HORKOVZDUŠNÝ BALÓN: HISTORIE, VLASTNOSTI, DÍLY, JAK TO FUNGUJE - FYZICKÝ - 2025

Horkovzdušném balónu je vzduch řemeslo, který umožňuje náklad a lidé se zvedl do vzduchu a který pracuje na principu vztlaku. Nevyžaduje zvedání křídel nebo lopatek nebo motoru. Stačí, když je v sáčku, balónu nebo balónu uzavřen plynový zapalovač než okolní vzduch.

Tento plyn je obvykle horký vzduch, protože je lehčí než okolní studený vzduch mu umožňuje stoupat nebo vznášet se. K balónu je připevněn koš nebo kabina, kde je umístěn náklad nebo cestující.

Horkovzdušné balóny. Zdroj: pixabay

Obecně platí, že horkovzdušné balóny nemají žádný typ paliva, takže směr letu je určen větrem, ačkoli většina horkovzdušných balónů má systém, který umožňuje řízení výšky.

Historie horkovzdušného balónu

Kredit za vynález horkovzdušného balónu patří bratrům Montglofierům, Josephovi - Michelovi a Jacquesovi - Étiennovi, kteří jej veřejně předvedli 4. června 1783 ve Francii, i když jejich první modely byly vyrobeny o rok dříve.

Joseph a Etienne snili o létání po dlouhou dobu, ale nenašli cestu.

Inspirace přišla, když Joseph držel košili za krk v horkém vzduchu stoupajícím přes krb a uvědomil si, že tento vzduch ji může zvednout. Pochopili, že horký vzduch je lehčí než studený vzduch, a proto plave.

Úkolem tedy bylo uzavřít vzduch do dostatečně velké tašky, aby zvedl náklad. Je zřejmé, že čím větší je zátěž, tím větší je objem vaku, který by obsahoval horký vzduch.

V září 1782 postavili balón o kapacitě jednoho metru krychlového, který naplnili horkým vzduchem, který dokázal stoupat až na třicet metrů na výšku. V prosinci postavili jednu větší kapacitu tři metry krychlové, se kterou pokračovali ve svých experimentech.

V dubnu 1783 se jim podařilo zvednout balón o průměru 10 metrů do výšky 365 metrů s objemem 850 metrů krychlových. V červnu téhož roku veřejně demonstrovali vynález.

Demonstrace před králem Ludvíkem XVI

K velké demonstraci došlo v září 1783 ve Versailles, před pohledem krále Ludvíka XVI., Královny Marie Antoinetty, celého francouzského soudu a publiku 130 000 lidí, kteří byli demonstrací zmateni.

Na palubě balónového koše ve Versailles v září 1783 byli kohout, ovce a kachna. O měsíc později došlo k prvnímu letu člověka v horkovzdušném balónu.

Prvním mužem, který se vznášel nad nebem horkovzdušným balónem, byl Jean-François Pilâtre de Rozier (říjen 1783). Bohužel o dva roky později Jean-François a společník zemřeli při nehodě horkovzdušným balónem.

Další historický milník nastává v roce 1792, kdy je horkovzdušný balón poprvé použit pro vojenské účely. Demonstrace Královské dělostřelecké školy v Segovii byla provedena za přítomnosti španělského krále Carlose IV.

V říjnu 1797 udělal André Jacques Garnerin první seskok padákem z horkovzdušného balónu létajícího po pařížské obloze.

vlastnosti

Hlavní charakteristické rysy horkovzdušného balónu jsou:

- Nelze říci, že se jedná o létající artefakt, spíše o plovoucí artefakt.

- Pro zajištění vztlaku a bezpečnosti jsou nezbytné odpovídající podmínky proudění vzduchu.

- Má silný a lehký látkový zábal nebo balón, který se plní horkým vzduchem.

- Vzduch, který plní obálku, je zahříván plynovými hořáky.

- Náklad a posádka jedou v koši, který visí z balónu a je vyroben z lehkých materiálů.

Části horkovzdušného balónu

Tři hlavní části horkovzdušného balónu jsou:

- Obálka.

- Hořáky.

- Koš nebo koš.

Obálka nebo svíčka má objemný nebo balónkový tvar, je vyrobena z proužků lehké a nepromokavé textilie, které jsou sešité, aby vytvořily kulovitý tvar.

V současné době jsou textilie a nitě používané k výrobě obalů vyrobeny z nylonu nebo polyesterového vlákna, ale je třeba poznamenat, že tato vlákna neexistovala, když se objevily první horkovzdušné balóny. Nylonové vlákno bylo vynalezeno v roce 1938 a polyester v roce 1946. Balení prvních balónků bylo vyrobeno z hedvábí nebo papíru.

Funkcí svíčky nebo obálky je uchovávat horký vzduch a zajistit vztlak horkovzdušného balónu. Přestože je tkanina odolná, je nutné při výrobě plachty umístit výztužné podélné a příčné pásky.

Horní část křídla má klapku nebo trhací ventil, známý jako padák, který je ovládán lanem, které při tažení pilotem umožňuje únik horkého vzduchu, takže lze ovládat zdvih nebo výšku.

Hořáky a palivo

V horní vnější části plachty jsou lana, která jsou připevněna ke konci nákladových pásů a pomáhají při nafouknutí a vypuštění plachty.

Hořáky jsou orientovány tak, aby oheň směřoval ke vchodu nebo ústím pouzdra.

Palivo používané k ohřevu vzduchu a plnění obálky je propan. Propanové tanky, které na začátku slouží k naplnění vzduchového balónu, zůstávají uzemněné. Na palubě mohou být další menší, které bychom mohli nazvat údržbovými tanky.

Koš nebo horkovzdušný balón je stále vyroben z proutí. Byly vyzkoušeny i jiné lehké a odolné materiály, ale proutí má stále čtyři hlavní vlastnosti: je levný, lehký, odolný a absorbuje dopady přistání.

Podlaha koše je vyrobena z překližky a má ocelové kabely, které ji svisle a podélně obklopují, aby byly zavěšeny na výztužné pásky svíčky a na podpěrách hořáku.

Moderní vybavení

Kromě tohoto základního vybavení mají aktuálně členové posádky balónu některé letové nástroje, jako například:

- Výškoměr.

- Teploměr.

- Kompas.

- Hasicí přístroje.

- GPS.

- Rádiová zařízení.

Funguje

Před spuštěním balónu je třeba vzít v úvahu všechny přípravy, včetně výběru vhodného místa pro létání.

Při této volbě je třeba vzít v úvahu, že místo nemá vysokonapěťové věže nebo kabely, směr a rychlost větru a do které oblasti bude balón směřován.

K nafouknutí balónku nebo svíčky je umístěn na zemi a naplněn horkým vzduchem pomocí ventilátoru. Podrobný proces inflace je následující:

- Plachta se napíná vodorovným rozložením pomocí nákladových pásů na obou stranách. Tato operace vyžaduje minimálně dvě osoby.

Nafukovací horkovzdušný balón. Zdroj: pixabay

- Je velmi důležité ověřit, že uzávěry nebo suchý zip suchého zipu nebo korunového ventilu jsou utěsněny, aby během plnění balónu neunikl horký vzduch.

- Svíčka je naplněna pomocí fanoušků, kteří, pokud jsou dostatečně silní, nafouknou balón. Potom se hořáky rozsvítí, aby se zavedl více horkého vzduchu pro dokončení plnění svíčky.

- S otevřenou svíčkou a podepřenou nejméně dvěma lidmi jsou hořáky nasměrovány do vnitřku balónku a na krátkou dobu zapalovány, dokud se balón nezvedne a nedotáhne kabely a lana, která jej drží v koši. Košík musí být ukotven k zemi, aby nedošlo k nechtěnému zvednutí.

- Po naplnění horkým vzduchem se svíčka zvedne, což znamená, že je balón připraven k použití. Balón musí být připevněn k zemi, aby zabránil nekontrolovatelnému vzestupu.

Jak manévrovat s balónem?

Když uvolníte vazby, balón stoupá. Jeho směr je určen proudy vzduchu. Tyto proudy však mohou mít v různých výškách různé směry, takže řízením výšky je také možné zvolit směr letu.

Pokud chcete stoupat nebo si chcete udržet výšku, aktivují se hořáky, ale při sestupu jsou deaktivovány takovým způsobem, že vzduch uvnitř balónu zchladne a stane se těžším, takže začne klesat.

Pokud je zjištěno, že klesání je velmi rychlé, musí být hořáky znovu aktivovány, aby se snížila rychlost klesání.

Je velmi důležité, že jakmile se koš dotkne země, zůstanou cestující v koši, dokud nebude zcela připoután k zemi. Jinak se balón může začít znovu zvedat a způsobit nežádoucí nehody.

Druhy horkovzdušných balónů

Horkovzdušné balóny lze rozdělit do několika typů v závislosti na jejich vlastnostech, například zda mají nějaký typ systému řízení.

-Ne vzducholodí horkovzdušné balóny

Chybí jim pohonný systém, takže jejich posunutí ve vzdálenosti a směru je určeno atmosférickými proudy vzduchu.

Mají velký vak nebo svíčku, která zadržuje vzduch, který ohřívá hořák umístěný na spodním vstupu nebo v ústech svíčky, který směruje horký vzduch dovnitř.

V tomto typu balónu jezdí posádka a cestující v koši, který je k plachtě připevněn pomocí kabelů a popruhů.

Manévry jsou omezeny na ovládání výstupu a sestupu. Avšak v různých výškách mohou vzduchové proudy ukazovat v různých směrech, což dává těmto typům horkovzdušných balónů určitou rezervu.

- Vzduchové balóny vzducholodí

Někdy jsou známé pod názvem vzducholodí nebo v německém zeppelinu. Hlavní charakteristikou je, že mají vrtulový motor, který jim umožňuje rozhodovat a udržovat směr letu i proti větru.

Obecně je balón nebo svíčka uzavřený a je naplněn plynem lehčím než vzduch, jako je vodík nebo helium. Vodík je vysoce hořlavý, zatímco helium, které je ušlechtilým plynem, nemá riziko vzplanutí nebo exploze. Ve vzducholodí je výška balónu relativně konstantní.

-Míchané horkovzdušné balóny

Jsou to ty, které mají část lehkého plynu, jako je hélium, uzavřené v balónech, které odlehčují celkovou hmotnost, ale mají také svíčku, která je naplněna horkým vzduchem z hořáků. Mohou nebo nemusí mít pohonný systém.

-Opravené a bezpilotní balóny

Další možnou klasifikací balónů je, zda mají nebo nemají členy posádky.

Bezobslužné horkovzdušné balóny

Obvykle se používají pro reklamní účely na obchodních výstavách a jiných akcích. Zůstávají svázaní v konstantní výšce. Tyto typy balónků používají plyn místo horkého vzduchu.

Mezi bezpilotní balóny patří meteorologické balóny, které neustále stoupají a vysílají data do země pomocí rádiových signálů. Jedná se o výšku, teplotu, rychlost a směr větru, atmosférický tlak a další zajímavá data.

Horkovzdušné balóny s posádkou

Vyžadují člena posádky a jsou obvykle horkým vzduchem. Tento typ balónku používají fanoušci letu, ale může mít i komerční a turistické účely. Existují také soutěže, ve kterých se stanoví počáteční a cílové body a hodnotí se schopnost posádky dosáhnout navrhovaných cílů.

Jak vyrobit domácí horkovzdušný balón

Zde jsou základní kroky k vytvoření domácí horkovzdušný balón, který ve skutečnosti stoupá.

Tento typ balónku se také prodává pod názvem přání, protože přání se obvykle vytvoří, když stoupá.

materiály

- Velká taška na odpadky, hledající, aby byla vyrobena z tenkého plastu, nikoli z ultra silných, které jsou vyrobeny ze silnějšího plastu.

- Dvojice tenkých, ale tuhých drátů. Lze použít dráty použité ve stavebnictví. Vodiče ramínek na šaty jsou velmi silné a těžké (nevhodné pro experiment)

- Tenký měděný drát nebo dráty používané pro aranžování květin.

- Bavlněná koule nebo toaletní nebo toaletní papír.

- Alkohol k spálení.

- Zapalovač alkoholu.

- Čtyři kusy lepicí pásky.

Proces

- Otevřete sáček, aby bylo možné provádět měření otevřených úst vaku.

- Jakmile provedeme měření, nastříháme dva dráty, které budou spojeny do kříže, jehož účelem je udržovat spodní konec vaku široký. Konce těchto vodičů by měly být ohnuty v délce L přibližně 1 cm.

- Pro připojení kříže používáme tenký měděný drát. Také na průsečíku dvou drátů fixujeme bavlněnou kouli nebo toaletní papír, který impregnujeme hořícím alkoholem.

- Připevníme kříž k otevřenému konci vaku tak, aby byl dokořán.

- Pak držíme tašku nahoře tak, aby měla tvar balónku.

- Pro zahřátí vzduchu uvnitř vaku se na začátku umístí na zem hořák na alkohol, který způsobí, že horký vzduch vstoupí do vaku a vytlačí studený vzduch.

- Když je pozorováno, že je vak dobře nafouknutý, zapne se bavlna nebo papírová koule na základně ve tvaru kříže a balón se uvolní, jakmile zjistíme, že se chce zvednout.

Reference

1. Briceño, G. Horkovzdušný balón. Obnoveno z: euston96.com
2. Jak vyrobit domácí horkovzdušný balón. Obnoveno z: Espaciociencia.com.
3. Popis balónu. Obnoveno z: ballooning.es
4. Horkovzdušný balón. Obnoveno z: pasionporvolar.com
5. Wikipedia. Horkovzdušný balón. Obnoveno z: wikipedia.com/es