Горещовъздушен балон — принцип на действие, строеж и употреба

Открийте всичко за горещовъздушния балон: принцип на действие, строеж и употреба — как работи, безопасност, история и практически приложения за летене и туризъм.

Балонът с горещ въздух е вид въздухоплавателно средство. Той се издига чрез нагряване на въздуха в балона, обикновено с огън. Горещият въздух тежи по-малко от същия обем студен въздух (той е по-малко плътен), което означава, че горещият въздух ще се издигне или ще плува, когато около него има студен въздух, точно както въздушно мехурче в съд с вода. Колкото по-голяма е разликата между горещия и студения въздух, толкова по-голяма е разликата в плътността и толкова по-силно балонът ще се издърпа нагоре. Това означава, че балоните могат да носят по-голяма тежест в студен ден или ако въздухът в балона е много горещ. При по-висока температура молекулите на въздуха се движат по-бързо. Това кара молекулите да се разпространяват и затова горещият въздух е с по-малка плътност от по-хладния.

Принцип на действие

Принципът на работа на горещовъздушния балон се базира на архимедовия принцип: телата потъват или плават в течност в зависимост от относителната плътност. В случая «течността» е околният въздух. Когато въздухът в обема на балона се нагрее, неговата плътност намалява и общата сила на изтласкване (подемната сила) надвишава теглото на балона, кошницата, горивото и пътниците — резултатът е издигане. За да се спусне, пилотът намалява температурата на вътрешния въздух (спира изгарянето за кратко или отвори вентили за охлаждане), което увеличава плътността и води до понижаване.

Устройство и основни части

• Енвелоп (обвивка) — голям платнен или синтетичен мехур, който задържа загретия въздух. Най-често се изработва от устойчив на топлина найлон или полиестер със подсилени шевове и термоустойчива "гърловина".
• Горелка — произвежда пламък, който нагрява въздуха в енвелопа. Горелките са типично с пропанови или бутанови бутилки като източник на гориво.
• Тенкове за гориво — метални цилиндри, които захранват горелката. Разполагат се в кошницата и са обезопасени при закрепване.
• Кошница (кош) — структура от тъкан или плетен ракит/ратан, която носи пилота и пътниците. Кошницата е здрава и осигурява закрепване за горелката и горивните бутилки.
• Вентили и клапани — служат за изпускане на горещ въздух (парашутен клапан) или за регулиране на налягането и температурата в енвелопа.

Управление и безопасност

Контролът над движението на балона се извършва предимно чрез регулиране на температурата на въздуха в енвелопа: повече топлина — издигане; по-малко топлина — спускане. За да се променя хоризонталното направление, пилотът използва различни пластове вятър на различни височини — опитен пилот може да избере височина с желаното направление на вятъра.

Основни правила за безопасност:

• летене при подходящо време (без силни ветрове, гръмотевични бури или силна турбуленция);
• редовна техническа поддръжка на горелката, бутилките и енвелопа;
• професионално обучение и лиценз за пилота;
• яма използване на отворен огън или пушене в близост до горивото и бутилките;
• планиране на кацане на място с достатъчно пространство и липса на препятствия (жици, дървета, сгради).

Приложения

Горещовъздушните балони се използват предимно за:

• пътувания и туризъм — панорамни полети за туристи и фотосесии;
• спорт и състезания — организират се международни състезания и фестивали на балоните;
• рекламни и промоционални кампании — върху енвелопа могат да се поставят лога и рекламни послания;
• научни и метеорологични наблюдения — проучвания на атмосферата и наблюдение на явления на ниска височина.

Кратка историческа бележка

Първите успешни полети с горещ въздух са извършени от сестрите Монгольфие (Montgolfier) през 1783 г. във Франция. Оттогава балоните претърпяват значително развитие по отношение на материали, сигурност и управляемост, но основният принцип остава същият — използване на разликата в плътността между нагрятия вътрешен въздух и околния въздух.

Предимства и ограничения

Предимства: относително ниска сложност на конструкцията, впечатляващи визуални ефекти, възможност за безшумно плаване и туристически атракции. Ограничения: зависимост от метеорологичните условия, ограничена контролираност на посоката (в сравнение с моторни летателни апарати), необходимост от подходящи зони за стартиране и кацане.

Горещовъздушният балон остава един от най-старите и харизматични начини за летене — комбинация от наука, природа и преживяване, което привлича както ентусиасти, така и професионалисти по целия свят.

История

Балонът с горещ въздух е най-старата форма на летателна техника, която може успешно да превозва хора. Най-ранното използване на горещ въздух за летене на предмети е направено в Древен Китай. Хартиени фенери са били изпращани във въздуха за сигнализиране.

Първият балон с горещ въздух, който превозва човек, е направен от братята Монтголфие. На 19 септември 1783 г. те демонстрират изобретението си пред крал Луи XVI и кралица Мария Антоанета във френския двор в Париж. Пътниците били овца, патица и петел. Те прелетели 480 метра. Първият полет с човек е осъществен на 15 октомври 1783 г. На борда на самолета е бил Жак-Етиен Монголфие. Балонът е бил прикрепен към земята с въже. Първият свободен полет, без да е прикрепен към земята, е извършен няколко седмици по-късно, на 21 ноември 1783 г. На борда на балона са маркиз Франсоа д'Арландес и Пилатр дьо Розие.

Балон с горещ въздух през 1783 г.

Фестивали

Фестивалът на балоните с горещ въздух е вид въздушно шоу. На него балонистите показват и летят заедно със своите балони. По време на тези събития те летят сутрин и вечер, ако условията го позволяват. Хората могат да се насладят на полет с балон, ако си платят. Има много дейности. Понякога балоните се осветяват на фона на нощното небе.

На тези фестивали хората могат да видят различни форми на балони. Обикновено те са кръгли, но могат да имат и други форми.

Фестивал на балоните с горещ въздух

Въпроси и отговори

В: Какво представлява балонът с горещ въздух?

В: Как балонът с горещ въздух се задържа във въздуха?

Въпрос: Каква е връзката между температурата на въздуха в балона и способността му да носи тегло?

В: Защо горещият въздух е по-малко плътен от студения?

В: Как загряването на въздуха в балона го кара да се издига?

В: Какво се случва със способността на балона да се издига, когато температурната разлика между горещия и студения въздух се увеличава?

Въпрос: Може ли балон с горещ въздух да носи по-голяма тежест в горещ или студен ден?

Търсене по буква