Mengapa balon udara bisa terbang? Dengan apa balon ditiup? Apakah helium berbahaya?

Gas alam berbahaya - seharusnya tidak ada dua pendapat di sini. Namun, katakanlah segera: jika pembaca membaca artikel dengan cermat dan mengerjakannya dengan cermat, maka ketika mencoba membuat model balon, mereka tidak akan terluka, apalagi meledakkan apartemennya!

Bahkan orang-orang dengan sedikit pengetahuan kimia tahu bahwa metana lebih ringan dari udara. Miliknya massa molekul- 16 berbanding 29 untuk udara. Namun, apakah balon tersebut akan terbang jika diisi dengan metana, bukan helium biasa?

Di salah satu situs yang didedikasikan untuk balon, kami menemukan jawaban berikut:

Gas apa yang digunakan untuk mengembang balon? Jika bola “terbang”, maka dapat dipastikan bola tersebut tidak dipompa dengan gas yang sama yang disuplai ke kompor gas. Hanya gas yang sangat ringan, yang jauh lebih ringan dari udara, yang dapat menopang bola di udara. Propana dan butana lebih berat daripada udara, dan bola akan tergeletak di lantai. Metana sedikit lebih ringan dari udara, namun tetap saja, gaya angkatnya tidak akan cukup untuk mengangkat balon kecil “biasa” ke langit: hanya balon besar berisi metana yang dapat naik ke atas tanah - dan itupun dengan sangat “lamban” : daya angkatnya sangat kecil.

Gas apa yang dapat dengan mudah mengangkat balon lateks atau foil ke udara? Hanya ada dua gas seperti itu: hidrogen dan helium.

Sekarang mari kita bandingkan nilai gaya angkat spesifik:

dari buku Talanov A.V. Semuanya tentang balon (2002)

Namun, mereka yang ingin menguji semuanya secara eksperimental menghadapi dua kesulitan: pertama, tekanan gas di jaringan rumah tangga terlalu rendah untuk “mengembang” balon, dan kedua, banyak yang tidak tahu cara mengambil gas dari pembakar kompor. Mari kita lihat semuanya secara berurutan.

Kami berhasil menemukan penyebutan percobaan serupa hanya dalam satu buku - lokakarya fisika yang bagus. Mari kita beri kutipan.

Mengisi balon anak-anak dengan gas kota

Bola karet anak, botol dengan tabung bawah (2 l), 2 sumbat berlubang, 3 tabung kaca pendek, tabung karet, klem ulir, selang gas, bola karet manual, pemompa dan pemompaan udara, kabel.

Sebuah balon karet dipasang pada ujung bawah tabung kaca yang dimasukkan ke dalam sumbat atas dan ditempatkan di dalam botol dengan tabung bawah (lihat juga E - 73). Selang gas yang menuju ke pipa gas dipasang di ujung bebas atas tabung ini (Gbr. 126).

Sebuah sumbat dengan tabung kaca pendek dimasukkan ke dalam tabung sisi bawah botol, ujung bebasnya dipasangi tabung karet dengan penjepit sekrup. Corong tabung kaca pendek dimasukkan ke dalam tabung karet ini.

Ketika udara disedot keluar dari labu, balon karet di dalamnya terisi gas (seperti pada E-73). Setelah mengisi silinder, klem disekrup, keran pipa gas ditutup dan selang gas dilepas dari tabung kaca atas. Alih-alih selang, bola karet anak-anak kedua diletakkan di atas tabung, dari mana udara telah dikeluarkan sebanyak mungkin.

Udara dihembuskan ke dalam botol melalui corong. Di bawah tekanan udara yang dihembuskan, balon yang terletak di dalam botol dikompresi, dan gas di dalamnya masuk ke bola karet bagian atas, sehingga menggembungkannya. Setelah balon terisi, penjepit disekrup dan leher balon diikat erat dengan tali.

Balon yang dikeluarkan dari botol perlahan melayang di udara.

Catatan
Pengisian silinder karet dengan gas dapat dilakukan tanpa botol dengan menggunakan pompa bola karet yang ditempatkan di antara silinder dan pipa gas (Gbr. 127). Bohlam pompa karet diaktifkan dengan tangan, cukup dengan menekan bohlam beberapa kali sambil memegangnya di telapak tangan Anda.

Kami menggunakan opsi kedua, karena lebih sederhana, terutama karena kami memiliki sekotak bohlam dengan katup (digunakan untuk penganalisis gas). Artinya ini pengalaman sederhana diperlukan tertutup rapat! pasang tabung karet ke saluran dan tingkatkan tekanan jaringan metana sehingga balon mengembang. Bola lampu seperti itu berfungsi seperti pompa sepeda, mengalirkan udara ke satu arah, dan dilengkapi dengan adaptor aluminium yang nyaman - diameter saluran keluarnya pas untuk bola.

Pertama, mari kita pikirkan cara menyambungkan tabung ke kompor gas dengan erat. Hal ini terlihat dari perangkatnya. Gas dari nosel - silinder kuningan dengan lubang kecil - dimasukkan ke dalam corong, dalam perjalanan ke atas bercampur dengan udara dan berkat ini campuran gas-udara yang keluar terbakar tanpa jelaga. Mari kita lepas penutup pelat atas dan keluarkan liner berbentuk corong (yang jelas kompor tidak akan rusak).

Untuk menciptakan suasana yang benar-benar meriah, Anda membutuhkan balon. Tanyakan kepada siapa pun apa hubungannya dengan liburan, dan dia, dengan satu atau lain cara, akan menjawab tentang balon. Baik orang dewasa maupun anak-anak sangat menyukainya, jadi liburan tanpa dekorasi seperti itu... Bukan yang paling menyenangkan.

Kalaupun ada kembang api dan berbagai prestasi industri hiburan. Dan jika bolanya terbang, maka umumnya itu mirip dengan sihir. Jadi, menciptakan liburan tak terlupakan dengan dekorasi keren cukup mudah. Apalagi kini banyak perusahaan yang menawarkan layanan nyaman seperti pengiriman balon.

Saat ini ada banyak variasi balon- lateks, bulat, panjang, berbentuk hati atau bentuk lainnya. Ada yang foil: dari kecil hingga besar, dari bentuk bulat hingga rumit. Ada balon berbentuk tokoh kartun, binatang, huruf dan angka. Matte, transparan, mutiara, berkilau, bintang, bunga, hewan, mobil... Terserah. Dan ya, semua ini bisa terbang - yang utama adalah bolanya dipompa dengan gas yang tepat.

Dari artikel kami, Anda akan mengetahui apa yang mereka curang balon, jenis gas apa yang perlu dipompa agar bisa terbang dan apa yang bisa Anda gunakan untuk mengembang balon di rumah.

Gas apa yang digunakan untuk mengembang balon?

Gas apa lagi yang digunakan untuk mengembang balon? Karbon dioksida. Ini adalah cara bagi mereka yang mencintai percobaan kimia atau sekadar tidak mau repot dengan inflasi biasa.

Untuk memperoleh karbon dioksida, cukup campurkan cuka biasa, 9% dan soda. Untuk satu item Anda membutuhkan 150 ml cuka dan satu sendok makan soda. Bubuk tersebut dituangkan ke dalam bola, setelah itu ekornya ditarik ke dalam botol cuka, bola tersebut dikocok agar soda mengalir ke dalam botol. Reaksi yang hebat - dan sekarang balonnya terisi.

Dengan apa Anda mengembang balon agar bisa terbang?

Hidrogen pernah digunakan. Namun mereka segera meninggalkannya, karena bila digabungkan dengan oksigen akan membentuk gas yang mudah meledak. Pertunjukan pyro tentu saja menarik, tetapi hanya jika dikendalikan. Dan ledakannya balon tidak bisa disebut dapat dikelola.

Oleh karena itu, mereka mulai menggunakan helium sebagai pengganti hidrogen. Ini ideal - jauh lebih ringan dari udara, benar-benar lembam dan aman, cukup terjangkau. gas ideal untuk pesawat terbang. Selain itu, aman bagi kesehatan - helium bahkan termasuk dalam campuran penyelam scuba. Dan menarik efek samping hirupannya, suaranya lucu, bahkan lucu. Selain itu, helium tidak berbau atau berasa. Dan jika dekorasinya pecah, tidak ada hal buruk yang akan terjadi.

Bagaimana cara mengembang balon selain helium di rumah?

• 150 ml dituangkan ke dalam botol air hangat;
• Potongan kertas timah biasa juga dibuang ke sana;
• Setelah itu, tambahkan 3 sendok makan soda api (soda api, pembersih saluran air);
• Sebuah balon segera diletakkan di atas botol.

Perhatian! Hidrogen berpotensi berbahaya, begitu pula eksperimen dengan soda kaustik. Gas ini tidak boleh dihirup. Anda juga harus menjauhkan balon tersebut dari api, termasuk lilin kue ulang tahun, kembang api, dll. Oleh karena itu, jika Anda ingin menghiasi liburan Anda dengan balon terbang, sebaiknya jangan mengambil risiko. Lagi pula, risikonya di sini bukan hanya liburannya yang akan hancur...

Jauh lebih baik pergi ke toko di mana Anda dapat memilih balon yang sesuai, dan mereka akan mengirimkannya kepada Anda yang sudah mengembang. Semuanya menjadi lebih mudah, dan tidak terlalu mahal. Dan Anda tidak perlu memikirkan cara mengembang balon di rumah, apa yang harus digunakan sebagai pengganti helium, dan sebagainya.

Materi disiapkan oleh Mechtalion.ru.

Semua benda di udara (dan juga di cairan) dipengaruhi oleh gaya apung (Archimedean). Untuk memverifikasi ini, mari lakukan percobaan berikut. Mari kita menyeimbangkan pada timbangan sebuah bejana berisi udara bertekanan dan ditutup dengan sumbat, yang melaluinya tabung kaca dilewatkan, dihubungkan ke cangkang kosong bola karet (Gbr. 138, a). Jika Anda membuka katup pada tabung, udara terkompresi akan mengisi bola dan volumenya akan bertambah. Jika hal ini terjadi, kita akan melihat bahwa keseimbangan timbangan akan terganggu (Gbr. 138, b). Hal ini terjadi karena gaya apung tambahan akan mulai bekerja pada bola dan beratnya akan berkurang.
Untuk mencari gaya Archimedean (apung) yang bekerja pada suatu benda di udara, massa jenis udara ρ udara harus dikalikan dengan percepatannya. jatuh bebas g = 9,8 N/kg dan untuk volume V suatu benda di udara:

F A = ​​​​ρ udara gV

Jika kekuatan ini ternyata ada lebih banyak kekuatan gravitasi yang bekerja pada benda, maka benda tersebut akan terbang ke atas. Aeronautika didasarkan pada hal ini.

Pesawat yang digunakan dalam bidang aeronautika disebut balon. Ada balon yang terkendali, tidak terkendali, dan tertambat. Balon yang terbang bebas tak terkendali dengan cangkang berbentuk balon disebut balon udara panas. Balon yang dikendalikan (memiliki mesin dan baling-baling) disebut kapal udara. Balon yang ditambatkan dihubungkan ke tanah dengan kabel, yang mencegah perangkat melakukan penerbangan horizontal.

Agar balon dapat naik ke atas, balon tersebut harus diisi dengan gas yang massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis udara. Misalnya, hidrogen, helium, atau udara panas.

Upaya pertama untuk mengangkat ke udara bola besar dipenuhi asap, dilakukan pada tahun 1731 oleh juru tulis Rusia Kryakutny di Kazan. Untuk penerbangan ini, pendeta mengusir Kryakutny dari kampung halaman, dan bolanya segera dilupakan.

Di Prancis, balon udara (hot air ballon) pertama yang berhasil digunakan untuk aeronautika, dibangun hanya 52 tahun kemudian oleh saudara J. dan E. Montgolfier. Mereka menggunakan udara panas untuk mengisi balon. Setelah memastikan balon tersebut bisa terbang, Montgolfier bersaudara memasukkan seekor domba, seekor ayam jago, dan seekor bebek ke dalam keranjang balon tersebut. Hewan-hewan ini menjadi penerbang balon pertama. Pada musim gugur 1783, orang-orang - Pilatus de Rosier dan d'Arlandes - memulai penerbangan pertama mereka (25 menit) dengan balon yang sama.

Untuk menentukan jenis beban yang dapat diangkat oleh balon, Anda perlu mengetahui gaya angkatnya. Gaya angkat balon sama dengan selisih antara keduanya kekuatan Archimedean dan gaya gravitasi yang bekerja pada bola:

F = FA - F T

Semakin rendah massa jenis gas yang mengisi balon dengan volume tertentu, semakin rendah gaya gravitasi yang bekerja padanya dan, oleh karena itu, semakin besar pula gaya angkat yang dihasilkan.

Ketika udara dipanaskan dari 0 °C hingga 100 °C, massa jenisnya berkurang hanya 1,37 kali lipat. Oleh karena itu, gaya angkat balon yang berisi udara hangat ternyata kecil. Melihat hal ini, ilmuwan Perancis J. Charles mengusulkan untuk mengisi balon dengan hidrogen - gas yang kepadatannya 14 kali lipat kepadatan lebih sedikit udara. Karena kepadatan ini, gaya angkat hidrogen tiga kali lebih besar daripada gaya angkat udara panas dengan volume yang sama.

Penerbangan pertama dengan balon berisi hidrogen (Gbr. 139) terjadi pada hari pertama musim dingin 1783. Diameter balon adalah 8,5 m. Setelah menghabiskan 2,5 jam dalam penerbangan, para penerbang balon mengukur tekanan udara dan suhu pada ketinggian dari 3400 m. Pengukuran serupa kemudian mulai berperan peran penting dalam meteorologi. Di Rusia, penerbangan balon udara pertama dilakukan pada tahun 1803 (pertama di St. Petersburg, kemudian di Moskow).

Pada awalnya, penerbangan balon biasanya bersifat rekreasi. Namun kemudian balon mulai lebih banyak digunakan untuk tujuan ilmiah (penelitian atmosfer, penelitian meteorologi) dan militer (pengintaian, pengeboman), serta kendaraan. Pada tahun 1929, kapal udara Jerman Graf Zepelin melakukan penerbangan keliling dunia sejauh 35 ribu km dalam 21 hari dengan tiga pendaratan perantara. kecepatan rata-rata kecepatan penerbangannya 177 km/jam.

Selama masa Agung Perang Patriotik balon (“balon penghalang”) memainkan peran besar dalam hal ini Pertahanan Udara Moskow dan Leningrad.

Saat mengisi balon dengan hidrogen, Anda harus ingat bahwa gas ini memiliki satu kelemahan besar - gas ini terbakar dan, bersama dengan udara, membentuk campuran yang mudah meledak. Oleh karena itu, ketika terbang dengan balon berisi hidrogen, perhatian khusus harus diberikan, jika tidak, penerbangan seperti itu dapat berakhir dengan tragedi. Salah satu tragedi tersebut terjadi pada tahun 1937, ketika kapal udara Jerman Hindenburg meledak saat mendarat, menewaskan 36 orang.

Tidak mudah terbakar dan pada saat bersamaan waktu itu mudah gasnya adalah helium. Itu sebabnya banyak balon saat ini diisi dengan helium.

Kepadatan udara berkurang seiring bertambahnya ketinggian. Oleh karena itu, saat balon naik ke atas, gaya Archimedean yang bekerja padanya menjadi lebih kecil. Setelah gaya Archimedean mencapai nilainya, kekuatan yang setara gravitasi, naiknya balon terhenti. Untuk naik lebih tinggi, pemberat yang diambil khusus dijatuhkan dari bola (misalnya, pasir dikeluarkan dari kantong). Dalam hal ini, gaya gravitasi berkurang, dan gaya apung kembali menjadi dominan.

Untuk tenggelam ke tanah, sebaliknya, gaya apung harus dikurangi. Hal ini dicapai dengan mengurangi volume bola. Terdapat katup khusus di bagian atas bola. Ketika katup ini terbuka, sebagian gas meninggalkan bola dan bola mulai jatuh.

Balon yang dirancang untuk terbang ke stratosfer (yaitu hingga ketinggian lebih dari 11.000 m) disebut balon stratosfer. Gaya angkat balon stratosfer harus cukup besar. Oleh karena itu, mereka diisi dengan hidrogen, pada titik maksimumnya.

Udara hangat juga tidak kehilangan arti pentingnya. Hal ini mudah karena suhunya (dan kepadatannya serta gaya angkat) dapat diatur menggunakan pembakar gas yang terletak di bawah lubang yang terletak di bagian bawah bola. Dengan memperbesar api pembakar, Anda bisa membuat bola naik lebih tinggi. Saat nyala api berkurang, bola bergerak ke bawah. Dimungkinkan untuk memilih suhu di mana gaya gravitasi yang bekerja pada bola bersama dengan kabin sama dengan gaya apung. Kemudian bola tersebut menggantung di udara, dan mudah untuk melakukan pengamatan darinya.

Saat ini, para ilmuwan dan desainer berencana menggunakan balon tidak hanya di Bumi, tetapi juga di planet lain. Misalnya, pada tahun 1985, mesin otomatis Soviet stasiun antarplanet"Vega-1" dan "Vega-2" mengirimkan balon ke Venus. Bergerak di atmosfernya, perangkat ini mengirimkan informasi berharga ke Bumi kondisi fisik di planet ini.

1. Apa itu balon? 2. Apa perbedaan balon dengan kapal udara? 3. Mengapa balon udara disebut juga balon udara? 4. Gas apa yang mengisi balon? Mengapa mereka? 5. Pesawat apa yang disebut balon stratosfer? 6. Bagaimana cara menentukan gaya angkat balon? 7. Bagaimana cara mengatur ketinggian balon yang berisi udara hangat? 8. Sebuah balon berisi helium secara tidak sengaja dilepaskan oleh seorang anak kecil. Berapa lama bola ini akan naik?

Tak jarang Anda mendengar pendapat bahwa itu gas zat berbahaya. Tidak pernyataan yang benar. Mengapa hal ini “terjadi” begitu sering?

Faktanya adalah kata "gas", seperti banyak kata lain dalam bahasa Rusia, memiliki beberapa arti (definisi). Dalam arti “utama”, gas adalah wujud materi (zat apa pun bisa berbentuk padat, cair, dan gas). Dan dalam salah satu arti tambahannya, konsep gas berarti gas rumah tangga yang mudah terbakar yang digunakan dalam pembakar kompor gas (biasanya metana).

Gas apa yang digunakan untuk mengembang balon? Jika bola “terbang”, maka dapat dipastikan bola tersebut tidak dipompa dengan gas yang sama yang disuplai ke kompor gas. Hanya gas yang sangat ringan, yang jauh lebih ringan dari udara, yang dapat menopang bola di udara. Propana dan butana lebih berat daripada udara, dan bola akan tergeletak di lantai. Metana sedikit lebih ringan dari udara, namun tetap saja gaya angkatnya tidak akan cukup untuk mengangkat balon kecil "biasa" ke langit: hanya balon besar berisi metana yang bisa naik ke atas tanah - dan itupun dengan sangat "lamban": itu akan memiliki daya angkat yang sangat rendah.

Jenis gas apa yang dapat dengan mudah mengangkat gas apa pun ke udara? Hanya ada dua gas seperti itu: hidrogen dan helium. Kedua gas ini merupakan zat unsur dan tercantum dalam tabel periodik D.I.Mendeleev dengan nomor 1 dan 2. Dalam hal prevalensi di Alam Semesta, serupa: hidrogen menempati urutan pertama, dan helium menempati urutan kedua. Dalam hal “ringannya”, gas-gas ini juga menempati posisi pertama dan kedua (hidrogen adalah yang paling ringan, dan helium hanya sedikit lebih berat) dan jauh lebih unggul dari semua gas lainnya. Dalam hal ukuran atom, mereka juga merupakan pemimpin, meskipun di sini terjadi sebaliknya: helium memiliki atom terkecil, dan hidrogen menempati urutan kedua.

Namun sepertinya ini adalah akhir dari kesamaan antara gas-gas tersebut. Hidrogen adalah unsur yang sangat aktif, sangat mudah terbakar dan meledak: bahkan lebih berbahaya daripada propana rumah tangga. Dan helium tentu saja gas inert, yang tidak bereaksi dengan apa pun zat yang diketahui, oleh karena itu tidak dapat membakar atau mempertahankan pembakaran, dan juga tidak dapat menyebabkan keracunan. Sesuai dengan standar Rusia dan Eropa, serta sesuai dengan aturan keselamatan kebakaran Untuk mengembang balon hanya digunakan helium atau udara biasa. ()

Apakah aman menghirup helium dari balon? Ini cukup aman, kecuali, tentu saja, kita berbicara tentang helium itu sendiri, dan bukan tentang bakteri atau faktor samping lain yang mungkin ada. Helium, masuk pengertian kimia bahkan lebih “netral” daripada nitrogen, yang merupakan penyusun sebagian besar nitrogen atmosfer bumi. Helium sebagai komponen campuran pernafasan digunakan oleh penyelam scuba saat mengerjakannya sangat mendalam, karena praktis tidak larut dalam darah manusia.

Belum diketahui secara pasti kapan dan di mana balon udara pertama kali diangkat. Penemuan sensasional terjadi pada tahun 1973: di negara kuno Suku Inca, di wilayah Peru modern, dalam lukisan batu mereka menemukan gambar balon udara dengan cangkang berbentuk tetrahedron dengan gondola dua tempat duduk yang digantung di bawahnya - sebuah pesawat ulang-alik. Selain itu juga ditampilkan tahapan persiapan balon udara untuk terbang, membuat api, mengisi cangkang dengan udara panas dan melakukan penerbangan. Mereka bahkan mengindikasikan ukuran komparatif kerang. Balon yang dibuat menurut desain ini oleh orang-orang sezaman kita, diangkat ke udara, ternyata cukup layak, mencapai ketinggian seratus meter dalam satu menit.

Pada abad ke-14, biksu Albert dari Saxony menulis bahwa asap api jauh lebih ringan daripada udara dan, karena pemuaian udara di bawah pengaruh api, asap tersebut naik ke dalamnya.

Pada abad ke-16, ilmuwan Inggris Scaliger mengusulkan untuk membuat cangkang dari emas terbaik dan mengisinya dengan udara panas. Seratus tahun kemudian, novel Cyrano de Bergerac “Another Light, or the States and Empires of the Moon” muncul, di mana, bersama dengan sejumlah proyek yang menarik pesawat terbang Untuk perjalanan udara, alat yang mirip dengan balon udara telah dijelaskan. Pahlawan dalam novel, dengan bantuan dua cangkang kedap udara yang berisi asap, terbang hampir ke Bulan, di mana ia melepaskan asap, dan, menggunakan cangkang tersebut sebagai parasut, dengan tenang turun ke permukaannya.

Namun, hitungan mundur biasanya dilakukan mulai tanggal 5 Juni 1783, ketika di kota Annon, Prancis, saudara Etienne dan Joseph Montgolfier mengangkat bola sutra bervolume 600 ke udara. meter kubik. Cangkang bola ditutupi dengan kertas dari dalam, dan kisi-kisi yang terbuat dari tanaman merambat dipasang di lubang bawahnya, yang dipasang di atas panggung. Api dinyalakan di bawah panggung, dan udara panas disertai asap mengangkat bola hingga ketinggian dua kilometer. Inilah sebabnya mengapa nama balon udara muncul berbeda dengan charlier, yang diambil dari nama Profesor Charles, yang meluncurkan balon berisi hidrogen pada 27 Agustus 1783.

Segera setelah kelahiran balon yang kedua, muncul desain gabungan yang menggabungkan keunggulan kedua balon tradisional. Cangkangnya terbelah menjadi dua bagian. Bagian atas diisi dengan helium yang ringan dan tidak mudah terbakar, dan bagian bawah diisi dengan udara panas. Dengan memanaskannya selama penerbangan dengan propana, etana atau minyak tanah, dibakar dalam pembakar khusus, aeronaut mengatur ketinggian penerbangan. Balon jenis ini kadang-kadang disebut rosier - untuk menghormati salah satu penerbang balon pertama, Jean Francois Pilâtre de Rosier, yang meninggal pada tahun 1785 ketika balonnya, berisi campuran udara panas dan hidrogen, terbakar saat terbang.

Pemilihan bahan bakar untuk memanaskan udara di dalam cangkang merupakan faktor penentu kinerja penerbangan balon udara. Lagi pula, semakin besar nilai kalori satu kilogram bahan bakar, semakin sedikit bahan bakar yang perlu dibawa dalam penerbangan, semakin baik karakteristik penerbangan balon udara tersebut: ia akan mampu bertahan di udara lebih lama dan terbang. jarak yang lebih jauh atau naik ke ketinggian yang lebih tinggi.

Pendahulu kita pada awalnya menggunakan segala sesuatu yang dapat terbakar untuk memanaskan udara - ranting pohon, jerami, batu bara, dll. Kemudian mereka beralih ke minyak, gas yang mudah terbakar, dan arang. Bahan bakar yang dipilih adalah bahan bakar yang dapat memanaskan udara di dalam balon udara dengan cepat dan efektif, serta murah dan mudah didapat.

Hasilnya, kami memilih campuran propana dan butana dalam jumlah yang sama. Namun, propana ini lebih buruk dibandingkan propana murni, karena volatilitasnya lebih rendah dan burner harus dilengkapi dengan perangkat tambahan untuk meningkatkan volatilitas.

Pembakarnya juga telah berubah tanpa bisa dikenali. Sekarang ini adalah perangkat yang dilengkapi dengan mekanisme pengaturan dan pemantauan yang secara otomatis menjaga suhu udara panas yang dibutuhkan di dalam cangkang.

Namun, udara di dalam selubung dapat dipanaskan tanpa hanya membakar bahan bakar apa pun di dalam balon. Ada sumber panas lain - matahari. Dan jika cangkangnya dicat hitam, maka akan menumpuk energi matahari. Berdasarkan prinsip ini, pada tahun 1973, balon udara Solar Firefly dibangun di AS, yang melakukan penerbangan hanya dengan menggunakan energi. sinar matahari. Sejumlah balon telah dikembangkan di Perancis dengan menggunakan radiasi infra merah matahari. Mereka disebut MIR. Perbedaan utama mereka adalah bahwa udara di dalam cangkang dipanaskan tidak hanya oleh radiasi atmosfer dalam rentang inframerah, tetapi juga oleh radiasi terestrial.

Cangkang MIR dibagi menjadi dua bagian. Bagian atas praktis tidak memancarkan radiasi infra merah karena lapisan khusus permukaan luar cangkang, seperti mylar aluminized, sehingga panas terakumulasi di bawahnya. Bagian bawah terbuat dari film polietilen transparan dengan lubang di bagian bawah. Ketika balon seperti itu terbang di atas area bumi di mana aliran panas diarahkan ke atas, cangkangnya memanas dan gaya angkat aerostatik tambahan muncul. Pada siang hari balon naik, pada malam hari turun, tetapi tidak sampai ke tanah, melainkan sampai ketinggian tertentu, dimana radiasi bumi cukup untuk mempertahankan suhu udara yang tinggi di dalam cangkang.

Tentu saja, ketinggian penerbangan balon akan bergantung pada banyak faktor: garis lintang wilayah dan musim dalam setahun, kejernihan langit dan waktu, dll. Di stratosfer, gaya angkat aerostatik dari panas matahari dan bumi selalu positif, artinya balon dapat terbang melintasi seluruh permukaan bumi siang dan malam.

Ketinggian penerbangan siang dan malam dapat diubah dengan katup udara yang terletak di bagian atas cangkang dan dikendalikan oleh mesin kecil yang ditenagai oleh sumber energi di dalam pesawat. Ketika katup terbuka, udara hangat di dalam cangkang digantikan oleh udara dingin yang masuk melalui lubang bawah, yang diameternya lebih besar dari diameter katup. Selain itu, volume cangkang tetap konstan.

Penerbangan balon beberapa hari merangsang semangat kompetitif para aeronaut. Banyak penggemar aeronautika bermimpi terbang mengelilingi bumi. Pada awalnya, upaya dilakukan untuk terbang di atas lautan mana pun. Atlantik ternyata yang paling cocok, Bagian utara yang dipenuhi dengan banyak jalur udara dan laut. Hal ini memudahkan untuk memantau penerbangan dan mencari pemberani yang mengambil risiko terbang melintasi Atlantik.

Pada tanggal 14 September 1984, D. Kittinger, 58 tahun, seorang mantan pilot uji militer, lepas landas dari kota Caribou di Maine, dan berkat angin kencang, sekitar 70 jam kemudian dia berada di lepas pantai Perancis. Jalur penerbangannya melewati Newfoundland, lalu ke selatan Greenland dan sebelum Irlandia berbelok tajam ke tenggara. Hal ini membuat agak sulit untuk memilih lokasi pendaratan, karena di Eropa, aeronaut berada jauh di selatan tempat pendaratan direncanakan.

Setelah terbang di sepanjang puncak utara Pyrenees dan pantai Mediterania Prancis, pesawat itu mendarat di kawasan hutan dekat kota Savona di Italia. Finishnya sulit, aeronaut terlempar keluar gondola dari ketinggian tiga meter, kakinya patah dan langsung dibawa ke rumah sakit.

Pada tahun 1998, Steve Fossett memecahkan rekor bertahan dalam penerbangan. Dia berangkat dengan penerbangan ke malam tahun baru, menggantung seluruh gondola dengan silinder propana untuk memanaskan udara di dalam cangkang lebih lama. Namun, selama penerbangan, masalah menimpanya - dia menolak sistem komputer memanaskan kabin dan dia mulai membeku. Kami harus turun ke lapisan atmosfer yang lebih hangat. Di ketinggian 914 meter, penerbang balon melintas perbatasan Rusia di wilayah Anapa. Setelah beberapa waktu, dia menerima sinyal tentang penurunan darurat - peralatan akhirnya rusak, dan dia terpaksa mendarat di dekat pertanian Grechanaya Balka, di Wilayah Krasnodar.

Pemegang rekor tahun 1998 adalah kru internasional Swiss Bertrand Piccard. Bim Verstraeten dari Belgia dan Andy Elson dari Inggris. Setelah diluncurkan dari Eropa ke angkasa tanpa banyak keributan dengan balon Brightling Orbiter 2, mereka terbang lebih dari dua puluh ribu kilometer. Namun karena menghadapi kondisi cuaca yang tidak mendukung, mereka terpaksa mendarat di Burma.

Kegembiraan semakin bertambah. Pada tahun 1999, satu demi satu, kru mulai dari negara lain dan lebih sering daripada tidak, mereka gagal. Perjuangan utama terjadi antara orang-orang Eropa. Andy Elson dan Colin Prescott dari Inggris, yang pertama kali diluncurkan dari Spanyol pada 17 Februari 1999, menghabiskan lebih dari dua belas hari di udara, memecahkan rekor dunia untuk durasi dan jangkauan penerbangan, tetapi masih terpaksa mendarat - mereka kehabisan bahan bakar .

Mengikuti pemegang rekor, balon lain bergegas, diluncurkan pada 1 Maret, Minggu pagi, dari kota Chateau d'Eux di Swiss dengan tujuan yang sama - untuk melakukan penerbangan tanpa henti mengelilingi planet kita Ilmuwan dan penjelajah Swiss Auguste Piccard Bertrand. Untuk meluncurkannya tepat waktu, yaitu pada Malam Tahun Baru, ia dicegah karena dua alasan: cuaca yang tidak mendukung dan kurangnya izin dari Beijing untuk terbang melalui wilayah udara Tiongkok.

Kompartemen Orbiter 3 tidak diisi dengan helium, tetapi dengan propana, sehingga ternyata lebih besar dan lebih berat daripada balon Elson dan Prescott. Tingginya 55 meter dan beratnya 9 ton. Tapi dia mampu mengambil cadangan bahan bakar dalam jumlah besar, dan ini, pada akhirnya, membuahkan hasil.

“Picart dan rekannya, pilot Inggris Brian Jones, berharap bisa terbang mengelilingi Bumi dalam 16 hari,” tulis S. Nikolaev dalam jurnal “Technology for Youth,” “memiliki keuntungan izin untuk terbang di atasnya. bagian selatan Cina. Namun, ekspedisi tersebut tidak mudah. Mereka harus lepas landas dalam kondisi angin kencang, tanpa menunggu cuaca bagus, karena Piccard takut kehilangan arus stratosfer yang menguntungkan. Segera setelah start mereka dibawa menuju Spanyol. Namun, mereka berhasil sedikit meluruskan arah penerbangan mereka, mendapatkan arus udara yang menguntungkan di Mauritania, yang mengirim mereka menuju India. Cina dan seterusnya Samudera Pasifik ke Kalifornia...

Beberapa kali balon membeku dan mulai kehilangan ketinggian dengan cepat. Ada juga masalah dalam pasokan oksigen dan sistem kendali balon...

Hanya ketika balon Orbiter-3 melewati benua Amerika pada hari kedelapan belas dan berada di atas Atlantik barulah para penerbang balon mulai sungguh-sungguh mengharapkan hasil ekspedisi mereka yang sukses. Harapan memberi mereka kekuatan, yang saat itu sudah habis. Aeronaut melaporkan periksa Poin bahwa salah satu pemanasnya rusak, dan suhu di kapal tidak melebihi delapan derajat Celcius. Keduanya menderita flu yang parah. Bertrand Picard, yang berprofesi sebagai psikiater, bahkan terpaksa menggunakan hipnosis untuk memulihkan kekuatannya.”

Pada tanggal 21 Maret, sekitar pukul sepuluh pagi, para penerbang balon yang sangat lelah, setelah terbang lebih dari empat puluh ribu kilometer, dapat meninggalkan kabin mereka yang sempit. “Elang telah mendarat,” mereka mengirim pesan radio ke Swiss, mendarat di dekat desa Mut, 800 kilometer barat daya Kairo.

Jadi, rekor sudah ditetapkan. Apa yang sekarang menjadi impian para aeronaut modern? Tentang terbang melintasi kedua kutub? Atau atur perlombaan balon keliling dunia - siapa yang akan menyelesaikannya perjalanan keliling dunia lebih cepat? Mungkin lebih logis untuk mengambil jalan lain. Spesialis NASA telah membuat balon raksasa berbentuk labu untuk penelitian astronomi. Diameternya sekitar 128 meter dan tingginya 78. Salah satu upaya pada musim semi tahun 2001 berakhir dengan kegagalan. Balon tersebut tenggelam karena bocor hingga mencapai ketinggian 20 kilometer. Raksasa tersebut diperkirakan akan melayang di ketinggian 35 kilometer dengan membawa peralatan ilmiah seberat 1.350 kilogram dan bertahan di udara hingga seratus hari. Dan selama waktu ini, jika ada angin yang menguntungkan, ia akan terbang mengelilingi planet kita sebanyak lima kali.

Dalam hal ini, semua kendali akan dilakukan melalui radio dan menggunakan autopilot. Ini dimaksudkan untuk digunakan panel surya untuk menyalakan sistem on-board. Meluncurkan balon akan menelan biaya setidaknya tiga kali lebih murah daripada meluncurkan satelit, dan peralatan yang diturunkan dengan parasut dapat digunakan beberapa kali.

Proyek orisinal lainnya diusulkan oleh mahasiswa desain Amerika Eric Reiter dan David Goodwin: setinggi 180 meter pesawat udara akan berlayar melintasi langit seperti alat pemotong. Bagian bawah struktur vertikalnya akan berfungsi sebagai lunas penstabil, sedangkan ponton tengah dan dua sisi berisi helium akan berfungsi sebagai layar. Balon raksasa tersebut dapat digunakan sebagai pangkalan ilmiah atau pesawat wisata.