Правила техники безопасности при наполнении оболочек водородом

1. Наполнение газом и  выпуск оболочек следует производить только в верхней одежде и в хлопчатобумажных перчатках, чтобы не повредить тонкую пленку. (Нельзя использовать шерстяные перчатки).

2. запрещается наполнять оболочку вблизи огня и курить в газогенераторном помещении.

3. Газогенератор, баллон и наконечник шланга должны быть заземлены.

4. Для снятия защитного колпака с водородного баллона запрещается применять металлические предметы или камни. Можно использовать только деревянный молоток.

5. Нельзя быстро открывать кран-вентиль при наполнении оболочек.

6. Если водород при выходе из баллона загорится, то быстро закрыть кран-вентиль, горение прекратится.

7. Аппендикс оболочки можно завязывать только хлопчатобумажным шнуром.

8. На пустом баллоне поставить нуль.

1.3.2. Подъемная сила шара-пилота

Согласно закону Архимеда на шар-пилот, наполненный газом легче воздуха и выпущенный в свободный полет, действует подъемная сила, направленная вверх. Полная подъемная сила (Е) равна разности массы воздуха и водорода в объеме шара-пилота (формула 2).

(2)

Е – полная подъемная сила (кг);

ρ_в – плотность воздуха, при нормальных условиях ≈ 1,29кг/м³;

ρ_Н – плотность водорода ≈ 0,09кг/м^3;

V – объем шара-пилота, (м³);

е_Н  = ρ_в - ρ_Н – удельная подъемная сила водорода равна разности плотностей воздуха и водорода, кг/м³.

Т.к. оболочка имеет массу и еще может нести какой-то груз (фонарик, радиозонд, мишень и пр.), то на оболочку действует свободная подъемная сила (грузоподъемность) А (кг, г), отличающаяся от полной подъемной силы Е на величину нагрузки шара В. (В простейшем случае нагрузка равна массе оболочки).

(3)

Под действием свободной подъемной силы шар-пилот, выпущенный в свободный полет, начинает подниматься вверх с ускорением. Но, как только шар-пилот начинает подъем, на него начинает действовать сила сопротивления воздуха F, направленная вниз. Сила сопротивления воздуха F возрастает до тех пор, пока не станет равной свободной подъемной силе А (F = А). При равенстве этих сил шар-пилот будет подниматься вверх с постоянной вертикальной скоростью (W = const). (Рисунок 4). Постоянство вертикальной скорости шара-пилота – это основное допущение метода однопунктных шаропилотных наблюдений, которое приводит к неточности метода.

1.3.3. Вертикальная скорость шара-пилота ( W )

Вертикальная скорость шара-пилота (W) определяется до его выпуска и предполагается, что во все время полета шара-пилота его вертикальная скорость постоянна (W=const).

Вертикальная скорость шара-пилота определяется по таблицам, которые рассчитаны по формулам 4, 6.