TEPLOVZDUŠNÝ BALÓN: HISTÓRIA, VLASTNOSTI, ČASTI, AKO TO FUNGUJE - FYZICKÝ - 2025

Teplovzdušnom balóne je vzduch remeslo, ktorý umožňuje náklad a ľudia sa zdvihol do vzduchu a ktorý pracuje na princípe vztlaku. Nevyžaduje sa zdvíhanie krídel alebo nožov alebo motorov. Stačí, keď je vo vrecku, balóne alebo balóne uzavretý plyn ľahší ako okolitý vzduch.

Týmto plynom je zvyčajne horúci vzduch, pretože je ľahší ako okolitý studený vzduch, ktorý mu umožňuje stúpať alebo plávať. K balónu je pripevnený kôš alebo kajuta, v ktorej je umiestnený náklad a / alebo cestujúci.

Teplovzdušné balóny. Zdroj: pixabay

Horúce vzduchové balóniky spravidla nemajú žiadny druh paliva, takže smer letu je určený vetrom, hoci väčšina horúcich vzduchových balónov má systém, ktorý umožňuje kontrolu výšky.

História teplovzdušného balónu

Kredit za vynález teplovzdušného balóna patrí bratom Montglofierom, Josephovi Michelovi a Jacquesovi Étiennovi, ktorí ho verejne predviedli 4. júna 1783 vo Francúzsku, hoci ich prvé modely boli vyrobené o rok skôr.

Joseph a Etienne snívali o lietaní po dlhú dobu, ale nenašli cestu.

Inšpirácia prišla, keď Jozef držal košeľu za krk v horúcom vzduchu stúpajúcom cez krb a uvedomil si, že tento vzduch ju môže zdvihnúť. Pochopili, že horúci vzduch je ľahší ako studený vzduch, a preto pláva.

Úlohou, ktorú mal vykonať, bolo uzavrieť vzduch v taške dostatočne veľkej na to, aby zdvihla náklad. Je zrejmé, že čím je väčšia náplň, tým väčší je objem vaku, ktorý by obsahoval horúci vzduch.

V septembri 1782 postavili balónik s objemom jeden meter kubický, ktorý naplnili horúcim vzduchom, ktorý stúpal až na tridsať metrov na výšku. Do decembra postavili jeden s väčšou kapacitou tri metre kubické, s ktorým pokračovali vo svojich experimentoch.

V apríli 1783 sa im podarilo zdvihnúť balónik s priemerom 10 metrov do výšky 365 metrov s objemom 850 metrov kubických. V júni toho istého roku verejne demonštrovali vynález.

Demonštrácia pred kráľom Ľudovítom XVI

K veľkej demonštrácii došlo v septembri 1783 vo Versailles pod výhľadom kráľa Ľudovíta XVI., Kráľovnej Marie Antoinetty, celého francúzskeho súdu a publika 130 000 ľudí, ktorí boli demonštráciou zmätení.

Na palube balóna vo Versailles v septembri 1783 boli kohút, ovca a kačica. O mesiac neskôr nastal prvý ľudský let v teplovzdušnom balóne.

Prvý muž, ktorý sa vznášal na oblohe horúcovým balónom, bol Jean-François Pilâtre de Rozier (október 1783). Je smutné, že o dva roky neskôr zomrel Jean-François a spoločník pri havárii s horúcim vzduchom.

Ďalší historický medzník sa vyskytuje v roku 1792, keď sa horkovzdušný balón prvýkrát používa na vojenské účely. Demonštrácia Kráľovskej delostreleckej univerzity v Segovii sa uskutočnila za prítomnosti španielskeho kráľa Carlosa IV.

V októbri 1797 urobil André Jacques Garnerin prvý skok padákom z horúcovzdušného balóna lietajúceho cez parížsku oblohu.

vlastnosti

Hlavné charakteristické znaky teplovzdušného balónu sú:

- Nedá sa povedať, že ide o lietajúci artefakt, je to skôr plávajúci artefakt.

- Na zaručenie vztlaku a bezpečnosti sú potrebné primerané podmienky prúdenia vzduchu.

- Má pevný a ľahký textilný obal alebo balónik, ktorý sa plní horúcim vzduchom.

- Vzduch, ktorý vypĺňa obal, je ohrievaný plynovými horákmi.

- Náklad a posádka idú do koša, ktorý visí z balóna a je vyrobený z ľahkých materiálov.

Časti horúcovzdušného balónu

Tri hlavné časti teplovzdušného balóna sú:

- Obálka.

- Horáky.

-Kôš alebo kôš.

Obálka alebo sviečka má objemný alebo balónikový tvar, je vyrobená z pruhov ľahkej a vodotesnej látky, ktoré sú prišité tak, aby poskytli guľovitý tvar.

V súčasnosti sú textílie a nite použité na výrobu obalov vyrobené z nylonu alebo polyesterového vlákna, ale treba poznamenať, že tieto vlákna neexistovali, keď sa objavili prvé horúce vzduchové balóny. Nylonové vlákno bolo vynaložené v roku 1938 a polyester v roku 1946. Balenie prvých balónov bolo vyrobené z hodvábu alebo papiera.

Funkciou sviečky alebo obálky je uchovávanie horúceho vzduchu a zaručenie vztlaku teplovzdušného balóna. Napriek skutočnosti, že látka je odolná, pri výrobe plachty je potrebné umiestniť výstužné pozdĺžne a priečne pásky.

Horná časť krídla má klapku alebo odtrhávací ventil, známy ako padák, ktorý je ovládaný lanom, ktoré po zatiahnutí pilotom umožňuje únik horúceho vzduchu, takže je možné regulovať zdvih alebo výšku.

Horáky a palivo

V hornej vonkajšej časti plachty sú laná, ktoré sú pripevnené na koniec nákladných pásov a ktoré pomáhajú pri nafúknutí a vypustení plachty.

Horáky sú orientované tak, aby oheň smeroval k vchodu alebo ústiu krytu.

Palivom používaným na ohrievanie vzduchu a plnenie obalu je propán. Propánové nádrže, ktoré slúžia na naplnenie vzduchového balónu na začiatku, zostávajú na zemi. Na palube môžu byť ďalšie menšie, ktoré by sme mohli nazvať údržbovými tankami.

Kôš alebo kôš teplovzdušného balóna je stále vyrobený z prútia. Boli vyskúšané iné ľahké a odolné materiály, ale prútený má stále štyri hlavné vlastnosti: je lacný, ľahký, odolný a absorbuje dopady pristátia.

Podlaha koša je vyrobená z preglejky a má oceľové laná, ktoré ju vertikálne a pozdĺžne obklopujú, aby sa mohli zavesiť na výstužné pásky sviečky a na podpery horáka.

Moderné vybavenie

Okrem tohto základného vybavenia majú členovia letovej posádky v súčasnosti niektoré letové prístroje, ako napríklad:

- Výškomer.

- Teplomer.

- Kompas.

- Hasiace prístroje.

- GPS.

- Rádiové vybavenie.

fungovanie

Pred spustením balónu je potrebné vziať do úvahy všetky prípravy, vrátane výberu vhodného miesta na lietanie.

Pri tomto výbere je potrebné vziať do úvahy, že miesto nemá vysokonapäťové veže alebo káble, smer a rýchlosť vetra a do ktorej oblasti bude smerovaný balón.

Na nafúknutie balóna alebo sviečky sa umiestni na zem a naplní sa horúcim vzduchom pomocou ventilátora. Podrobný proces inflácie je nasledujúci:

- Plachta sa napína horizontálnym rozložením pomocou nákladných pásov na oboch jej stranách. Táto operácia vyžaduje minimálne dve osoby.

Nafukovací teplovzdušný balón. Zdroj: pixabay

- Je veľmi dôležité skontrolovať, či sú uzávery alebo suchý zips padáka alebo korunového ventilu utesnené, aby počas plnenia balóna neunikol horúci vzduch.

- Sviečka je naplnená pomocou ventilátorov, ktoré, ak sú dostatočne silné, nafúknu balónik. Potom sa horáky rozsvietia, aby priviedli viac horúceho vzduchu na dokončenie plnenia sviečky.

- S otvorenou sviečkou a podopretou najmenej dvoma ľuďmi sú horáky nasmerované do vnútra balónika a zapaľované na krátke intervaly, až kým balónik nevystúpi a nepritiahne káble a laná, ktoré ho držia v koši. Kôš musí byť ukotvený k zemi, aby sa zabránilo nechcenému zdvihnutiu.

- Po naplnení horúcim vzduchom sviečka stúpa, čo znamená, že balónik je pripravený na použitie. Balón musí byť pripevnený k zemi, aby sa zabránilo nekontrolovateľnému vzostupu.

Ako manévrovať s balónom?

Pri uvoľňovaní väzieb sa balón zdvíha. Jeho smer je určený prúdmi vzduchu. Ale v rôznych výškach môžu mať tieto prúdy rôzne smery, takže pomocou riadenia výšky je tiež možné zvoliť smer letu.

Ak chcete stúpať alebo si chcete zachovať výšku, aktivujú sa horáky, ale pri zostupe sú deaktivované takým spôsobom, že vzduch vo vnútri balóna ochladzuje a stáva sa ťažším, takže začne klesať.

Ak sa zistí, že zostup je veľmi rýchly, horáky sa musia znova aktivovať, aby sa znížila rýchlosť klesania.

Je veľmi dôležité, aby hneď ako sa košík dotkne zeme, cestujúci zostali v koši, kým nebude úplne priviazaný k zemi. V opačnom prípade sa balón môže začať znovu zdvíhať a spôsobiť nežiaduce nehody.

Druhy teplovzdušných balónov

Teplovzdušné balóny možno rozdeliť do niekoľkých typov v závislosti od ich charakteristík, napríklad od toho, či majú nejaký typ riadiaceho systému.

- teplovzdušné balóny bez vzducholodí

Chýba im pohonný systém, takže ich posun vo vzdialenosti a smere je určený atmosférickými prúdmi vzduchu.

Majú veľký vak alebo sviečku, ktorá zadržiava vzduch, ktorý ohrieva horák umiestnený na spodnom vstupe alebo v ústach sviečky, ktorý smeruje horúci vzduch dovnútra.

V tomto type balóna cestujú posádka a cestujúci v koši, ktorý je k plachte pripevnený pomocou káblov a remienkov.

Manévre sú obmedzené na ovládanie výstupu a zostupu. Avšak v rôznych výškach môžu vzdušné prúdy ukazovať rôznymi smermi, čo dáva týmto typom teplovzdušných balónov určitú mieru smeru.

-Airostatické vzducholode

Niekedy sú známe pod menom vzducholodí alebo v nemeckom zeppelíne. Hlavnou charakteristikou je, že majú vrtulový motor, ktorý im umožňuje rozhodovať sa a udržiavať smer letu aj proti vetru.

Balón alebo sviečka sú obvykle uzavreté a naplnené plynom ľahším ako vzduch, ako je vodík alebo hélium. Vodík je vysoko horľavý, zatiaľ čo hélium ako ušľachtilý plyn nemá riziko vzplanutia alebo výbuchu. U vzducholodí je výška balóna pomerne konštantná.

- Zmiešané teplovzdušné balóny

Sú to také, ktoré majú časť ľahkého plynu, ako je hélium, uzavreté v balónoch, ktoré odľahčujú celkovú hmotnosť, ale majú aj sviečku, ktorá je naplnená horúcim vzduchom z horákov. Môžu alebo nemusia mať pohonný systém.

- Čisté a bezpilotné balóny

Ďalšou možnou klasifikáciou balónov je to, či majú alebo nemajú členov posádky.

Bezobslužné teplovzdušné balóny

Zvyčajne sa používajú na reklamné účely na obchodných výstavách a iných podujatiach. Zostávajú zviazané v konštantnej výške. Tieto typy balónov používajú namiesto horúceho vzduchu plyn.

Medzi bezpilotné balóny patria meteorologické balóny, ktoré neustále stúpajú a prostredníctvom rádiového signálu odosielajú údaje do zeme. Tieto údaje sú výška, teplota, rýchlosť a smer vetra, atmosférický tlak a ďalšie zaujímavé údaje.

Horkovzdušné balóny s posádkou

Vyžadujú člena posádky a sú vo všeobecnosti horúci vzduch. Tento typ balóna používajú fanúšikov letu, ale môže mať aj obchodné a turistické účely. Existujú aj súťaže, v ktorých sú stanovené počiatočné a cieľové body a hodnotí sa schopnosť posádky dosiahnuť navrhované ciele.

Ako vyrobiť domáci teplovzdušný balón

Tu sú základné kroky k vytvoreniu domáceho horúcovzdušného balóna, ktorý v skutočnosti stúpa.

Tento typ balóna sa predáva aj pod menom balónikov na želanie, pretože želanie sa zvyčajne robí, keď stúpa.

materiály

- Veľká taška z tých, ktoré sa používajú na odvoz odpadu a hľadali, aby bola vyrobená z tenkého plastu, nie z ultra silných, ktoré sú vyrobené z hrubšieho plastu.

- Dvojica tenkých, ale tuhých drôtov. Môže sa použiť drôt použitý v konštrukcii. Drôty vešiakov na šaty sú veľmi silné a ťažké (nie sú vhodné na experiment)

- Tenký medený drôt alebo drôty používané na aranžovanie kvetov.

- Bavlnená guľa alebo toaletný alebo toaletný papier.

- Alkohol na horenie.

- Zapaľovač alkoholu.

- Štyri kusy lepiacej pásky.

proces

- Otvorte vak, aby bolo možné odmerať otvorené ústie vaku.

- Akonáhle máme merania, odrežeme dva drôty, ktoré sa spoja do kríža, ktorého účelom je udržiavať spodný koniec vrecka široký. Konce týchto drôtov by mali byť ohnuté v dĺžke L približne 1 cm.

- Na pripojenie kríža používame tenký medený drôt. Tiež na priesečníku dvoch drôtov fixujeme bavlnenú guľu alebo toaletný papier, ktorý napustíme horiacim alkoholom.

- Kríž upevňujeme na otvorený koniec vrecka tak, aby bol dokorán.

- Potom držíme tašku hore, aby mala tvar balónika.

- Na zahriatie vzduchu vo vnútri vaku sa najskôr položí na zem horák na alkohol, ktorý spôsobí, že teplý vzduch vstúpi do vaku a vytlačí studený vzduch.

- Keď sa zistí, že je vak dobre nafúknutý, zapne sa bavlnená alebo papierová guľa na základni v tvare kríža a balónik sa uvoľní, len čo zistíme, že sa chce zdvihnúť.

Referencie

1. Briceño, G. Horkovzdušný balón. Obnovené z: euston96.com
2. Ako vyrobiť domáci teplovzdušný balón. Získané z: Espaciociencia.com.
3. Opis balóna. Obnovené z: ballooning.es
4. Horkovzdušný balón. Obnovené z: pasionporvolar.com
5. Wikipedia. Teplovzdušný balón. Obnovené z: wikipedia.com/es