Ndoto ya kupanda juu ya ardhi, kushinda mvuto na kupata karibu na Jua imeishi katika nafsi ya mwanadamu tangu nyakati za kale. Kuna ukweli unaojulikana wa kihistoria unaoonyesha kwamba hata katika Roma ya kale na Uchina, majaribio ya kwanza yalifanywa kufanya hivyo kwa kutumia vyombo vilivyojaa moshi. Ziliendelea hadi Enzi za Kati, lakini puto zilizotokezwa zilikuwa ndogo, za muda mfupi, na haziwezi kuinua kitu chochote isipokuwa wao wenyewe. Nani aligundua puto yenye nguvu ya juu ya kuinua na uwezo wa kubeba uzito wa ziada? Yote ilianza mwishoni mwa karne ya 18 huko Ufaransa, ambayo inaweza kuzingatiwa mahali pa kuzaliwa kwa aeronautics.
Mwanzo wa njia
Yote ilianza mnamo Juni 5, 1783, wakati wana wa mfanyabiashara wa karatasi wa Ufaransa Montgolfier waliunda mpira mkubwa wa karatasi na kiasi cha mita za ujazo 600. Kupitia kimiani ya matawi ya zabibu ilijaa moshi kutoka kwa moto na kupanda mita 500. Baada ya dakika 10, wakati moshi ulipopozwa, mpira ulitua kilomita 2 kutoka kwenye tovuti ya uzinduzi. 
Baada ya kufanya kazi msimu wote wa joto ili kuboresha muundo, ndugu wa Montgolfier walipeleka roho za kwanza zilizo hai kukimbia mnamo Septemba 19, 1783: kondoo mume, jogoo na bata. Na mnamo Novemba 21, wakuu wawili wa Ufaransa walihatarisha kupanda hewani kwenye kikapu chenye nguvu na cha kuaminika. Baada ya kuruka kilomita 9 kwa urefu wa mita 1000, wao na puto walirudi chini bila kujeruhiwa na wakaanza kuheshimiwa kama mashujaa.
Lakini si ndugu wa Montgolfier pekee waliovumbua puto za kwanza za hewa moto. Sambamba nao, Mfaransa mwingine alifanya kazi katika uvumbuzi wa mashine ya kuruka: mwanafizikia Charles. Aliunda mfano wa kuahidi zaidi, kwa kutumia hidrojeni badala ya moshi, na hivyo kupanua sana kukaa kwa muundo katika hewa na kufanya vipimo vyake vyema zaidi iwezekanavyo. Mnamo Agosti 27, 1783, uvumbuzi wake - mpira ulio na ujazo wa mita za ujazo 200 uliotengenezwa kwa hariri iliyoingizwa na mpira, ulifanikiwa kutoka ardhini na, ukichukua umbali wa kilomita 28, ulitua salama karibu saa moja baadaye.
Kazi zaidi
Jacques Charles aliendelea kufanya kazi kwenye ndege yake. Alianzisha maboresho yaliyoongeza nguvu ya ganda la puto na kuifanya safari ya ndege kuwa salama kwa kiasi fulani. Aligundua njia ya kupima na kudhibiti urefu wakati wa kukimbia na kutua. Ubunifu wake, wavu wa kamba kwa mpira, mifuko ya mchanga kwa ballast, valve ya gesi, nanga ya hewa, ilifanya ndege yake kuwa gari halisi, na kumruhusu kusafiri umbali mrefu haraka na salama.Upungufu pekee, hidrojeni inayolipuka, ilibadilishwa kwa miaka mingi na heliamu salama, lakini iliendelea kutumika kwa Charliers zisizo na rubani. Katika Urusi, ndege ya kwanza ya puto na mtu ilifanyika mwaka wa 1804 huko St. Wakati huo puto zilitumiwa hasa kwa utafiti wa kisayansi.
Ndege ziliboreshwa zaidi. Hivi sasa, baluni sio njia tu kwa madhumuni ya vitendo, lakini pia ni mchezo mzuri na maarufu. Na wanasayansi wa kwanza ambao waligundua puto ya hewa ya moto walibaki milele katika historia ya aeronautics na kumbukumbu ya binadamu.
Tamaa ya wanadamu ya kuruka imekuwepo kwa muda mrefu kama ustaarabu umekuwepo. Lakini hatua za kweli katika mwelekeo huu zilifanywa tu kuelekea mwisho wa karne ya 19, wakati ndege ya kwanza ya puto ya hewa ya moto ilifanyika. Tukio hili kubwa lilishtua sio Ufaransa tu, ambapo ilifanyika, lakini ulimwengu wote. Ndugu wa Montgolfier walishuka katika historia kama waanzilishi na wanamapinduzi. Kuzaliwa kwa aeronautics kunapaswa kuchukuliwa hatua muhimu katika maendeleo ya sayansi yote na ustaarabu wa binadamu.
Mwanzo wa ndugu wa Montgolfier
Linapokuja suala la nani aligundua puto ya kwanza ya hewa moto, karibu kila mtu aliyeelimika na aliyesoma vizuri anakumbuka jina la ndugu Joseph na Jacques-Etienne Montgolfier. Kwa kweli, wavumbuzi hawa hawapaswi kuzingatiwa kuwa ndio pekee wa aina yao, kwani masomo ya matukio kama hayo yamefanywa hapo awali.
Msukumo wa uundaji wa puto ulikuwa ugunduzi wa hidrojeni na mwanasayansi Henry Cavendish: mwanasayansi aligundua kuwa msongamano wa "hewa inayowaka" ni chini sana kuliko hewa ya kawaida.
Ilikuwa mali hii ambayo ilitumiwa katika majaribio ya kwanza na uvumbuzi uliofuata wa Montgolfier. Ndugu walifanya majaribio mengi na mashati, mifuko na puto za majaribio zilizotengenezwa kwa vitambaa vya asili, ambavyo, ingawa viliruka juu, havikuwa juu sana. Lakini kwa wakati huo, hata ukweli kama huo uligeuka kuwa mpya wa kutisha na karibu wa mapinduzi.
Majaribio ya kwanza kamili yalifanyika mwaka wa 1782, wakati puto ya mita za ujazo tatu ilipanda hewa. Puto iliyofuata ilikuwa kubwa zaidi: muundo huo ulikuwa na uzito wa kilo 225 na ulikuwa na mistari minne ya upande na dome iliyofanywa kwa pamba iliyofunikwa na karatasi. Mnamo Juni 4, wavumbuzi walizindua mfano huu angani, lakini waliweza kufunika kilomita moja na nusu tu, na ndege hiyo ilimalizika kwa kuanguka. Ndugu wa Montgolfier sio pekee waliofanya utafiti kama huo katika kipindi hiki: Mfaransa Jacques Charles alizindua puto zilizojaa hidrojeni, ambayo ilikuwa hatua kubwa katika maendeleo ya eneo hili.
Ikiwa baluni kutoka kwa ndugu wa wachunguzi, zilizojaa hewa ya joto, ziliitwa baluni za hewa ya moto, basi uumbaji wa Monsieur Charles uliitwa charliers.
Baada ya mwanzo kama huo, ambao ulizingatiwa kuwa umefanikiwa kivitendo, ndugu wa Montgolfier walipata msaada mkubwa kutoka Chuo cha Sayansi. Uwekezaji wa kifedha uliwaruhusu kutekeleza uzinduzi mpya, kwa hivyo puto iliyofuata, ambayo kampuni ya kushangaza - kondoo, goose na jogoo ilipanda, ilikuwa kubwa zaidi kuliko mtangulizi wake: kilo 450 na kiasi cha mita za ujazo 1000. Baada ya kutua kwake kwa mafanikio (kikapu kilianguka vizuri kutoka urefu wa karibu nusu kilomita), iliamuliwa kujaribu muundo wa anga na watu kwenye bodi.
Wakati huo huo, Jacques Charles alizindua mpira uliotengenezwa kwa hariri iliyoingizwa na mpira, ambayo wakati wa safari yake ya kwanza iliweza kufunika umbali wa kilomita 28.
Ndege ya kwanza iliyofanikiwa
Ndugu wa Montgolfier waliota ndoto ya kuwa abiria wa kwanza wa uvumbuzi wao, lakini baba yao alikataza hatari kama hiyo. Utafutaji wa watu waliojitolea haukuchukua muda mwingi, na watu wa kwanza kutangaza walikuwa Pilatre de Rosier na Marquis D'Arlandes.
Ndugu wa Montgolfier waliweza kufanya safari yao ya kwanza tayari mnamo 1784, wakati watu 7 zaidi walipanda nao. Safari hii inachukuliwa kuwa ndege ya kwanza ya kibiashara katika historia ya usafiri wa anga.
Ndugu walipanga safari ya kwanza ya ndege mnamo Novemba 21, 1873. Ilikuwa siku hii kwamba safari ya kufanya epoch ya wagunduzi hao wawili ilifanyika: puto, ikipanda hadi urefu wa kilomita moja, iliruka umbali wa zaidi ya kilomita 9 kwa dakika 25. Abiria wa kwanza waligeuka kuwa zaidi ya wapiga puto wenye ujuzi na walidhibiti kikamilifu puto kubwa, ambayo kwa kiasi kikubwa ilihakikisha mafanikio ya tukio hilo.
Safari ya ndege yenye mafanikio ilichochea tamaa ya kuendeleza mwelekeo huu zaidi, lakini lengo lililofuata ambalo akina ndugu na wafuasi wao waliweka nia yao liligeuka kuwa gumu sana. Jaribio la kuruka kupitia Idhaa ya Kiingereza, bila kuratibiwa na Montgolfers wenyewe, halikufaulu kwa Pilâtre de Rozier: alikufa puto iliyoungua ilipoanguka. Hatua mbili za kusikitisha ziliambatana katika hatima ya painia huyu: heshima ya kuwa mtu wa kwanza kwenye puto ya hewa moto na msiba wa kuwa mwathirika wake wa kwanza.
Baada ya hayo, aeronautics ilianza kuendeleza kwa kiwango kikubwa na mipaka. Jacques Charles, katika utafiti wake, sio tu kwamba alifanya safari za ndege kuwa salama zaidi, lakini pia aligundua njia ya kupima urefu wa ndege na kuidhibiti. Kusafiri kwa puto za hewa moto kulichochea uvumbuzi wa parachuti: mnamo 1797, Andre-Jacques Garnerin alifanikiwa kuruka kwa mara ya kwanza, akitoroka na mkono uliotengwa tu. Na tayari mnamo 1799, kuruka kwa parachute ya kwanza ilifanywa na mwanamke - Jeanne Labrosse, mwanafunzi wa Garnerin.
Leo, baluni za hewa za moto, ambazo hazijapata mabadiliko makubwa sana ya muundo, bado hutumiwa katika aeronautics, zinajulikana na watu na kupamba likizo nyingi. Mipira mikubwa mkali iliyotengenezwa kwa kitambaa cha kudumu na kiwango cha kutosha cha usalama haikuwa njia ya usafirishaji, lakini jaribio la mwanadamu kukaribia angani.
Kwa mara ya kwanza, mtu alikwenda kwa ndege ya bure katika puto ya hewa ya moto, ambayo ilipanda kutoka kwenye bustani ya Chateau de la Muette katika vitongoji vya magharibi vya Paris mnamo Novemba 21, 1783. Abiria wake walikuwa mkurugenzi mdogo wa Paris. Makumbusho ya Sayansi, Pilatre de Rozier, na ofisa wa jeshi Marquis d'Arlande, ambaye alikuwa na uhusiano mkubwa na ua wa Louis XVI. Katika puto iliyojaa hewa moto, iliyojengwa na ndugu Joseph na Etienne Montgolfier, walitumia dakika 25 hivi hewa, ikiruka karibu kilomita 10 wakati huu, na ilitua salama katika eneo la wazi karibu na barabara ya Fontainebleau.
Ndugu wa Montgolfier: upande wa kushoto - Joseph, kulia - Etienne (mchoro wa karne ya 19). Wakati wa onyesho la kwanza la umma la puto yao, Joseph alikuwa na umri wa miaka 43 na Etienne alikuwa na umri wa miaka 38. Picha ya Etienne ilinakiliwa kutoka kwa picha na binti yake.
Ndege yenyewe ilikuwa tukio la ajabu, lakini zaidi ya hili, ilionekana kuwa muhtasari wa mafanikio makubwa zaidi ya kemia: kukataliwa kwa nadharia ya phlogiston ya muundo wa jambo, ambayo ilianguka wakati ikawa kwamba gesi tofauti zina uzito tofauti. Yanayohusiana kwa karibu na safari za ndege za kwanza za puto zilizo na mtu na zisizo na rubani ni majina ya wanakemia wanne mashuhuri - Joseph Black, Henry Cavendish, Joseph Priestley na Antoine Lavoisier, ambao kazi yao ilifungua njia ya kuelewa wazi asili ya kemikali ya maada.
Maonyesho ya kwanza ya umma ya kukimbia kwa puto iliyojaa hewa ya moto yanawasilishwa kwa kuchora kwa fomu ya ajabu. Jaribio lilifanywa na ndugu Joseph na Etienne Montgolfier mnamo Juni 4, 1783 huko Annonay (Ufaransa). Mpira ulikuwa mfuko wa kitani wa duara uliofunikwa kwa karatasi, ulikuwa na kipenyo cha mita 11 na uzani wa kilo 227. Ilijaa hewa ya moto juu ya moto. Safari ya ndege ilidumu kwa dakika 10.Ndugu wa Montgolfier waliishi Annonay, mji ulio karibu na Lyon. Walivutiwa na wazo la kukimbia na walikuja na wazo kwamba ikiwa wataingiza begi ya karatasi na hewa moto, inaweza kuondoka. Mwishoni mwa 1782, akina ndugu walifanya majaribio mawili ya awali ambayo yalionyesha kwamba mfuko mkubwa uliojaa moshi kutoka kwa moto unapaswa kupanda juu. Akina ndugu walifanya onyesho lao la kwanza la hadhara huko Annona mnamo Juni 4, 1783. Puto lilikuwa mfuko wa kitani wenye umbo la duara uliofunikwa kwa karatasi. Ilikuwa na kipenyo cha mita 11 na uzani wa kilo 227. Puto liliingizwa juu ya moto ambao majani yaliyokatwa vizuri yaliteketezwa. Alipoachiliwa, aliinuka juu kabisa na kushuka baada ya dakika 10, akiwa ameruka kama kilomita tatu wakati huu. Safari ya ndege ilivutia hadhira, na habari za jaribio hili zilienea kote Ufaransa na Ulaya yote.
Miezi miwili baadaye, kikundi kingine cha wapenda shauku kilizindua aina tofauti ya puto huko Paris. Jaribio hilo liliongozwa na mwanafizikia Jacques Charles. Kujua matokeo ya utafiti wa hivi karibuni wa gesi, Charles aliamua kujaza puto na hidrojeni. Kwa kuwa kifuniko cha karatasi hakikuweza kuhifadhi hidrojeni, mpira ulifanywa kwa kitambaa nyembamba cha hariri kilichowekwa na mpira. Hidrojeni ilipatikana kwa kutibu filings za chuma na asidi ya sulfuriki. Ilichukua siku kadhaa kuingiza kabisa puto yenye kipenyo cha m 4 na kula kilo 227 za asidi na kilo 454 za chuma. Mnamo Agosti 27, umati mkubwa ulikusanyika kwenye Champ de Mars kutazama uzinduzi wa puto. Puto lilikaa angani kwa dakika 45 na hatimaye kutua karibu na mji wa Gonesse, kilomita 28 kutoka eneo la uzinduzi. Aliwaogopesha sana wenyeji hadi wakampasua.
Wiki tatu zaidi baadaye, akina Montgolfier walirudia jaribio lao huko Versailles, wakati huu mbele ya Louis XVI na mahakama yake. Kujaza puto na hewa ya moto ilikuwa rahisi zaidi kuliko kuijaza na hidrojeni, na ndani ya dakika 10 ilikuwa tayari kuruka. Ngome ndogo iliyokuwa na kondoo dume, bata na jogoo ilitundikwa kutoka humo. Wakati huu mpira haukuwa tena begi - ulipakwa rangi za mafuta. Ndege iliishia msituni kilomita 3.5 kutoka eneo la uzinduzi. Hakuna hata mmoja wa wapiga puto wa kwanza aliyejeruhiwa.
Ndege ya kwanza ya mtu katika puto ya hewa moto ilifanyika Paris mnamo Novemba 21, 1783. Puto iliyopakwa rangi tata, iliyojengwa na akina Montgolfier, ilikuwa na upana wa mita 14 na urefu wa zaidi ya mita 21. Kikapu kilicho na abiria wawili, Pilatre de Rosier na Marquis d'Arland, kilikuwa na uzito wa kilo 730. Inakubaliwa kwa ujumla kuwa hii ni mtazamo kutoka kwa mtaro wa nyumba ya Benjamin Franklin huko Passy.Mara tu uwezekano wa kukimbia kwa puto ulipothibitishwa, utekelezaji wake wa vitendo haukuwa mwepesi katika kutimiza. Mnamo Oktoba, de Rozier aliinuka mita 25 kwenye puto ya hewa moto iliyofungwa na kukaa hewani kwa zaidi ya dakika 4. Mwezi mmoja baadaye, yeye na d'Arland walifanya safari yao ya kihistoria juu ya Paris. Charles hakutaka kujisalimisha na mnamo Desemba 1, akichukua abiria mmoja, aliondoka Paris kwa puto iliyojaa haidrojeni. Safari ya ndege ilidumu saa 2 na iliishia kilomita 50 kutoka Paris katika mji mdogo wa Nesle Hapa abiria alishuka, na Charles akaendelea na safari, akipanda hadi urefu wa zaidi ya kilomita 3.5. Katika miezi 6 tu, mtu huyo alipanda hewa na kujifunza kuruka.
Ndege ya kwanza ya puto iliyojaa hidrojeni iliyojaa watu. Puto ilizinduliwa katika Bustani ya Tuileries huko Paris mnamo Desemba 1, 1783. Abiria walikuwa Jacques Charles na msaidizi wake M.-N. Robert. Ndege hiyo ilidumu kama masaa 2, baada ya hapo Robert alishuka chini, na Charles, akiendelea na safari peke yake, akapanda hadi urefu wa zaidi ya kilomita 3.5.Katika miaka iliyofuata, ndege nyingi za puto za hewa moto zilifanywa huko Uropa. Mmoja wa ajabu sana alikuwa Joseph Montgolfier (kati ya ndugu hao wawili, ndiye pekee aliyeruka kwenye puto ya hewa ya moto). Puto ya hewa ya moto "Flessel" ilikuwa puto kubwa zaidi ya hewa ya moto wakati huo - 55 m kwa urefu na 30.5 m kwa mzunguko. Katika dakika 17, puto ilijazwa na hewa ya moto kutoka kwa moto, na iliinua watu 7 hadi urefu wa zaidi ya 900 m.
Aeronautics ilikua haraka. Mnamo Agosti 1784, duka la dawa la Kifaransa Guiton de Moreau na Abbot Bertrand, ambao waliandamana naye, walifikia urefu wa zaidi ya kilomita 3, kupima joto na shinikizo la hewa njiani. Mnamo Januari mwaka uliofuata, mwanaanga wa Ufaransa Jean Pierre Blanchard na daktari wa Marekani John Jeffries walivuka Idhaa ya Kiingereza kwa mara ya kwanza, wakiruka kutoka Dover hadi Calais.
Baada ya safari ya ndege huko Annonay, Chuo cha Sayansi cha Ufaransa, kwa ombi la serikali, kiliunda tume ambayo ilipaswa kuandaa ripoti juu ya jaribio hili na kuunda mpango wa utafiti zaidi. Mjumbe mashuhuri wa tume hiyo alikuwa Lavoisier, mwanakemia Mfaransa ambaye uvumbuzi wake wa kisayansi, pamoja na ule wa wanasayansi wengine, ulitumika kama msingi wa kuundwa kwa puto za kwanza za hewa moto. Serikali ya Ufaransa inaonekana iliona uvumbuzi wa puto ya hewa moto kuwa mafanikio makubwa, kwani ilichukua gharama za safari kadhaa za ndege zilizofuata zilizopangwa na tume.
Mwitikio wa wanasayansi wa Kiingereza kwa uvumbuzi wa puto ya hewa ya moto ulizuiliwa zaidi. Mnamo Novemba 1783, puto iliyojaa haidrojeni ilionyeshwa kwa Mfalme George III na watumishi wake huko Windsor. Puto hilo lilimvutia sana mfalme, naye akatuma ujumbe kwa Rais wa Jumuiya ya Kifalme ya London, Sir Joseph Banks, ambapo alijitolea kufadhili utafiti zaidi katika uwanja wa angani. Walakini, jibu lilikuwa kwamba kwa kuwa majaribio haya hayawezi kutarajiwa "ya faida yoyote" jamii haina nia nao.
Wakati huo huo, umuhimu wa kijeshi wa baluni ulithaminiwa haraka. Chini ya mwezi mmoja baada ya tamasha huko Windsor, kijitabu kilichotolewa kwa toleo hili kilichapishwa. Hivi karibuni Benjamin Franklin aliandika katika barua kama ifuatavyo:
"Uvumbuzi wa puto, kama unavyoona, ni ugunduzi wa umuhimu mkubwa. Moja ya matokeo yake inaweza kuwa kukataa kwa wafalme kupigana vita, kwani hata wenye nguvu zaidi hawawezi kutetea mali zao. Elfu tano. puto, zenye uwezo wa kuinua watu wawili kila moja, haiwezekani zitagharimu zaidi ya meli tano za kivita, na wapi kutakuwa na mtawala ambaye angeweza kuifunika nchi yake na askari wenye uwezo wa kuilinda kutoka kwa makumi ya maelfu ya wapiganaji ambao walishuka kutoka mbinguni katika maeneo mengi. na wako tayari kusababisha uharibifu usioweza kurekebishwa kwa serikali kabla ya kukusanya askari na kuwapa vita?"
Mafanikio ya kuvutia ya aeronautics yalikuwa matokeo ya kuepukika ya mabadiliko makubwa katika uelewa wa muundo wa ulimwengu. Wakati huo, sayansi pekee iliyostahili kuweka madai ya ufahamu huu ilikuwa mechanics, hasa mechanics ya mbinguni, ambayo inasoma mwendo wa miili ya mbinguni. Kemia ilikuwa inakombolewa tu kutoka kwa mafundisho ya nadharia ya alkemia, na biolojia na sayansi zingine za asili zilikuwa katika hatua ya mapema ya maendeleo. Huu ulikuwa wakati ambapo mwanasayansi bado angeweza kuwa mtaalamu katika nyanja zote za ujuzi na aliitwa kwa haki mwanafalsafa wa asili. Wanafalsafa wanne kama hao wa asili walichukua jukumu kubwa katika uvumbuzi wa puto ya hewa moto. Hawa ni Black, Cavendish, Priestley na Lavoisier, ambao leo wangeitwa wanakemia.
Kwa mtu yeyote anayefahamu sayansi ya kisasa, hali ya awali ya ujuzi katika uwanja wa kemia mwanzoni mwa karne ya 18. itakuwa inachanganya. Wazo la msingi la alchemy, kwamba vitu vyote viliundwa na vitu vinne - hewa, ardhi, moto na maji - bado lilikuwa maarufu. Wazo hili rahisi, lililoonyeshwa kwa mara ya kwanza katika Fizikia ya Aristotle karne ishirini mapema, lilipendekeza uwezekano wa kubadilisha baadhi ya aina za maada kuwa nyingine. Tokeo la hilo lilikuwa, kwa mfano, utafutaji wa bure wa kulitafuta jiwe la mwanafalsafa, ambalo eti lilikuwa na uwezo wa kugeuza chuma na risasi kuwa dhahabu. Kizazi kingine cha mawazo ya Aristotle kilikuwa nadharia ya phlogiston, ambayo iliendelea kuficha na kuchanganya mawazo ya wanakemia kwa muda mrefu wa karne ya 18.
Nadharia ya phlogiston ilikusudiwa kuelezea asili ya moto. Tayari katika hatua za mwanzo za maendeleo yake, mwanadamu alijua kwamba baadhi ya vitu huwaka na wengine hawana. Wataalam wa alchem waligundua kuwa wakati joto lina nguvu ya kutosha, hata metali za msingi huwaka, na kuacha nyuma kiwango au majivu ambayo hayawezi kuchomwa moto. Kwa nini?
Katika robo ya kwanza ya karne ya 18. Georg Stahl alitoa maelezo kwa hili, akiendeleza wazo ambalo hapo awali lilikuwa limetolewa na mwalimu wake Johann Becher. Becher ni pamoja na kati ya mambo ya Aristoteli terra pinguis- "Dunia yenye mafuta", ambayo, kama alivyodhani, hutolewa kutoka kwa dutu wakati inawaka. Stahl alienda mbali zaidi, akisema kwamba chuma chochote si chochote zaidi ya mchanganyiko wa mizani na "ardhi yenye mafuta." Kwa mtazamo huu, mwako ulikuwa ni kutolewa kwa "dunia ya mafuta" iliyomo kwenye mwili, ambayo Stahl aliita jina la phlogiston, ambayo kwa Kigiriki ina maana ya "kuwaka".
Nadharia ya phlogiston ilikuwa rahisi sana na inaweza kueleza mengi. Kwa mfano, ilitoa jibu kwa swali kwa nini kiwango cha moto na mkaa kinageuka tena kuwa chuma cha awali: makaa ya mawe, kuwa dutu inayowaka, ni matajiri katika phlogiston, wakati wadogo, ambao hauwaka, hawana. Kwa hiyo, makaa ya mawe hutoa phlogiston yake kwa kiwango, na kuifanya chuma tena, na yenyewe inageuka kuwa majivu. Ufafanuzi uliofaulu kama huu ulichangia kukubalika kwa jumla kwa nadharia ya phlogiston, ambayo ilidumisha utawala wake katika kemia kwa muda mrefu wa karne iliyofuata.
Black, Cavendish, Priestley na Lavoisier walikuwa wafuasi wa nguvu wa nadharia ya phlogiston walipoanza masomo yao ya kemia. Walakini, watatu wa kwanza walihusika sana katika utafiti wa majaribio, matokeo ambayo mara nyingi yalifasiriwa kutoka kwa maoni ya nadharia ya phlogiston. Na Lavoisier pekee ndiye alikuwa na ufahamu wa kutosha kuunganisha uvumbuzi na ukweli unaojulikana katika mfumo mpya wa mawazo ya kemikali, ambapo hapakuwa na nafasi ya phlogiston. Inashangaza kwamba Cavendish na Priestley, ambao si chini ya wengine walichangia kupotosha nadharia ya phlogiston na kazi zao, walibaki wafuasi wake hadi mwisho wa siku zao. Na mnamo 1800, wakati jukumu la oksijeni katika mwako lilikuwa tayari linajulikana, Priestley alibaki mwaminifu kwa nadharia hii. Alikiita kitabu chake cha hivi punde zaidi "The Phlogiston Doctrine Justified."
Mashaka ya kwanza juu ya usahihi wa mawazo ya kemikali ya Aristotle yalizuka baada ya majaribio ya Jan Van Helmont, ambaye alichapisha matokeo ya utafiti wake mwanzoni mwa karne ya 17. Ijapokuwa wataalamu wa alkemia hapo awali walijua kwamba gesi zilitokezwa wakati wa kuchoma makaa au kutokana na kuchacha, walifikiri kimakosa kuwa ni aina ya hewa ya kawaida. Kwa kutumia majaribio rahisi ya kemikali, Van Helmont alipata gesi ambazo zilikuwa tofauti kabisa na hewa. Aliziita kwa njia ya mfano gesi za upepo, greasi na moshi. Van Helmont hakujaribu kuchambua au kutenganisha gesi hizi katika hali yao safi, lakini ni yeye aliyeanzisha neno hili. "gesi". Utafiti wa mali ya gesi umegeuka kuwa tawi la kujitegemea la kemia, inayoitwa kemia ya nyumatiki, mwanzilishi wa ambayo ni kawaida kuchukuliwa Van Helmont.
Hadi katikati ya karne ya 18. hakuna matokeo bora yaliyopatikana katika kemia ya nyumatiki. Kisha maendeleo yake yaliharakisha kwa kasi na kwenda katika mwelekeo mpya, na matokeo ya kushangaza yakaanza kuonekana moja baada ya nyingine. Mwanakemia wa Uswidi wa karne ya 18. Thorburn Bergman aliandika juu yake hivi: "Katika kipindi cha miaka kumi iliyopita kemia haijavamia tu eneo la vitu visivyoonekana vya hewa, lakini imejitolea kusoma asili yake na kuelewa kanuni za muundo wake." Hakika, kufikia 1779, maneno haya yalipoandikwa, tayari kulikuwa na data ya kuaminika juu ya muundo wa kemikali wa gesi nane.
Ingawa Black, Cavendish, Priestley na Lavoisier walifanya kazi kwa kujitegemea, michango yao kwa sayansi iliimarisha pande zote mbili na kwa pamoja ilijumuisha kile tunachoita sasa Mapinduzi ya Kisayansi. Ya kwanza katika mlolongo wa uvumbuzi ilikuwa kazi ya Black. Katika miaka ya 50 ya karne ya 18, akiwa mwanafunzi wa matibabu huko Edinburgh, alichukua uchunguzi wa kina wa gesi iliyotolewa na hatua ya asidi kwenye magnesia imara (magnesium carbonate). Kusudi lake kuu lilikuwa kuelewa athari ya kugeuza ya magnesia. Lakini njiani, wakati wa kazi ikawa kwamba gesi iliyotolewa haikuwa hewa ya anga kabisa.
Nyeusi iliita dutu hiyo mpya "hewa iliyofungwa" kwa sababu ilionekana kuwa imefungwa, kwa kusema, imefungwa ndani ya magnesia. Hakuna mtu aliyejua wakati huo kwamba gesi hii ilikuwa mchanganyiko wa vipengele vya kemikali; Miongo michache tu baadaye, kwa mujibu wa muundo wake, iliitwa dioksidi kaboni. Kwa kupitisha viputo vya gesi kupitia maji ya chokaa na kutazama uundaji wa mvua nyeupe, Nyeusi ilionyesha kuwa hewa iliyofungwa ilitolewa na uchomaji wa mkaa, kupumua na kuchacha. (Mweusi baadaye alikua mmoja wa wanakemia mashuhuri wa wakati wake; alikuwa profesa wa kemia huko Glasgow na kisha akarudi Edinburgh katika nafasi hiyo hiyo.)
Joseph Black (1728-1799). Mchoro wa chuma ni nakala ya mchoro wa Sir Henry Raeburn.
Kazi yake ilitangulia uvumbuzi ambao ulisababisha uvumbuzi wa puto ya hewa moto. Katika miaka ya 50 ya karne ya 17, wakati mwanafunzi wa matibabu huko Edinburgh, alionyesha kuwa gesi iliyotolewa na hatua ya asidi kwenye magnesia imara ni dutu ya kemikali ya kujitegemea, tofauti na hewa ya anga. Dutu hiyo mpya, ambayo aliiita "hewa iliyofungwa", ilibadilishwa jina na dioksidi kaboni.Mmoja wa wanasayansi wa kwanza kusoma mali ya hewa iliyofungwa alikuwa Cavendish. Alikuwa mwanafalsafa wa kawaida wa wakati huo - mchungaji tajiri na wa kipekee. Baada ya kurithi utajiri mkubwa (wakati mmoja alizingatiwa kuwa mmoja wa watu tajiri zaidi nchini Uingereza), Cavendish alipendelea kuishi peke yake na kujihusisha na majaribio. Mnamo 1766 alichapisha kazi tatu zilizoitwa Majaribio na Air Artificial. Hiyo ndiyo Cavendish aliita gesi yoyote, "imefungwa katika miili mingine ... na kutolewa kutoka kwao wakati wa mabadiliko ya kemikali." Kabla ya Cavendish, gesi moja tu ya bandia ilijulikana - hewa ya Black. Cavendish ilitoa hewa iliyofungamana kwa kutumia mbinu ya Black, na kuongeza asidi kwenye magnesia, na alikuwa wa kwanza kukusanya sampuli za gesi katika viputo vilivyotengenezwa kutoka kwenye matumbo ya wanyama. Akipima kiputo kilichojazwa kwanza na angahewa na kisha hewa iliyofungamana, Cavendish aligundua kwamba la pili lilikuwa na uzito mara 1.47 kuliko lile la kwanza.
Henry Cavendish (1731-1810) alichunguza mali ya hewa iliyofungwa na "hewa ya bandia" nyingine, ambayo aliiita "hewa inayowaka". Mwisho huo uligeuka kuwa nyepesi mara 11 kuliko hewa ya anga na baadaye iliitwa hidrojeni. (Mchoro huu wa W. Alexander ndio picha pekee inayojulikana ya maisha ya Cavendish. Imehifadhiwa katika Jumba la Makumbusho la Uingereza.)Akisukumwa na udadisi, akaenda mbali zaidi. Ni nini hufanyika ikiwa magnesiamu katika majaribio ya Weusi itabadilishwa na chuma cha msingi, kama vile chuma? Kama hapo awali, Bubbles za gesi zilizingatiwa kwenye suluhisho, na Cavendish alizikusanya kwenye chombo. Hata hivyo, gesi hii ya bandia haikusababisha uchafu katika maji ya chokaa na ikawa mara 11 nyepesi kuliko hewa. Zaidi ya hayo, haikuzima moto, kama hewa iliyofungwa, lakini, kinyume chake, ililipuka wakati wa kuwasiliana nayo. Ilikuwa wazi kabisa kwamba aina mpya ya gesi bandia ilikuwa imegunduliwa. Kulingana na sifa zake, Cavendish aliiita "hewa inayoweza kuwaka."
Kazi ya Black na Cavendish hatimaye ilithibitisha kuwa gesi ni dutu huru za kemikali. Zaidi ya hayo, haikuwezekana tena kufikiria hewa kama mojawapo ya vipengele vya maada. Lakini vipi kuhusu dunia, moto na maji?
Karibu na wakati huo huo, Lavoisier mchanga wa Ufaransa aliamua kufanya jaribio rahisi, ambalo lilionyesha kuwa "dunia" haikuwa kitu cha maada hata kidogo. Wanaalchemists walithibitisha asili ya "msingi" ya dunia kwa kuchemsha maji kwa muda mrefu katika "pelican" iliyotiwa muhuri (kama ujibuji uliitwa kwa kufanana kwao kwa nje na ndege huyu). Hatimaye kiasi kidogo cha nyenzo imara kingetokea chini ya chombo, ambacho kilitafsiriwa kama maji yanayogeuka kuwa udongo.
Lavoisier aliamua kujaribu hitimisho hili kwa kutumia mizani ya uchambuzi. Alipima Pelican tupu na kumimina maji yaliyotiwa ndani yake. Baada ya kukifunga chombo na kukipima pamoja na maji, alipata uzito wa maji kwa kutoa. Kisha akachemsha maji kwenye chombo hiki kwa moto mdogo kwa siku 101. Baada ya kipindi hiki, Lavoisier alipima tena chombo na bila maji. Uzito wa jumla haukubadilika, lakini sediment ilionekana chini ya chombo, ambayo uzito wake ulikuwa sawa na kupoteza uzito wa chombo tupu. Kwa wazi, "dunia" iliundwa kutokana na leaching ya dutu kutoka kioo cha chombo, na si kutoka kwa maji. Pamoja na kazi ya Black na Cavendish, jaribio la Lavoisier lilizua mashaka makubwa kuhusu uhalali wa nadharia ya Aristotle ya alkemikali.
Hatua ya mwisho ya mapinduzi ya kisayansi iliamuliwa na uvumbuzi kadhaa mpya katika kemia ya nyumatiki, ambayo Priestley alichukua jukumu kubwa. Alikuwa mtu mwenye talanta na hodari. Kuhani asiyefuata sheria, alibadilisha taaluma kadhaa: alikuwa mwandishi wa habari, mwandishi (mwandishi wa vitabu 106) na mwanakemia. Mnamo 1772, alichapisha kazi iliyoitwa "Uchunguzi wa Aina Mbalimbali za Hewa," ambamo alielezea njia za kutengeneza gesi kadhaa ambazo hazikujulikana hapo awali. Katika muongo uliofuata, ambao ulitangulia tu uvumbuzi wa puto, Priestley aliongeza gesi nane zaidi kwenye orodha hii.
Joseph Priestley (1733-1804) aliweza kutenga gesi zingine nane katika hali yake safi wakati wa muongo uliotangulia uvumbuzi wa puto. Akiwa mfuasi wa nadharia ya phlogiston ya mwako, Priestley aliita ugunduzi wake kuu - oksijeni - "hewa iliyochafuliwa".Mafanikio ya Priestley yaliwezekana kwa kuboresha njia ya kukusanya gesi. Hapo awali, wanakemia walikusanya gesi kwenye chombo kilichojaa maji, ambacho kiligeuzwa kwa uangalifu bila kuiondoa kwenye chombo kingine cha maji. Gesi ilipojikusanya katika sehemu ya juu ya chombo kilichopinduliwa, maji kutoka humo yalilazimika kutoka ndani ya chombo cha chini. Hata hivyo, gesi mumunyifu katika maji haikuweza kukusanywa kwa njia hii. Kwa kuweka zebaki badala ya maji, Priestley aliweza kupata na kuchanganua gesi nyingi mpya.
Priestley alipata ugunduzi wake muhimu zaidi mwaka wa 1774. Kwa kukazia mwanga wa jua kwa lenzi ya sentimeta 30, alipasha joto la maji nyekundu ya zebaki, dutu ya unga iliyojulikana kwa muda mrefu na wanaalkemia. Kama vile katika majaribio ya Black ya mkaa unaowaka, katika majaribio ya Priestley gesi ilitolewa, lakini haikufungwa tena hewa. Gesi hiyo ilikuwa na mali yake ya ajabu: mshumaa ndani yake uliwaka zaidi, na panya inaweza kuishi mara mbili kwa muda sawa na hewa ya anga.
Akiwa mfuasi mkuu wa nadharia ya phlogiston ya mwako, Priestley alifasiri matokeo haya kama udhihirisho wa mali ya phlogiston. Kama tunavyojua, nadharia iliyotajwa ilidhani kwamba wakati dutu inawaka, phlogiston hutoka ndani yake. Priestley aliamua kwamba alikuwa akihamia gesi mpya. Kwa hiyo, gesi hii lazima iwe na upungufu wa phlogiston, na Priestley aliiita "hewa ya dephlogisticated." Jina hili halikudumu kwa muda mrefu. Hivi karibuni, katika maabara ya Lavoisier, gesi mpya ilibadilishwa jina la oksijeni, ambayo ikawa mtu mkuu katika kemia ya kisasa.
Karibu wakati huo huo, Lavoisier alianza kufikiria sana juu ya usahihi wa nadharia ya phlogiston. Mnamo 1772, aliandika kumbukumbu juu ya mwako wa sulfuri na fosforasi hewani. Tena kwa kutumia mizani ya uchambuzi, Lavoisier aligundua kuwa uzito wa vitu vyote viwili huongezeka wakati wa mwako, na akaelezea hili kwa mchanganyiko wao na hewa. Katika kumbukumbu zake, Lavoisier aliandika: "... kile tunachokiona wakati wa mwako wa salfa na fosforasi kinaweza kutokea pamoja na vitu vingine vyote ... na nadhani kiwango hicho ni kizito zaidi kuliko chuma safi kwa sababu hiyo hiyo." Kwa mujibu wa hitimisho hili, Lavoisier aligundua kwamba wakati kiwango cha risasi (oksidi ya risasi) kilipashwa na mkaa. "Mabadiliko ya kiwango kuwa chuma huambatana na kutolewa kwa kiasi kikubwa cha gesi." Uchunguzi na hoja hizi moja kwa moja zilipingana na nadharia ya phlogiston, kulingana na ambayo, wakati dutu inawaka, phlogiston hutolewa na, kwa hiyo, dutu hii inapaswa kupoteza uzito. Kwa kutambua uzushi wa mawazo yake, Lavoisier mchanga alituma kumbukumbu yake kwa Chuo cha Sayansi cha Ufaransa katika bahasha iliyotiwa muhuri ili kuweka kipaumbele ikiwa utafiti zaidi ulithibitisha usahihi wa hitimisho lake la mapinduzi.
Maoni yaliyokomaa ya Lavoisier juu ya nadharia ya mwako yalichapishwa naye katika kumbukumbu yake maarufu, Discourses on Phlogiston. Ndani yake alitoa muhtasari wa hoja zake nyingi dhidi ya nadharia ya phlogiston. Alikuwa na sababu ya kutosha ya kuandika:
"Kusudi langu pekee katika kumbukumbu hii ni kukuza nadharia ya mwako ambayo niliripoti mnamo 1777, na pia kuonyesha kwamba phlogiston ya Stahl ni kitu cha kufikiria, kwamba uwepo wake katika metali, salfa, fosforasi na miili yote inayoweza kuwaka ni dhana isiyo na msingi. na ukweli wote unaohusishwa na mwako na uundaji wa kiwango unaweza kuelezewa kwa urahisi zaidi na kwa urahisi bila hiyo."Maelezo yaliyotolewa na Lavoisier yalikuwa rahisi sana: wakati wa mwako, phlogiston haitolewa kabisa, lakini, kinyume chake, oksijeni, ambayo ni sehemu ya hewa, huongezwa. Nadharia ya Lavoisier ilieleza ukweli wote unaojulikana kuhusiana na mwako. Ilielezea kwa kiasi kikubwa ongezeko la uzito wa vitu wakati wa mwako: ongezeko hilo ni sawa kabisa na uzito wa oksijeni iliyoingia kwenye majibu.
Kufikia wakati huu, matokeo ya utafiti katika uwanja wa kemia ya nyumatiki ilianza kuenea sana. Maendeleo yalifanywa kwa haraka katika kuelewa muundo wa maada, na gesi zenye mali mpya zisizo za kawaida ziligunduliwa. Akifahamu vyema sifa za hewa ya Black, Priestley aliiyeyusha ndani ya maji na akagundua kuwa matokeo yalikuwa kinywaji chenye ladha ya kupendeza. "Maji ya soda" mapya haraka yakawa ya mtindo na ikawa maarufu sana katika jamii ya Ulaya. Ndugu wa Montgolfier pia walijua maendeleo ya hivi punde katika kemia ya nyumatiki, na walikuwa wakifikiria jinsi ya kuzitumia kuunda puto la hewa moto. Mapinduzi ya kisayansi katika kemia na wazo la puto la hewa moto lilitawazwa na uvumbuzi mwingine muhimu.
Hii ilitokea Uingereza. Kufuatia Priestley, Cavendish alitumia kutokwa kwa umeme kusoma gesi mpya. Alipendezwa hasa na gesi nyepesi ambayo alikuwa amegundua mapema, hewa inayoweza kuwaka. Katika majaribio yake, alipitisha cheche ya umeme kupitia mchanganyiko wa gesi hii na hewa ya kawaida. Utoaji huo ulifuatana na mwanga wa moto wa bluu, baada ya hapo kiasi cha gesi kilipungua kwa kasi na kioevu kidogo kiliundwa, ambacho Cavendish aliita umande.
Ni umande huu uliovutia umakini wake, na ili kupata zaidi yake, Cavendish alifanya jaribio lingine. Aliandika kuwa dutu kusababisha Haikuwa na ladha wala harufu na... ilipovukizwa, haikuacha mashapo yanayoonekana; haikutoa harufu kali ilipovukizwa; kwa ufupi, ilikuwa ni maji safi. Masomo yaliyofuata yalithibitisha usahihi wa hitimisho lake.
Majaribio haya ya kitamaduni yalikamilishwa mnamo 1781, lakini matokeo yao yaliripotiwa kwa Jumuiya ya Kifalme mnamo 1784 tu. Cavendish alichelewesha uchapishaji rasmi kwa sababu alitaka kwanza kuhakikisha kwamba kwa kubadilisha hewa ya kawaida na hewa iliyoharibiwa, maji yaliyotokana yalipata mali ya tindikali. Baada ya muda, Cavendish aligundua kuwa sababu ya hii ilikuwa asidi ya nitriki, muundo ambao aliamua kwa mara ya kwanza.
Cavendish ilionyesha kuwa maji hutengenezwa kutoka kwa hewa inayoweza kuwaka na hewa isiyo na hewa wakati wa mwako wa mchanganyiko wa gesi hizi. Hata hivyo, kwa ajili yake, msaidizi aliyeaminika wa nadharia ya phlogiston, ugunduzi huu haukumaanisha kabisa kwamba maji yalikuwa kiwanja cha hidrojeni na oksijeni. Aliandika:
"Inaonekana kuna kila sababu ya kuamini kwamba hewa iliyoharibika ni maji tu yasiyo na phlogiston, na hewa inayoweza kuwaka, kama ilivyoelezwa hapo awali, ni maji yaliyotajiriwa na phlogiston au phlogiston katika hali yake safi, lakini uwezekano mkubwa zaidi wa zamani."Kwa maneno mengine, Cavendish alikuwa na hakika kwamba maji yalikuwepo moja kwa moja katika aina zote mbili za "hewa" na ilitolewa wakati walipoingiliana. Phlogiston hupita kutoka kwa hewa inayoweza kuwaka iliyojaa ndani yake ndani ya hewa ya dephlogistic, ambayo kuna phlogiston kidogo.
Mnamo Novemba 12, 1783, Lavoisier alisoma ripoti katika mkutano mkuu wa Chuo cha Sayansi na kichwa kirefu "Juu ya asili ya maji na majaribio yanathibitisha kuwa dutu hii sio, kwa kusema madhubuti, kitu, lakini inaweza kuoza na. kuundwa tena.”
Ingawa mbinu za utafiti zilizotumiwa na Cavendish zilikuwa kamilifu zaidi, na matokeo aliyopata yalikuwa muhimu zaidi kuliko yale ya Lavoisier, ni Lavoisier ambaye aliamua kwanza kuacha mafundisho ya zamani na kueleza wazo kwamba maji ni mchanganyiko wa hidrojeni na oksijeni. . Lavoisier pia alikuja na jaribio la busara linaloonyesha kuwa maji yanaweza kugawanywa katika sehemu zake kuu. Ili kufanya hivyo, alisoma majibu ya mvuke wa maji na chuma nyekundu-moto (ambayo pipa ya bunduki ilitumiwa); katika kesi hii, maji hutengana na kuunda oksidi ya hidrojeni na chuma. Baada ya kufanya jaribio la msaidizi na kuhakikisha kuwa shaba ya moto haikuguswa na maji, aliweza kutekeleza jaribio lake lililokusudiwa.
Lavoisier alichukua bomba la shaba ambalo unga mwembamba wa chuma ulitiwa ndani yake, na, baada ya kuwasha moto-nyekundu, akamwaga katika sehemu ya maji iliyopimwa hapo awali. Sehemu isiyoharibika ya mvuke ilifupishwa, na Lavoisier akaipima, na kukusanya sehemu ya gesi (hidrojeni) juu ya maji na kupima wingi wake. Hatimaye, unga wa chuma ulio katika bomba la shaba ulipimwa na ongezeko lake la uzito likabainishwa. Kulingana na jaribio hili, Lavoisier alihitimisha kuwa maji yana sehemu moja kwa uzito wa hidrojeni na sehemu 6.5 kwa uzito wa oksijeni. [Uwiano sahihi ni 1:8.] Majaribio haya ya kuona, ambayo yalithibitisha kwamba maji yanaweza kugawanywa katika vipengele na "kunjwa" tena, yalithibitisha kwa usahihi usahihi wa dhana ya muundo wa jambo uliopendekezwa na Lavoisier na kushughulikia nadharia ya phlogiston. pigo ambalo halijawahi kupona. Zaidi ya hayo, majaribio haya yaliashiria mwisho wa vipengele vinne vya Aristoteli.
Akiwa ametiwa moyo na matokeo ya jaribio hilo, Lavoisier aliweza kuanza kuunda mfumo mpya wa kimantiki wa mawazo ya kemikali. Aliielezea katika "Kitabu cha Msingi cha Kemia", iliyochapishwa mwaka wa 1789. Katika kitabu hiki, Lavoisier alitoa orodha ya vipengele 33, ikiwa ni pamoja na hidrojeni na oksijeni. Vipengele vyote isipokuwa viwili vimejumuishwa kwenye jedwali la kisasa la upimaji. Kuonekana kwa kitabu hiki kulionyesha kuzaliwa kwa kemia ya kisasa.
Antoine Lavoisier (1743-1794) anaonyeshwa wakati wa jaribio la kuamua muundo wa maji kwa kuwasha mchanganyiko wa hidrojeni na oksijeni na cheche ya umeme (mchoro wa karne ya 19). Lavoisier hatimaye aliondoa nadharia ya phlogiston ya mwako na kuanzisha muundo wa kweli wa maji. Pia alichukua jukumu kubwa katika kupanga na kuchambua matokeo ya majaribio ya kwanza na puto, akiwa mjumbe wa tume maalum iliyoundwa kwa kusudi hili na Chuo cha Sayansi cha Ufaransa mnamo Julai 1783.Ikiwa tunakumbuka historia ya uzinduzi wa baluni za kwanza, ushawishi wa mapinduzi yanayofanyika katika kemia juu ya maendeleo ya aeronautics, na hasa juu ya kuundwa kwa baluni zilizojaa hidrojeni, inakuwa dhahiri. Na bado uhusiano kati ya michakato hii miwili iko ndani zaidi. Ijapokuwa historia ya puto za hidrojeni ilianza katika maabara ya Cavendish, ambaye kwanza aligundua "hewa inayoweza kuwaka" na kugundua kuwa ilikuwa nyepesi zaidi kuliko hewa ya anga, ni Mweusi ambaye alianzisha matumizi ya uvumbuzi huu kuunda vitu vyepesi kuliko hewa. Hivi ndivyo mwanakemia bora wa wakati huo, Thomas Thomson, ambaye alichukua nafasi ya Black huko Glasgow, alielezea jaribio rahisi la Black:
"Mara tu baada ya kuonekana kwa kazi ya Cavendish, ambayo alikadiria uzito maalum wa hidrojeni, kuonyesha kwamba gesi hii ilikuwa nyepesi angalau mara kumi kuliko hewa ya anga, Dk Black aliwaalika marafiki zake kadhaa kwenye chakula cha jioni, akiahidi kuonyesha kitu cha kuvutia. Miongoni mwa wageni walikuwa Dr. Hutton, Bw. Clarke wa Elden, na Sir George Clarke wa Pennicuik. Tafrija ilipokusanyika, Dk Black aliwaita wote kwenye moja ya vyumba. Hapa alijaza kibofu kilichotengenezwa kutoka kwa allantois ( kifuko cha amniotiki cha ng'ombe) na hidrojeni, ambayo, mara tu ilipotolewa, iliinuka hadi dari na kubaki hapo kana kwamba imeunganishwa. Jambo hilo lilionekana kuelezewa kwa urahisi. Kila mtu aliamua kwamba uzi mwembamba mweusi ulikuwa umefungwa kwenye Bubble, ukapitishwa. shimo kwenye dari, ambalo mtu hapo juu alivuta Bubble kwa uzi hadi dari na kuiweka katika nafasi hii. Maelezo yalikuwa ya asili sana, kwamba kampuni nzima ilikubaliana naye, ingawa, kama maelezo mengine mengi yanayokubalika, ikawa. kuwa sio sahihi: baada ya kutoa Bubble, kila mtu alikuwa na hakika kwamba hakukuwa na uzi."Baadaye, mnamo 1784, Black aliandika barua ambayo alielezea mawazo yake kama ifuatavyo:
"Kwa kuwa unazungumza juu ya "kuzaliwa" kwa majaribio ya aerostatic, nitajiruhusu nieleze mawazo yangu juu ya jambo hili kwa undani zaidi. Kwanza kabisa, ingawa niliyokuambia hapo awali ni sahihi kabisa, sidai kabisa heshima ya kuvumbua vifaa vya kuruka kwa ujumla na kwa ajili ya usafiri hasa. Jaribio la Bubble, ambalo nimeonyesha kama tokeo la ajabu la ugunduzi wa Bw. Cavendish, ni rahisi sana hivi kwamba mtu yeyote angeweza kulivumbua; lakini kwa hakika sikuwahi kufikiria kutengeneza bandia kubwa. mapovu, au kuyatumia kwa kunyanyua mizigo mizito au watu hewani.Sikuwa na shaka hata kidogo kwamba popote pale walikuwa wanafikiria jambo hili hadi tetesi zilipotufikia kuwa majaribio hayo yalikuwa yakifanywa Ufaransa, na sina shaka hata kidogo. taarifa za gazeti ni kweli kabisa, yaani wale mabwana Montgolfier zuliwa wakati fulani uliopita njia ya kuruka hewani kwa kutumia begi kubwa sana au mpira uliojazwa na hewa ya kawaida, iliyopanuliwa kama matokeo ya kupokanzwa kwa moto.Kwa kuwa wazo hili linatokana na kanuni inayojulikana kwa muda mrefu ambayo haina uhusiano wowote na ugunduzi wa Mheshimiwa Cavendish, mtu anaweza kushangaa tu kwamba Montgolfers hawakutambua mapema. Kwa hivyo nadhani, ingawa mpango kama huo unaweza kuwa akilini mwake kwa muda mrefu, hakuwahi kujaribu kuutekeleza hadi wengine wakaanza kufikiria juu ya kuruka na hewa inayoweza kuwaka. Siwezi kusema ni nani aliyekuja na njia hii kwanza, kwani, ninakiri, sijasoma juu ya majaribio haya; Hawakunivutia kamwe."
Ni mambo gani yaliyowafanya akina Montgolfier wafanye majaribio kwa kutumia puto zilizojaa hewa moto? Swali hili ni gumu zaidi kujibu; Mtu anaweza tu nadhani kuhusu sababu za kweli. James Glaisher, katika toleo la 1878 la Encyclopedia Britannica, anaandika:
"Ndugu wa Montgolfier walidhani kwamba begi lao lilipanda juu kwa sababu ya kubadilika kwa moshi au mvuke mwingine uliotolewa wakati majani yaliwaka, na muda mfupi tu baadaye ikawa wazi kuwa nguvu ya kuinua ilitokea kama matokeo ya tofauti ya uzito wa viwango sawa vya hewa moto na baridi.”Inavyoonekana, ndugu wa Montgolfier walidhani kwamba mvuke iliyotolewa wakati wa kuchoma majani ni hewa inayoweza kuwaka au kitu kama hicho. Walakini, Black alielewa hii vizuri zaidi. Katika barua yake, alisema wazi kwamba hewa yenye joto haipatikani zaidi.
Kuna habari nyingine kwamba, wakati wa kufanya majaribio yao, ndugu wa Montgolfier walikosea kuhusu asili ya moshi na mvuke zinazozalishwa wakati wa mwako. Katika mawasiliano ya wakili Sir John Sinclair, ambaye alishiriki kikamilifu katika maisha ya kisiasa ya wakati huo, tunapata ujumbe ufuatao:
“Mwishoni mwa 1785, hali fulani zilinilazimisha kuchukua safari fupi kutoka London hadi Paris, ambapo bahati ilinifanya nikutane na wageni watatu mashuhuri, yaani, Argand, anayejulikana sana kwa maboresho yake katika sanaa ya kutengeneza taa, mmiliki. ya kiwanda kikubwa zaidi cha utengenezaji wa Ukuta wa karatasi, Réveillon. .. Na[Joseph] Montgolfier - mvumbuzi maarufu wa puto ya hewa ya moto. Nilijifunza mengi kutokana na mazungumzo na watu hawa wenye akili. Ninakumbuka haswa hadithi ya mwisho juu ya ugunduzi wake, ambayo kiini chake ni kama ifuatavyo.Montgolfier alisema kwamba yeye na kaka yake walikuwa wakifanya kazi ya kutengeneza karatasi huko Languedoc, lakini yeye mwenyewe sikuzote alikuwa akipendezwa sana na majaribio ya kemikali. Kwa hiyo, akina ndugu walitafuta kujifunza kila jambo lililokuwa likifanywa katika eneo hilo. Kwa uwezekano wote, Montgolfier na kaka yake walikuwa wamejadiliana kwa muda mrefu kati yao wenyewe uwezekano wa kuchukua hewa wenyewe au kutuma mzigo mkubwa katika kukimbia, lakini hawakufanya, hata hivyo, majaribio yoyote ya kuthibitisha ukweli wa mpango huu; Walakini, baada ya kusoma kwa bahati mbaya ujumbe juu ya majaribio ya Dk Black, akitoa mwanga juu ya asili ya aina mbalimbali za hewa au gesi, na, hasa, kwamba mwisho huo una uzito tofauti, mara moja akamwambia kaka yake: "Inaonekana. kwamba mwanakemia nje ya nchi amethibitisha uwezekano wa hilo, tulichozungumza."
Kwa hivyo, ni muhimu kuelewa kwamba ikiwa sio ugunduzi wa Dk Black, Montgolfers wote labda hawangejaribu majaribio yao. Ninathibitisha hili kutokana na maneno ya mzee Montgolfier, mmoja wa watu waaminifu na wenye vipawa sana ambao nimewahi kukutana nao; siku zote alizungumza juu ya Dk. Black kwa heshima kubwa, ambayo kwa hakika alistahili."
Fasihi
Archibald Clow na Nan L. Clow. Mapinduzi ya kemikali: mchango katika teknolojia ya kijamii. Batchworth Press, London, 1952. Henry M. Leicester. Asili ya kihistoria ya kemia. Dover Publications, Inc., 1971. Arthur F. Scott. Mapitio ya kitabu cha uchunguzi wa mapema (1781) wa maendeleo katika kemia. // Katika Utafiti wa Maendeleo katika Kemia, Vol. 8, ukurasa wa 253-277; 1977. Vladimirov A.V. Hadithi kuhusu anga. - M.: Elimu, 1974. Sommer K. Kikusanya maarifa ya Kemia. Tafsiri. pamoja naye. - M.: Mir, 1977.
Hata katika nyakati za zamani, watu walikuwa na ndoto ya kupanda angani na kujifunza kuruka kama ndege. Historia imetuletea ushahidi mwingi wa majaribio ya watu mbalimbali ya kutengeneza mbawa na kuruka. Kwa hivyo, mnamo 1020, mtawa wa Kiingereza Aylmer kutoka Malmesbury, aliyechochewa na hadithi ya Uigiriki ya Icarus, alitengeneza mbawa za bandia na kuruka kutoka kwa mnara wa abasia ya eneo hilo. Baada ya kuruka umbali mfupi, mtawa alivunja miguu yake alipotua na alitaka, kwa kuboresha muundo na kuongeza mkia, kurudia kukimbia, lakini abati alimkataza kufanya hivyo. Wengi wa "wavumbuzi" waliishia mbaya zaidi - walianguka hadi kufa. Na bado, ni historia gani ya ndege na vifaa vya kwanza vilivyofanikiwa vilionekana lini ambavyo viliruhusu watu kuchukua hewa?
Historia ya safari za ndege huanza katika Uchina wa zamani. Nyuma katika karne ya 3-4 KK. e. Wachina waligundua kite. Hapo awali, kifaa hiki kilitumiwa kuburudisha watu kwenye likizo mbalimbali.
Kite chenye umbo la joka la Kichina
Hata hivyo, kite hivi karibuni walipata matumizi mengine. Kwa mfano, wavuvi walianza kutumia kite kuvua samaki kwa kuwafungia chambo; keti zilitumiwa kubadilishana ishara kwa umbali mrefu; zilitumiwa hata kuwasilisha ujumbe na kutawanya vipeperushi. Bila shaka, Wachina pia walipigwa na wazo kwamba kite kubwa inaweza kumwinua mtu hewa. Kurusha kite ilikuwa hatari sana, lakini historia imehifadhi ushahidi wa mafanikio ya safari za ndege. Kutajwa kwa maandishi kwa mara ya kwanza kwa safari ya ndege kama hii ni ya 559. Mwaka huu, Mfalme katili Qi Wenxuandi aliamuru kuzinduliwa kwa wapinzani wake wa kisiasa, waliohukumiwa kunyongwa, kwa jela kubwa. Mmoja wao aliweza kuruka kilomita kadhaa na kutua salama nje ya jiji.
Inashangaza kwamba maelfu ya miaka yalipita kabla ya kuruka kwa gliders za hang, yaani, kimsingi ndege sawa na rahisi bila injini kama kite ya Kichina, ikawa maarufu na kuenea. Mmoja wa wapenzi wa ndege kama hizo alikuwa Otto Lilienthal, ambaye aliifanya mwishoni mwa karne ya 19. zaidi ya safari 2000 za ndege zilizofaulu kwenye vitelezi vya muundo wetu wenyewe. Alitumia vifaa sawa na Kichina - viboko vya mbao na hariri.
picha - ndege za Lilienthal
Kwa bahati mbaya, moja ya ndege ilimalizika kwa ajali - upepo wa upepo ulipindua glider na Lilienthal akaanguka, akavunjika mgongo. "Waathiriwa hawaepukiki," alisema kuhusu hili. Lakini historia ya kisasa ya kuruka kwa kunyongwa ilianza tu katika miaka ya 70 ya karne ya 20. Tarehe ya kuzaliwa kwa glider ya kisasa inachukuliwa kuwa 1971.
Kabla ya ujio wa ndege na helikopta, njia rahisi zaidi ya kuruka ilikuwa kutumia ndege nyepesi kuliko hewa - puto na ndege. Inafurahisha, historia hapa inatupeleka tena Uchina. Labda nyuma katika karne ya 3. BC e. Taa za anga zilivumbuliwa nchini Uchina. Taa hii ni muundo rahisi wa karatasi ya mchele na burner ndogo ndani.
taa za hewa za Kichina
Wachina walitumia taa za angani katika sherehe na kama njia ya kuashiria. Maelfu ya miaka yalipita kabla ya watu kuanza kuruka kwenye puto.
Ndugu wa Montgolfier kutoka Ufaransa wanachukuliwa kuwa wavumbuzi wa puto ya hewa ya moto. Ndugu waliongozwa na mawazo yasiyo sahihi kabisa - walikuja na wazo la kutengeneza analogi ya wingu na kuiweka kwenye begi ili iweze kuinua begi hili hewani. Kwa kusudi hili, walijaza puto zao na moshi wa kuchoma mchanganyiko wa majani na pamba mvua. Walakini, njia yao ilileta mafanikio. Ndugu walijaribu kwanza puto ndogo nyumbani, na kisha wakaandaa onyesho kubwa la puto kwa wakazi wa jiji lao la Annone. Hii ilitokea mnamo Juni 4, 1783. Hivi karibuni walijifunza kuhusu puto huko Paris, na katika kuanguka kwa mwaka huo huo ndugu wa Montgolfier walizindua puto zao huko Versailles. Kwa mara ya kwanza, waliamua kuzindua abiria kwenye puto ya hewa moto - walikuwa kondoo, bata na jogoo. Hatimaye, kuhakikisha kwamba ndege katika puto ya hewa ya moto haitamdhuru mtu, mnamo Oktoba 19, 1783, watu walifanya safari ya kwanza katika puto ya hewa ya moto.
ndege ya kwanza ya puto ya hewa moto
Puto zilikuwa na shida kubwa - kukimbia kwao kulitegemea mwelekeo wa upepo, kwa hivyo wakati wa karne ya 19. Majaribio ya kuunda ndege iliyodhibitiwa na injini haikuacha. Tulijaribu chaguzi zote mbili kwa kusanikisha injini kwenye puto, na kwa kusanikisha injini kwenye glider. Lakini licha ya ukweli kwamba wazo la kudhibiti ndege lilipendekezwa muda mfupi baada ya kuruka kwa puto ya kwanza ya hewa moto, zaidi ya miaka mia moja ilipita kabla ya kukimbia kudhibitiwa kuwa ukweli. Ilikuwa tu mnamo 1884 kwamba Mfaransa Charles Renard na Arthur Krebs waliweza kujenga meli ya anga ambayo inaweza kusonga kwa uhuru katika mwelekeo wowote. Meli yao ilikuwa na umbo refu na ilikuwa na injini ya umeme inayoendeshwa na betri.
ndege ya Renard na Krebs
Majaribio ya kuweka injini kwenye glider na hivyo kuvumbua ndege haikuleta mafanikio mengi kwa muda mrefu. Miongoni mwa majaribio hayo ilikuwa, kwa mfano, ndege ya Mozhaisky. Mozhaisky, msaidizi wa nyuma wa meli ya Urusi, alianza kuvumbua ndege nyuma katika miaka ya 50 ya karne ya 19. Kuanzia na glider ambazo ziliinuliwa hewani na farasi waliofungwa, Mozhaisky aliendelea na kubuni ndege yenye injini. Kwa bahati mbaya, injini za mvuke ambazo alijaribu kuandaa ndege zilikuwa nzito sana na hazikuweza kuiweka angani, ingawa kuna ushahidi kwamba ndege ya Mozhaisky iliweza kuondoka kwa muda mfupi.
Ndege ya Mozhaisky (mfano)
Mozhaisky alitumia pesa zake zote kwenye shughuli za uvumbuzi, akauza mali yake na mwishowe akafa kutokana na ugonjwa katika umaskini. Maafisa wa Urusi wa wakati huo hawakupendezwa na maoni ya Mozhaisky na hawakufadhili kazi yake; kwa sababu hiyo, ndugu wa Wright wa Amerika wakawa wavumbuzi wanaotambuliwa kwa ujumla wa ndege hiyo. Walifanya safari yao ya kwanza ya ndege iliyothibitishwa mnamo 1903, miaka 13 baada ya kifo cha Mozhaisky.
Safari ya kwanza ya kumbukumbu ya ndege iliyoundwa na ndugu wa Wright ilifanyika mnamo Desemba 17, 1903. Katika kesi hiyo, ndege ilizinduliwa kwa kutumia manati ya reli, na umbali ambao iliruka ulikuwa mita 30 tu.
safari ya kwanza ya ndege ya ndugu wa Wright
Ndugu wa Wright hawakugundua ndege yenyewe tu, bali pia injini ya petroli nyepesi kwa hiyo, ambayo ikawa mafanikio ya kweli katika ujenzi wa ndege. Walakini, wakati ulipita kutoka kwa ndege ya kwanza hadi maendeleo ya kazi ya anga. Mwaka uliofuata, ndugu wa Wright, mbele ya waandishi wa habari, hawakuweza kurudia mafanikio yao; ndege iliingia kwenye hangar, na wavumbuzi walianza kujenga mtindo mpya, wa juu zaidi. Idara ya Kijeshi ya Marekani haikuwa na haraka ya kuhitimisha mkataba na akina Wright, ikitilia shaka uwezo wa mechanics wa baiskeli (hii ilikuwa utaalam wa wavumbuzi) kuunda kitu cha maana. Huko Ulaya, ripoti kuhusu safari za ndege za akina Wright zilizingatiwa kwa ujumla kuwa uwongo. Ilikuwa tu mnamo 1908, baada ya ndege za maandamano za kuvutia zilizofanywa na wavumbuzi huko USA na Uropa, maoni hayo yalibadilika, na ndugu wa Wright hawakuwa maarufu tu, bali pia matajiri.
Mnamo 1909, serikali ya Urusi hatimaye iligundua umuhimu wa uvumbuzi katika uwanja wa anga. Ilikataa kununua ndege ya akina Wright na ikaamua kuunda ndege yake yenyewe. Ndege ya kwanza ya Urusi ilijengwa na kusafirishwa mnamo 1910 na Profesa Alexander Kudashev.
Baluni za hewa. Historia ya uvumbuziInasemekana kwamba habari za mapema zaidi kuhusu utengenezaji wa puto zinazoruka angani zilipatikana katika hati za Karelian. Inaelezea kuundwa kwa mpira kutoka kwa ngozi ya nyangumi na ng'ombe. Na kumbukumbu za karne ya 12 zinatuambia kwamba katika vijiji vya Karelian karibu kila familia ilikuwa na puto.
Kwa msaada wa mipira hiyo, Karelians wa kale walihamia - mipira ilisaidia watu kushinda umbali kati ya makazi. Lakini usafiri kama huo ulikuwa hatari sana: ganda lililotengenezwa kwa ngozi za wanyama halikuweza kuhimili shinikizo la hewa kwa muda mrefu - puto hizi zililipuka. Na mwishowe, yote yaliyosalia yalikuwa hadithi, ambazo unaweza kuamini au kutoamini.
Kulingana na toleo lingine, mipira ya kwanza ilitengenezwa kutoka kwa kibofu cha mnyama (nguruwe).
Puto za kisasa za hewa moto zilizaliwa mnamo 1824. Zilivumbuliwa na mwanasayansi wa Kiingereza Michael Faraday wakati wa majaribio yake na hidrojeni (ambayo baadaye ilibadilishwa na heliamu). Mwanasayansi alisoma mali ya elastic ya mpira - na akajenga "keki" mbili kutoka kwa nyenzo hii. Ili kuzuia "keki" kushikamana pamoja, Faraday alitibu pande zao za ndani na unga. Na baada ya hapo, nilibandika ncha zao mbichi, zilizobaki nata na vidole vyangu. Matokeo yake yalikuwa kitu kama begi - ambayo inaweza kutumika kwa majaribio na hidrojeni.
Karibu miaka 80 baadaye, mfuko wa hidrojeni wa kisayansi uligeuka kuwa mchezo maarufu: mipira ya mpira ilitumiwa sana Ulaya wakati wa likizo za jiji. Kwa sababu ya gesi iliyowajaza, wangeweza kupanda juu - na hii ilikuwa maarufu sana kwa umma, ambao ulikuwa bado haujaharibiwa na ndege za anga au miujiza mingine ya teknolojia.
Mnamo 1922, katika moja ya likizo za jiji huko USA, kulikuwa na mcheshi ambaye, kwa kufurahisha, alilipua mapambo ya likizo - puto. Afisa mmoja alijeruhiwa kutokana na mlipuko huo. Matokeo yake, furaha, ambayo iligeuka kuwa hatari kabisa, ilipigwa marufuku. Badala ya hidrojeni, puto zilianza kujazwa na heliamu salama.
Puto hiyo, iliyofungwa na mwanaanga vumbuzi Giffard, ilifanya iwezekane kupata kichwa cha mtu mawinguni; inaweza kubeba abiria wapatao 50 na kupanda hadi urefu wa karibu mita 600.
Aina za mipira
Puto za kawaida za mpira ni puto za mpira. Mnamo 1931, Neil Tylotson alitoa puto ya kwanza ya kisasa ya mpira (polima ya mpira hupatikana kutoka kwa mtawanyiko wa maji wa mpira). Na tangu wakati huo, puto hatimaye zimeweza kubadilika! Kabla ya hapo, wangeweza tu kuwa pande zote - lakini kwa ujio wa mpira, kwa mara ya kwanza ikawa inawezekana kuunda mipira ndefu, nyembamba.
ShDM (Mipira ya Kuiga) - mipira mirefu ya sausage ambayo maumbo anuwai yamepotoshwa (pia hufanywa kutoka kwa mpira)
Puto zenye mikia miwili au zaidi (hutumika kuunda miundo changamano ya anga)
Mipira ya vifungashio ni mipira yenye shingo pana au ya uwazi ambayo vitu vinavyohitaji ufungashaji huwekwa kwa kutumia kifaa maalum.
Mylar (foil) puto
Takwimu za kutembea kawaida zinaonyesha humanoid ya miguu mirefu, ambayo inaunganishwa na msaada na miguu yake. Imechangiwa na heliamu, wakati upepo unavuma, huunda udanganyifu kwamba takwimu inatembea
Puto zinazojipenyeza zenyewe (zinazoweza kujipenyeza zenyewe kupitia mmenyuko wa kemikali)
Mpira sura
Puto nyingi zina umbo la ellipsoid ya mapinduzi. Maumbo mengine ya kawaida ni umbo la moyo (hasa maarufu Siku ya Wapendanao),
hare, farasi, maua na ellipsoid ndefu, inayoitwa colloquially "sausage", ambayo inaweza kuundwa kwa mbwa, pete tata na maumbo mengine.
Licha ya anuwai ya maumbo, puto bado huitwa mipira, ingawa umbo lao sio duara kila wakati.
