18世纪法国物理学家、热气球飞行先驱罗泽发明了一种热气球,并以他的名字命名。热气球专家卡梅隆20年前对之进行了改进。今天被环球飞行家们广泛使用的热气球均采用两层气囊,里面的气囊是一个氦气气球,两层气囊之间填充空气,下方安置燃烧器。在整个飞行过程中,氦气气囊一直保持一定的浮力。
热气球-组成
热气球,更严格的讲应叫做密封热气球,由球囊、吊篮和加热装置(燃烧器)三部分构成。球皮是由强化尼龙制成的(有的热气球是由涤纶制成的)。尽管它的质量很轻,但却极结实,球囊是不透气的。
吊篮
吊篮由藤条编制而成(中国大多数采用东南亚进口的材料),着陆时能起到缓和冲击的作用。吊篮四角放置4个热气球专用液化气瓶,置计量器,吊篮内还装有温度表、高度表、升降表等飞行仪表。
仪器
高度计:高度指示计;升降速度表:显示上升和下降速度;温度计:指示球囊内的空气温度。
燃烧器
燃烧器是热气球的心脏,用比一般家庭煤气炉大150倍的能量燃烧压缩气,点火燃烧器是主燃烧器的火种。一直保持火种,即使被风吹,也不会熄灭。另外,热气球上有两个燃烧系统以防备空中出现的故障。
燃料
热气球通常用的燃料是丙烷或液化气,气瓶固定在吊篮内。一只热气球能载运20公斤的液体燃料。当火点燃时,火焰有2-3 米高,并发出巨大的响声。
热气球-体积
标准的热气球的体积分为几个级别:七级球体积为2000-- 2400立方米;八级球体积为2400-3000立方米;九级球体积为3000--4000立方米;十级球体积为4000--6000立方米;异型球,目前国内唯一一只熊猫热气球,球体积为2300立方米。
热气球-类型
国际航空联合会(FAI)下属的气球理事会(CIA)根据填充的气体不同,把气球分成四类:
AA型:填充比空气轻的气体如氢气或氦气,气囊不密闭,没有加热装置;
AX型:气囊中填充空气,通过装置对空气加热,使之变轻获得升力,又被称为热气球;
AM型:既填充“轻气”,又具有加热装置的气球,又被称为罗泽(Rozier)气球;
AS型:填充“轻气”,气囊密闭,由于高度可通过充气量控制,用于科学研究。
热气球-飞行
动力
热气球的唯一飞行动力是风。对于环球飞行的热气球来说,必须选择速度和方向都合适的高空气流,并随之运动,才能高效地完成飞行。就象作环球旅行时需要不停地换飞机一样,热气球需要搭乘不同的气流,“换气流”时飞行员所要作的就是调整高度,热气球的高度通常要达到十几千米。
起飞
飘飞热气球需要一组人共同努力,因为热气球在地面上的工作是非常繁琐的,使一个热气球起飞至少需要四个人。第一步是在地上把球囊铺展开;然后将它与放在一边的吊篮连接在一起,用一个小的鼓风机,将风吹入球囊;将火点然加热在气球球囊内的空气,热空气使气球升到垂直于吊篮的位置,气球立起来就可以起飞了。
驾驶
热气球并非真的被“驾驶”,它是随风而行。但是,由于风在不同的高度有不同的方向和速度,驾驶员可以根据飞行需要的方向选择适当的高度。
速度
热气球飘飞速度的快与慢,是由风速的快慢决定的,因为热气球本身并没有动力系统,飞行速度完全取决于风速。热气球最大下降速度6米/秒,最大上升速度5米/秒。
最佳飞行时间
一天中太阳刚刚升起时或太阳下山前一、二个小时,是热气球飞行的最佳时间,因为此时通常风很平静,气流也很稳定。
飞行执续时间
一只热气球通常携带足够的石油液化气或丙烷能持续飞行两个小时,但一些因素也影响飞行的执续时间,例如:气温、风速、吊篮重量(包括乘客)和在当天飞行的具体时间。
复原
热气球恢复原状需要地勤人员的帮助,地勤人员驾驶卡车或小货车跟随飘飞的气球,预先到达降落点。一只热气球飘飞需要3到4个地勤人员和地面无线电设备的服务,以确保飞行的安全、成功。
热气球-功用
军事作用
热气球最初被用于军事中的通信联络和侦察。在1870年的普法战争中巴黎被围,法国人曾用气球将人和信件送出包围圈。由于氢气球的升高性能好、滞空时间长,所以应用的比较广泛。但氢气球有易燃易爆的缺点,于是20世纪20年代又出现了氦气球。氢气球和氦气球多用于高空科学探测。
运动和旅游
第二次世界大战以后,随着经济的发展,高新技术的应用,化学纤维的研发和丙烷气体的普及,热气球运动获得了迅猛的发展,热气球主要用于航空体育运动和游览观光,由于热气球操作简单,对起飞、着陆场地的要求不高,热气球运动真正发展成为一项时尚、健康的户外休闲体育运动。在欧美等发达国家,几乎每天都有热气球比赛或活动,大部分的热气球为大企业所有,或者由企业资助参加比赛。目前中国约有热气球100只,参加者多是业余爱好者。
热气球-热气球运动
热气球运动具有航空体育比赛、探险、休闲、空中摄影、高空作业、气象探测、旅游观光、空中广告、地质地貌测绘、青少年科普教育等多重功能。热气球运动是一种国外流行的体育运动方式,国内新兴的体育运动项目。热气球运动是一项老少皆宜的运动项目。
贵族运动
世界很多精明的企业家都不惜一掷巨资赞助热气球比赛和探险活动。如可口可乐、百事可乐、TDK、米其林和财富杂志等都有自己庞大的热气球队伍。日本本田公司连续十几年赞助日本举办百球规模的热气球大赛,柯达公司赞助美国的热气球比赛已经发展到有700多个热气球参赛。我国热气球运动开展十多年来,正越来越受到人们的欢迎,企业家和飞行爱好者都从不同角度关注这项时髦运动的发展。热气球是人类最早的升空载体。1783年11月,法国造纸商蒙戈菲尔兄弟在巴黎穆埃特堡进行了世界上第一次热气球载人空中航行,宣告了热气球运动的诞生。似乎从诞生之日起,热气球运动就被刻上了贵族烙印。200多年以后,这种情结才渐渐从当初的名门世家移向现今的豪商巨贾。而随着热气球材料的改进、制作工艺的提高、驾驶技术的日臻完善,热气球飞行已成为任何地点都可进行、任何人都可尝试的新型空中体育项目,但仍不失为一种财富、身份和性格、勇气的象征。