Balon na ogrzane powietrze
Balon na ogrzane powietrze to typ balonu, w którym siła nośna powstaje dzięki różnicy gęstości między ogrzanym powietrzem wewnątrz balonu a chłodniejszym powietrzem na zewnątrz.
Historia
Pierwsze balony na ogrzane powietrze zostały skonstruowane przez braci Montgolfier w 1782 roku. Ich balon, nazywany montgolfierem, odbył pierwszy bezzałogowy lot 14 grudnia 1782 roku, przelatując dwa kilometry. Publiczna prezentacja miała miejsce 4 czerwca 1783 roku, kiedy balon wzbił się na wysokość 2000 m i utrzymywał się w powietrzu przez 10 minut.
Do budowy montgolfierów używano papieru, płótna i jedwabiu, a powietrze ogrzewano za pomocą płomieni ogniska. Zastosowanie nowoczesnych palników zasilanych propanem w latach 60. XX wieku przyczyniło się do renesansu balonów na ogrzane powietrze.
Fizyczna zasada działania
Siła nośna balonu, zgodnie z prawem Archimedesa, wynika z różnicy gęstości powietrza wewnątrz i na zewnątrz balonu. Można ją obliczyć według wzoru:
gdzie:
- V – objętość balonu
- ρ – gęstość gazu
- g – przyspieszenie ziemskie
Siła nośna balonu zmienia się wraz z wysokością, ponieważ gęstość powietrza spada. Efektywne ogrzewanie wnętrza balonu jest ograniczone przez właściwości materiału powłoki balonu, która musi być lekka, aby zmniejszyć jego masę. W celu osiągnięcia większych wysokości, balony często wykorzystują hel zamiast wodoru, co zwiększa bezpieczeństwo.
Uwagi
Balony na ogrzane powietrze mogą także zawierać mniejsze komory wypełnione helem, co zwiększa siłę nośną oraz ułatwia kontrolę wysokości lotu.
Bibliografia
Informacje na temat balonów na ogrzane powietrze można znaleźć w literaturze specjalistycznej dotyczącej aeronautyki oraz historii lotnictwa.
