3 replies to this topic

[Đặng Quốc Tuấn]

Hôm nay rỗi rãi nên ngồi viết lung tung một chút về lịch sử chinh phục không trung của loài người. Mọi người đọc thử nhé!

-------------------------------------------
MỞ ĐẦU
Ước mơ có thể bay lượn như những cánh chim trên bầu trời có lẽ là một trong những giấc mơ cổ xưa nhất của loài người. Chắc từ thời tiền sử, khi loài người còn sống ở trong hang, vì không có Internet, ti vi hay bia nên thú giải trí duy nhất của đàn ông thời đó sau khi đi săn về và chờ vợ nấu cơm có lẽ là ngồi ở cửa hang ngắm lên bầu trời. Dõi theo những cánh chim bay lượn, họ chợt nảy ra ý nghĩ “Giá như mình cũng có thể bay lượn như chim!”. Và ước mơ đó cứ đeo đẳng mãi kể cả những lúc đi trên đường. Rồi đến một ngày, vì cứ mải chim bay mà quên nhìn đường nên anh ta bị rơi xuống một cái hố. Có lẽ đó là tai nạn đầu tiên liên quan đến ngành hàng không của loài người. Và thế là người vợ được dịp ca cẩm “Ông làm ơn đừng có ở trên mây, trên gió nữa cho mẹ con tôi nhờ!”. Vì câu nói đó và một số câu tương tự mà sự phát triển của ngành hàng không bị kéo tụt lại hàng trăm, thậm chí hàng nghìn năm. Từ đó các ông chồng chỉ dám thỉnh thoảng lén nhìn lên bầu trời rồi lại cụp mắt xuống ngay. Nhưng rất may là vẫn còn một số ít người, trời không sợ, đất không sợ và nhất là không sợ vợ (có lẽ chính xác hơn là không có vợ) đã làm tất cả, thậm chí hy sinh cả mạng sống của mình để thực hiện bằng được ước mơ “bay được như cánh chim”. Tuy nhiên, ước mơ là một chuyện còn để hiện thực hóa ước mơ là chuyện khác. Loài người đã mất vài nghìn năm cùng rất nhiều công sức, thậm chí cả tính mạng để làm được điều này.
Giải pháp đầu tiên mà người ta nghĩ đển là bắt chiếc tự nhiên bằng việc chế tạo ra những đôi cánh giống như cánh chim để bay lên. Và có lẽ chuyến bay cổ xưa nhất theo cách này được ghi lại trong thần thoại Hy Lạp dưới cái tên “Chuyến bay của chàng Icarus” nhưng đã kết thúc một cách bi thảm.
Chuyện kể rằng, vua Minos của xứ Crete, vốn là con trai của thần Zues và Europa, vốn là một ông vua cực kỳ giầu có và hùng mạnh nhưng lại có một bí mật cần phải che dấu. Đó là đứa con nửa người, nửa quái vật Minotaur. Nhà vua đã thuê kiến trúc sư Daedalus xây dựng nên một mê cung cực kỳ phức tạp nhằm giam cầm Minotaur mãi mãi trong đó. Để cung cấp thức ăn cho Minotaur, vua Minos đã bắt các tù binh và tống vào trong mê cung.


Trước thảm họa này, dũng sĩ Theseus đã nhận nhiệm vụ sang đảo Crete để tiêu diệt con quái vật tuy chàng thực sự cũng chưa biết làm cách nào để đi vào rồi thoát ra khỏi mê cung. Nhưng rất may là trước khi vào mê cung, Theseus đã làm quen được với Ariane, con gái của Minos, và nàng đã tìm cách giúp chàng. Ariane tìm đến, Daedalus, người xây dựng nên mê cung, để hỏi cách thoát khỏi mê cung. Daedalus đã bày cho nàng cách dùng một cuộn chỉ để đánh dấu đường đi. Nhờ đó Theseus đã hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ, an toàn trở về và còn mang theo nàng Ariane đi trốn. Chuyện tiếp theo giữa Theseus  và Ariane rất ly kỳ nhưng không thuộc phạm vi của bài viết này. Quay trở lại với vua Minos, khi phát hiện ra Minotaur đã bị giết chết, Ariane bỏ trốn, nhà vua biết chắc chắn trong vụ này phải có bàn tay trợ giúp của Daedalus nên đã nhốt ông và người con trai là Icarus vào mê cung. Mặc dù là người đã xây dựng nên mê cung này nhưng Daedalus cũng không có cách nào thoát ra khỏi nó. Nhưng rất may, vào lúc tưởng như cầm chắc cái chết trong tay, Daedalus chợt nảy ra một sáng kiến phi thường. Ông đã nhặt những chiếc lông của những con chim mà Minotaur ăn thịt và dùng sáp để gắn lại thành đôi cánh cho mình và con trai.


Sau đó, hai cha con dỡ mái mê cung và bay đến với tự do. Lúc đầu chuyến bay của hai cha con diễn ra một cách hoàn hảo, Icarus cảm thấy quá phấn khích nên đã bay lên rất cao, bỏ qua lời khuyến cáo của người cha.


Bỗng nhiên, chàng loạng choạng và rơi xuống đất.



Và kết cục là một tai nạn chết người không tránh khỏi.



Đây là tai nạn hàng không đầu tiên của loài người nên việc tìm nguyên nhân tai nạn được tiến hành một cách tích cực. Sau khi kiểm tra “hộp đen” , nguyên nhân tai nạn đã được công bố. Đôi cánh của Icarus được gắn bằng sáp nên khi bay lên quá cao nên đã bị mặt trời nung chảy ra dẫn đến tai nạn đáng tiếc (đây thực ra là sự nhầm lẫn vì tác giả chưa bay bao giờ nên không biết là càng lên cao càng lạnh chứ không phải nóng hơn ). Nhưng trong câu chuyện thần thoại này lại ẩn chứa một chân lý “Sức bền vật liệu đóng vai trò cực kỳ quan trọng, nếu không nói là mấu chốt, trong lĩnh vực hàng không!”.
Bắt nguồn từ câu chuyện này, rất nhiều người đã chế tạo nên những đôi cánh vỗ bằng sức người nhưng không một phương án nào thành công cả. Ngày nay, khoa học đã chứng minh rằng đây là phương án rất nên thơ hoàn toàn không khả thi vì tỷ lệ giữa sức mạnh của cơ bắp và trọng lượng cơ thể của loài chim lớn gấp 23 lần tỷ lệ này ở loài người. Vì vậy, một số giải pháp khác đã được đưa ra và đến thời điểm này đã có bốn nhóm giải pháp giúp con người thực hiện được những giấc mơ bay. Đó là:

• Khinh khí cầu – Khí cầu - Bay nhờ lực đẩy Ác-si-mét.
  
• Máy bay - Bay nhờ sự chênh lệch áp suất.
  
• Máy bay lên thẳng - Bay nhờ phản lực của không khí.
  
• Tên lửa - Bay nhờ phản lực thực sự.

-------------------------------------------

[Đặng Quốc Tuấn]

1.    Khinh khí cầu – Khí cầu - Bay nhờ lực đẩy Ác-si-mét.
  
Các phương tiện bay trong nhóm này được gọi là “những vật thể bay nhẹ hơn không khí”. Nguyên lý của chúng rất đơn giản, nếu khối lượng một vật nhẹ hơn khối lượng không khí mà nó chiếm chỗ, sẽ xuất hiện lực đẩy Ác-si-mét mang nó bay lên cao. Nó chỉ ngừng lại khi trọng lực và lực đẩy Ác-si-mét cân bằng với nhau. Điều này tương tự như nguyên lý để phao nổi trên mặt nước.
Phương án này rất được ưa thích trong thần thoại Trung Quốc với cơ sở lý thuyết rất đơn giản. “Ta không tự bay lên được thì tìm cách leo lên hay bám vào một vật đang bay lên” . Mà vật thể dễ gặp nhất chính là những đám mây, vì thế các vị thần tiên Trung Quốc và cả Việt Nam để bay lên trời phần lớn đều cưỡi mây chứ không tự bay nữa.
  
Vật thể bay đầu tiên theo nguyên lý này theo Wikipedia là chiếc đèn trời của Khổng Minh (Kongming lartern) sử dụng làm phương tiện liên lạc trong quân đội xuất hiện vào khoảng thế kỷ thứ II hoặc thứ III sau Công nguyên tại Trung Quốc. Chiếc đèn này có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự như những chiếc đèn trời hiện đại (tất nhiên có thể khác về mặt vật liệu) là không khí được đốt nóng sẽ giãn nở và nhẹ đi, nhờ đó tạo ra lực đẩy mang đèn trời bay lên cao.


Một chiếc đèn trời Khổng Minh hiện đại.
  
Nhiều nhà nghiên cứu tin rằng một số nền văn mình khác trên thế giới cũng đã đạt được thành tựu này thông qua những bằng chứng gián tiếp. Ví dụ, người ta tin rằng những hình vẽ khổng lồ trên sa mạc Nazca ở Peru chỉ có thể tạo ra và quan sát được nếu người Inca cổ đại có trong tay một vật thể bay tương tự khinh khí cầu khí nóng ngày nay. Tuy nhiên, hiện không có bất kỳ tài liệu nào để chứng minh điều này.
  


Một trong những hình vẽ trên sa mạc Nazca được chụp từ máy bay.
  
Khinh khí cầu được chia thành bốn nhóm chính theo khí chứa bên trong quả cầu:
-       Khí cầu khí nóng (Hot air balloon): Chứa không khí được đốt nóng bên trong một quả cầu kín. Không khí nóng sẽ giãn nở và trở nên nhẹ hơn không khí bình thường, nhờ đó tạo ra lực đẩy nâng khinh khí cầu bay lên.
-       Khí cầu chứa khí nhẹ (Gas balloon): Chứa những loại khí nhẹ hơn không khí mà thường là khí hydro và khí hê-li, các loại khí khác gần như không được sử dụng.
-       Khinh khí cầu kiểu Rozière: Đây là khinh khí cầu sử dụng cả không khí nóng và khí nâng trong cùng một quả cầu.
-       Khinh khí cầu hiện đại: Đây là những khinh khí cầu hiện đại sử dụng thiết bị đốt nóng không khí trong một quả cầu hở để tạo lực nâng.
  
Và những người đầu tiên được ghi nhận trong lịch sử là đã thực sự bay lên khỏi mặt đất là Francois Pilatre de Rozier và Francois Laurent, hầu tước xứ Arlanders, Pháp. Chuyến bay lịch sử này diễn ra vào ngày 21/11/1783 tại Paris sử dụng quả cầu chứa khí đốt nóng. Quả cầu được anh em nhà Montgolfier chế tạo từ giấy và tơ. Không khí được đốt nóng trước khi bơm vào trong quả cầu và nó đã bay lên cao được ít nhất 500 feet (150 m) và đi xa khoảng 5½ dặm (9 km) trong vòng 25 phút trước khi hạ cánh an toàn. Giai thoại kể lại rằng các phi công đã mang theo vài chai sâm-panh để làm yên lòng những người nông dân đang hoảng sợ vì tưởng rằng có những con quỷ xuất hiện từ thiên đường. Tuy nhiên, những nhà nghiên cứu cho biết rằng họ đã hạ cánh trên một cánh đồng hoang vắng gần Paris mà chẳng có chút cờ hoa vẫy mừng nào cả! Nhưng đây là một thời điểm lịch sử khi lần đầu tiên giấc mơ bay lên không trung của loài người đã trở thành sự thực.




Mẫu vật của khí cầu khí nóng của anh em nhà Montgolfier được trưng bày tại bảo tàng Khoa học London.
  
Chỉ mười ngày sau chuyến bay đầu tiên của khí cầu khí nóng, khí cầu đầu tiên sử dụng khí nhẹ đã cất cánh mang theo nhà vật lý Jacques Alexander Charles và Nicholas Louis Robert. Chuyến bay này cũng xuất phát từ Paris, Pháp và kéo dài hai tiếng rưỡi đồng hồ với hành trình 25 dặm (~40 km). Khinh khí cầu này sử dụng khí hydro, thứ khí nhẹ hơn không khí được một người Anh, Henry Cavendish, tìm ra vào năm 1766 bằng cách cho vụn sắt vào axit sulfuric.
  
Nhờ những ưu điểm của mình mà khí cầu chứa khí nhẹ (khinh khí cầu) trở nên lấn át khí cầu khí nóng và đã có khoảng thời gian hoàng kim kéo dài cả thế kỷ trước khi bị máy bay kiểu anh em nhà Wright đánh bại hoàn toàn vào cuối những năm 1940.



Hình vẽ minh họa chuyến bay trên khinh khí cầu của Jacques Alexander Charles được vẽ vào cuối thế kỷ 19.
  
Vào những ngày đầu tiên của khinh khí cầu, việc bay qua eo biển Măng-sơ là bước đầu tiên trong việc thực hiện những chuyến bay đường dài. Vào năm 1785, Pilatre de Rozier, một trong hai người thực hiện chuyến bay bằng khinh khí cầu đầu tiên cùng một người đàn ông khác tên là Romain đã cố gắng vượt eo biển bằng một quả cầu với một hệ thống đang được thử nghiệm chứa cả khí hydro và không khí nóng. Không may là hỗn hợp khí của khí hydro cực kỳ dễ cháy đã gặp lửa và làm nổ tung cả quả cầu sau khi cất cánh 30 phút. Cả hai phi công đều tử nạn và đây được tính là tai nạn hàng không đầu tiên trong lịch sử. Trong cùng năm đó, một người Pháp là Jean-Pierre Blanchard và một người Mỹ là John Jeffries đã thực hiện thành công chuyến bay vượt qua eo biển Măng-sơ trên một khinh khí cầu.
Chuyến bay ở Mỹ có mang theo người diễn ra vào ngày 09/01/1793. Nó là một quả cầu chứa khí hydro do chính người Pháp đầu tiên băng qua eo biển Măng-sơ, Jean-Pierre Blanchard, thực hiện. Ông đã bay lên đến độ cao 5.800 feet (~2.000m) từ Philadelphia, Pennsylvania từ Gloucester County, New Jersey. Tổng thống George Washington đã quan sát việc cất cánh.
  
Giới quân sự đã không bỏ qua việc dành được ưu thế nhờ chiếm lĩnh độ cao nên đã ngay lập tức sử dụng khinh khí cầu trong chiến tranh trong chủ yếu với mục đích trinh sát và đôi khi để oanh tạc đối phương tuy nhiên không có hiệu quả nhiều lắm.
  



Khí cầu Union Army đang được bơm trong Nội chiến Mỹ.
  



Ảnh chụp một thiếu tá Mỹ trên một khinh khí cầu quan sát gần phòng tuyến trong Đại chiến thế giới lần thứ Nhất.
  
Tuy nhiên, do khinh khí cầu hoàn toàn không điều khiển được và bay theo hướng gió nên nhu cầu đặt ra là phải chế tạo khinh khí cầu điều khiển được (airship hoặc blimp). Và việc này được bắt đầu vào những năm 1900. Chúng được bơm đầy khí hydro để bay lên và thường có hình dạng thuôn như điếu xì-gà, một số loại có khung cứng để giữ nguyên hình dạng. Chúng có gắn động cơ để chạy cánh quạt và những cánh tà để điều chỉnh hướng và tốc độ bay. Graf Zeppelin là khí cầu cỡ lớn đầu tiên được chế tạo và cái tên Zeppelin vẫn còn tồn tại đến ngày nay. Nó có chiều dài 420 feet (~140 m) và đã bay được quãng đường 600 dặm (~1.000 km) trong vòng 2 ngày. Và chúng đã trở thành những chuyến bay thương mại đầu tiên với những khoang hành khách sang trọng. Đến năm 1936, khí cầu đã trở nên khá phổ biến và khí cầu nổi tiếng nhất là Hindenburg được chế tạo tại Đức năm 1936. Nó có chiều dài 803 feet (~260 m) và rộng 135 feet (~45 m) và chứa 7 triệu feet khối (~200.000 m³) khí. Nó có những khu vực dành cho khách doanh nhân.



Hình ảnh khí cầu Hindenburg.
  
Khí cầu Hindenburg có sức chở tối đa 72 hành khách với hành trình từ Đức đến Lakehurst, New Jersey và ngược lại trong vòng ba ngày. Giá vé cho mỗi hành khách là 400$ (tương đương với 5.900$ hiện nay), một số tiền đáng kể vào thời điểm Đại khủng hoảng khi đó. Nhưng chỗ ngồi trên Hindenburd lúc nào cũng chật kín với những nhà đại tư bản công nghiệp thời kỳ đó.
  
Tuy nhiên, vào ngày 06/05/1937 đã xảy ra thảm họa với Hindenburg và đó cũng là hồi chuông cáo chung cho kỷ nguyên của những khí cầu điều khiển được. Hidenburg đã bắt lửa và bốc cháy chỉ trong vòng một phút khi đang cố gắng hạ cánh xuống Lakehurst, New Jersey. Trong số 97 người có mặt trên khoang có 35 người tử nạn.
  



Ảnh khí cầu Hindenburg bốc cháy.
  
Sau đó còn một vài vụ tai nạn nữa xảy ra đối với những khí cầu sử dụng hydro. Những tín đồ với những khí cầu điều khiển được cố gắng tránh những tai nạn kiểu này bằng cách thay thế khí hydro bằng khí hê-li, một khí trơ hoàn toàn không bắt cháy. Tuy nhiên, khí hê-li quá đắt nên việc phát triển những khí cầu sử dụng khí hê-li hoàn toàn không có hiệu quả về mặt kinh tế và đã bị máy bay lấn át hoàn toàn.
  
Nhưng khinh khí cầu đã không hoàn toàn biến mất trên bầu trời mà đã xuất hiện trở lại dưới hình dạng khí cầu hiện đại vào ngày 22/10/1960 khi Paul E. (Ed) Yost bay trên một khí cầu hoàn toàn mới với vỏ bọc mới và hệ thống đốt bằng propan do chính ông phát triển. Chuyến bay đã kéo dài 25 phút và bay xa 3 dặm. Quả cầu có đường kính 40 feet (12 m) với thể tích 30.000 feet khối (850 m³). Với hệ thống này, Yost được coi là cha đẻ của khí cầu khí nóng hiện đại.  
  



Hệ thống đốt bằng propan
  



Một khí cầu khí nóng đang bay trên bầu trời
  



Một khí cầu được bơm lên bằng một cái quạt cực mạnh trước khi đốt bằng bộ đốt.
  
Cho đến năm 1963, môn thể thao khinh khí cầu này đã phát triển đủ mạnh để có được giải Vô địch Khinh khí cầu toàn nước Mỹ tổ chức tại Kalamazoo, Michigan. Và cho đến ngày hôm nay đã có rất nhiều giải vô địch toàn thế giới được tổ chức và đại đa số khinh khí cầu đều thuộc loại sử dụng khí nóng này. Loại khí cầu nạp khí nhẹ vẫn phát triển nhưng vì thời gian bơm lâu hơn và khí hê-li quá đắt đỏ nên chỉ còn được sử dụng trong một số lĩnh vực rất hẹp mà thôi.
  
Những khí cầu sử dụng kết hợp khí hê-li và khí nóng được sử dụng cho nhiều chuyến bay đường dài như chuyến bay vòng quanh thế giới của Steve Fossett (người đã tử nạn trong chuyến bay một mình trên sa mạc Nevada vào năm 2007). Ông đã sử dụng quả khí cầu mang tên “Ánh sáng của tự do” (“Bud Light Spirit of Freedom”) vào ngày 19/06/2002. Quả khí cầu này là dạng khí cầu lai với hai ngăn chứa khí hê-li và một ngăn chứa không khí nóng. Khi bơm lên, quả cầu cao 180 feet (60 m) và có đường kính 108 feet (36 m). Fossett cất cánh từ Northam, miền Tây Australia vào ngày 17 và cố gắng để trở thành người đầu tiên một mình đi vòng quanh thế giới trên khí cầu. Sau mười bốn ngày, 19 giờ và 51 phút, ông đã hạ cánh ở vùng phía Đông xa xôi, hẻo lánh của nước Úc.
  


Steve Fosset, triệu phú người Mỹ lập dị nắm giữ rất nhiều kỷ lục thế giới và đã tử nạn trong một lần bay thử, có lẽ để chuẩn bị lập một kỷ lục thế giới khác.
  

Những khí cầu sử dụng khí nhẹ (khinh khí cầu) tuy không còn phổ biến rộng rãi nhưng vẫn có những ưu điểm mà chưa một phương tiện bay nào khác so sánh được. Ví dụ thời gian ở trên không trung có thể rất dài và chi phí bảo dưỡng rẻ. Vì vậy, chúng vẫn được sử dụng trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học, giải trí và quảng cáo.



  



Hình ảnh của khinh khí cầu siêu bền của NASA.
  
Những khinh khí cầu như kiểu khinh khí cầu siêu bền của NASA nạp đầy khí hê-li lơ lửng ở độ cao rất lớn và hoạt động tương tự như một vệ tinh mà giá cả rẻ hơn nhiều lần. Thậm chí NASA còn có ý định đưa khinh khí cầu trở thành trạm quan sát rẻ tiền trên những hành tinh có bầu khí quyển đủ đậm đặc để nâng khinh khí cầu lên.
  
Và khinh khí cầu có điều khiển còn được sử dụng để vận chuyển những vật rất nặng trong những khu vực hạn chế về không gian hoặc có cơ sở hạ tầng quá kém. Thậm chí trong tổ hợp chế tạo máy Airbus cũng sử dụng khinh khí cầu để vận chuyển những cấu kiện máy bay trong phạm vi nhà máy.
  
Đó là chuyện thế giới, còn ở Việt Nam cũng có một nhóm người, tuy không đông lắm, thỏa mãn giấc mơ bay lượn của mình bằng những quả khinh khí cầu. Các bác có thể tham khảo thông tin về những người đam mê này tại địa chỉ http://www.khinhkhicauvietnam.com/
  
Các bác có thể đọc kỹ hơn các thông tin trong bài viết này tại các địa chỉ sau:
http://en.wikipedia.org/wiki/Airship
http://en.wikipedia....iki/Gas_balloon
[link=http://www.balloonfiesta.com/content/history-gas-ballooning]http://www.balloonfi...-gas-ballooning[/link]
[font=""arial","sans-serif""]http://en.wikipedia....ircraft)</FONT>

[Đặng Quốc Tuấn]

Oái! Hóa ra có vụ Pháp dùng khinh khí cầu ở ta để trinh sát hả anh Linh? Lần đầu tiên em nghe thấy vụ này đấy!!!