Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

Ανέκαθεν οι άνθρωποι κοιτάζοντας προς τον ουρανό αναρωτιόνταν πώς θα μπορούσαν «ΝΑ ΣΚΑΡΦΑΛΩΣΟΥΝ ΣΤΟΝ ΑΕΡΑ», να βρεθούν ψηλά και πώς θα ήταν το να αγναντεύει κανείς τη γη από πάνω. Λίγο πριν δύσει ο 18^ος αιώνας δύο αδέλφια ΓΑΛΛΟΙ έκαναν την πρώτη ανακάλυψη. Εκατόν είκοσι χρόνια αργότερα, δύο αδέλφια ΑΜΕΡΙΚΑΝΟΙ οδηγήθηκαν στο απίστευτο. Αντέγραψαν τα πουλιά.

Γάλλοι αδελφοί.

Στα μέσα του 18^ου αιώνα στο Vidalon του Annonay, μια μικρή πολιτεία νότια της Λυών, κυκλοφορούσε ένας Pierre de Montgolfier, γόνιμος Γάλλος με δεκαέξι παιδιά και μια δική του βιοτεχνία κατασκευής χειροποίητου χαρτιού. Ήταν πολύ ευχαριστημένος από την πορεία της επιχείρησης και δεν είχε βέβαια διανοηθεί ότι δύο από τα αγόρια του, το δωδέκατο και το δέκατο τέταρτο στη σειρά, ο Joseph και ο Ètienne, όταν θα μεγάλωναν θα συνεργάζονταν και θα κατάφερναν να κάνουν πραγματικότητα το πανάρχαιο όνειρο του ανθρώπου να ανέβει στον αέρα και να κοιτάξει από ψηλά.

Όταν τα δύο αδέλφια ενηλικιώθηκαν ανέλαβαν την ευθύνη της επιχείρησης και την ανέπτυξαν μετατρέποντάς τη σε εργοστάσιο. Ήταν όμως και οι δύο μυαλά ανήσυχα και δεν περιορίζονταν στην ανάπτυξη της χαρτοβιομηχανίας τους.

Χαρτί στην καπνοδόχο. Από το 1782, ο Joseph, ήδη 42 ετών, αρχίζει να ερευνά το « εάν υπάρχουν» αντικείμενα πιο ελαφριά από τον αέρα καθώς και το πώς συμπεριφέρονται . Βασιζόταν μόνο στην εμπειρία και στη λογική σκέψη εφόσον δεν διέθετε κάποια θεωρητικά εφόδια από ανάλογες σπουδές στις επιστήμες. Η τύχη είχε θελήσει να ασχολείται από μικρός με το χαρτί κι ένα κομμάτι χαρτί είναι ένα από τα πιο ελαφριά στερεά αντικείμενα που συμβαίνει να διαθέτουν και μια τόσο μεγάλη, εκτεθειμένη στον αέρα, επιφάνεια. Ήταν συνεπώς φυσικό ότι το πρώτο από αυτά με τα οποία «θα δοκίμαζε» να είναι το χαρτί. Σε μια από τις πρώτες εμπειρικές δοκιμές του πέταξε ένα φύλλο χαρτιού στην καπνοδόχο και διαπίστωσε ότι «κάτι» έσπρωχνε το χαρτί προς τα πάνω. Γιατί άραγε;

Ιδέες. Η πρώτη λογική σκέψη που έκανε ήταν ότι η αιτία που έκανε το ελαφρό χαρτί να ανεβαίνει ήταν ο καπνός Καθώς ήταν και άνθρωπος της πράξης έβαλε φωτιά σε άχυρο, ανακατεμένο με ξασμένο μαλλί, με τον καπνό γέμισε ένα μικρό χάρτινο σφαιρικό μπαλόνι και το είδε με τα μάτια του να ανεβαίνει προς τα πάνω.

Η ιδέα ότι «η άνοδος οφειλόταν στον καπνό» διατηρήθηκε για μερικά χρόνια, συνοδευόμενη μάλιστα από την ιδέα ότι «όσο πιο πυκνός είναι ο καπνός τόσο πιο αποτελεσματική θα είναι η ανύψωση του αντικειμένου».

Η επόμενη ιδέα καθυστέρησε αλλά ήλθε τελικά στο ραντεβού. «Αέρας θερμός» μέσα σε ένα μπαλλόνι.

«Η αιτία της ανύψωσης βρισκόταν στο δεδομένο ότι ο θερμός αέρας είναι ελαφρότερος από τον συνήθη, οπότε και το συνολικό βάρος του μπορούσε να είναι μικρότερο από την άνωση ».

Οι άνθρωποι δηλαδή θα μπορούσαν να φτιάχνουν αερόστατα και με το να φουσκώνουν τα μπαλόνια τους είτε με ζεστό αέρα είτε με κάποιο αέριο ελαφρότερο από τον αέρα.

Γαλλικό αερόστατο στον ουρανό.Τον Νοέμβριο του 1782, τα δύο αδέλφια είχαν το πρώτο ενθαρρυντικό μήνυμα Έφτιαξαν ένα μπαλόνι με ταφτά και χαρτί, το φούσκωσαν με ζεστό αέρα και μέσα στο εργοστάσιο το μπαλόνι ανέβηκε ψηλά.

Τον Ιούνιο του 1783 κατάφεραν να ανυψώσουν «στον ουρανό του Annonay», παρουσία κρατικών υπάλληλων της περιοχής, ένα μπαλόνι από χαρτί και ύφασμα με 800 κυβικά ζεστού αέρα ο οποίος θερμαινόταν από εστία φωτιάς στη βάση του. Το αερόστατο ανέβηκε στα 2000 μέτρα, ταξίδεψε δώδεκα λεπτά και προσγειώθηκε στα αμπέλια, δύο περίπου χιλιόμετρα μακριά.

Το νέο κυκλοφόρησε αστραπιαία σε όλη τη Γαλλία σε σημείο να δείξουν ενδιαφέρον η Ακαδημία των Επιστημών αλλά και ο βασιλιάς Λουδοβίκος ο οποίος ζήτησε να δει με τα μάτια του το καινούριο γαλλικό κατόρθωμα.

Η επίδειξη στον βασιλιά έγινε στις Βερσαλλίες, τον Σεπτέμβριο εκείνης της χρονιάς. Ο Etienne ετοίμασε ένα μπαλόνι πελώριο σαν εξαώροφο σπίτι, από ύφασμα κίτρινο και γαλάζιο διακοσμημένο με την υπογραφή του βασιλιά. Αυτή τη φορά είχε τοποθετήσει στη βάση του και ένα καλάθι για ταξιδιώτες και μπροστά σε ένα τεράστιο πλήθος 3000 ανθρώπων, που δεν μπορούσαν να κρύψουν τον θαυμασμό τους, το μπαλόνι με αέρα θερμαινόμενο ανέβηκε στον ουρανό. Στο καλάθι του είχαν βάλει έναν κόκορα, μία πάπια κι ένα πρόβατο με σκοπό να ερευνήσουν τη συμπεριφορά των ζωντανών οργανισμών σε μια τέτοια περιπέτεια. Το αερόστατο πέταξε για οκτώ λεπτά και προσγειώθηκε ομαλά στο γειτονικό δάσος σε απόσταση τριών χιλιομέτρων. Τα ζώα ήταν μια χαρά στην υγεία τους και ο βασιλιάς καταγοητευμένος όπως και τα μέλη της Αυλής αλλά και οι 3000 θεατές. Ανάμεσά τους και ο πρώτος μεγάλος αμερικανός επιστήμων, ο εφευρέτης του αλεξικέραυνου Benjamin Franklin.

Οι δύο αδελφοί, ενθαρρυμένοι από τα αποτελέσματα, συνέχισαν και η τόλμη ανέβαινε μαζί με το μέγεθος των μπαλονιών. Τον Νοέμβριο του 1783, στην επόμενη επίδειξη, ταξίδεψαν για πρώτη φορά δύο επιβάτες, σε πτήση 25 λεπτών και σε ύψος 900 μέτρων.

Στην επόμενη φάση ο Joseph de Montgolfier έφτιαξε ένα ακόμα μεγαλύτερο

αερόστατο γίγαντα ύψους 42 μέτρων, με το οποίο

πραγματοποίησε στη Λυών, παρουσία θεατών,

και τη μοναδική του πτήση για να δει επιτέλους και

ο εφευρέτης από ψηλά τα επίγεια. Ήταν 19η Ιανουαρίου 1784

και αυτή τη φορά στο καλάθι βρίσκονταν έξι επιβάτες.

γκραβούρα από την

επίδειξη στη Λυών

Το Υδρογόνο είναι πολύ πιο ελαφρύ από τον αέρα. Ο Cesar Charles

Την εποχή εκείνη ο César CHARLES , ένα χρόνο μικρότερος από τον Etienne de Montgolfier, δίδασκε φυσική στη Σορβονη και έδειξε αμέσως ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη μεγάλη εφεύρεση και βέβαια η σκέψη του οδηγήθηκε στον «εύφλεκτο αέρα», το εντυπωσιακά ελαφρύ αέριο που είχε ανακαλυφθεί πριν από 15 μόλις χρόνια από τους χημικούς και στο οποίο ο Lavoisier θα έδινε το όνομα ΥΔΡΟΓΟΝΟ. Και έδρασε ακαριαία. Τη ίδια εκείνη χρονιά που έγινε η επίδειξη των αδελφών στις Βερσαλλίες, έφτιαξε ένα αερόστατο γεμίζοντας το μπαλόνι με υδρογόνο. Το αερόστατο με υδρογόνο ανυψώθηκε καλύτερα από εκείνα των αδελφών Montgolfier και με τον ίδιο τον Charles επιβάτη έφθασε σε ύψος 1600 μέτρων από το έδαφος.

Ο ίδιος επανέλαβε το εγχείρημα αρκετές φορές, όλες με υδρογόνο και όλες με επιτυχία.

Gay-Lyssac. Μερικά χρόνια αργότερα πέταξε ακόμα ψηλότερα ο Joseph GAY- LUSSAC, και αυτός Γάλλος αλλά της νεώτερης γενιάς, 23 χρόνια μικρότερος από τον Etienne de Montgolfier, ο οποίος στα χρόνια που ακολούθησαν άφησε έντονα αποτυπώματα στην εξέλιξη της Χημείας. Το έτος 1804 και τα επόμενα πραγματοποίησε πτήσεις με αερόστατο υδρογόνου σε ακόμα μεγαλύτερα ύψη. Σε μία από αυτές έφτασε σε ύψος 6500 μέτρων μεγαλύτερο και από εκείνο των Άλπεων. Η δική του καινοτομία ήταν ότι ήταν ο πρώτος άνθρωπος που χρησιμοποίησε το αερόστατο για τους σκοπούς της επιστημονικής έρευνας.

Οι άνθρωποι άρχισαν να αισθάνονται ότι εκτός από το ότι προσφέρει ένα σαγηνευτικό ταξίδι το αερόστατο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί κάπου.

Γερμανικό αερόπλοιο

Ωστόσο η γενιά των τολμηρών και ευφυών αυτών Γάλλων δεν μπόρεσε να δώσει μια λύση στο να μεταφέρονται οι άνθρωποι και τα εμπορεύματα από τον αέρα.

Αυτό δεν το κατάφερε ούτε και η μετά έναν αιώνα περίπου -το έτος δηλαδή 1900- ανακάλυψη του κατευθυνόμενου αερόπλοιου με πηδάλιο από τον Γερμανό Ferdinand von Zeppelin.

Αμερικανοί αδελφοί

Ο δρόμος είχε όμως ανοίξει και οδήγησε τελικά στα δύο άλλα αδέλφια των αρχών του 20^ου αιώνα, τους Αμερικανούς αδελφούς Wilbur και Orville Wright –Γουίλμπουρ και Όρβιλ Ράιτ- στην ανακάλυψη που θα προκαλούσε ανατροπή στη λογική της ανθρώπινης επικοινωνίας αλλά και στην παγκόσμια αγορά. Ήταν το αεροπλάνο.

Τα δύο αδέλφια ήταν ιδιοκτήτες ποδηλατάδικου στο Ντέυτον της Ιντιάνα και εφάρμοσαν τις πρώτες θεωρίες του περί αεροπλοίας σε ειδικά σχεδιασμένους χαρταετούς . Τελικά τα κατάφεραν και διότι ήταν οξυδερκείς μηχανικοί και άνθρωποι με φαντασία αλλά και διότι αξιοποίησαν την ανθρώπινη γνώση που είχε συσσωρευτεί από την παρατήρηση της πτήσης πλασμάτων που μπορούν και πετάνε

Ο πόθος πρέπει να είναι πανάρχαιος, μαζί και ένα είδος «ζήλιας» γι αυτό που μπορούν και κάνουν τα πουλιά. Συνομήλικοι με τον πόθο είναι και οι μύθοι όπως εκείνος με τον Δαίδαλο και τον Ίκαρο . Την εποχή του Μεσαίωνα υπήρχαν άνθρωποι οι οποίοι θέλοντας να μιμηθούν αυτό που κάνουν τα πουλιά .έπαιρναν φόρα και πηδούσαν από ψηλούς πύργους εμπιστευόμενοι τη ζωή τους σε φτερούγες που είχαν φτιάξει στο σπίτι τους. Ο Λεονάρντο καταπιάστηκε με το να παρατηρεί υπομονετικά και να καταγράφει με κάθε λεπτομέρεια το πέταγμα των πουλιών, τη ροή του αέρα και την αντίσταση που παρουσιάζει η κίνηση στον αόρατο αέρα. Η πτητική όμως μηχανή την οποία σχεδίασε έμεινε στην περιοχή του πόθου ο οποίος δεν ικανοποιήθηκε.

Η φτερούγα κάθε πουλιού συγκροτείται από σκελετό χωρισμένο σε τρία τμήματα που αντιστοιχούν ανατομικά στα ανθρώπινα βραχίονας, αντιβραχίονας και χέρι. Είναι και τα τρία εφοδιασμένα με ρωμαλέα φτερά που προορίζονται να κτυπούν τον αέρα. Τα περισσότερα από τα πουλιά πετούν με δύο ουσιαστικά διαφορετικούς τρόπους. Ο πρώτος είναι «να χαστουκίζουν» με τα φτερά τον αέρα με σκοπό να πάρουν από αυτόν μία «απάντηση» στη λογική της δράσης – αντίδρασης, να τους ασκήσει δηλαδή ο αέρας δύναμη που θα τα στηρίξει αλλά και θα τα προωθήσει στην κίνηση. Την εναλλασσόμενη αυτή κίνηση των φτερών την καταφέρνουν χάρη στους ισχυρούς θωρακικούς μύες που διαθέτουν. Όσα έχουν μεγάλες φτερούγες πετυχαίνουν δύο με τρία φτερουγίσματα το δευτερόλεπτο. Τα άλλα φτάνουν σε ορισμένες περιπτώσεις και τα δέκα φτερουγίσματα σε κάθε δευτερόλεπτο. Βέβαια έντομα όπως τα κουνούπια που χτυπούν τα φτερά τους τριακόσιες φορές το δευτερόλεπτο. Ο δεύτερος τρόπος είναι η επίπεδη πτήση, το βολ πλανέ όπως λένε οι Γάλλοι και όχι μόνο αυτοί. Τη βλέπει κανείς σε γλάρους, παρατηρώντας τους από πλοίο του Αργοσαρωνικού. Διατηρώντας τεντωμένα τα φτερά τους αξιοποιούν ανέμους και ανοδικά ατμοσφαιρικά ρεύματα και «γλιστρούν» μέσα στον αέρα εντυπωσιακά. Κυριολεκτικά ανεμοπορούν όπως και οι αετοί αλλά και τα άλμπατρος. Κατά την πτήση αυτή μπορούν και αλλάζουν τη γωνία προβολής των φτερών ή και τη θέση της ουράς τους.

Πτήση των πουλιών, Βιολογία και Φυσική

Οι δυνάμεις που ασκούνται σε ένα πουλί κατά την πτήση του είναι η βάρος και η δύναμη που του ασκεί ο αέρας.

Την δύναμη από τον αέρα αυτή μπορούμε με τη σκέψη μας να την αναλύουμε σε μια κατακόρυφη και σε δύο οριζόντιες συνιστώσες.

Η κατακόρυφη συνιστώσα η λεγόμενη και άντωση έχει κατεύθυνση προς τα πάνω, σε οριζόντια πτήση εξουδετερώνει την βάρος και διαμορφώνεται από την σχετικά μικρότερη πίεση του αέρα η οποία δημιουργείται στο πάνω μέρος της φτερούγας κατά την κίνηση. Η τιμή της άντωσης καθορίζεται από την ταχύτητα, από το σχήμα της φτερούγας και από τη γωνία που σχηματίζει η φτερούγα ως προς την κατακόρυφο. Από τις οριζόντιες συνιστώσες η μία η λεγόμενη και οπισθέλκουσα αντίσταση είναι αντίθετη της ταχύτητας, λειτουργεί επιβραδυντικά και διαμορφώνεται για τους ίδιους λόγους που διαμορφώνεται και η άντωση. Όταν δηλαδή εκδηλώνεται άντωση θα εμφανίζεται νομοτελειακά και οπισθέλκουσα αντίσταση. Και οι δύο είναι δυνάμεις που δημιουργούνται από το εσωτερικό μισό κάθε φτερούγας, από το αντίστοιχο του «βραχίονα». Το εξωτερικό τμήμα, το αντίστοιχο με το «χέρι» κάνει τη δουλειά ενός προωθητικού συστήματος. Τα πρωτεύοντα όπως λέγονται φτερά στο «χέρι» της φτερούγας συστρέφονται σχηματίζοντας γωνία με την υπόλοιπη επιφάνεια για να προσβάλλουν τον αέρα. Η γωνία αυτή μπορεί και τροποποιείται για να επιτευχθεί η επιτάχυνση ή το φρενάρισμα. Τα πουλιά που ταξιδεύουν γρήγορα διαθέτουν φτερούγες με ισχυρά πρωτεύοντα που αποτελούν ισχυρό προωθητικό μηχανισμό. Από την άλλη οι γλάροι καταφέρνουν και ανεμοπορούν τεντώνοντας τα πρωτεύοντα φτερά τους στην προέκταση της υπόλοιπης φτερούγας, οπότε διαμορφώνεται έτσι η κατάλληλη τιμή για άντωση.

Αντιγράφοντας το πέταγμα των πουλιών και λύνοντας συγχρόνως σοβαρά μηχανολογικά προβλήματα οι άνθρωποι του 20^ου αιώνα έφεραν στην παγκόσμια σκηνή το ΑΕΡΟΠΛΑΝΟ. Οι αδελφοί Ράιτ ήταν το ξεκίνημα.

Ο ΑΝΕΜΟΣ και η ΦΥΣΙΚΗ