Čínská lucerna

Pro rostlinu, viz obecný physalis

Čínská lucerna  je létající svítící konstrukce vyrobená z papíru nataženého přes lehký dřevěný rám. Funguje na principu horkovzdušného balónu a je oblíbený ve východních zemích.

V Rusku je vypouštění čínských luceren ve městech, obcích a v blízkosti lesů zakázáno: [1]

„Pravidla požárního režimu v Ruské federaci“, odstavec 73:
... Na území sídel, městských částí a vnitroměstských obcí, jakož i ve vzdálenosti menší než 1000 metrů od lesů, je zakázáno spouštět nekontrolované výrobky z hořlavých materiálů, princip zvedání, který je založen na ohřevu vzduchu uvnitř konstrukce pomocí otevřeného plamene.

Historie

První zmínky o čínských papírových lucernách byly nalezeny v kronikách popisujících vojenská tažení generála Zhuge Lianga (180-234 n. l., čestný titul Kunming ), který je podle zdrojů používal k vyvolání strachu v nepřátelských jednotkách:

Olejová lampa byla umístěna pod velkým papírovým pytlem, který stoupal horkým vzduchem z lampy. … Nepřátele přemohl strach ze světla ve vzduchu, protože si mysleli, že mu pomáhá božská síla. [2]

Zařízení, což je lampa v papírové nádobě, je však zaznamenáno již dříve a podle Josepha Needhama byly horkovzdušné balóny známy v Číně ve 3. století před naším letopočtem. před naším letopočtem E.

Je také známo, že létající čínské lucerny byly používány jako univerzální prostředek pro přenos signálů mezi velením a různými armádními jednotkami v čínské armádě [3] . Později v Číně a dalších východních zemích dostalo vypouštění papírových luceren určitý náboženský význam.

V Evropě se čínské lucerny začaly masově objevovat v roce 2005. V roce 2005 na památku obětí zemětřesení v Indickém oceánu v roce 2004 bylo na pláži Khao Lak ( Thajsko ) vypuštěno asi 5 000 luceren . Novinář Zhou Xin (Gangzhou Dailey) obsadil druhé místo v kategorii Arts and Entertainment prestižní mezinárodní fotožurnalistické soutěže World Press Photo [4] se svou fotografií z této události .

Zařízení

Roli nosné konstrukce v nebeské lucerně plní lehký dřevěný rám, obvykle bambus . V jeho spodní části je na tenkém drátu upevněn hořák. Tradiční hořák je vyroben z kusu bavlněné látky napuštěné voskem nebo porézního papíru napuštěného hořlavými kapalinami. V moderních baterkách je hořák někdy vyroben z hořlavých polymerů. Kopule je vyrobena z rýžového papíru s přídavkem moruše . Papír je zpravidla impregnován speciální nehořlavou kompozicí, aby se nevznítil.

Rám a kopule nebeské lucerny mohou mít různé tvary, od standardních geometrických tvarů (válec, koule) až po obrázky zvířat a oblíbených předmětů pro domácnost.

Jak to funguje

Plamen hořáku ohřívá vzduch uvnitř svítilny až na 100~120°C. Při zahřátí se hustota vzduchu snižuje, a tedy i jeho hmotnost. Vzduch uvnitř svítilny se stává lehčím než vzduch venku, takže svítilna plave ve studeném vzduchu. [5]

Hustotu ohřátého vzduchu uvnitř svítilny lze vypočítat pomocí stavové rovnice pro ideální plyn

kde ρ  je hustota vzduchu, p  je absolutní tlak , R  je univerzální plynová konstanta pro suchý vzduch (287,058  J ⁄ (kg K) ) a T  je absolutní teplota v Kelvinech .

Objem průměrné svítilny je přibližně 0,25 m³. Při standardním atmosférickém tlaku 101,325 kPa a teplotě vzduchu 20 °C je hustota atmosférického vzduchu 1,2041 kg⁄m³. Z toho vyplývá, že hmotnost vzduchu ve svítilně o objemu 0,25 m³ bude asi 300 gramů.

Když se vzduch uvnitř lucerny zahřeje na teplotu 100 °C, jeho hustota se sníží a bude 0,946 kg⁄m³.

Při této hustotě již nebude hmotnost vzduchu uvnitř svítilny 300 g, ale 236 g. Hmotnost konstrukce průměrné čínské lucerny je asi 50 g. svítilna je o 14 g menší než hmotnost vzduchu zabírající stejnou hlasitost. Tento rozdíl odpovídá zvedací síle působící na svítilnu.

Podle Archimedova zákona na těleso ponořené do kapaliny (nebo plynu) působí vztlaková síla, která se rovná hmotnosti kapaliny (nebo plynu) vytlačené tímto tělesem , kde  je hustota kapaliny (plynu ),  je zrychlení volného pádu a  je objem ponořeného tělesa.

Pro svítilnu je vztlaková síla = 1,20 kg⁄m³ × 9,8 m/s² × 0,25 m³ = 2,94 N. Gravitační síla působící na svítilnu = 0,286 kg × 9,8 m /s² = 2,80 N .

Chování svítilny závisí na poměru mezi moduly gravitace a Archimédovou silou , které působí na toto těleso. Svítilna začne stoupat k obloze, pokud je podmínka splněna . V našem případě je tato podmínka splněna, protože 2,80 N < 2,94 N.

Některé charakteristiky

Hmotnost průměrné čínské lucerny je 50-100 g. Výška zdvihu se obvykle pohybuje v rozmezí 200-500 metrů, doba hoření paliva v hořáku je 15-20 minut. Velikosti luceren se pohybují od 70x28 cm do 170x50 cm (výška x průměr spodního kroužku).

Provozní bezpečnost

Při spouštění nebeských svítilen je třeba dodržovat určité bezpečnostní požadavky.

Například nemohou být vypuštěny v bezprostřední blízkosti letišť a požárně nebezpečných staveb, a to ani ve městech, osadách, v blízkosti lesů. Abyste předešli požáru, nepoužívejte baterky za větrného počasí.

Vypouštění nebeských luceren je v mnoha státech zakázáno. Kovový rám ze spadlých luceren vede k úhynu hospodářských zvířat, která drát žere spolu se senem, psi na procházce si tímto drátem zraňují tlapky. Svíčky, které nestihnou před přistáním zhasnout, zapalují doškové střechy a dokonce ničí celá pole. Jsou známy případy selhání elektrárny a požáru obytného domu, který vedl ke smrti osob [6] .

Pro hromadné vypouštění svítilen na území Ruska je v souladu s Leteckým kodexem vyžadováno povolení od orgánů řízení letového provozu z důvodu možného nebezpečí pro letecké lety. [7]

Hromadné starty vyžadují souhlas místních úřadů, stejně jako jiné hromadné akce. Takové akce mohou vytvořit velké množství odpadků rozptýlených po široké oblasti.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Nařízení vlády Ruské federace ze dne 16. září 2020 č. 1479 „O schválení pravidel pro požární režim v Ruské federaci“ Archivní kopie z 26. ledna 2021 o Wayback Machine // garant.ru
  2. ↑ Yinke Deng a Pingxing Wang . Starověké čínské vynálezy  (2005), s. 113. Archivováno z originálu 2. října 2014. Staženo 2. října 2017.
  3. ↑ [flylight.ru/article/all_about/#history Historie nebeských luceren] . Archivováno z originálu 1. května 2012. (downlink od 26-10-2015 [2555 dní])  
  4. ↑ 2005, Xin Zhou, 2. cena, Umění a zábava . Archivováno z originálu 1. května 2012.
  5. ↑ [svetilki.com.ua/good/nebesnyj-fonarik-kupol#princyp-raboty-nebesnyh-fonarikov Princip, podle kterého vzlétají nebeské lucerny] . Archivováno z originálu 1. května 2012.
  6. ↑ Spouštění cigaret. Sky lanterns považovány za odpad ve Spojeném království Archivováno 2. prosince 2018 na Wayback Machine / GEO, 2012
  7. ↑ Prokuratura: V Burjatsku vytvořily „nebeské svítilny“ hrozbu pro letectví Archivní kopie ze 4. února 2013 na Wayback Machine // Rossijskaja Gazeta, 2012-04-18 „Bylo provedeno vypuštění dvou tisíc“ nebeských svítilen “ bez povolení organizace letového provozu. … A použití vzdušného prostoru k vypuštění jakýchkoliv objektů bez povolení úřadu pro letový provoz ohrožuje bezpečnost letu.“