Ветер может создавать и разрушать, может помогать, а может и уничтожать. Беспрерывно на Земле дуют ветры. На этом уроке мы узнаем, почему дует ветер, как определить силу ветра, его направление при помощи флюгера и анемометра. Какова роль ветра в жизни и хозяйственной деятельности человека, какие виды ветров существуют.

Тема: Неживая природа

Движение теплого и холодного воздуха на Земле беспрерывно.

Рис. 2. Схема образования постоянных ветров ()

Ветер - это явление природы, но такое движение воздуха можно наблюдать даже в помещении. Если открыть дверь комнаты и поднести к проему зажженную свечу, ее пламя будет отклоняться в сторону коридора. Этот опыт доказывает, что теплый воздух комнаты поднялся вверх и выходит в коридор, вытесняемый холодным воздухом, который находился внизу. Поэтому если свечу поставить на пол, пламя свечи будет отклоняться в сторону комнаты, указывая направление движения холодного воздуха.

Рис. 3. Опыт по определению направления ветра в помещении ()

В течение дня суша нагревается быстрее и сильнее, чем вода. Но она и остывает быстрее. Поэтому температура над морем и сушей бывает различной: днём воздух теплее над сушей, а ночью он теплее над морем.

Поэтому днем холодный воздух со стороны моря перемещается на сушу (этот ветер называется дневным бризом), а ночью ветер дует в обратном направлении - с суши на море (это ночной бриз).

Рис. 4. А - Дневной бриз, В - Ночной бриз ()

Чем больше разница температур в различных областях земного шара, тем быстрее перемещаются воздушные массы, тем сильнее дует ветер. Для безопасности жизни и облегчения ведения хозяйства человеку важно знать направление ветра. Если ветер дует из арктической зоны, то приносит холод, а если из экваториальной - тепло.

Существует специальный прибор, с помощью которого определяется направление ветра - флюгер .

На метеорологических станциях за направлением ветра следят с помощью флюгера, который устанавливается на высоте 10 м. Он состоит из легкой металлической пластины, которая вращается вокруг своей оси в определенную сторону, указывающую направление ветра. Ветер получает название по той стороне света, откуда он дует: с севера - северный, с юга - южный.

Рис. 6. Определение направления ветра ()

Для определения силы ветра тоже есть специальный прибор - анемометр : чем сильнее дует ветер, тем быстрее крутится вертушка прибора.

Ветер бывает разной силы: слабый, умеренный, сильный.

Рис. 8. Определение силы ветра ()

Если ветер слабый, то на деревьях качаются только листья.

Умеренный ветер покачивает и ветви деревьев.

А сильный ветер гнет деревья, срывает из ветви и верхушки.

Это явление природы, но он очень помогает человеку. Ветер гонит облака над землей, и в разных местах выпадают дождь, снег, град. От городов ветер уносит загрязненный воздух, а приносит свежий воздух с полей, лесов и лугов. Высушивает дороги, надувает паруса кораблей, вращает крылья ветряных мельниц, разносит семена и пыльцу растений.

Рис. 14. Ветер разносит семена растений ()

Рис. 15. Принесенный ветром снег ()

Рис. 16. Поднятые ветром волны ()

Рис. 17. Наполненные ветром паруса ()

Человек давно научился использовать энергию ветра: ветряная мельница - это пример преобразования энергии ветра в механическую энергию. Но сейчас хозяйственная и бытовая деятельность человека тесно связана с электричеством, поэтому для получения электрической энергии из энергии ветра был создан ветрогенератор. Энергия ветра - это возобновляемый вид энергии, так как она является следствием деятельности Солнца. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью.

Рис. 19. Строение ветрогенератора ()

Но временами ветер достигает огромной силы, он называется ураганом. Такой ветер ломает деревья, сносит крыши домов, обрывает провода, поднимает высокие волны. Сильный ветер на море называется штормовым.

Смерч или торнадо- чрезвычайно сильный атмосферный вихрь, где ветер обращается вокруг оси по спирали. Принимает форму столба диаметром от десятков до нескольких сотен метров и существует от нескольких минут до нескольких часов.

Наиболее часто (несколько десятков случаев в год) смерчи наблюдаются в Аллее торнадо в США - в полосе от северного Техаса до Айовы. Здесь наиболее значительна разница температур между холодными и тёплыми воздушными массами. В России смерчи чаще наблюдаются в европейской части, особенно в центральной полосе и на юге, однако не более 1-2 раз за несколько лет. Серия смерчей в августе 2002 года в районе Новороссийска вызвала гибель около 60 человек и нанесла значительный материальный ущерб.

Это сильный ветер с большим количеством снежных масс, сопровождающийся плохой видимостью на дорогах и на любой другой местности.

Ветер с высокой температурой и низкой относительной влажностью воздуха в степях, полупустынях и пустынях.

Итак, ветер может и созидать, и разрушать.

На следующем уроке мы вспомним, какие свойства воздуха нам уже известны из предыдущих уроков. Рассмотрим ряд экспериментов, которые познакомят нас с новыми свойствами воздуха: его объемом, весом и упругостью. А также узнаем, где люди используют свои знания о свойствах воздуха в обычной жизни.

1. Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Окружающий мир 3. М.: Баллас.
2. Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Окружающий мир 3. М.: ИД «Федоров».
3. Плешаков А.А.Окружающий мир 3. М.: Просвещение.

1. Академик ().
   
2. Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» ().
   
3. Методический кружок ().

1. Составьте тест (4 вопроса с тремя вариантами ответов) на тему «Ветер».
2. Подготовьте сообщение о смерчах на территории нашей страны.
3. Проведите опыты по доказательству движения теплого и холодного воздуха. Опишите свои действия, наблюдения, результаты.
4. *Напишите сказку или фантастический рассказ на тему «Подхватил меня теплый ветер».

Энергия ветра наиболее быстро растущий источник электроэнергии в мире.

Общая установленная мощность всех ветрогенераторов в мире составляет 432 гигаватта, что соответствует 3% всей произведенной энергии.

Использование энергии от ветра и превращение её в возобновляемые источники электроэнергии имеет много преимуществ. И хотя энергия ветра имеет долгую историю, начиная от 5000 до н.э., технология никогда не была более рентабельной, чем это прямо сейчас.

В самом деле, в последние месяцы многие государства используют этот способ получения электроэнергии.

В Дании это 42 % всего производимого электричества;

в Португалии - 27 %;

в Никарагуа - 20 %;

в Испании - 19 %.

Ветер является источником экологически чистой энергии, которая практически не имеет загрязняющих свойств или побочных эффектов.

Энергия от перемещения воздуха: неравномерность нагрева воды и земли создает ветер

Ветер - просто движение воздуха. Это вызвано неравномерностью нагрева земной поверхности солнцем потому, что поверхность земли состоит из различных видов земли и воды, она поглощает тепло солнца с разной скоростью. В течение дня воздух над землей нагревается быстрее, чем воздух над водой. Теплый воздух над землей расширяется и поднимается, а тяжелый, прохладный воздух устремляется и занимает свое место, создавая ветер. Ночью ветры меняются, потому что воздух охлаждается быстрее над сушей, чем над водой. При этом земля вблизи экватора Земли нагревается больше от солнца, чем Земля рядом с Северным и Южным полюсом.

Технологии ветрогенераторов

Технологии энергии ветра используют энергию ветра для практических целей, таких, как производство электроэнергии, зарядку батарей, откачку воды и помол зерна. Механическая или электрическая мощность образуется за счет кинетической энергии ветра. Количество энергии ветра пропорционально кубу его скорости, это означает, что доступная для ветрового генератора мощность увеличивает коэффициент мощности до восьми если удваивается скорость ветра.

Турбинные лопатки аналогичны лопастям на самолете. Турбины поворачиваются, когда лопасти создают силу от прохождения ветра. Это вращающееся действие поворачивает генератор, который создает электричество.

Поскольку скорость ветра обычно увеличивается с высотой над поверхностью земли (вследствие уменьшения трения с землей), ветровые турбины монтируются на башню, чтобы захватить больше энергии ветра. На высоте 30 метров или больше над землей ветер быстрее и более равномерен.

Технологии энергии ветра могут использоваться как отдельные приложения, подключенные к системе электрической сети. Автономные турбины обычно используются для перекачивания воды. Однако фермеры в ветреных областях также используют небольшие ветряные системы для выработки электроэнергии.

Конструкция ветродвигателя

Существуют различные стили и много различных размеров ветряных турбин для удовлетворения различных потребностей. Наиболее распространенным является стиль, где турбина с двумя или тремя лопастями располагается с подветренной стороны башни.

Существуют малые ветряные турбины используемые, например, для зарядки аккумуляторов на яхте 250 Вт мощностью и до 50 кВт турбины для молочных ферм и отдаленных деревень.

В процентном выражении энергия ветра в настоящее время является быстрорастущим источником в мире. Серьезные обязательства по сокращению углекислого газа способствовали развитию ветровой энергии в Европе, в то время как это возможность избежать постоянного импорта топлива в развивающиеся страны, как Индия.

Экономна ли энергия ветра

Энергия ветра является одним из самых доступных видов электроэнергии сегодня. Это . Во многих случаях это дешевле, чем традиционные виды топлива. Себестоимость этой энергии копейки за киловатт-час, цена, которая является конкурентоспособной с новыми газовыми электростанциями. Энергия ветра также производится без выбросов или отходов и используется если нет воды, что делает её главным выбором для нового производства электроэнергии.

– Stonehedge

Ветер является одним из тех ресурсов, который окружает нас всегда и повсюду. Это один из наиболее дружественных к окружающей среде альтернативных источников энергии и существующий тысячи лет.

Этот источник энергии имеет множество вариантов использования, с некоторыми из них вы знакомы, с другими не очень. Итак, давайте рассмотрим 5 вариантов разумного использования энергии ветра:

1) Генерирование энергии с помощью турбин.

Ветровые турбины устанавливаются для улавливания силы ветры и для преобразования её в энергию. Это может быть в широком масштабе, например, ветровые турбины, имеющие место на фермах, либо в меньшем масштабе, например, индивидуальные ветровые турбины, которые используются людьми для генерирования энергии для дома. Коммерческие компании также желают извлечь выгоду от использования ветра.

Например, компания «Sam’s Club» была первым розничным торговцем, о котором сообщалось, что она использует «значительное» количество собственных микро ветровых турбин.

Комментарий к видео:

Интервью вице-президента «Energy Walmart&Sam’s Club», Ким Сейлорс-Ластер

2) Автомобили на энергии ветра.

Вы, вероятно, слышали об этом недавно. Машина, приводимая в действие ветровой установкой (использующая кайты, т.е. надувной управляемый змей) проехала 3100 миль по Австралии.

Хотя она не на 100% приводилась в действие ветром, она служила хорошим примером того, как машины могут приводиться в действие с использованием альтернативных источников энергии.

Она использовала сочетание ветра, кайта и аккумуляторов. В целом машина предположительно использовала энергии на 10$-15$ для всего путешествия в 3100 миль. Заметим, это совсем даже не плохо!

Комментарий к видео:

На дороге – «Wind Explorer»

3) Приводимые в действие ветром/кайтом грузовые суда.

Другой удивительный пример использования энергии ветра может быть обнаружен у компании «Cargill». Компания «Cargill» привнесла и расширила инновационную идею установки большого кайта на один из своих грузовых судов для того, чтобы использовать энергию ветра и таким образом, снизить потребление топлива и выхлопы CO2.

Естественно, ветер использовался сотни и тысячи лет для мореплавания с помощью этой «энергии» и для меньших кораблей, но в наши дни он используется также как вспомогательный источник энергии для грузовых судов.

Вы можете взглянуть на небольшой видеоролик этой инновационной конструкции, уменьшающей выхлопы (см. ссылку на ролик в источнике).

4) Виды спорта, использующие энергию ветра.

В течение многих, многих лет ветер использовался для приведения в действие нашей любви к спорту, как буквально, так и метафорически. Всё, от простого запуска воздушного змея до мореплавания, кайт-сёрфинга, дельтапланеризма, парасейлинга, катания на лыжах с использованием ветра и многого другого.

Комментарий к видео:

Видеоролик о видах спорта, использующих ветер

5) Водяные насосы, использующие энергию ветра.

Использование ветра для помощи в откачке воды из-под земли не является чем-то новым. Но тем не менее, это очень полезное и иногда очень необходимое средство, когда речь идёт о некоторых сообществах и государствах. Использование энергии ветра имеет смысл, особенно когда речь идёт о работе, связанной с откачкой воды.

Одним из первых стабильных источников энергии, освоенных человеком, был ветер.

Благодаря ветру произошли великие географические открытия, человечество получило возможность путешествовать, орошать поля, молоть зерно и, наконец, оно научилось превращать ветер в чистую энергию в виде электричества.

Если существовал Ноев ковчег, то он, вероятно, плыл под парусами.

Энергия «от уст Эола» (рис. 4.1) впервые была использована на парусных судах, служивших главным транспортным средством для перевозки товаров по Нилу в древнем Египте.

Древние греки относили изобретение паруса к тем же далёким временам, когда был освоен огонь и приручены дикие животные. В длинном ряду благодеяний, которыми Прометей осчастливил род человеческий, Эсхил упоминает и парус:

«льняными крыльями суда снабдил, и смело по морям погнал».

Из старых документов доподлинно известно, что уже четыре тысячи лет тому назад отважные финикийцы, жившие на восточном берегу Средиземного моря, интенсивно пользовались парусом. Он был примитивным и несовершенным, но с его помощью финикийцы доплыли до устья Нила, где организовали бойкую торговлю с египтянами, а две с половиной тысячи лет назад даже совершили первое описанное в истории плавание вокруг Африки. Перед людьми, овладевшими энергией ветра, открылись океаны. С парусом связано начало освоения новых земель, новых рынков. Энергия ветра способствовала развитию цивилизации.

Силу ветра ценили и умели использовать с древних времён во многих странах. И хотя на суше энергию ветра никогда не использовали так широко, как на море, тем не менее достоверно известно о существовании ветряных колёс за тысячи лет до нашей эры. Например, в районе Александрии сохранились остатки ветряных мельниц, которым не меньше трёх тысяч лет. Вавилоняне использовали их для осушения болот, в Египте, на Ближнем Востоке, в Персии строили ветряные водоподъёмники и мельницы.

За 200 лет до нашей эры в Персии для размола зерна применялись простые ветряные мельницы с вертикальной осью вращения, а ещё раньше их использовали в Китае.

Мельницы такого вида вращались вокруг вертикальной оси подобно вращающейся юле или игрушечному гироскопу. Старинные персидские ветромельницы изготавливались креплением пучков камыша к деревянной раме, которая вращалась, когда дул ветер. Стена, окружавшая мельницу, направляла ветер на раму (рис. 4.2).

Зафиксировано упоминание о ветряной мельнице в Иране в 644 году, когда в обвинительном акте против некоего Абу Лулуа, убившего халифа Умара ибн ал-Каттаба, он назван «строителем ветряных мельниц». Немногим более чем через 200 лет ветряные мельницы появляются в городке Сиетеке на границе между Ираном и Афганистаном.

Использование мельниц с вертикальной осью вращения получило впоследствии повсеместное распространение в странах Ближнего Востока. Позже была разработана мельница с горизонтальной осью вращения, состоящая из десяти деревянных стоек, оснащённых поперечными парусами. Подобный примитивный тип ветряной мельницы находит применение до настоящего времени во многих странах бассейна Средиземного моря.

В XI веке ветряные мельницы широко использовались на Ближнем Востоке и при возвращении крестоносцев попали в Европу. Первое упоминание о ветряной мельнице в Европе, вначале во Франции, относится к 1105 году: в архивах сохранилось разрешение, выданное некоему монастырю на постройку мельницы. Французские хроники 1180 года и английские 1190 года уже прямо говорят о работающих ветряных мельницах, но ещё совсем не о тех, с которыми впоследствии сражался хитроумный идальго Дон Кихот Ламанчский! Это были неуклюжие сооружения с вращающимися в горизонтальной плоскости лопастями, укреплёнными на деревянном корпусе. По принципу действия английские и французские мельницы были однотипными. В Германии первая мельница была построена в 1393 г. Из Германии они распространились в другие страны.

Ветряная мельница трудом многих поколений совершенствовалась и приобретала более знакомый нам облик. Она оказалась существенно проще водяной, значительно дешевле. Основной её недостаток заключался в непостоянстве энергоносителя – ветра.

Ветер – помощник капризный, так как быстро и постоянно меняет своё направление. Эта проблема долгое время мешала использовать силу ветра. Наконец, в ХIII столетии было найдено решение – ветря

ное колесо, которое с помощью примитивного рычага поворачивалось и таким образом крылья всегда были подставлены ветру. В рукописи 1270 года, именуемой «Водномельничный Псалтырь», имеется изображение одной из первых ветряных мельниц.

Представительницей усовершенствованной конструкции этого направления является ветряная мельница типа «Bock» (рис. 4.3). На деревянной нижней раме, так называемой «Bock», располагался вращающийся на вертикальной цапфе корпус мельницы. С помощью наклоненной наружу балки корпус мельницы поворачивался, и крылья устанавливались в направлении ветра. На этих мельницах в течение сотен лет мололи зерно. Они были надёжны, просты и долговечны. В случае необходимости мельники могли вручную собственными силами отремонтировать их. С экономической точки зрения использовать ветряную мельницу типа «Bock» было настолько выгодно, что власти не могли остаться в стороне и начали выдвигать свои требования. В середине века мельнику приходилось платить своему феодалу десятую часть выручки, которую давала мельница. Епископ Утрехтский даже публично объявил о том, что все ветры и ветерки провинции являются его личной собственностью. Правда, до наших дней не дошло, дул ли ветер также и тогда, когда его владелец ему приказывал. Но мельницы типа «Bock» использовались повсеместно.

а

б

Рис. 4.3. Общий вид (а) и разрез (б) ветряной мельницы типа «Bock»

В XIV веке ведущими в усовершенствовании конструкций ветряных мельниц стали голландцы, так как в Голландии (Нидерландах) эти мельницы послужили основой энергетической базы. Можно сказать, что страна самим своим существованием обязана им: ведь большая часть территории Нидерландов («низменной страны» в буквальном переводе) лежит ниже уровня моря. Именно ветряные двигатели дали возможность провести грандиозные работы по осушению болот и откачке воды. Сила ветра была противопоставлена силе другой стихии – морской, постоянно угрожавшей затопить землю маленькой страны.

Голландцы внесли много усовершенствований в конструкцию ветряных мельниц. Мельницы имели, как правило, четыре деревянных крыла решетчатой конструкции с натянутой на них грубой парусиной. Сворачивая или разворачивая эти «паруса», люди соответственно уменьшали или увеличивали площадь крыльев и таким образом преобразовывали изменчивую силу ветра в относительно равномерный ход ветродвигателя. У некоторых мельниц было до восьми крыльев (рис. 4.4, 4.5).

Крылья некоторых ветряных мельниц, выполненные целиком из дерева, имели вид жалюзи. В них для регулирования напора ветра вместо парусины использовали подвижные пластины. В XVI веке примитивные поперечные паруса на деревянных полках уступили место парусам, закреплённым на деревянных брусках с двух сторон маха (рис. 4.6).

Позже для улучшения аэродинамической формы крыльев бруски были присоединены к задней кромке. В более современных конструкциях паруса заменили тонким листовым металлом, использовались стальные махи и различные типы жалюзи и щитков для регулирования частоты вращения ветроколеса при больших скоростях ветра.

Ветряные колёса работали по тому же принципу, что и водяные, и поэтому имели очень большие размеры: размах крыльев до 28 м, ширину крыльев 2 м, а высота всей башенной конструкции мельницы достигала 30 м. Крупные ветряные мельницы при больших скоростях ветра могли развивать мощность до 66 кВт.

Ветряные мельницы, так же как и водяные, недолго оставались просто приспособлениями для перемалывания зерна. В 1582 году в Голландии была построена первая маслобойня, использующая энергию ветра, в 1586 году – первая бумажная фабрика, которая удовлетворяла повышенные требования к бумаге, обусловленные изобретением печатной машины, а в 1592 году появились лесопильные заводы для производства лесоматериалов с использованием энергии ветра. Мельницы также мололи нюхательный табак и пряности, ткали полотно.

Экономический расцвет Голландии, куда Петр I (1672–1725) ездил учиться уму-разуму, в XVI веке был вызван именно развитием ветроэнергетики в этой стране. Голландцы успешно перешли от первоначального использования ветряков для осушения низких приморских земель к их приспособлению в качестве привода различных производств. В результате Голландия стала самой энерговооруженной страной в тогдашней Европе.

Наиболее удачную конструкцию ветряной мельницы еще в XVII веке предложил голландец Ян Андриаанезоон (впоследствии во всём мире её стали называть «голландской»). С помощью этой мельницы он осушил 27 озёр, заслужив у соотечественников почётное прозвище «Леегватер» – «опустошитель вод».

Максимальное распространение ветряных мельниц в доиндустриальной Европе наблюдалось в 1700-е годы, когда на равнинах Германии, Италии, России, Украины, Испании и, конечно же, Голландии – классической страны ветряных мельниц – мерно вращали свои крылья деревянные великаны. В 30-х годах XVIII столетия в Голландии работали 1200 ветроустановок, которые предохраняли 2/3 страны от обратного превращения в болота. А к концу XIX века в Голландии их насчитывалось свыше 10 000 (в 1923 г. – только 2500, а в наше время – едва тысяча), а в маленькой Дании – 30 тысяч для бытовых целей и 3 тысячи ветродвигателей, которые использовались в промышленности.

Наш природный волшебник без рук, без ног ворота отворяет, силен, могуч, гоняет стаи туч. И это только «цветочки»! который постоянно движется параллельно земной поверхности, под силу всё и даже больше. Очень важно, что он представляет собой энергии. Как человек использует ветер? Все уже наверняка догадались, что речь идет именно о нем.

Приносит то прохладу, то тепло

Человек ценит силу ветра с незапамятных времен. Еще до наступления нашей эры природный помощник «гнал» по рекам и морям лодки, качал воду для орошения полей, перемалывал зерна. В итоге совершались географические открытия, колосились угодья, наполнялись мукой закрома.

Однажды человек разумный придумал, как превратить ветер в электрическую энергию, кардинально изменив условия своего существования. Ниже мы подробно поговорим о том, как человек использует ветер, но для начала отдадим должные почести самому «летучему голландцу».

Не будь движения воздуха, жаркие страны превратились бы в адскую сковороду, холодные - заледенели окончательно и бесповоротно. Но наш славный помощник «разбавляет» крайности, принося прохладу и тепло туда, где о них мечтают, как о Ветер, как непослушных барашков, гоняет по небу вечные облака. Так по земному шару распределяются осадки - дождь, снег.

Двусторонняя связь

Как возникает ветер? Земной шар окружает атмосфера - мощный живительный газовый слой (воздух), который имеет вес и давит на поверхность планеты и на все предметы на ней. Это давление распределяется неравномерно, в зависимости от степени прогрева земли солнечными лучами.

«Батарея» литосферы чем-то напоминает квартирную (поймет почти каждый: вверху горячая, внизу холодная, в середине - «так себе»). В глобальном варианте все гораздо сложнее: важен угол наклона потоков тепла от светила (падают ли они прямо или касаются земной поверхности вскользь), а также характер подстилающей поверхности (суша, море, лес, поле, равнина, горы).

Под влиянием двусторонней взаимосвязи «давление-нагрев» воздух обретает знакомые людям черты непостоянства: теплый движется вверх, холодный - вниз. Одновременно «летучий чертенок» шарахается вправо и влево (из чем больше разница, тем сильнее ветер). Обсудим, как человек использует ветер, движение воздуха.

Скачок в развитии цивилизации

Говоря научным языком, на Земле непрерывно идут процессы вертикального и горизонтального перемещения воздушных масс. Муссоны, пассаты, бризы (виды ветров) таят много возможностей. Человек понял: грех ими не воспользоваться. И приступил к обузданию непокорного подарка природы - изобрел парус.

Вот пример того, как человек использует ветер, точнее использовал. Древние египтяне вели активную торговлю с соседними государствами. Нил бороздили загруженные товарами и трофеями, к числу которых относились рабы. Можно представить тоскливые взгляды невольников, устремленные в небо. Наполненные ветром огромные плотные куски светлой ткани на мачте казались им черными.

Пользовались парусом жители восточного побережья Средиземного моря финикийцы. «С ветерком» добравшись до места впадения Нила в межматериковую водную жемчужину, они открыли для себя «египетский рынок сбыта» товаров, нашли, что купить у партнеров. Позже могучий «гоняльщик туч» помог представителям Финикии обогнуть Африку. Так постепенно расширялись горизонты развития цивилизации.

Все перемелется

Моря и океаны - главные просторы обитания ветра: «гуляке» есть где разогнаться, куда свернуть. На суше ему тесновато. Но человека разумного этим не напугать: за тысячелетия до наступления новой эры существовали ветряные колеса (главная деталь мельницы). На земном шаре найдутся аэродинамические механизмы для измельчения зерна возрастом в 3000 лет (Александрия).

О том, как люди используют силу ветра, рассказывает богатая мукомольная история человечества. За две сотни лет до н. э. в Персии работали с вертикальной осью вращения (в Китае они появились еще раньше). Мы привыкли к изображениям мельницы с крыльями в виде огромного осевого вентилятора. Движение вертикальных лопастей напоминало кружение юлы.

Их делали из камыша, который закрепляли на раме. Мельницу обносили стеной: атмосферный «бродяга» ударялся об нее и «отскакивал» в нужном направлении. При помощи ветряных колес вавилоняне осушали болота (откачивали воду). История хранит сведения о существовании маслобоен, лесопилен, бумагоделен, работающих при помощи ветра. При изучении фактов, как человек использует ветер (движение воздуха), мельница оказывается далеко не «одинокой».

На большом воздушном шаре

Мы уже упоминали, что нагретый воздух устремляется вверх. Осознав это, люди решили использовать это свойство в своих целях: из плотной ткани сшили огромный воздушный шар с отверстием внизу, через которое наполнили его горячим воздухом.

Экспериментаторы братья Монгольфье проделали это в 1783 году. В привязанную к шару корзину посадили домашнюю живность. Первые «шаронавты» - уточка, петушок-золотой гребешок и барашек, некоторое время парили в небесной синеве, после чего благополучно приземлились. Вскоре на шаре стали поднимать в воздух человека. Говоря о том, как человек использует ветер (движение воздуха), воздушный шар обойти вниманием невозможно.

В помощь наблюдателям

Послужили людям во многих отраслях деятельности. Благодаря им они смогли осматривать окружающие территории с высоты птичьего полета (в военных целях это особенно важно), составлять планы местности. Появились первые воздушные путешественники.

В августе 1887 года русский ученый-химик Дмитрий Менделеев, занимавшийся изучением свойств газов и жидкостей, а также верхних слоев атмосферы, на аэростате, наполненном водородом, поднялся вверх, чтобы наблюдать за солнечным затмением. Дело было в 18 верстах от Клина. Полет шара вызвал огромный интерес у современников.

Летал 53-летний светила науки один. Шар не смог подняться на нужную высоту, но почти на 4 километра (3,8) взмывал. Облака заслоняли солнце, однако Менделеев умудрился частично изучить солнечную корону.

Можно ли управлять ветром?

Воздушный шар управлению человеком не подчиняется, зато полностью послушен ветру. Ученые согласиться с таким положением дел не могли. Они изобрели рычаги управления (руль и Так появились аэростаты. Только воздух свои позиции сдает неохотно. Вот и Менделеева через 100 километров атмосферный «шалун» приземлил там, где Дмитрий Иванович «сесть» и не гадал: в имении писателя Салтыкова-Щедрина, между Калязином и Переславлем-Залесским.

В ходе изучения вопроса, как человек использует ветер (движение воздуха), вентилятор упоминается в таком контексте: будет ли двигаться лодка, если парус наполнить мощным искусственным воздушным потоком? Одни высказывают такое предположение: если вентилятор установлен внизу (т. е. наполняет парус снизу), импульс потока воздуха направляется под углом к горизонту и, отражаясь от паруса, тоже горизонтален, то поплывет. Другие говорят: для однозначного ответа на вопрос нужен эксперимент в идеальных условиях.

Природному «братцу» идеальные условия ни к чему. Он живет себе на просторе, служит людям, время от времени проявляя свой непокорный нрав. Полемизируя на тему «Как человек использует ветер?», люди все чаще говорят о том, что этот дар природы используется недостаточно широко, спектр применения будет расширяться.