ז'אק שארל

ביוגרפיה

שארל נולד בקומונה בוז'נסי־סור־לואר (Beaugency-sur-Loire) ב-1746. הוא נישא לז'ולי פרנסואז בּוּשׁוֹ דז ארט (Julie Françoise Bouchaud des Hérettes; 1784-1817), אישה קריאולית הצעירה ממנו ב-37 שנה. לפי המסופר, המשורר אלפונס דה למרטין היה גם הוא מאוהב בה, והיא הייתה ההשראה לדמותה של אלוויר ביצירתו הפואטית "לה לאק" (Le Lac; "האגם"), שמתארת במבט לאחור אהבה עזה שחלקו שני גברים לאותה אישה, מנקודת מבטו של הגבר שלא זכה לבסוף באישה. שארל האריך ימים ומת אחרי אשתו, בגיל 76, ב-7 באפריל 1823.

הכדור הפורח הראשון בהנעת מימן

שארל הגה את הרעיון להשתמש במימן להפקת כוח העילוי לכדורים פורחים, לאחר שקרא את מאמרו של רוברט בויל על חוק בויל שפורסם 100 שנה קודם לכן, ב-1662, ולאחר שעיין בעבודותיהם של המדענים בני-זמנו הנרי קוונדיש, ג'וזף בלאק וטיבריוס קוואלו. הוא תכנן את מבנה הכדור הפורח, ואז החל לעבוד יחד עם האחים רובר, אן-ז'אן וניקולא-לואי רובר, על בניית דגם הכדור הפורח, בסדנה שלהם בכיכר ויקטואר בפריז. האחים הגו את הרעיון כיצד להכין את בלון האוויר קל-המשקל והאטום, על ידי המסת גומי בתמיסה של טרפנטין, ואת שכבת המעטפת הראשית הכינו מצירוף של יריעות משי מצופות בלכה. הם השתמשו ברצועות משי אדומות ולבנות לסירוגין, אך תהליך הציפוי בלכה/גומי הביא לשינוי הצבע המקורי, ולתוצאה סופית של מעטפת אדומה-צהובה.
ב-27 באוגוסט 1783 הפריחו ז'אק שארל והאחים רובר את הכדור הפורח הראשון בעולם בהנעת מימן, שיצא משאן דה מארס (היכן שממוקם כיום מגדל אייפל); האירוע משך קהל צופים רב, ובהם היה גם בנג'מין פרנקלין. הכדור הפורח היה קטן יחסית, כדור בנפח של 35 מטרים מעוקבים שעשוי משי בציפוי גומי, ושיכול לשאת לכל היותר 9 ק"ג בערך. הכדור הפורח מולא במימן, שנוצר על ידי שפיכת כרבע טון חומצה גופרתית על פיסת ברזל במשקל כמחצית הטון. גז המימן הוזרם לתוך בלון הגז דרך צינורות עופרת; אולם מאחר שהוא לא הוזרם דרך מים קרים, נוצר קושי במילוי הכדור הפורח עד לקצה יכולת הקיבול שלו (הגז היה חם בעת היווצרותו, אבל הוא התקרר בתוך הכדור הפורח, ועל כן הנפח שלו התכווץ). העניין שהביע הציבור בהפרחת הכדור הפורח היה רב, והופצו עלוני מידע יומיים המדווחים על מידת ההתקדמות בניפוחו (לפני שהחל הבלון בתעופה); קהל הצופים שבא לצפות באירוע הפרחת הכדור הפורח לאוויר, היה כה גדול, שבליל 26 באוגוסט, הלילה שלפני שחרור הבלון לתעופה באוויר, הועבר הכדור הפורח בחשאי לפארק שאן דה מארס, במרחק 4 קילומטרים מנקודת ההשקה המתוכננת.
הכדור הפורח ריחף לכיוון צפון במשך 45 דקות, כשאחריו מתחקים פרשים על סוסים, והוא נחת במרחק 21 קילומטרים מהכפר גונס (Gonesse). לפי המסופר, הקהל הכפרי המקומי נאחז בבהלה לנוכח העצם המרחף, ובנחיתתו השחית אותו בקילשונות ובסכינים. הפרויקט מומן באמצעות מגבית שגייס הגאולוג והנוסע הצרפתי ברתלמי פוז'ה דה סן־פון (Barthélemy Faujas de Saint-Fond).

המשך הפעילות בתחום התעופה

הפרויקט הבא של ז'אק שארל והאחים רובר היה בניית כלי תעופה מוארך ובר-ניווט, לפי המפרט של ז'אן בטיסט מנייה (Jean Baptiste Meusnier) לבלון בר-ניווט, רעיון אותו פיתח מנייה בשנים 1783-85, שהיה למעשה דגם מוקדם של ספינת אוויר. עיצוב הבלון שילב את ה"בלונית"/"מכל המשנה" (ballonet - "בָּלוֹנֶה") הפנימי של מנייה, וכלל הגה ניווט, אך שיטת ההנעה, על ידי פתיחה וסגירה של שמשיות כבפעולת משוט, הייתה בלתי יעילה בבירור.
ז'אק שארל החליט שלא לטוס כלל בכלי תעופה זה, אך לעומתו יצאו ב-15 ביולי 1784 האחים רובר לטיסה בת 45 דקות, מסן־קְלוּ (Saint-Cloud) למדון (Meudon), יחד עם גיסם מ. קולן־אולן (M. Collin-Hullin) ועם לואי פיליפ השני, דוכס שארטר, בספינת אוויר שלה העניקו את השם La Caroline. בספינת האוויר הותקנו משוטים שנועדו להפקת כוח ההנעה ולניווט, אבל אלו התבררו כחסרי תועלת. בשל היעדרו של שסתום לשחרור גז, נאלץ הדוכס לנקב את ה"בלונה" עת הייתה ספינת האוויר בגובה 4,500 מטרים לערך, כדי למנוע קריעה של הבלון בשל התנפחות-יתר.
ב-19 בספטמבר 1784 טסו האחים רובר ומ. קולן־אולן במשך 6 שעות ו-40 דקות, לאורך מרחק של 186 ק"מ, מפריז ועד לקומונה בוורי (Beuvry) ליד העיר בתון (Béthune). הייתה זו הטיסה הראשונה בהיסטוריה לאורך מרחק העולה על 100 ק"מ.

המצאות

שארל פיתח מספר המצאות שימושיות, לרבות שסתום להוצאת גז המימן מבלון התעופה, ומכשירים אחרים, כגון הידרומטר ומד זווית מחזיר אור. כמו כן, שיפר את ההליוסטט של המדען ההולנדי וילם 'ס חרבסנדה (Willem 's Gravesande) ואת ההידרומטר של דניאל גבריאל פרנהייט. בנוסף, אישש את ניסוייו של בנג'מין פרנקלין בתחום החשמל.

חוק שארל

חוק שארל, המתאר כיצד גזים מגדילים את נפחם בעת חימום, פורסם לראשונה על ידי לואי ז'וזף גה-ליסאק ב-1802, אך הוא ייחס את החוק לעבודה של ז'אק שארל שלא פורסמה, וקרא לחוק "חוק שארל" לכבודו.
בסביבות 1878 ערך שארל ניסוי, שבו מילא 5 בלונים בגזים שונים, כאשר לכולם אותו נפח. לאחר מכן העלה את הטמפרטורה של הבלונים ל-80 מעלות צלזיוס, והבחין כי הנפח של כולם גדל באותה מידה. גה-ליסאק ציין ניסוי זה כאישוש לחוק, במאמרו מ-1802, שבו הציג את הקשר המדויק בין הנפח לטמפרטורה של גז. חוק שארל קובע, כי תחת לחץ קבוע, הנפח של גז אידיאלי פרופורציוני לטמפרטורה האבסולוטית שלו (הנמדדת במעלות קלווין). הנפח של הגז, תחת לחץ קבוע, עולה בצורה ליניארית ככל שעולה הטמפרטורה האבסולוטית של הגז. גה-ליסאק ניסח את החוק על ידי המשוואה V₁/T₁ = V₂/T₂.

הנצחה

בקומונה נסלה-לה-ואלה (Nesles-la-Vallée), שבה נחתה ב-1 בדצמבר 1793 הטיסה המאוישת של שארל ורובר, הוקמה אסטלה לזכר טיסה זו.
בשנת 1983 התקיים "גביע שארל ורובר" (Coupe Charles et Robert), תחרות בינלאומית של טיסה בכדורים פורחים, במקביל למועד מרוצי גביע גורדון בנט (Gordon Bennett Cup), המרוץ הוותיק ביותר של טיסות בכדורים פורחים בהנעת גז.