Assez souvent, vous pouvez entendre l'opinion selon laquelle le gaz est substance dangereuse. N'est pas déclaration vraie. Pourquoi cela « arrive-t-il » si souvent ?
Le fait est que le mot « gaz », comme beaucoup d’autres mots de la langue russe, a plusieurs significations (définitions). Dans son sens « principal », le gaz est un état de la matière (toute substance peut être solide, liquide et gazeuse). Et dans l'un des sens supplémentaires, le concept de gaz désigne le gaz domestique inflammable utilisé dans les brûleurs des cuisinières à gaz (généralement du méthane).
Quel gaz est utilisé pour gonfler les ballons ? Si le ballon « vole », vous pouvez être sûr qu'il n'est pas gonflé avec le même gaz que celui fourni aux cuisinières à gaz. Seul un gaz très léger, beaucoup plus léger que l’air, peut soutenir la balle dans les airs. Le propane et le butane sont plus lourds que l’air et la balle reposerait sur le sol. Le méthane est un peu plus léger que l'air, mais sa force de levage ne serait pas suffisante pour soulever un petit objet « ordinaire ». ballon: seule une énorme boule remplie de méthane pourrait s'élever au-dessus du sol - et même alors extrêmement « lentement » : elle aurait très peu de force de levage.
Quel type de gaz peut facilement soulever n’importe quel gaz dans l’air ? Il n’existe que deux de ces gaz : l’hydrogène et l’hélium. Ces deux gaz sont des substances élémentaires et sont répertoriés dans tableau périodique D.I. Mendeleev sous les numéros 1 et 2. En termes de prévalence dans l'Univers, c'est similaire : l'hydrogène occupe la première place et l'hélium la deuxième. En termes de « légèreté », ces gaz occupent également la première et la deuxième place (l'hydrogène est le plus léger et l'hélium n'est que légèrement plus lourd) et sont de loin supérieurs à tous les autres gaz. En termes de taille des atomes, ils sont également leaders, même si ici c'est un peu l'inverse : l'hélium a le plus petit atome, et l'hydrogène occupe la deuxième place.
Mais cela semble être la fin des similitudes entre ces gaz. L'hydrogène est un élément très actif, extrêmement inflammable et explosif : encore plus dangereux que le propane domestique. Et l'hélium est absolument gaz inerte, qui ne réagit avec aucun substance connue, il ne peut donc pas brûler ou entretenir une combustion, et ne peut pas non plus provoquer d’empoisonnement. Selon les normes russes et européennes, ainsi que conformément aux règles la sécurité incendie pour le pompage des ballons Seul de l'hélium ou de l'air ordinaire est utilisé. ()
Est-il sécuritaire d’inhaler l’hélium d’un ballon ? C'est tout à fait sûr, si, bien sûr, nous parlons de l'hélium lui-même, et non de bactéries ou d'autres facteurs secondaires qui peuvent être présents. Hélium, dans sens chimique encore plus « neutre » que l’azote, dont il est constitué en grande partie l'atmosphère terrestre. L'hélium en tant que composant du mélange respiratoire est utilisé par les plongeurs lorsqu'ils travaillent sur grande profondeur, puisqu'il ne se dissout pratiquement pas dans le sang humain.
Il existe plusieurs théories pour expliquer la capacité des ballons à voler. DANS dans un sens large ce processus est déterminé par le rapport du poids de l'air et du gaz. Si le ballon est plein...
Il existe plusieurs théories pour expliquer la capacité des ballons à voler. Au sens large, ce processus est déterminé par le rapport entre le poids de l'air et du gaz. Si un ballon est rempli de gaz, il monte et ne retombe pas au sol. Lorsqu'il est rempli d'air, par exemple lorsqu'une personne gonfle elle-même un ballon, sa capacité à voler est réduite. Le gaz est beaucoup plus léger que l’air, c’est pourquoi les ballons remplis d’hélium flottent mieux.
Selon le remplissage des ballons peut effectuer différentes manipulations:
- si la balle est pleine gaz carbonique, air ou argon, alors il volera moins bien ;
- le néon, le méthane, l'azote, l'hélium et l'hydrogène font décoller la balle rapidement grâce au poids minime de ces gaz et grande différence avec une masse d'air.
Vol en ballon d'un point de vue physique
Du point de vue physique, tout corps placé dans un gaz ou un liquide est soumis à une force de déplacement, égal au poids corps. Ballon dans dans ce cas est un corps « posé » dans les airs. Parce que Lorsque le gaz remplissant la balle la rend légère par rapport à l'air, la flottabilité commence à se produire. De ce fait, le ballon monte rapidement et commence à voler.
Avec l'aide de la physique, il est possible d'expliquer la raison des mauvaises propriétés de vol des ballons remplis d'air. Le poids dans ce cas est presque le même, donc le ballon ne peut que flotter dans les airs, mais sans force, il coule au sol.
Le vol d’un ballon dans les airs est comparable à la navigation d’un navire sur l’eau. Dans le premier comme dans le deuxième cas, le corps du briquet est expulsé par l'eau lourde ou l'air. De plus, l’eau et l’air ont des capacités de flottabilité presque identiques.
Pourquoi les montgolfières volent-elles ?
Les gros ballons destinés à l'aéronautique volent pour les mêmes raisons que les petits ballons jouets. L'explication de la capacité de voler dans ce cas réside également dans les lois de la physique. La taille du ballon, le poids du panier et les passagers sont étroitement liés les uns aux autres. Le ballon monte en chauffant l'air qu'il contient et le gaz qui en résulte. En raison de cet effet, la balle devient plus légère que l’air et une force de poussée s’exerce sur elle. 
Contrôle des ballons
Il est impossible de contrôler des ballons. Maison force de contrôle toujours de l'air ou du vent. Si vous lâchez un petit ballon et le tenez par le fil, alors, malgré vos efforts, vous pouvez le retourner la bonne direction ne fonctionnera pas. Une situation similaire se produit avec les ballons. La seule chose que les passagers dans le panier peuvent faire est d’abaisser le ballon au niveau du sol ou de le soulever plus haut dans les airs. La hauteur est gagnée en réduisant le poids (des poids spéciaux sont lâchés) et la balle est abaissée en réduisant la quantité de gaz en contrôlant la température de chauffage de l'air à l'intérieur du matériau caoutchouté. La température est modifiée en modifiant le niveau du brûleur.
Pourquoi les ballons et les dirigeables sont-ils remplis d’hydrogène ou d’hélium ?
Enfant, tout le monde jouait avec des ballons. Personne ne s'est jamais demandé pourquoi les ballons sont remplis d'hydrogène ou d'hélium. Pour répondre à cette question, il convient de rappeler quelques questions de cours scolaire la physique. 
Un peu de physique
Si un corps est dans les airs, plusieurs forces agissent sur lui. La plus grande influence exercer une force et un poids archimédien. Leur différence s'appelle la portance. S'ils sont égaux, le ballon pend librement ou se déplace dans les airs selon des courbes complexes dont la forme dépend des courants. Si la force d'Archimède s'avère être plus de poids, une force de levage apparaît, agissant vers le haut sur le ballon. 
Le poids de l'avion est constitué du gaz lui-même, de la coque dans laquelle il se trouve et de la charge soulevée.
Si vous remplissez la coque avec de l'air ordinaire à une température environnement, la balle ne montera pas. L'air doit être chauffé. Le ballon doit donc être équipé d’un brûleur pour chauffer en permanence l’air à l’intérieur de la coque.
La force d'Archimède dépend du volume de la coque et de la différence de densité de l'air et du gaz qu'elle contient.
Avec l'augmentation de l'altitude, la température diminue, la pression de l'air et sa densité dans une coque fermée diminuent. En conséquence, la force d'Archimède diminue et la balle commence à descendre. Pour éviter que cela ne se produise, un trou est pratiqué dans la partie inférieure de la coque, sous lequel est placé le brûleur. En diminuant ou en augmentant la quantité de carburant brûlée, vous pouvez contrôler l'altitude de vol.
Les avions à enveloppe fermée utilisent des gaz qui, à même température, ont une densité inférieure à celle de l'air ambiant.
Parmi les gaz disponibles densité la plus faible a de l'hydrogène. Dans l'industrie, on l'obtient gros volumes, son coût est donc relativement faible.
Aujourd’hui, pour des raisons de sécurité, la coque sphérique d’un ballon est remplie d’hélium. Celui-ci est rare élément chimique a été découvert pour la première fois en utilisant analyse spectrale au soleil et tire son nom d'Helios, qui signifie solaire. Bien plus tard, ce gaz a été découvert sur terre.
A la même température, la densité de l’hélium est 10 fois inférieure à celle de l’air. L'hydrogène a un indicateur encore meilleur - 20. Par conséquent, au départ, les ballons étaient remplis d'hydrogène. Mais contrairement à l’hélium, c’est un gaz inflammable et explosif. Cet élément est sûr à utiliser, mais un ballon rempli d'hélium a beaucoup moins de portance.
Un peu d'histoire
Les gros ballons sont appelés aérostats et, dans le passé, ils étaient principalement destinés à recherche scientifique. La plupart d’entre eux étaient des sphères de différents diamètres.
Le plus gros ballon, Record, avec un volume de sphère de plus de 4 000 m³, a décollé à l'automne 2010. 36 personnes ont voyagé dans sa nacelle.
L'altitude maximale à laquelle le ballon s'est élevé était de plus de 21 km. Le vol record a été réalisé par le citoyen indien Vijaypat Singhania en 2005. Le ballon était rempli d'air chaud.
Les dirigeables en forme de cigare étaient utilisés pour transporter des personnes et des marchandises au début et au milieu du siècle dernier.
Le plus grand dirigeable de l'histoire de l'humanité, le Hindenburg, a été conçu en Allemagne fascisteà la fin des années 30. Il effectua 21 vols à travers l'Atlantique et mourut en 1937. A cette époque, il n'y avait pas d'hélium en Allemagne et tous les réservoirs Hindenburg étaient remplis d'hydrogène. La cause de l'accident est inconnue. Après la tragédie, les ballons et dirigeables remplis d’hydrogène ne sont plus utilisés pour transporter des passagers. Ils sont utilisés uniquement à des fins scientifiques.
L'hélium est-il dangereux ?
Très souvent, on entend l’opinion selon laquelle le gaz est une substance dangereuse. Ce n’est pas une affirmation vraie. Pourquoi cela « arrive-t-il » si souvent ?
Le fait est que le mot « gaz », comme beaucoup d’autres mots de la langue russe, a plusieurs significations (définitions). Dans son sens « principal », le gaz est un état de la matière (toute substance peut être solide, liquide et gazeuse). Et dans l'un des sens supplémentaires, la notion de gaz signifie gaz inflammable domestique, utilisé dans les brûleurs de cuisinières à gaz (généralement du méthane, du propane ou du butane).
Quel gaz est utilisé pour gonfler les ballons ? Si le ballon « vole », vous pouvez être sûr qu'il n'est pas gonflé avec le même gaz que celui fourni aux cuisinières à gaz. Seul un gaz très léger, beaucoup plus léger que l’air, peut soutenir la balle dans les airs. Le propane et le butane sont plus lourds que l’air et la balle reposerait sur le sol. Le méthane est un peu plus léger que l'air, mais sa force de levage ne serait pas suffisante pour soulever un petit ballon « ordinaire » dans le ciel : seul un énorme ballon rempli de méthane pourrait s'élever au-dessus du sol - et même alors extrêmement « lentement » : il aurait une portance très faible.
Quel gaz peut facilement soulever n’importe quel ballon en latex ou en aluminium dans les airs ? Il n’existe que deux de ces gaz : l’hydrogène et l’hélium. Ces deux gaz sont des substances élémentaires et sont répertoriés dans le tableau périodique de D.I. Mendeleev sous les numéros 1 et 2. En termes de prévalence dans l'Univers, la situation est similaire : l'hydrogène occupe la première place et l'hélium la deuxième. En termes de « légèreté », ces gaz occupent également la première et la deuxième place (l'hydrogène est le plus léger et l'hélium n'est qu'un peu plus lourd) et sont bien supérieurs à tous les autres gaz. En termes de taille des atomes, ils sont également leaders, même si ici c'est un peu l'inverse : l'hélium a le plus petit atome, et l'hydrogène occupe la deuxième place.
Mais cela semble être la fin des similitudes entre ces gaz. L'hydrogène est un élément très actif, extrêmement inflammable et explosif : encore plus dangereux que le propane domestique. Et l'hélium est un gaz absolument inerte qui ne réagit avec aucune substance connue, il je ne peux pas brûler ou entretenir la combustion, et ne peut pas non plus provoquer d'empoisonnement. Selon les normes russes et européennes, ainsi que conformément aux règles de sécurité incendie, seul de l'hélium (ou de l'air ordinaire) est utilisé pour gonfler les ballons.
Est-il sécuritaire d’inhaler l’hélium d’un ballon ? C'est tout à fait sûr, si, bien sûr, nous parlons de l'hélium lui-même, et non de bactéries ou d'autres facteurs secondaires qui peuvent être présents. L’hélium, au sens chimique du terme, est encore plus « neutre » que l’azote, qui constitue la majeure partie de l’atmosphère terrestre. L'hélium est utilisé comme composant du mélange respiratoire par les plongeurs lorsqu'ils travaillent à de grandes profondeurs, car il ne se dissout pratiquement pas dans le sang humain.
Un réservoir d'hélium est-il dangereux ? Si c'est un ballon haute pression, environ 150 atmosphères ou plus - alors cela représente sans aucun doute un danger en cas de destruction. Cependant, détruire un cylindre métallique n’est pas du tout une tâche facile. La marge de sécurité de la capsule des cylindres d'usine est assez grande. Avant utilisation, les bouteilles sont testées à une pression trois fois supérieure à la pression de service ; après quoi une marque d'usine est apposée sur le cylindre sous la forme Quatre chiffres, c'est-à-dire le mois et l'année de la prochaine certification. Si tu vois un ballon Brun, sur lequel « hélium » ou « He » (hélium) est écrit à la peinture blanche, et sur la partie supérieure sont marqués le mois et l'année de certification - postérieure à l'actuelle - vous pouvez être assuré (même si la date de certification est « légèrement » en retard). Les bouteilles d'hélium produites par l'usine d'Orenbourg (c'est la seule usine d'hélium en Russie) sont certifiées pour une utilisation dans des lieux rassemblement de masse de personnes. Mais si vous remarquez que quelqu'un essaie de scier une bouteille de gaz avec une meuleuse ou de la percer, ou de la frapper avec un ciseau, alors vous devez sonner l'alarme, que la bouteille soit remplie d'hélium ou autre chose, que ce soit vide ou pas vide...
L'hélium peut-il provoquer une suffocation si un ou plusieurs ballons éclatent dans un espace confiné ? Ici, il faut estimer l'ordre de grandeur. Une boule moyenne a un volume d'environ 7 litres. Dans une petite pièce, par exemple de deux mètres sur trois et une hauteur sous plafond de 2,5 mètres, le volume est de 15 mètres cubes. mètres - soit 15 000 litres. Si vous « éclatez » jusqu'à 50 ballons d'hélium dans cette pièce, son volume sera d'environ 350 litres. Cela représente un peu plus de 2 % du volume d'air. La valeur est extrêmement insignifiante, malgré le fait que l'hélium n'est pas toxique et ne provoque pas de réactions allergiques. De plus, tout l'hélium s'élèvera instantanément et s'infiltrera assez rapidement à travers le plafond, car la capacité de pénétration des atomes d'hélium est très élevée. De plus, même si vous ouvrez un ballon à l'intérieur et libérez tout l'hélium dans la pièce, cela ne causera aucun dommage aux personnes ou aux animaux. Mais si vous décidez de respirer l'hélium d'un ballon pour vous amuser (l'hélium change de voix, provoquant cordes vocales vibrer avec une fréquence plus élevée) - il ne faut pas trop s'emballer : si vous inhalez de l'hélium seul pendant une longue période et ne respirez pas d'air régulier, vous pourriez avoir des vertiges, même si l'hélium n'est pas toxique. Après tout, les organismes des créatures vivantes terrestres sont conçus de telle manière qu’ils ont besoin d’oxygène !
Est-il possible de fumer ou d'utiliser un feu ouvert ? à proximité d'équipements à gaz ou de ballons gonflés, surtout si certains d'entre eux fuient clairement de l'hélium ? Précautions de sécurité dans les entrepôts contenant de l'hélium, de l'azote et du dioxyde de carbone liquides ou gazeux - n'interdit pas fumer parce que ces gaz ne pas s'enflammer et ne supportent pas la combustion d’autres substances. Cependant, si une cigarette allumée touche un ballon, elle éclatera très probablement : la même chose se produira si le ballon touche une ampoule chaude. Mais cela fera simplement éclater le caoutchouc qui constitue la coque de la balle. Il n'y aura ni explosion ni flamme.
Un ballon gonflé à l'hélium est-il sans danger pour... petit enfant? Selon les normes européennes, depuis longtemps, tous les jouets sont déconseillés aux enfants de moins de 3 ans - à l'exception de ceux fournis dans un emballage stérile. Et le point ici n'est pas du tout qu'un matériau ou une substance soit capable d'avoir effets nuisibles sur corps d'enfant- mais le fait est que Petit enfant Avec haute probabilité essaiera de le mettre dans sa bouche, après l'avoir préalablement roulé dans le sol ou dans d'autres endroits « non stériles ». Le latex naturel à partir duquel est fabriquée l'enveloppe du ballon, ainsi que l'hélium technique (plus de 98 %) ou un mélange hélium-air (60/40), ne présentent pas de danger pour la santé. Il faut juste garder à l'esprit que la balle en latex peut éclater si le bébé ne joue pas avec beaucoup de prudence, et bruit fort le coton peut effrayer un enfant. Par conséquent, il est recommandé de donner aux plus petits non pas une balle en caoutchouc, mais une figurine en aluminium qui, en règle générale, est plus colorée et n'éclate pas si l'enfant la mord accidentellement.
Nos managers sont prêts à répondre plus en détail à ces questions et à d’autres par téléphone. Cordialement, administration du site portail
Les ballons montent vers le haut parce que le gaz qu’ils remplissent est plus léger que l’air ambiant. De nombreux gaz, notamment l'hydrogène et l'hélium, ont des densités inférieures à celles de l'air. Cela signifie qu’à une température donnée, ils ont moins de masse par unité de volume que l’air.
Lorsque de tels gaz légers sont pompés dans un ballon, celui-ci monte jusqu'à ce que le poids total de la coque à gaz, du panier, du poids et des câbles soit inférieur au poids de l'air déplacé par le ballon. (Puisque l'air est considéré en physique comme milieu liquide, la même loi s'applique ici que pour les corps immergés dans un liquide.) L'air chaud, qui a une densité inférieure à celle de l'air froid, monte également. Bien que l'air chaud ne soit pas aussi léger que certains gaz, il est plus sûr et plus facile à produire par des torches au propane montées sous le col de la coque du ballon, qui est généralement constituée d'un tissu léger tel que du nylon renforcé. Les ballons remplis d'air chaud restent généralement en vol pendant plusieurs heures, mais sans chauffage supplémentaire de l'air à l'intérieur de la coque, ils perdront progressivement de l'altitude.
Molécules à différentes températures
- Lorsque l’air est froid, les molécules se déplacent lentement et sont rapprochées.
- Lorsque l'air se réchauffe, il peutLes molécules commencent à se déplacer plus rapidement et à s'écarter, remplissant un plus grand volume.
- Puisque l'air chauffécontinue de s'étendre, elle devient moins dense.
- Lors du refroidissement de l'air, illes molécules perdent leur vitesse, le volume diminue et la densité augmente.
- Le ballon repose sur le côté. Les chalumeaux au propane chauffent l'air à l'intérieur de la coque, ce qui la fait gonfler et monter.
- Chaud, air léger(figure sous le texte) monte à l'intérieur de la coquille puis s'écoule le long de ses parois. L'air froid est expulsé par le cou, le poids de la coque avec l'air diminue et le ballon monte.
- Les pilotes maintiennent ou augmentent leur altitude en allumant périodiquement les brûleurs. Tant que l’air à l’intérieur de la coque est plus chaud que l’air extérieur, la force de portance l’emporte sur la force de gravité.
- Le ballon descend à mesure que l'air qui le remplit se refroidit et se contracte. Les pilotes peuvent accélérer leur descente en libérant de l'air chaud par un trou au sommet du ballon.
Interaction de la pression, du volume et de la température
Interdépendance de trois paramètres. La pression, le volume et la température d'un gaz sont interdépendants. À température ambiante (près de droite), le mouvement des molécules de gaz à l’intérieur du récipient crée une certaine pression. Si le volume est > moitié moins grand (image du milieu à droite), la pression interne double. Lorsque l’air se réchauffe (tout à droite), sa pression augmente et son volume augmente proportionnellement à la température.
On ne sait pas exactement quand et où la première montgolfière a été soulevée. Une découverte sensationnelle a été faite en 1973 : en pays ancien Les Incas, sur le territoire du Pérou moderne, ont trouvé dans des peintures rupestres l'image d'une montgolfière avec une coquille en forme de tétraèdre avec une gondole à deux places suspendue par le bas - une navette. De plus, les étapes de préparation de la montgolfière pour le vol, d'allumage du feu, de remplissage de la coque avec de l'air chaud et de réalisation du vol ont été présentées. Ils ont même indiqué tailles comparatives coquilles. Le ballon, réalisé selon cette conception par nos contemporains, a été soulevé dans les airs, il s'est avéré tout à fait viable, gagnant une hauteur de cent mètres en une minute.
Au 14ème siècle, le moine Albert de Saxe écrivait que la fumée d'un incendie est beaucoup plus légère que l'air et qu'en raison de la dilatation de l'air sous l'influence du feu, elle s'y élève.
Au XVIe siècle, le scientifique anglais Scaliger proposa de fabriquer une coquille avec l'or le plus fin et de la remplir d'air chaud. Cent ans plus tard, parut le roman de Cyrano de Bergerac « Une autre lumière, ou les États et empires de la Lune », dans lequel, avec un certain nombre de projets intéressants avion Pour les voyages en avion, un dispositif similaire à une montgolfière a été décrit. Le héros du roman, à l'aide de deux obus hermétiques remplis de fumée, vole presque jusqu'à la Lune elle-même, où il libère de la fumée, et, utilisant les obus comme parachute, descend calmement jusqu'à sa surface.
Et pourtant, le compte à rebours s'effectue habituellement à partir du 5 juin 1783, lorsque dans la ville française d'Annon, les frères Etienne et Joseph Montgolfier soulevèrent dans les airs une boule de soie d'un volume de 600 mètres cubes. La coque du ballon était recouverte de papier de l'intérieur et un treillis fait de vignes était fixé sur son trou inférieur, qui était installé sur la scène. Un feu a été allumé sous la scène et de l'air chaud accompagné de fumée a élevé le ballon à une hauteur de deux kilomètres. C'est pourquoi le nom de montgolfière est né en contraste avec le charlier, du nom du professeur Charles, qui a lancé un ballon rempli d'hydrogène le 27 août 1783.
Peu de temps après la deuxième naissance des ballons, des modèles combinés sont apparus, combinant les avantages des deux ballons traditionnels. La coque était divisée en deux parties. Celui du haut est rempli d’hélium léger et ininflammable, et celui du bas est rempli d’air chaud. En le chauffant pendant le vol avec du propane, de l'éthane ou du kérosène, brûlés dans des brûleurs spéciaux, les aéronautes régulent l'altitude de vol. Ce type de ballon est parfois appelé rosier - en l'honneur de l'un des premiers aérostiers, Jean François Pilâtre de Rosier, décédé en 1785 lorsque son ballon, rempli d'un mélange d'air chaud et d'hydrogène, prit feu en vol.
Le choix du carburant pour chauffer l’air de la coque est un facteur déterminant dans les performances de vol des montgolfières. En effet, plus le pouvoir calorifique d'un kilogramme de carburant est élevé, moins vous aurez besoin de carburant pour un vol, meilleures seront les caractéristiques de vol de la montgolfière : elle pourra rester dans les airs plus longtemps et voler distance plus longue ou atteindre de plus grandes hauteurs.
Nos prédécesseurs utilisaient initialement tout ce qui pouvait brûler pour chauffer l'air : branches d'arbres, paille, charbon, etc. Ils se sont ensuite tournés vers le pétrole, les gaz inflammables et le charbon de bois. Le carburant choisi était celui qui pouvait chauffer rapidement et efficacement l’air de la montgolfière, tout en étant bon marché et accessible.
En conséquence, nous avons opté pour un mélange de propane et de butane à parts égales. Il est cependant un peu pire que le propane pur, car il est moins volatil et les brûleurs doivent être équipés de dispositifs supplémentaires pour augmenter la volatilité.
Les brûleurs ont également changé de manière méconnaissable. Il s'agit désormais d'appareils équipés de mécanismes de régulation et de surveillance qui maintiennent automatiquement la température requise de l'air chaud dans la coque.
Cependant, l’air contenu dans l’enveloppe peut être chauffé sans brûler de carburant à bord du ballon. Il existe une autre source de chaleur : le soleil. Et si la coquille est peinte en noir, elle s'accumulera énergie solaire. Selon ce principe, en 1973, la montgolfière Solar Firefly a été construite aux États-Unis, qui effectuait des vols en utilisant uniquement de l'énergie. rayons de soleil. De nombreux ballons ont été développés en France à partir de rayonnement infrarouge soleil. Ils s'appelaient MIR. Leur principale différence est que l'air à l'intérieur de la coque est chauffé non seulement par le rayonnement atmosphérique dans le domaine infrarouge, mais également par le rayonnement terrestre.
La coque MIR est divisée en deux parties. La partie supérieure n'émet pratiquement pas de rayonnement infrarouge grâce au revêtement spécial surface extérieure coque, comme le mylar aluminisé, de sorte que la chaleur s'accumule en dessous. La partie inférieure est constituée d'un film de polyéthylène transparent avec un trou au fond. Lorsqu'un tel ballon survole une zone de la terre où le flux de chaleur est dirigé vers le haut, la coque se réchauffe et une portance aérostatique supplémentaire apparaît. Pendant la journée, le ballon monte, la nuit il descend, mais pas jusqu'au sol, mais jusqu'à une certaine hauteur, où le rayonnement de la terre est suffisant pour maintenir une température de l'air élevée dans la coque.
Bien entendu, l'altitude de vol d'un ballon dépendra de nombreux facteurs : la latitude de la zone et les saisons de l'année, la clarté du ciel et l'heure de la journée, etc. Dans la stratosphère, la force de portance aérostatique due à la chaleur du soleil et de la terre est toujours positif, c'est-à-dire qu'un ballon peut survoler toute la surface de la terre jour et nuit.
L'altitude de vol de jour comme de nuit peut être modifiée par une vanne d'air située au sommet de la coque et contrôlée par un petit moteur alimenté par une source d'énergie embarquée. Lorsque la vanne est ouverte, l'air chaud présent dans la coque est remplacé par de l'air froid entrant par le trou inférieur dont le diamètre est supérieur au diamètre de la vanne. De plus, le volume de la coque reste constant.
Vols de plusieurs jours des ballons stimulé l’esprit de compétition des aéronautes. De nombreux passionnés d’aéronautique rêvaient de faire le tour de la Terre. Au début, on essayait de survoler n'importe quel océan. L'Atlantique s'est avéré le plus approprié, Partie nord qui est parsemée de nombreuses routes aériennes et maritimes. Cela a facilité la surveillance du vol et la recherche des casse-cou qui risquaient de traverser l'Atlantique.
Le 14 septembre 1984, l'Américain D. Kittinger, ancien pilote d'essai militaire, âgé de 58 ans, a décollé de la ville de Caribou dans le Maine et, grâce à un fort vent arrière, il s'est retrouvé environ 70 heures plus tard au large des côtes de France. Sa trajectoire de vol passait au-dessus de Terre-Neuve, puis au sud du Groenland et, avant l'Irlande, elle tournait brusquement vers le sud-est. Cela rendait quelque peu difficile le choix d'un site d'atterrissage, car au-dessus de l'Europe, l'aéronaute se trouvait nettement au sud des lieux où l'atterrissage était prévu.
Après avoir survolé les contreforts nord des Pyrénées et la côte méditerranéenne de la France, il a atterri dans une zone boisée près de la ville italienne de Savone. L'arrivée a été difficile, l'aéronaute a été éjecté de la nacelle d'une hauteur de trois mètres, il s'est cassé la jambe et a été immédiatement transporté à l'hôpital.
En 1998, Steve Fossett a établi le record de maintien en vol. Il a pris un vol pour réveillon de Nouvel an, en suspendant toute la télécabine avec des bouteilles de propane pour chauffer l'air dans la coque plus longtemps. Cependant, pendant le vol, des ennuis lui sont arrivés - il a refusé Système d'ordinateur chauffant la cabine et il a commencé à geler. Nous avons dû descendre dans des couches plus chaudes de l’atmosphère. A 914 mètres d'altitude, l'aérostier a traversé frontière russe dans la région d'Anapa. Après un certain temps, il a reçu un signal concernant une descente d'urgence. L'équipement est finalement tombé en panne et il a été contraint d'atterrir près de la ferme Grechanaya Balka, dans le territoire de Krasnodar.
Le détenteur du record de 1998 était l'équipage international du Suisse Bertrand Piccard. Le Belge Bim Verstraeten et l'Anglais Andy Elson. S'étant lancés depuis l'Europe dans le ciel sans trop de bruit sur le ballon Brightling Orbiter 2, ils ont parcouru plus de vingt mille kilomètres. Mais, ayant rencontré des conditions météorologiques défavorables, ils furent contraints d’atterrir en Birmanie.
L’enthousiasme grandit. En 1999, les équipages se succèdent différents pays et le plus souvent, ils ont échoué. La principale lutte a éclaté entre les Européens. Les Britanniques Andy Elson et Colin Prescott, lancés pour la première fois depuis l'Espagne le 17 février 1999, ont passé plus de douze jours dans les airs, battant le record du monde de durée et d'autonomie de vol, mais ont quand même été contraints d'atterrir - ils ont manqué de carburant .
À la suite des détenteurs du record, un autre ballon s'est précipité, lancé dimanche matin 1er mars, depuis la ville suisse de Château d'Eux avec le même objectif : effectuer un vol sans escale autour de notre planète. Son commandant était le petit-fils du célèbre. Le scientifique et voyageur suisse Auguste Piccard Bertrand a été empêché de décoller à temps, c'est-à-dire le soir du Nouvel An, pour deux raisons : des conditions météorologiques défavorables et l'absence d'autorisation de Pékin pour survoler l'espace aérien chinois.
Les compartiments de l'Orbiter 3 n'étaient pas remplis d'hélium, mais de propane, il s'est donc avéré plus grand et plus lourd que le ballon d'Elson et Prescott. Sa hauteur était de 55 mètres et il pesait 9 tonnes. Mais il a pu prendre de grandes réserves de carburant, et cela a finalement porté ses fruits.
"Picart et son partenaire, le pilote britannique Brian Jones, espéraient faire le tour de la Terre en 16 jours", écrit S. Nikolaev dans la revue "Technology for Youth", "ayant pour avantage l'autorisation de survoler la partie sud Chine. Mais l’expédition est loin d’être facile. Ils devaient décoller dans des vents de sol forts, sans attendre le beau temps, Piccard craignant de passer à côté de courants stratosphériques favorables. Immédiatement après le départ, ils ont été transportés vers l'Espagne. Ils ont cependant réussi à redresser légèrement la direction de leur vol, se retrouvant dans un courant d'air favorable au-dessus de la Mauritanie, qui les a envoyés vers l'Inde. La Chine et à travers Océan Pacifique en Californie...
À plusieurs reprises, le ballon a gelé et a commencé à perdre rapidement de l'altitude. Il y avait également des problèmes dans les systèmes d'alimentation en oxygène et de contrôle des ballons...
Ce n'est que lorsque le ballon Orbiter-3 a survolé le continent américain le dix-huitième jour et s'est retrouvé au-dessus de l'Atlantique que les aérostiers ont commencé à espérer sérieusement le succès de leur expédition. L'espoir leur a donné de la force, qui à ce moment-là s'épuisait déjà. Les aéronautes ont rapporté point de contrôle que l'un de leurs radiateurs est en panne et que la température à bord ne dépasse pas huit degrés Celsius. Tous deux ont un gros rhume. Bertrand Picard, psychiatre de profession, a même été contraint de recourir à l'hypnose pour retrouver des forces.»
Le 21 mars, vers dix heures du matin, des aérostiers incroyablement fatigués, après avoir parcouru plus de quarante mille kilomètres, ont pu quitter leur cabine exiguë. "L'aigle a atterri", ont-ils annoncé par radio en Suisse, près du village de Mut, à 800 kilomètres au sud-ouest du Caire.
Le record est donc établi. À quoi devraient rêver les aéronautes modernes maintenant ? À propos de voler à travers les deux pôles ? Ou faites une course de ballons globe- qui s'engagera voyage autour du monde plus rapide? Il est probablement plus logique d'emprunter un chemin différent. Les spécialistes de la NASA ont construit un ballon géant en forme de citrouille pour la recherche astronomique. Son diamètre est d'environ 128 mètres et sa hauteur est de 78. L'une des tentatives du printemps 2001 s'est soldée par un échec. Le ballon a coulé à cause d'une fuite, s'élevant à une hauteur de 20 kilomètres. On suppose qu'un tel géant flottera à une altitude de 35 kilomètres avec 1 350 kilogrammes d'équipement scientifique et restera dans les airs jusqu'à cent jours. Et pendant ce temps, en présence de vents favorables, il fera cinq fois le tour de notre planète.
Dans ce cas, tous les contrôles seront effectués par radio et à l'aide du pilote automatique. Il est destiné à être utilisé panneaux solaires pour alimenter les systèmes embarqués. Le lancement d'un ballon coûtera au moins trois fois moins cher que le lancement d'un satellite, et le matériel descendu par parachute pourra être utilisé plusieurs fois.
Un autre projet original a été proposé par les étudiants en design américains Eric Reiter et David Goodwin : un dirigeable naviguera dans les cieux comme un clipper. La partie inférieure de sa structure verticale servira de quille stabilisatrice, tandis que le ponton central rempli d'hélium et les deux pontons latéraux feront office de voiles. Le ballon géant peut être utilisé comme base scientifique ou comme avion touristique.
