BALON NA OGRZANE POWIETRZE: HISTORIA, CHARAKTERYSTYKA, CZĘŚCI, JAK TO DZIAŁA - FIZYCZNY - 2025

Balonem jest rzemiosło powietrze, które pozwala ładunek, a ludzie mają być podnoszone w powietrzu i że działa na zasadzie wyporu. Nie wymaga skrzydeł, ostrzy ani silnika do podnoszenia. Wystarczy, że w torbie, balonie czy balonie zamknięty jest gaz lżejszy od otaczającego powietrza.

Gaz ten jest zwykle gorącym powietrzem, ponieważ jest lżejszy od otaczającego go zimnego powietrza, co pozwala mu się wznosić lub unosić na wodzie. Do balonu przymocowany jest kosz lub kabina, w której umieszczany jest ładunek i / lub pasażerowie.

Balony na gorące powietrze. Źródło: pixabay

Ogólnie rzecz biorąc, balony na ogrzane powietrze nie mają żadnego rodzaju paliwa, więc kierunek lotu jest determinowany przez wiatr, chociaż większość balonów na ogrzane powietrze ma system, który umożliwia kontrolę wysokości.

Historia balonu na ogrzane powietrze

Kredyt za wynalezienie balonu na ogrzane powietrze należy do braci Montglofier, Josepha - Michela i Jacques - Étienne, którzy pokazali go publicznie 4 czerwca 1783 roku we Francji, chociaż ich pierwsze modele powstały rok wcześniej.

Joseph i Etienne od dawna marzyli o lataniu, ale nie znaleźli na to sposobu.

Inspiracja przyszła, gdy Joseph trzymał koszulę za szyję w gorącym powietrzu unoszącym się z kominka i zdał sobie sprawę, że to powietrze może ją unieść. Zrozumieli, że gorące powietrze jest lżejsze od zimnego i dlatego unosi się.

Zatem zadaniem do wykonania było zamknięcie tego powietrza w worku dostatecznie dużym, aby unieść ładunek. Oczywiście im większe obciążenie, tym większa objętość worka, który mógłby zawierać gorące powietrze.

We wrześniu 1782 roku zbudowali balon o pojemności jednego metra sześciennego, który napełnili gorącym powietrzem, które zdołało unieść się na wysokość trzydziestu metrów. Do grudnia zbudowali jeden o większej pojemności, trzech metrów sześciennych, z którym kontynuowali swoje eksperymenty.

W kwietniu 1783 roku udało im się podnieść balon o średnicy 10 metrów na wysokość 365 metrów i objętość 850 metrów sześciennych. W czerwcu tego samego roku dokonali publicznej demonstracji wynalazku.

Demonstracja przed królem Ludwikiem XVI

Wielka demonstracja miała miejsce we wrześniu 1783 r. W Wersalu, na oczach króla Ludwika XVI, królowej Marii Antoniny, całego francuskiego dworu i 130 000 widzów, którzy byli zdumieni demonstracją.

Na pokładzie balonu w Wersalu we wrześniu 1783 roku był kogut, owca i kaczka. Miesiąc później miał miejsce pierwszy lot człowieka balonem na ogrzane powietrze.

Pierwszym człowiekiem, który wzniósł się po niebie balonem na ogrzane powietrze, był Jean-François Pilâtre de Rozier (październik 1783). Niestety, dwa lata później Jean-François i jego towarzysz zginęli w wypadku balonu na ogrzane powietrze.

Kolejny historyczny kamień milowy ma miejsce w 1792 roku, kiedy balon na ogrzane powietrze po raz pierwszy został użyty do celów wojskowych. Pokaz Królewskiego Kolegium Artylerii w Segowii odbył się w obecności króla Karola IV Hiszpanii.

W październiku 1797 roku André Jacques Garnerin wykonał pierwszy skok spadochronowy z balonu na ogrzane powietrze przelatującego po paryskim niebie.

cechy

Główne cechy charakterystyczne balonu na ogrzane powietrze to:

- Nie można powiedzieć, że to latający artefakt, jest to raczej pływający artefakt.

- Odpowiednie warunki przepływu powietrza są niezbędne, aby zagwarantować pływalność i bezpieczeństwo.

- Ma mocną i lekką owinięcie z tkaniny lub balon, który wypełnia się gorącym powietrzem.

- Powietrze wypełniające powłokę jest ogrzewane palnikami gazowymi.

- Ładunek i załoga trafiają do kosza zwisającego z balonu i wykonanego z lekkich materiałów.

Części balonu na ogrzane powietrze

Trzy główne części balonu na ogrzane powietrze to:

- Koperta.

- Palniki.

-Kosz lub kosz.

Koperta lub świeca ma nieporęczny lub balonowy kształt, jest wykonana z pasków lekkiej i wodoodpornej tkaniny, które są zszyte, aby nadać kulisty kształt.

Obecnie tkaniny i nici użyte do wykonania owijania są wykonane z włókna nylonowego lub poliestrowego, jednak należy zaznaczyć, że włókna te nie istniały, gdy pojawiły się pierwsze balony na ogrzane powietrze. Włókno nylonowe zostało wynalezione w 1938 r., A poliester w 1946 r. Opakowanie pierwszych balonów było wykonane z jedwabiu lub papieru.

Zadaniem świecy lub koperty jest przechowywanie gorącego powietrza i zapewnienie wyporu balonu na ogrzane powietrze. Pomimo tego, że tkanina jest wytrzymała, przy wykonywaniu żagla konieczne jest założenie wzmacniających taśm wzdłużnych i poprzecznych.

W górnej części żagla znajduje się klapa lub zawór zrywny, zwany spadochronem, który jest uruchamiany przez linę, która po pociągnięciu przez pilota umożliwia ucieczkę gorącego powietrza, dzięki czemu można kontrolować wysokość lub wysokość.

Palniki i paliwo

W górnej części zewnętrznej żagla znajdują się liny, które są przymocowane do końców pasów nośnych i pomagają w pompowaniu i opróżnianiu żagla.

Palniki są ustawione tak, aby ogień był skierowany w stronę wejścia lub wylotu obudowy.

Paliwem używanym do ogrzewania powietrza i wypełniania powłoki jest propan. Zbiorniki propanu, które na początku służą do napełniania balonu powietrznego, pozostają na ziemi. Na pokładzie mogą być inne mniejsze, które moglibyśmy nazwać zbiornikami konserwacyjnymi.

Kosz lub kosz balonu na ogrzane powietrze jest nadal wykonany z wikliny. Wypróbowano inne lekkie i wytrzymałe materiały, ale wiklina nadal ma cztery główne cechy: jest tania, lekka, odporna i absorbuje uderzenia podczas lądowania.

Podłoga kosza wykonana jest ze sklejki i posiada stalowe linki, które otaczają ją pionowo i wzdłużnie, do zaczepienia na taśmach wzmacniających świecę i wspornikach palnika.

Nowoczesny sprzęt

Oprócz tego podstawowego wyposażenia, obecnie członkowie załogi balonu posiadają przyrządy lotnicze, takie jak:

- Wysokościomierz.

- Termometr.

- Kompas.

- Gaśnice.

- GPS.

- Sprzęt radiowy.

Funkcjonowanie

Przed uruchomieniem balonu należy wziąć pod uwagę wszystkie przygotowania, w tym i nie tylko wybór odpowiedniego miejsca do lotu.

Przy tym wyborze należy wziąć pod uwagę, że miejsce to nie posiada wież czy kabli wysokiego napięcia, kierunku i prędkości wiatru oraz w jakim kierunku będzie skierowany balon.

Aby nadmuchać balon lub świecę, kładzie się go na ziemi i napełnia gorącym powietrzem za pomocą wentylatora. Szczegółowy proces inflacji wygląda następująco:

- Żagiel rozciąga się rozkładając go w poziomie za pomocą pasów nośnych po obu stronach. Ta operacja wymaga co najmniej dwóch osób.

Nadmuchiwany balon na ogrzane powietrze. Źródło: pixabay

- Bardzo ważne jest, aby sprawdzić, czy zamknięcia lub rzepy spadochronu lub zaworu koronowego są zaplombowane, aby podczas napełniania balonu nie uciekało gorące powietrze.

- Świecę napełniają wentylatory, które, jeśli są wystarczająco mocne, nadmuchują balon. Następnie palniki zapalają się, aby wprowadzić więcej gorącego powietrza, aby zakończyć napełnianie świecy.

- Gdy świeca jest szeroko otwarta i podtrzymywana przez co najmniej dwie osoby, palniki są kierowane do wnętrza balonu i zapalane na krótkie odstępy czasu, aż balon podniesie się i zaciśnie kable i liny mocujące go do kosza. Kosz musi być zakotwiczony do podłoża, aby uniknąć niepożądanego podnoszenia.

- Po napełnieniu gorącym powietrzem świeca unosi się, wskazując, że balon jest gotowy do użycia. Balon musi być przymocowany do podłoża, aby zapobiec niekontrolowanemu podniesieniu się.

Jak manewrować balonem?

Podczas poluzowywania więzi balon unosi się. Jego kierunek określają prądy powietrza. Ale na różnych wysokościach prądy te mogą mieć różne kierunki, więc kontrolując wysokość można również wybrać kierunek lotu.

Kiedy chcesz się wynurzyć lub chcesz utrzymać wysokość, palniki są aktywowane, ale aby zejść, są one dezaktywowane w taki sposób, że powietrze wewnątrz balonu stygnie i staje się cięższe, więc zaczyna opadać.

Jeśli opuszczanie jest bardzo szybkie, palniki należy ponownie uruchomić, aby zmniejszyć prędkość opadania.

Bardzo ważne jest, aby po dotknięciu kosza do ziemi pasażerowie pozostali w koszu, dopóki nie zostanie całkowicie przywiązany do podłoża. W przeciwnym razie balon może zacząć się ponownie unosić i spowodować niepożądany wypadek.

Rodzaje balonów na ogrzane powietrze

Balony na ogrzane powietrze można podzielić na kilka typów, w zależności od ich właściwości, na przykład tego, czy mają jakiś rodzaj układu sterowania.

Balony na ogrzane powietrze nie będące statkami powietrznymi

Brakuje im układu napędowego, więc o ich przemieszczaniu się w kierunku i na odległość decydują atmosferyczne prądy powietrza.

Mają dużą torbę lub świeczkę, która zatrzymuje powietrze, które ogrzewa palnik znajdujący się na dole wlotu lub wylotu świecy, który kieruje gorące powietrze do środka.

W balonie tego typu załoga i pasażerowie idą w koszu, który jest przymocowany do żagla linkami i pasami.

Manewry ograniczają się do kontrolowania wynurzania i opadania. Jednak na różnych wysokościach prądy powietrza mogą kierować się w różnych kierunkach, co nadaje tym typom balonów na ogrzane powietrze pewien margines kierunkowości.

- Balony sterowcowe

Czasami są znane pod nazwą sterowców lub w niemieckim zeppelinie. Główną cechą jest to, że posiadają silnik śmigłowy, który pozwala im decydować i utrzymywać kierunek lotu nawet pod wiatr.

Ogólnie rzecz biorąc, balon lub świeca są zamknięte i wypełnione gazem lżejszym od powietrza, takim jak wodór lub hel. Wodór jest wysoce łatwopalny, a hel jako gaz szlachetny nie stwarza ryzyka zapalenia się lub wybuchu. W sterowcach wysokość balonu jest stosunkowo stała.

-Mieszane balony na ogrzane powietrze

Są to takie, które mają porcję lekkiego gazu, takiego jak hel, zamknięte w balonach, które zmniejszają całkowitą wagę, ale mają też świecę wypełnioną gorącym powietrzem z palników. Mogą mieć system napędowy lub nie.

- Balony załogowe i bezzałogowe

Inną możliwą klasyfikacją balonów jest to, czy mają członków załogi, czy nie.

Bezzałogowe balony na ogrzane powietrze

Zwykle są używane do celów reklamowych na targach i innych imprezach. Pozostają przywiązane na stałej wysokości. Tego typu balony wykorzystują gaz zamiast gorącego powietrza.

Wśród balonów bezzałogowych są balony meteorologiczne, które nieustannie wznoszą się i wysyłają dane na ziemię za pomocą sygnałów radiowych. Dane te to wysokość, temperatura, prędkość i kierunek wiatru, ciśnienie atmosferyczne i inne interesujące dane.

Załogowe balony na ogrzane powietrze

Wymagają członka załogi i generalnie są gorącym powietrzem. Balon tego typu jest używany przez miłośników latania, ale może też służyć do celów komercyjnych i turystycznych. Są też zawody, w których ustala się punkty startu i mety oraz ocenia się zdolność załogi do osiągnięcia założonych celów.

Jak zrobić domowy balon na gorące powietrze

Oto podstawowe kroki, aby zbudować domowy balon na gorące powietrze, który faktycznie szybuje.

Ten typ balonu jest również sprzedawany pod nazwą balony życzeń, ponieważ życzenie jest zwykle składane, gdy się unosi.

materiały

- Duży worek tych używanych na śmieci, szukających tego, aby był wykonany z cienkiego plastiku, a nie ultra mocnych, które są wykonane z grubszego plastiku.

- Para cienkich, ale sztywnych drutów. Można użyć drutu używanego w budownictwie. Druty wieszaków na ubrania są bardzo grube i ciężkie (nie nadają się do eksperymentu)

- Cienki drut miedziany lub używany do kompozycji kwiatowych.

- Wacik lub papier toaletowy lub papier toaletowy.

- Alkohol do spalenia.

- Zapalniczka alkoholowa.

- Cztery kawałki taśmy klejącej.

Proces

- Otworzyć worek, aby można było dokonać pomiaru otwartego otworu worka.

- Gdy mamy już pomiary, przecinamy dwa druty, które zostaną połączone w krzyż, którego zadaniem jest szeroko rozwarty dolny koniec torby. Końce tych drutów należy zagiąć na długość L około 1 cm.

- Do połączenia krzyża używamy cienkiego drutu miedzianego. Również na przecięciu dwóch drutów mocujemy wacik lub papier toaletowy, który impregnujemy palącym się alkoholem.

- Przymocowujemy krzyż do otwartego końca torby tak, aby był szeroko otwarty.

- Następnie trzymamy torbę u góry, aby przybrała kształt balonu.

- Aby ogrzać powietrze wewnątrz worka, na początku umieszcza się na ziemi palnik alkoholowy, który spowoduje, że gorące powietrze dostanie się do worka i wyprze zimne powietrze.

- Gdy zauważy się, że worek jest dobrze napompowany, to bawełniana lub papierowa kulka u podstawy w kształcie krzyża zostaje włączona i balon jest wypuszczany, gdy tylko zorientujemy się, że chce się unieść.

Bibliografia

1. Briceño, G. Balon na ogrzane powietrze. Odzyskany z: euston96.com
2. Jak zrobić domowy balon na gorące powietrze. Odzyskane z: Espaciociencia.com.
3. Opis balonu. Odzyskany z: ballooning.es
4. Lot balonem na ogrzane powietrze. Odzyskany z: pasionporvolar.com
5. Wikipedia. Balon na gorące powietrze. Odzyskane z: wikipedia.com/es