Trochę teorii.

Balony wolne, zwane też aerostatami, są statkami powietrznymi lżejszymi od powietrza. Mogą latać dzięki statycznemu oddziaływaniu powietrza. Mówiąc prościej, zgodnie z prawem Archimedesa tracą pozornie na masie tyle, ile waży powietrze przez nie wyparte. Wyobraźmy sobie, że napełniamy powłokę balonu gazem, którego gęstość jest mniejsza od gęstości powietrza atmosferycznego. Różnica gęstości tych dwóch gazów daje nam właśnie siłę nośną. Jeśli przyjmiemy, że gęstość powietrza atmosferycznego wynosi 1,2 kg/m3 (tak, metr sześcienny powietrza waży 1,2 kg), a powłokę napełnimy np. gorącym powietrzem, którego gęstość wynosi 0,9 kg/m3, to różnica gęstości tych dwóch gazów wynosi 0,3 kg/m3. Niby niewiele ale jeśli objętość powłoki wynosi 2200 m3, to udźwig takiego balonu wynosi 0,3x2200=660 kg. Od tego oczywiście należy odjąć masę samego balonu. Trzeba wiedzieć także o tym, że siła nośna maleje wraz ze wzrostem temperatury atmosferycznej i zwiększa się wraz z jej spadkiem oraz zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury gazu wewnątrz powłoki balonu. Wysokość lotu balonem na ograne powietrza zmienia się zmieniając temperaturę wewnątrz powłoki balonu. Jeśli chcemy się wznosić to podgrzewamy, jeśli chcemy obniżyć lot schładzamy powietrze w powłoce. W balonach gazowych, napełnionych np. helem, wodorem itp. gdy chcemy się wznieść to pozbywamy się balastu, którym może być piasek lub woda, a gdy chcemy obniżyć lot to wypuszczamy nieco gazu pociągając za linkę, która jest połączona ze specjalnym zaworem znajdującym się na szczycie powłoki balonu.
Wszystkim, których nie satysfakcjonują te wyjaśnienia odsyłam do działu fizyki zwanego aerostatyką lub proszę o kontakt za mną.
e-mile:jotbe25@poczta.onet.pl


Typy Balonów

Zasadniczo balony dzielimy na dwa typy: balony na ogrzane powietrze, w których siłę nośną wywołuje ogrzane powietrze i balony gazowe wypełnione gazem lżejszym od powietrza. Jest też trzeci typ balonu, zwany derozier lub rozier (Jean Francois Pilatre de Rozier to nazwisko pierwszego pilota balonowego, który zginął podczas próby przelotu nad kanałem La Manche w zbudowanym przez siebie balonie, napełnionym wodorem! i podgrzewanym od spodu), który wykorzystuje się do bardzo długich przelotów np. przez Atlantyk i dookoła świata. Ta konstrukcja jest połączeniem dwóch poprzednich typów, tzn. hel, który wypełnia powłokę jest dodatkowo podgrzewany przez palnik. Balonów tych nie używa się w codziennym lataniu, więc nie będę opisywał szczegółów konstrukcyjnych. No, chyba, że zmienię zdanie.


Balony na ogrzane powietrze.

Pierwsze konstrukcje tego typu były wykonane z papieru a powietrze w powłoce podgrzewało się paląc słomę. Na szczęście dla nas i ku uciesze Inspektoratu Kontroli Cywilnych Statków Powietrznych, oprócz zabawek robionych przez modelarzy, takie maszyny już nie latają. Najnowsze balony są solidne, trwałe i bezpieczne, a baloniarstwo należy do najbezpieczniejszych sportów lotniczych. Dzięki dynamicznemu rozwojowi techniki konstruktorzy dysponują materiałami, które dają im ogromne pole do popisu. Balony wcele nie muszą być kulami. Coraz częściej można zobaczyć lecącą butelkę, gaśnicę, samochód lub smoka. Kształt własciwie nie ma znaczenia, jedynym ograniczeniem jest wyobraźnia konstruktora. Kliknij aby powiększyć Na pierwszy rzut oka konstrukcja balonu na ogrzane powietrze nie uległa wielkiej zmianie od momentu pierwszego lotu w 1783r. Powłoka i kosz. A jednak... Zmieniły się przede wszystkim materiały. Pierwsza powłoka była papierowa, teraz wykonuje się je z tkanin poliestrowych odpornych na wysokie temperatury, bardzo wytrzymałych i niepalnych. Nie znaczy to, że nie można wypalić w niej dziury, można i to bardzo łatwo ale mamy pewność ,że nie zajmie się ona płomieniem i nie spłonie doszczętnie w czasie lotu. Poprostu w miejscy gdzie płomień palnika dotknie materiału wytopi się piękna, osmalona dziura. Nie ma to jednak wpływu na bezpieczeństo lotu. Przepalenie wielkości małego fiata wygląda paskudnie, ale można z tym normalnie wylądować. Dół powłoki, przy wlocie płomienia, wykonany jest z nomexu, tkaniny stworzonej w NASA i wykorzystywanej od szycia kombinezonów dla kosmonautów. Do podgrzewania powietrza nie używa się już ogniska, zastąpiły je palniki zasilane ciekłym propanem. Właśnie w tej dziedzinie zaszły największe zmiany. Taka mała rewolucja techniczna. Palniki mają ogromną moc (ok. 2500kW na palnik). Butle gazowe (aluminiowe, stalowe lub tytanowe) mają pojemność od 40 do 80 litrów. Kosz przez dwieście lat nie zmienił się prawie wcale. Nadal jest budowany w tradycyjny sposób z wikliny, bo nikt jeszcze nic lepszego nie wymyślił. Wiklina jest bardzo elastyczna i w czasie lądowania przyjmuje na siebie całą energię chroniąc w ten sposób załogę. Zaletą wikliny jest także to, że takie kosze wytrzymują bardzo wiele lądowań, czasami bardzo twardych. Do lotów wyczynowych (bicie rekordów) budowane są lekkie kosze z rur duraluminiowych, których zadaniem jest stworzenie platformy do zamocowania butli z gazem, między którymi powinno zostać trochę miejsca dla pilota. Kosz taki musi zapewnić jedno bezpieczne lądowanie lądowanie, później może się rozsypać.


Balony gazowe.

W balonach gazowych siła nośna powstaje w skutek różnicy gęstości powietrza otaczającego balon i gazu wypełniającego powłokę. Wielkość siły nośnej zależy od tego jakim gazem wypełnimy powłokę i od objętości samej powłoki. Czym większa powłoka tym większa siła nośna. Sterowanie balonem odbywa się poprzez wyrzucanie balastu (wznoszenie) lub wypuszczanie gazu przez klapę nawigacyjną (opadanie). Lot trwa tak długo dopóki w koszu jest jeszcze balast. Brak balastu uniemożliwia bezpieczne lądowanie. Lot balonem gazowym może trwać nawet kilka dni i ta cudowna cisza, która panuje w czasie lotu. Coś pięknego. Kliknij aby powiększyć Powłoka balonu gazowego (klasycznego) wykonana jest z gumowanej tkaniny bawełnianej lub jedwabnej.Na jej górze znajduje się klapa nawigacyjna służąca do wypuszczania gazu. Z jednej strony, w górnej części powłoki, znajduje się trójkątny panel tzw. rozrywacz służący do szybkiego spuszczania gazu po lądowaniu. Użytego rozrywacza nie można zamknąć w czasie lotu, dlatego lina rozrywacza jest czerwona i ma specjalne zabezpieczenia uniemożliwiające przypadkowe jego użycie. Na dole znajduje się rękaw, który służy do napełniania balonu gazem oraz do wypuszczania gazu w czasie wznoszenia balonu. Powłoka umieszczona jest w sieci, której dolne końce przymocowane są do obręczy nośnej. Obręcz nośna połączona jest linami z wiklinowym koszem. Na burtach kosza zawieszone są worki balastowe wypełnione piaskiem a część wodą (nad miastem wylewa się wodę!!!).Na jednej z burt kosza, tej z której znajduje się rozrywacz, przymocowana jest gruba sizalowa lina tzw. wleczka służąca do obrócenia balonu przed lądowaniem rozrywaczem w stronę przeciwną do kierunku lotu. Przed samym przyziemieniem otwiera się rozrywacz, przez który wypuszcza się gaz. Po lądowaniu trzeba ręcznie zaszyć a następnie zkleić rozrywacz. Ta czynność trwa kilka godzin.