Авиация началась с воздушного шара. Воздушный шар (аэростат) – это летательный аппарат легче воздуха. Аэростат наполняется горячим воздухом или газом, который легче окружающей атмосферы, за счет чего аппарат согласно закону Архимеда получает подъемную силу.
Есть несколько типов аэростатов по типу заполнения оболочки:
Тепловые (монгольфьеры) – наполняются горячим воздухом. В 1782 году французские изобретатели братья Жозеф-Мишель и Жак-Этьенн Монгольфье провели первые испытания такого шара. В 1783 году братья запустили шар, который поднялся на высоту 30 метров с животными – бараном, петухом и уткой, поднялся до 500 метров и пролетел 4 километра. На максимальной высоте подъема оболочка разорвалась, однако шар плавно опустился на землю и первый «экипаж» не пострадал. 21 ноября того же года в западном пригороде Парижа состоялся первый запуск воздушного шара с людьми. Разрисованный шар имел 14 метров в поперечнике и 21 метр в высоту. Первыми аэронавтами стали Пилатр де Розье и маркиз д’Арланд. Смельчаки достигли максимальной высоты 915 метров и пролетели 9 км. Полет продолжался 25 минут. С этого полета началась пилотируемая аэронавтика.
Газовые (шарльеры) – подъемная сила которых создается за счет газов легче воздуха или их смесей. В 1783 году такой шар успешно испытал другой французский воздухоплаватель – Жак Александр Шарль. Этот изобретатель и ученый придумал наполнять шар легким газом – водородом, который давал большую подъемную силу в сравнении с горячим воздухом. Шарль установил рекорд подъема в 3 километра и дальности в 40 км (шары братьев Монгольфье не поднимались выше 1.8 км и не летали дальше 2 км).
Комбинированные (розьеры) – использующие две оболочки: одну, наполненную газом легче воздуха, и вторую, наполненную горячим воздухом. Изобретатель Пилатр де Розье пытался перелететь на таком шаре Ла-Манш в 1785 году, однако во время полета шар внезапно загорелся и начал падать. Де Розье и его помощник Пьер Ромэн погибли. Но от этой конструкции не отказались. В 1999 году Брайан Джонс и Бертран Пикар (внук изобретателя стратостата Огюста Пикара и подводного исследователя Жака Пикара) совершили первый безостановочный кругосветный полет на комбинированном аэростате Breitling Orbiter. Начав путешествие в Швейцарии 1 марта, аэронавты приземлились в Египте 21 марта, пролетев 40 814 км за 19 суток 21 час 55 минут. Максимальная высота подъема составила 11.7 км, а максимальная скорость – 123 узла. Во время полета экипаж находился в герметичной гондоле с иллюминаторами, снабженной системой жизнеобеспечения. Электроэнергию давали солнечные панели под гондолой. Для навигации использовалась GPS.
Стратостат – это тип аэростата для достижения высоты 15 км и выше. От обычного аэростата он отличается тонкой и легкой оболочкой большего объема для создания достаточной подъемной силы в разреженных слоях атмосферы. Пилотируемые стратостаты, как правило, имеют герметичную гондолу с системой жизнеобеспечения.