热气球的工作原理

热气球的工作原理
热气球的工作原理

热气球的工作原理
热气球历史
★ 十八世纪,法国造纸商蒙戈菲尔兄弟因受碎纸屑在火炉中不断升起的启发,用纸袋聚热气作实验,使纸袋能够随着气流不断上升.
★ 1783年6月4日,蒙戈菲尔兄弟在里昂安诺内 广场做公开表演,一个圆周为110英尺的模拟气球 升起,飘然飞行了1.5英里.
★ 同年9月19日,在巴黎凡尔赛宫前,蒙戈菲尔 兄弟为国王、王后、宫庭大臣及13万巴黎市民进行 了热气球的升空表演.
★ 同年11月21日下午,蒙戈菲尔兄弟又在巴黎穆埃特堡进行了世界上第一次载人空中航行,热气球飞行了二十五分钟,在飞越半个巴黎之后降落在意大利广场附近.这次飞行比莱特兄弟的飞机飞行整整早了120年.
★ 二战以后,高新技术使球皮材料以及致热燃料得到普及,热气球成为不受地点约束、操作简单方便的公众体育项目.
★ 八十年代,热气球引入中国.1982年美国著名刊物《福布斯》杂志创始人福布斯先生驾驶热气球、摩托车旅游来到中国,自延安到北京,完成了驾球飞临世界每个国家的愿望.
★ 热气球作为一个体育项目正日趋普及,它曾创造了上升34668米高度的记录.1978年8月11日至17日,"双鹰Ⅲ号"成功飞越了大西洋,1981年"双鹰Ⅴ号"又成功跨越太平洋.
★ 现在全世界有20000多个的热气球在飞行.我国目前已有100多个球,成功地举办了第一届、第二届北京国际热气球邀请赛、泰山国际热气球邀请赛等大型比赛活动、99'全国热气球锦标赛.
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.
热气球飞行原理
[热气球的构成]
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.
[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.
[吊篮]
吊篮由藤条编制而成（我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.
[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.