تاریخچه شگفت‌انگیز کشتی‌های هوایی و بالون‌ها: از ارشمیدس تا زپلین

از رویاهای کودکی تا ابزارهای پیشرفته امروزی، پرواز همیشه برای بشر جذاب بوده است. در این میان�� بالن‌ها و کشتی‌های هوایی نقش ویژه‌ای داشته‌اند. این وسایل نقلیه که با سبکی خود بر نیروی جاذبه غلبه می‌کنند، داستان‌های فراوانی از نوآوری، ماجراجویی و پیشرفت‌های علمی را در دل خود جای داده‌اند.

نکات کلیدی

• اولین بالن‌های هوای گرم توسط ژوزف و اتین مونگولفیه در سال 1783 اختراع و پرواز داده شدند.
• کشتی‌های هوایی هدایت‌پذیر، مانند اولین کشتی هوایی موتوری که توسط هنری گیفارد ساخته شد، عصر جدیدی را در تاریخ کشتی‌های هوایی رقم زدند.
• فردیناند زپلین، کشتی‌های هوایی صلب مشهور به زپلین را در اوایل قرن بیستم اختراع کرد.

دو نوع اصلی از وسایل پرنده سبک‌تر از هوا (LTA) وجود دارد: بالن و کشتی هوایی. بالن یک وسیله نقلیه LTA بدون موتور است که می‌تواند به بالا صعود کند. کشتی هوایی یک وسیله نقلیه LTA موتوری است که می‌تواند به بالا صعود کرده و سپس در هر جهتی خلاف باد مانور دهد.

پیشینه بالن‌ها و کشتی‌های هوایی

راز پرواز بالن‌ها و کشتی‌های هوایی در خاصیت شناوری آن‌ها نهفته است. این وسایل پرنده به این دلیل اوج می‌گیرند که وزن کلی آن‌ها از وزن هوایی که جابه‌جا می‌کنند کمتر است. این اصل اساسی شناوری، نخستین بار توسط ارشمیدس، فیلسوف یونانی، مطرح شد.

نخستین پرواز بالن‌های هوای گرم در بهار سال 1783 توسط برادران مونگولفیه، ژوزف و اتین، انجام شد. با وجود تفاوت‌های بسیار در مواد و فناوری‌های مورد استفاده، اصول به‌کاررفته توسط پیشگامان قرن هجدهم، همچنان در بالن‌های ورزشی و هواشناسی مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع کشتی‌های هوایی

به طور کلی سه نوع کشتی هوایی وجود دارد: کشتی هوایی غیر صلب (معروف به بلیمپ)، کشتی هوایی نیمه صلب و کشتی هوایی صلب (گاهی اوقات به آن زپلین نیز گفته می‌شود).

بالن‌های هوای گرم و برادران مونگولفیه

برادران مونگولفیه، متولد آنونای فرانسه، مخترعان اولین بالن کاربردی بودند. اولین پرواز نمایشی یک بالن هوای گرم در 4 ژوئن 1783 در آنونای فرانسه انجام شد.

بالن مونگولفیه

ژوزف و ژاک مونگولفیه، صاحبان کارخانه کاغذسازی، تلاش می‌کردند تا کیسه‌های ساخته شده از کاغذ و پارچه را به پرواز درآورند. وقتی برادران شعله‌ای را نزدیک دهانه پایین کیسه (که بالن نامیده می‌شد) گرفتند، کیسه با هوای گرم منبسط شد و به سمت بالا شناور شد. برادران مونگولفیه یک بالن ابریشمی بزرگتر با پوشش کاغذی ساختند و آن را در 4 ژوئن 1783 در بازار آنونای به نمایش گذاشتند. بالن آن‌ها (که مونگولفیه نامیده می‌شد) 6562 فوت در هوا اوج گرفت.

اولین مسافران

در 19 سپتامبر 1783، در ورسای، یک بالن هوای گرم مونگولفیه حامل یک گوسفند، یک خروس و یک اردک به مدت هشت دقیقه در مقابل لویی شانزدهم، ماری آنتوانت و دربار فرانسه پرواز کرد.

اولین پرواز سرنشین‌دار

در 15 اکتبر 1783، پیلاتر دو روزیه و مارکی دورلاندس اولین مسافران انسانی یک بالن مونگولفیه بودند. این بالن در پرواز آزاد بود، به این معنی که مهار نشده بود.

در 19 ژانویه 1784، یک بالن هوای گرم مونگولفیه غول پیکر، هفت مسافر را به ارتفاع 3000 فوتی بر فراز شهر لیون برد.

گاز مونگولفیه

در آن زمان، برادران مونگولفیه معتقد بو��ند که گاز جدیدی (که آن را گاز مونگولفیه نامیدند) کشف کرده‌اند که از هوا سبک‌تر است و باعث می‌شود بالن‌های باد شده بالا بروند. در واقع، گاز صرفاً هوا بود که با گرم شدن، شناورتر می‌شد.

بالن‌های هیدروژنی و ژاک شارل

ژاک شارل فرانسوی اولین بالن هیدروژنی را در سال 1783 اختراع کرد.

کمتر از دو هفته پس از پرواز پیشگامانه مونگولفیه، فیزیکدان فرانسوی ژاک شارل (1746-1823) و نیکلاس روبر (1758-1820) اولین صعود بدون مهار را با یک بالن هیدروژنی گازی در 1 دسامبر 1783 انجام دادند. ژاک شارل تخصص خود در ساخت هیدروژن را با روش جدید نیکلاس روبر در پوشش دادن ابریشم با لاستیک ترکیب کرد.

بالن هیدروژنی شارلی‌یر

بالن هیدروژنی شارلی‌یر در زمان پرواز و مسافت طی شده از بالن هوای گرم مونگولفیه پیشی گرفت. با گوندول حصیری، توری، و سیستم شیر و بالاست خود، به شکل قطعی بالن هیدروژنی برای 200 سال آینده تبدیل شد. جمعیت حاضر در باغ‌های تویلری 400000 نفر گزارش شده است، نیمی از جمعیت پاریس.

محدودیت استفاده از هوای گرم این بود که وقتی هوای داخل بالن خنک می‌شد، بالن مجبور به فرود می‌شد. اگر آتشی برای گرم نگه داشتن مداوم هوا روشن می‌ماند، احتمال داشت جرقه‌ها به کیسه برسند و آن را آتش بزنند. هیدروژن بر این مانع غلبه کرد.

اولین تلفات ناشی از بالن سواری

در 15 ژوئن 1785، پیر رومن و پیلاتر دو روزیه اولین افرادی بودند که در یک بالن جان باختند. پیلاتر دو روزیه هم اولین کسی بود که با بالن پرواز کرد و هم اولین کسی که در آن جان باخت. استفاده از ترکیبی خطرناک از هوای گرم و هیدروژن برای این زوج مرگبار ثابت شد. سقوط چشمگیر آن‌ها در مقابل جمعیتی بزرگ فقط به طور موقت شور و شوق جنون‌آمیز بالن سواری را که اواخر قرن هجدهم فرانسه را فرا گرفته بود، فرو نشاند.

بالن هیدروژنی با ابزارهای بال‌زننده

ژان پیر بلانشار (1753-1809) یک بالن هیدروژنی با ابزارهای بال‌زننده برای کنترل پرواز آن طراحی کرد.

اولین پرواز بالن بر فراز کانال مانش

ژان پیر بلانشار به زودی به انگلستان نقل مکان کرد و در آنجا گروه کوچکی از علاقه مندان، از جمله پزشک بوستونی، جان جفریز را گرد هم آورد. جان جفریز پیشنهاد پرداخت هزینه اولین پرواز بر فراز کانال مانش در سال 1785 را داد.

جان جفریز بعدها نوشت که هنگام عبور از کانال مانش آنقدر پایین رفتند که همه چیز را از جمله بیشتر لباس‌های خود را به دریا انداختند و "تقریباً لخت مانند درختان" با خیال راحت به خشکی رسیدند.

پرواز بالن در ایالات متحده

اولین پرواز واقعی بالن در ایالات متحده تا 9 ژانویه 1793 رخ نداد، زمانی که ژان پیر بلانشار از محوطه زندان واشنگتن در فیلادلفیا، پنسیلوانیا به آسمان صعود کرد. در آن روز، رئیس جمهور جورج واشنگتن، سفیر فرانسه و جمعیتی از تماشاگران شاهد صعود ژان بلانشار به ارتفاع حدود 5800 فوت بودند.

اولین پست هوایی

بلانشار اولین نامه پستی هوایی را با خود حمل کرد، گذرنامه‌ای که توسط رئیس جمهور واشنگتن ارائه شده بود و به همه شهروندان ایالات متحده و دیگران دستور می‌داد که هیچ مانعی برای آقای بلانشار ایجاد نکنند و در تلاش‌های او برای ایجاد و پیشرفت یک هنر، به منظور مفید ساختن آن برای بشریت به طور کلی، کمک کنند.

هنری گیفارد و کشتی هوایی هدایت‌پذیر

بالن‌های اولیه واقعاً قابل هدایت نبودند. تلاش‌ها برای بهبود قابلیت مانور شامل کشیده کردن شکل بالن و استفاده از یک پیچ موتوری برای هل دادن آن در هوا بود.

هنری گیفارد

به این ترتیب، کشتی هوایی (که به آن کشتی هدایت‌پذیر نیز گفته می‌شود)، یک وسیله نقلیه سبک‌تر از هوا با سیستم‌های پیشران و هدایت متولد شد. اعتبار ساخت اولین کشتی هوایی تمام‌اندازه قابل هدایت به مهندس فرانسوی، هنری گیفارد، می‌رسد که در سال 1852، یک موتور بخار کوچک را به یک پروانه غول‌پیکر متصل کرد و به مدت هفده مایل با حداکثر سرعت پنج مایل در ساعت در هوا حرکت کرد.

کشتی هوایی بنزینی آلبرتو سانتوس-دومونت

با این حال، تا زمان اختراع موتور بنزینی در سال 1896، امکان ساخت کشتی‌های هوایی کاربردی وجود نداشت. در سال 1898، آلبرتو سانتوس-دومونت برزیلی اولین کسی بود که یک کشتی هوایی بنزینی را ساخت و به پرواز درآورد.

آلبرتو سانتوس-دومونت در سال 1897 وارد پاریس شد و ابتدا تعدادی پرواز با بالن‌های آزاد انجام داد و همچنین یک سه‌چرخه موتوری خریداری کرد. او به فکر ترکیب موتور دی دیون که سه‌چرخه او را نیرو می‌داد با یک بالن افتاد، که منجر به ساخت 14 کشتی هوایی کوچک شد که همگی با بنزین کار می‌کردند. کشتی هوایی شماره 1 او برای اولین بار در 18 سپتامبر 1898 به پرواز درآمد.

کشتی هوایی بالدوین

در طول تابستان 1908، ارتش ایالات متحده کشتی هوایی بالدوین را آزمایش کرد. ستوان‌ها لام، سلفریج و فولوییس با این کشتی هوایی پرواز کردند. توماس بالدوین از سوی دولت ایالات متحده برای نظارت بر ساخت تمام بالن‌های کروی، کشتی‌های هوایی و بادبادکی منصوب شد. او اولین کشتی هوایی دولتی را در سال 1908 ساخت.

توماس بالدوین، مخترع آمریکایی، یک کشتی هوایی 53 فوتی به نام پیکان کالیفرنیا ساخت. این کشتی در اکتبر 1904 در نمایشگاه جهانی سنت لوئیس با کنترل روی نابنشو در یک مسابقه یک مایلی برنده شد. در سال 1908، بالدوین یک کشتی هوایی بهبود یافته را که با یک موتور 20 اسب بخاری کورتیس تغذیه می‌شد به سپاه سیگنال ارتش ایالات متحده فروخت. ا��ن ماشین که SC-1 نامیده شد، اولین هواپیمای موتوری ارتش بود.

فردیناند زپلین که بود؟

زپلین نامی بود که به کشتی‌های هوایی هدایت‌پذیر با قاب داخلی دورآلومینیومی که توسط کنت فردیناند فون زپلین упорствую مخترع شد، داده شد.

اولین کشتی هوایی با قاب صلب در 3 نوامبر 1897 به پرواز درآمد و توسط دیوید شوارتز، یک تاجر الوار طراحی شد. اسکلت و پوشش بیرونی آن از آلومینیوم ساخته شده بود. این کشتی که با یک موتور گازی دایملر 12 اسب بخاری متصل به سه پروانه نیرو می‌گرفت، با موفقیت در یک آزمایش مهار شده در تمپلهوف در نزدیکی برلین، آلمان بلند شد، با این حال، کشتی هوایی سقوط کرد.

فردیناند زپلین 1838-1917

در سال 1900، فردیناند زپلین، افسر نظامی آلمانی، یک کشتی هوایی هدایت‌پذیر با قاب صلب را اختراع کرد که به زپلین معروف شد. زپلین اولین کشتی هوایی صلب بدون مهار جهان، LZ-1 را در 2 ژوئیه 1900، در نزدیکی دریاچه کنستانس در آلمان، با پنج مسافر به پرواز درآورد.

این کشتی هوایی با روکش پارچه‌ای که نمونه اولیه بسیاری از مدل‌های بعدی بود، دارای یک ساختار آلومینیومی، هفده سلول هیدروژنی و دو موتور احتراق داخلی دایملر 15 اسب بخاری بود که هر کدام دو پروانه را می‌چرخاندند. طول آن حدود 420 فوت و قطر آن 38 فوت بود. در طول اولین پرواز خود، حدود 3.7 مایل را در 17 دقیقه طی کرد و به ارتفاع 1300 فوت رسید.

در سال 1908، فردیناند زپلین، فردریش‌شafen (بنیاد زپلین) را برای توسعه ناوبری هوایی و ساخت کشتی‌های هوایی تأسیس کرد.

کشتی هوایی غیر صلب و کشتی هوایی نیمه صلب

کشتی هوایی از بالن کروی که اولین بار با موفقیت توسط برادران مونگولفیه در سال 1783 به پرواز درآمد، تکامل یافت. کشتی‌های هوایی اساساً بالن‌های بزرگ و قابل کنترلی هستند که دارای یک موتور برای پیشران، استفاده از سکان و فلپ‌های بالابر برای هدایت و حمل مسافران در یک گوندول معلق در زیر بالن هستند.

سه نوع کشتی هوایی وجود دارد: کشتی هوایی غیر صلب، که اغلب به آن بلیمپ گفته می‌شود. کشتی هوایی نیمه صلب و کشتی هوایی صلب، که گاهی اوقات به آن زپلین گفته می‌شود.

اولین تلاش برای ساخت یک کشتی هوایی شامل کشیدن بالن گرد به شکل تخم مرغی بود که با فشار هوای داخلی متورم نگه داشته می‌شد. این کشتی‌های هوایی غیر صلب که معمولاً بلیمپ نامیده می‌شوند، از بالونت‌ها، کیسه‌های هوا واقع در داخل پوشش بیرونی استفاده می‌کردند که برای جبران تغییرات گاز منبسط یا منقبض می‌شدند. از آنجا که این بلیمپ‌ها اغلب تحت فشار فرو می‌ریختند، طراحان یک کیل ثابت را در زیر پوشش قرار دادند تا به آن استحکام بخشند یا کیسه گاز را داخل یک قاب قرار دادند. این کشتی‌های هوایی نیمه صلب اغلب برای پروازهای شناسایی استفاده می‌شدند.

کشتی هوایی صلب یا زپلین

کشتی هوایی صلب مفیدترین نوع کشتی هوایی بود. یک کشتی هوایی صلب دارای یک چارچوب داخلی از تیرهای فولادی یا آلومینیومی است که مواد بیرونی را پشتیبانی می‌کند و به آن شکل می‌دهد. فقط این نوع کشتی هوایی می‌توانست به اندازه‌هایی برسد که برای حمل مسافر و بار مفید باشد.

این مقاله در سایت علمی رایشمند منتشر شده است. خوشحال می‌شویم اگر دیدگاه و نظر خود را درباره این موضوع با ما و دیگر خوانندگان در میان بگذارید.