответствует высоте в 40 километров.
А что с грузоподъемностью? К сожалению, ничего хорошего. «Грузоподъемность» литра гелия при нормальных условиях, то есть на поверхности Земли — всего 1 грамм, так что мусорный мешок из предыдущего примера просто не взлетит. Весит он, если изготовлен из самого легкого и тонкого полиэтилена (6 микрон), примерно 15-20 грамм — то есть надо закачивать 20 литров газа. Это дает запас «по расширению» в 6 раз, что соответствует максимальной высоте полета чуть больше 10 километров — и безо всякой полезной нагрузки!
Конечно, «стратостат», летающий более-менее продолжительное время с приличной нагрузкой сделать можно. Будем отталкиваться, например, от стоимости баллона гелия. Десятилитровый баллон гелия под давлением 140 атмосфер — это 1400 литров в нормальных условиях, в московских фирмах, торгующих оборудованием «для шариков», он стоит 5000 рублей (3500 баллон и 1500 заправка). Предположим, что мешок объемом 120 литров весит 20 грамм (вместе со скотчем, которым мешки связаны вместе), а необходимая полезная нагрузка — 200 грамм. Итого, мы можем присовокупить к полезной нагрузке оболочку из 600 мусорных мешков — общий ее объем составит 72 000 литров. В такой оболочке гелий может расшириться в 50 раз — в общем, высота в 30-35 километров оказывается вполне доступной, а главное, в отличие от латексных шариков, вся эта конструкция может находиться там довольно продолжительное время.
…много стало в наши дни неопознанной херни.
Непонятно каким образом нашел жежешечку ![[info]](http://stat.livejournal.com/img/userinfo.gif){kind=small}
electronik_irk, в которой обсуждаются вопросы изготовления дирижаблей по технологии, аналогичной пивным банкам. Прикидки показывают, что «пивная банка» диаметром 6 метров и длиной 12, заполненная гелием и обклеенная сверху солнечными батареями, способна вполне автономно и беспилотно летать на высоте в несколько километров. Интересна, конечно, прочность конструкции — как мне кажется, «абсолютно никакая» (сопромату я, к сожалению, не обучен :( ) — но с другой стороны, экипажа там нет, а электронику не жалко.
В комментах нашел ссылку на эпизод Mythbusters, в котором строили воздушный шар из свинцовой фольги — точнее, не шар, а «кубик». Заполненный гелием кубик размеров 30x30x30 футов — примерно 10x10x10 метров — при собственном весе около 11 кг имел, по расчетам, подъемную силу около 17 кг. Выглядело это так:
Вот только почему-то «полезная нагрузка» у подобных проектов — какая-нибудь фигня. На мой взгляд, всех переплюнули немцы, выпустив на высоте 30 километров кучу бумажных самолетиков с флеш-картами:
Наверное, есть и более разумные способы выкинуть куда-то флешки. На мой взгляд, хватило бы и какого-нибудь QR-кода на самолетике. Кстати, самолетики находили даже в Австралии.
В общем, фантастика жульверновского пошиба, про сидящих в каких-то гаражах тайных аэронавтов — это вполне себе реальность :)
st_fuodoroff предлагает оболочку специальной формы «Рыбка» производства всемирно известной фирмы «Кубичек» по (цитирую) «весьма и весьма привлекательной цене». Налет 10 часов, не бита, не крашена, один владелец.
В общем, кто там хотел на воздушном шаре нормальный передатчик разместить вместе с бензиновым генератором?
Китайцы тем временем предлагают другую игрушку:
Всего 29,90 $ — и можно пугать соседей, выходя в маске и ластах.
Для «уравновешивания» рыбки к ней прилагается 50 грамм пластилина, а объем ее составляет 0,2 кубометра — в общем, она вполне может таскать на себе что-то более интересное, чем просто «балласт».
У меня интересовались, что же такое я хочу запустить на шарике. Были сомнения в «осуществимости» такой штуки и ее стоимости. В общем, приведу свои расчеты.
Во-первых, что должно быть в «полезной нагрузке»? MP3-плеер с картой памяти, радиопередатчик и источник питания. В качестве плеера имеет смысл взять самый дешевый и легкий плеер без экрана и встроенной памяти. Стоит он около 160 рублей, весит 14 граммов.
Подходящие карты памяти (microSD, они же TF) стоят от 160 рублей, весят 1,4 грамма.
Еще один вариант — плеер с встроенной памятью, он стоит порядка 340 рублей, но легче, чем плеер и карта — всего 13 грамм.
Вес плеера можно немного уменьшить, избавившись от корпуса и аккумулятора.
Теперь по поводу передатчика. Работающего «микропередатчика» у меня нет, есть собранные по аналогичной схеме устройства. Я планирую использовать возбудитель на КП327 и усилитель на RD06HVF1, это даст порядка 0,5 Ватта выходной мощности. Массу всей этой радости примем за 15-20 грамм, как мне кажется, это реально (SMD-монтаж и тонкий текстолит). Деталей там рублей на 300.
Теперь — о питании. Авиамоделисты считают, что самые выгодные по соотношению емкость/масса источники питания — это литиевые батареи. «Авиационный» аккумулятор напряжением 11,1 В и емкостью 1200 мАч у китайцев стоит около 400 рублей, но весит аж 120 грамм.
В общем, «бортовая аппаратура» потянет грамм на 150. Стоимость — 1000 рублей.
Теперь — о носителе. Если делать «тепловой аэростат» из мусорного мешка, то, по моим прикидкам, примерный размер, необходимый для подъема всей этой радости — где-то 120 литров. Толщина мешка — минимальная, 10-15 микрон. Если же взять «готовый» фонарик — то стоят такие рублей 400.
В общем, вариант с тепловым аэростатом обойдется от 1000 до 1400 рублей (плюс работа — так как это идиотское хобби, то она не считается). Время полета — около получаса.
Теперь — о газовых шарах. Так как газовый аэростат поднимается на большую высоту, то надо принять меры по «утеплению» аппаратуры — например, запихать все в набитый стекловатой стакан из «макдональдса». Примем вес аппаратуры в данном случае за 200 грамм. Это сможет поднять шар диаметром 30 дюймов, стоимостью около 100 рублей. Кроме того, так как шарик надо надуть гелием — портативный гелиевый баллон достаточного объема обойдется примерно в 1000 рублей. Итого затея с газовым шаром обходится в 2100 рублей за 2-3 часа полета.
В принципе, вес нагрузки можно снизить. Если не гнаться за мощностью передатчика, то может хватить, например, простого стереопередатчика на микросхеме типа BA1404 — там мощность составляет порядка 10 мВт, но питание осуществляется не от тяжелого аккумулятора, а от пары мизинчиковых батареек.
Остается искать спонсоров :)
Вот уже несколько лет меня не то чтобы мучает — просто интересна — одна мысль. А что, если запустить на воздушном шаре небольшой радиопередатчик FM-диапазона? Я читал разные отчеты про подобные затеи на разных сайтах, где-то запускали «маячок», работающий в двухметровом диапазоне, и успешно слышали его чуть ли не в соседних областях.
Обычно для подобных затей используются гелиевые метеозонды — они всем хороши: и полезной нагрузкой (до ста грамм — вообще без проблем), и высотой полета (до тридцати километров), и временем полета (один-два часа, пока не лопнет на большой высоте). Недостаток у них ровно один — много возни с гелием.
Вчера (точнее, сегодня) наблюдал во дворе запуск «небесного фонарика«. Погуглил цены, обнаружил, что стоят они существенно дешевле гелиевых шаров.
Высота полета такого фонарика — несколько сот метров, что меня в принципе устраивает. Немного не радует продолжительность полета — 15 минут, но наверное, можно ее увеличить — например, привязав двойной запас топлива.
А вот о грузоподъемности никаких определенных данных нет. Необходимо не так много — дешевый китайский MP3-плеер с карточкой памяти весит 15 грамм, передатчик достаточной мощности можно вписать в 20-30, батарея — еще грамм 30-40. Гелиевые шары это таскают, а вот бумажные с горелкой — ХЗ.
Вчера в передаче «ВЕСТИ.ru» по каналу «Россия-2» был показан сюжет «Освоение космоса становится рядовым хобби«.
Как вы уже догадались, ни о каком «космосе» речь не идет. Рассказывают о запуске всякой мелочевки на метеорологических зондах, которые достигают в лучшем случае границы стратосферы — это около 30 километров от поверхности Земли. По американской терминологии, эта область называется near space — но никто никогда не переводил это, как «космос». В соответствии с признанным ФАИ определением, космос начинается на высоте около 100 километров — убедительно доказано, что выше этой границы «традиционные» летательные аппараты должны летать со скоростью, превышающей первую космическую (т. е. ту, которая необходима для полета по круговой орбите). Говорят, что иногда до 30 километров «залетают» МиГ-25 и МиГ-31 с укуренными, обдолбанными и пьяными пилотами, а также всякие SR-71.
Больше удивило другое. Как обычно, упомянули всяких американцев, не забыли фирму Toshiba (именуя ее Тошибой, хотя единственно кошерный вариант — Тосиба). А вот белорусских астрономов-любителей — забыли, хотя они «ближе» к нам, чем любые англичане с американцами. На том же Астрофоруме упоминали и россиянина из Калининграда, наконец, не надо забывать и о разнообразных, в том числе и подмосковных радиолюбителях.
Что мне нравится в американцах, да и иностранцах вообще — так это умение «подать» результаты своей работы. А из русского человека что-то конкретное надо буквально выпытывать. Догадываетесь, что выдаст какой-нибудь Гугл на запрос «запуск воздушного шара с камерой»?
Камрад ymn как-то интересовался, сколько нужно получить разрешений для того, чтобы запустить воздушный шарик с фотоаппаратом на границу стратосферы.
А вот — как это сделали в пресловутой «тоталитарной Белоруссии»:
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,80255.0.html
Достаточно просто договориться с метеорологами :)
…а вовсе не радиопедератчик на воздушном шаре!
По наводке ymn нашел на радиосканере тему про подъем радиооборудования на воздушном шаре (точнее даже шарике :) ), а в теме — довольно интересные отчеты подмосковных радиолюбителей об их экспериментах с запуском «маячков» и ретрансляторов:
http://rr3dh.narod.ru/History7.htm
http://rr3dh.narod.ru/Mayak_report.htm
А вот интересно, если запустить аналогичное чудо, но работающее в вещательном УКВ-диапазоне (с широкополосной ЧМ) и мощностью, к примеру, 100 мВт, как и где будет слышно?