Zakaj letijo baloni na vroč zrak? Aeronavtika. Medsebojno delovanje tlaka, volumna in temperature

Pogosto lahko slišite mnenje, da je plin nevarna snov. To ni resnična izjava. Zakaj se "zgodi" tako pogosto?

Dejstvo je, da ima beseda "plin", tako kot mnoge druge besede v ruskem jeziku, več pomenov (definicij). V svojem »glavnem« pomenu je plin agregatno stanje (vsaka snov je lahko trdna, tekoča in plinasta). In v enem od dodatnih pomenov pojem plin pomeni gospodinjski vnetljivi plin, ki se uporablja v gorilnikih plinskih peči (običajno metan).

Kateri plin se uporablja za napihovanje balonov? Če žoga "leti", ste lahko prepričani, da ni napihnjena z istim plinom, ki se dobavlja plinskim pečem. Samo zelo lahek plin, ki je veliko lažji od zraka, lahko drži žogo v zraku. Propan in butan sta težja od zraka in žoga bi ležala na tleh. Metan je nekoliko lažji od zraka, vendar kljub temu njegova dvižna sila ne bi zadostovala za dvig "navadnega", majhnega balon: le ogromna krogla, napolnjena z metanom, bi se lahko dvignila nad tlemi - in to izjemno "počasno": imela bi zelo malo dvižne sile.

Kakšen plin lahko brez težav dvigne kateri koli plin v zrak? Obstajata samo dva taka plina: vodik in helij. Oba plina sta elementarni snovi in ​​sta navedena v periodni sistem D. I. Mendeleev je štel 1 in 2. Po razširjenosti v vesolju je podobno: vodik je na prvem mestu, helij pa na drugem. Tudi po »lahkosti« ti plini zasedajo prvo in drugo mesto (vodik je najlažji, helij pa le malo težji) in so daleč boljši od vseh ostalih plinov. Tudi po velikosti atomov so vodilni, čeprav je tukaj malo obratno: helij ima najmanjši atom, vodik pa je na drugem mestu.

A zdi se, da je s tem podobnosti med temi plini konec. Vodik je zelo aktiven element, izjemno vnetljiv in eksploziven: celo bolj nevaren kot gospodinjski propan. In helij je absolutno inertni plin, ki ne reagira z nobeno znana snov, zato ne more goreti ali vzdrževati gorenja in tudi ne more povzročiti zastrupitve. V skladu z ruskimi in evropskimi standardi ter v skladu s pravili požarna varnost za črpanje baloni Uporablja se samo helij ali navaden zrak. ()


Ali je varno vdihavati helij iz balona? Je povsem varno, če seveda govorimo o samem heliju in ne o bakterijah ali drugih stranskih dejavnikih, ki so lahko prisotni. Helij, v kemični smisel celo bolj »nevtralen« kot dušik, iz katerega je večina sestavljena zemeljsko ozračje. Helij kot sestavino dihalne mešanice uporabljajo potapljači pri delu velika globina, saj se praktično ne raztopi v človeški krvi.

Obstaja več teorij, ki pojasnjujejo, zakaj lahko baloni letijo. IN v širšem smislu ta proces je določen z razmerjem teže zraka in plina. Če je balon poln...

Obstaja več teorij, ki pojasnjujejo, zakaj lahko baloni letijo. V širšem smislu je ta proces določen z razmerjem teže zraka in plina. Če je balon napolnjen s plinom, se dvigne in ne pade na tla. Ko je napolnjen z zrakom, na primer, ko človek sam napihne balon, se njegova sposobnost letenja zmanjša. Plin je veliko lažji od zraka, zato baloni, polnjeni s helijem, najbolje lebdijo.

Odvisno od polnila baloni lahko izvaja različne manipulacije:

  • če je žoga polna ogljikov dioksid, zrak ali argon, potem bo letel slabše;
  • neon, metan, dušik, helij in vodik povzročijo hiter vzlet žoge zaradi minimalne teže teh plinov in velika razlika z maso zraka.

Polet z balonom z vidika fizike

Z vidika fizike je vsako telo, postavljeno v plin ali tekočino, izpostavljeno sili izpodrivanja, enako teži telesa. Balon noter v tem primeru je telo "postavljeno" v zrak. Ker Ko plin, ki polni kroglo, postane lažji v primerjavi z zrakom, se začne pojavljati vzgon. Zaradi tega se žoga hitro dvigne in začne leteti.

S pomočjo fizike je mogoče razložiti razlog za ne preveč dobre letalne lastnosti balonov, napolnjenih z zrakom. Teža je v tem primeru skoraj enaka, zato lahko žogica samo lebdi v zraku, vendar brez sile pade na tla.

Polet balona v zraku je primerljiv z plovbo ladje po vodi. Tako v prvem kot v drugem primeru lažje telo izrine težka voda ali zrak. Poleg tega imata voda in zrak skoraj enake vzgonske sposobnosti.

Zakaj letijo baloni na vroč zrak?

Veliki baloni, namenjeni aeronavtiki, letijo iz enakih razlogov kot mali baloni igrače. Razlaga sposobnosti letenja v tem primeru so tudi zakoni fizike. Velikost žoge, teža koša in potnikov so med seboj tesno povezani. Balon se dvigne s segrevanjem zraka v njem in nastalega plina. Zaradi tega učinka žogica postane lažja od zraka in nanjo deluje vzgonska sila.

Nadzor balona

Nemogoče je nadzorovati balone. domov nadzorna sila vedno zrak ali veter. Če izpustite majhen balon in ga držite za nit, potem ga kljub trudu lahko obrnete pravo smer ne bo delovalo. Podobna situacija se zgodi pri balonih. Edina stvar, ki jo potniki v košu lahko storijo, je, da žogo spustijo na tla ali dvignejo višje v zrak. Višino pridobivamo z zmanjševanjem teže (spuščamo posebne uteži), žogico spuščamo z zmanjševanjem količine plina s kontroliranjem temperature segrevanja zraka v gumiranem materialu. Temperaturo spreminjamo s spreminjanjem stopnje gorilnika.

Zakaj so baloni in zračne ladje napolnjeni z vodikom ali helijem?

Kot otrok so se vsi igrali z baloni. Nihče se še nikoli ni vprašal, zakaj so baloni polnjeni z vodikom ali helijem. Za odgovor na to vprašanje bi se morali spomniti nekaj vprašanj iz šolski tečaj fizika.

Malo fizike

Če je telo v zraku, deluje nanj več sil. Največji vpliv izvaja Arhimedovo silo in težo. Njihova razlika se imenuje dvig. Če sta enaki, potem balon prosto visi ali se giblje po zraku v zapletenih krivuljah, katerih oblika je odvisna od tokov. Če se Arhimedova sila izkaže za večjo težo, se pojavi dvižna sila, ki deluje navzgor na balon.

Teža letala je sestavljena iz samega plina, lupine, v kateri se nahaja, in bremena, ki se dviguje.

Če lupino napolnite z navadnim zrakom pri temperaturi okolju, žoga ne bo dvignila. Zrak je treba segreti. Zato mora biti balon opremljen z gorilnikom za stalno segrevanje zraka v lupini.

Arhimedova sila je odvisna od prostornine lupine in razlike v gostoti zraka in plina v njej.

Z naraščanjem nadmorske višine se temperatura zmanjšuje, zračni tlak in njegova gostota v zaprti lupini se zmanjšujeta. V skladu s tem se Arhimedova sila zmanjša in krogla se začne spuščati. Da se to ne bi zgodilo, je v spodnjem delu lupine narejena luknja, pod katero je nameščen gorilnik. Z zmanjšanjem ali povečanjem količine porabljenega goriva lahko nadzirate višino leta.

Letala z zaprto ovojnico uporabljajo pline, ki imajo pri isti temperaturi manjšo gostoto od okoliškega zraka.

Med razpoložljivimi plini najmanjša gostota ima vodik. V industriji se pridobiva v velike količine, zato je njegova cena razmeroma majhna.

Danes je sferična lupina balona iz varnostnih razlogov napolnjena s helijem. Ta je redek kemični element je bil prvič odkrit z uporabo spektralna analiza v soncu in dobil ime Helios, kar pomeni sončno. Mnogo kasneje so ta plin odkrili na zemlji.

Pri isti temperaturi je gostota helija 10-krat manjša od gostote zraka. Vodik ima še boljši kazalnik - 20. Zato so bili baloni na začetku napolnjeni z vodikom. Toda za razliko od helija je vnetljiv in eksploziven plin. Ta element je varen za uporabo, vendar ima balon, napolnjen s helijem, veliko manj vzgona.

Malo zgodovine

Velike balone imenujemo baloni, v preteklosti pa so bili namenjeni predvsem znanstveno raziskovanje. Večinoma so bile krogle različnih premerov.

Največji balon Record s prostornino krogle več kot 4000 m³ je vzletel jeseni 2010. V njegovi gondoli je potovalo 36 ljudi.

Največja višina, na katero se je dvignil balon, je bila več kot 21 km. Rekordni polet je opravil indijski državljan Vijaypat Singhania leta 2005. Balon je bil napolnjen s toplim zrakom.

Cepeline v obliki cigare so v začetku in sredi prejšnjega stoletja uporabljali za prevoz ljudi in tovora.

Največji cepelin v človeški zgodovini, Hindenburg, je bil zasnovan l fašistična Nemčija ob koncu 30. let. Opravil je 21 poletov čez Atlantik in umrl leta 1937. Takrat v Nemčiji še ni bilo helija in vsi Hindenburgovi rezervoarji so bili napolnjeni z vodikom. Vzrok nesreče ni znan. Po tragediji balonov in zračnih ladij, polnjenih z vodikom, ne uporabljajo več za prevoz potnikov. Uporabljajo se le v znanstvene namene.

Je helij nevaren?

Pogosto lahko slišite mnenje, da je plin nevarna snov. To ni resnična izjava. Zakaj se "zgodi" tako pogosto?

Dejstvo je, da ima beseda "plin", tako kot mnoge druge besede v ruskem jeziku, več pomenov (definicij). V svojem »glavnem« pomenu je plin agregatno stanje (vsaka snov je lahko trdna, tekoča in plinasta). In v enem od dodatnih pomenov pomeni koncept plina gospodinjski vnetljivi plin, ki se uporablja v gorilnikih plinskih štedilnikov (običajno na metan, propan ali butan).

Kateri plin se uporablja za napihovanje balonov? Če žoga "leti", ste lahko prepričani, da ni napihnjena z istim plinom, ki se dobavlja plinskim pečem. Samo zelo lahek plin, ki je veliko lažji od zraka, lahko drži žogo v zraku. Propan in butan sta težja od zraka in žoga bi ležala na tleh. Metan je nekoliko lažji od zraka, vendar kljub temu njegova dvižna sila ne bi zadostovala, da bi v nebo dvignila »navaden« majhen balon: le ogromen balon, napolnjen z metanom, bi se lahko dvignil nad tlemi - pa še to izjemno »počasno«: imel bi zelo nizek dvig.

Kateri plin lahko zlahka dvigne balon iz lateksa ali folije v zrak? Obstajata samo dva taka plina: vodik in helij. Oba plina sta elementarni snovi in ​​sta v periodnem sistemu D. I. Mendelejeva navedena pod številkama 1 in 2. Po razširjenosti v vesolju je podobno: vodik je na prvem mestu, helij pa na drugem. Tudi po »lahkosti« ti plini zasedajo prvo in drugo mesto (vodik je najlažji, helij pa le malo težji) in so daleč boljši od vseh ostalih plinov. Tudi po velikosti atomov so vodilni, čeprav je tukaj malo obratno: helij ima najmanjši atom, vodik pa je na drugem mestu.

A zdi se, da je s tem podobnosti med temi plini konec. Vodik je zelo aktiven element, izjemno vnetljiv in eksploziven: celo bolj nevaren kot gospodinjski propan. In helij je popolnoma inerten plin, ki ne reagira z nobeno znano snovjo, torej ne more goriti ali podpirajo gorenje in tudi ne morejo povzročiti zastrupitve. V skladu z ruskimi in evropskimi standardi ter v skladu s pravili požarne varnosti se za napihovanje balonov uporablja samo helij (ali navaden zrak).

Ali je varno vdihavati helij iz balona? Je povsem varno, če seveda govorimo o samem heliju in ne o bakterijah ali drugih stranskih dejavnikih, ki so lahko prisotni. Helij je v kemičnem smislu celo bolj "nevtralen" kot dušik, ki sestavlja večino zemeljske atmosfere. Helij kot sestavino dihalne mešanice uporabljajo potapljači pri delu na velikih globinah, saj se praktično ne raztopi v človeški krvi.

Je helijev rezervoar nevaren? Če je balon visok pritisk, približno 150 atmosfer ali več – potem nedvomno predstavlja nevarnost v primeru uničenja. Vendar pa uničenje kovinskega valja sploh ni lahka naloga. Varnostna meja kapsule tovarniških jeklenk je precej velika. Pred uporabo se jeklenke preskusijo pri tlaku, ki je trikrat večji od delovnega tlaka; po kateri se na valj v obliki postavi tovarniška oznaka štiri števke, ki pomenita mesec in leto naslednje overitve. Če vidite balon rjava, na katerem je z belo barvo napisano “helij” ali “On” (helij), na zgornjem delu pa sta odtisnjena mesec in leto certificiranja - poznejši od trenutnega - ste lahko mirni (tudi če je datum certificiranja »malo« zamujen). Helijeve jeklenke, ki jih proizvaja tovarna v Orenburgu (to je edina tovarna helija v Rusiji), so certificirane za uporabo na mestih množično zborovanje ljudi. Če pa opazite, da nekdo poskuša plinsko jeklenko razžagati z brusilnikom ali jo vrtati ali udarjati z dletom, potem morate zazvoniti alarm, ne glede na to, ali je jeklenka napolnjena s helijem ali čim drugim, ali je prazen ali ne prazen...

Ali lahko helij povzroči zadušitev, če en ali več balonov poči v zaprtem prostoru? Tukaj je treba oceniti velikostni red. Ena srednja krogla ima prostornino približno 7 litrov. V majhni sobi, na primer dva krat tri metre in višino stropa 2,5 metra, je prostornina 15 kubičnih metrov. metrov - to je 15.000 litrov. Če v tej sobi »poči« kar 50 balonov s helijem, bo njena prostornina približno 350 litrov. To je nekaj več kot 2% prostornine zraka. Vrednost je izjemno zanemarljiva, kljub dejstvu, da helij ni strupen in ne povzroča alergijskih reakcij. Poleg tega se bo ves helij takoj dvignil in precej hitro pronical skozi strop, saj je prodorna sposobnost atomov helija zelo visoka. Pa ne le to: tudi če balon odprete v zaprtem prostoru in izpustite ves helij v prostor, ne bo povzročil nobene škode ljudem ali živalim. Če pa se odločite za zabavo dihati helij iz balona (helij spremeni svoj glas, kar povzroči glasilke vibrirajte z višjo frekvenco) - ne smete se preveč zanesti: če dlje časa vdihavate sam helij in ne dihate običajnega zraka, se vam lahko zavrti, kljub temu, da helij ni strupen. Navsezadnje so organizmi zemeljskih živih bitij zasnovani tako, da potrebujejo kisik!

Ali je možno kaditi ali uporabljati odprt ogenj? v bližini plinske opreme ali v bližini napihnjenih balonov, zlasti če iz nekaterih med njimi očitno pušča helij? Varnostni ukrepi v skladiščih s tekočim ali plinastim helijem, dušikom in ogljikovim dioksidom - ne prepoveduje kajenje, ker ti plini ne vžigati in ne podpirajo gorenja drugih snovi. Če pa se goreča cigareta dotakne balona, ​​bo ta najverjetneje počil: enako se bo zgodilo, če se bo balon dotaknil vroče žarnice. Toda to bo preprosto počilo gumo, ki sestavlja lupino žoge. Ne bo eksplozije ali plamena.

Ali je balon, napihnjen s helijem, varen za... majhen otrok? V skladu z evropskimi standardi že dolgo časa niso priporočljive nobene igrače za otroke, mlajše od 3 let - z izjemo tistih, ki so dobavljene v sterilni embalaži. In tukaj sploh ne gre za to, da bi lahko imel nek material ali snov škodljivi učinki na otroško telo- ampak dejstvo je, da majhen otrok z velika verjetnost ga bo poskušal dati v usta, potem ko ga je najprej povaljal v tleh ali drugih "nesterilnih" mestih. Naravni lateks, iz katerega je izdelana lupina balona, ​​ter tehnični helij (več kot 98%) ali mešanica helija in zraka (60/40) ne predstavljajo nevarnosti za zdravje. Upoštevati morate le, da lahko žoga iz lateksa poči, če se dojenček z njo ne igra zelo previdno, in glasen zvok bombaž lahko prestraši otroka. Zato je priporočljivo, da malčkom ne podarite gumijaste žoge, temveč figuro iz folije, ki je praviloma bolj barvita in ne »poka«, če jo otrok pomotoma pregrizne.

Naši menedžerji so pripravljeni odgovoriti na ta in druga vprašanja podrobneje po telefonu. S spoštovanjem, uprava spletne strani portala

Baloni se dvigajo navzgor, ker je plin, ki ga napolnijo, lažji od zraka v okolici. Mnogi plini, zlasti vodik in helij, imajo manjšo gostoto kot zrak. To pomeni, da imajo pri določeni temperaturi manjšo maso na prostorninsko enoto kot zrak.

Ko takšne lahke pline prečrpamo v balon, se bo ta dvigoval, dokler skupna teža plinske lupine, košare, uteži in kablov ne bo manjša od teže zraka, ki ga izpodrine balon. (Ker je zrak v fiziki obravnavan kot tekoči medij, tu velja isti zakon kot za telesa, potopljena v tekočino.) Tudi vroč zrak, ki ima manjšo gostoto v primerjavi s hladnim zrakom, se dviga. Čeprav vroč zrak ni tako lahek kot nekateri plini, je varnejši in ga je lažje proizvesti s propanskimi baklami, nameščenimi pod vratom ovoja balona, ​​ki je običajno izdelan iz lahke tkanine, kot je ojačan najlon. Baloni, napolnjeni z vročim zrakom, običajno ostanejo v letu več ur, a brez dodatnega segrevanja zraka v lupini postopoma izgubljajo višino.

Molekule pri različnih temperaturah

  • Ko je zrak hladen, se molekule premikajo počasi in so blizu skupaj.
  • Ko se zrak segreje, lahkoMolekule se začnejo premikati hitreje in se odmikajo ter zapolnijo večjo prostornino.
  • Od segretega zrakaše naprej širi, postane manj gosta.
  • Pri hlajenju zraka gamolekule izgubijo hitrost, volumen se zmanjša, gostota pa se poveča.

  1. Balon leži na boku. Propanske bakle segrevajo zrak v notranjosti lupine, zaradi česar ta nabrekne in se dvigne.
  2. vroče, lahen zrak(slika pod besedilom) se dviga znotraj lupine in nato teče navzdol po njenih stenah. Hladen zrak se iztisne skozi vrat, teža lupine z zrakom se zmanjša in balon se dvigne.
  3. Piloti vzdržujejo ali povečujejo svojo višino z občasnim prižiganjem gorilnikov. Dokler je zrak v lupini bolj vroč kot zunanji zrak, dvižna sila premaga gravitacijsko silo.
  4. Balon se spusti, ko se zrak, ki ga polni, ohlaja in krči. Piloti lahko pospešijo spuščanje tako, da skozi luknjo na vrhu balona spustijo vroč zrak.

Medsebojno delovanje tlaka, volumna in temperature

Soodvisnost treh parametrov. Tlak, prostornina in temperatura plina so med seboj povezani. Pri sobni temperaturi (skoraj desno) gibanje molekul plina znotraj posode ustvari določen tlak. Če je prostornina večja od polovice (srednja slika na desni), se notranji tlak podvoji. Ko se zrak segreje (skrajno desno), se njegov tlak poveča in njegova prostornina se poveča sorazmerno s temperaturo.

Ni natančno znano, kdaj in kje je bil dvignjen prvi toplozračni balon. Leta 1973 je prišlo do senzacionalnega odkritja: v starodavna država Inki na ozemlju sodobnega Peruja so na kamnitih slikah našli podobo balona z vročim zrakom z lupino v obliki tetraedra z dvosedežno gondolo, obešeno od spodaj - shuttle. Poleg tega so bile prikazane faze priprave toplozračnega balona na polet, kurjenje ognja, polnjenje ohišja z vročim zrakom in izvedba poleta. Celo nakazali so primerjalne velikostiškoljke. Balon, ki so ga po tej zasnovi izdelali naši sodobniki, je bil dvignjen v zrak, izkazalo se je, da je precej vzdržljiv in v eni minuti dosegel višino sto metrov.

V 14. stoletju je menih Albert Saški zapisal, da je dim pri ognju veliko lažji od zraka in se zaradi širjenja zraka pod vplivom ognja v njem dviga.

V 16. stoletju je angleški znanstvenik Scaliger predlagal izdelavo školjke iz najfinejšega zlata in jo napolnili z vročim zrakom. Še sto let pozneje je izšel roman Cyrana de Bergeraca »Druga luč ali Mesečeve države in imperiji«, v katerem je poleg številnih zanimivi projekti letalo Za potovanje z letalom je bila opisana naprava, podobna balonu na vroč zrak. Junak romana s pomočjo dveh hermetičnih lupin, napolnjenih z dimom, poleti skoraj do same Lune, od koder izpusti dim in se z lupinami kot padalom mirno spusti na njeno površje.

Pa vendar se odštevanje običajno začne od 5. junija 1783, ko sta v francoskem mestu Annon brata Etienne in Joseph Montgolfier dvignila v zrak svileno kroglo s prostornino 600 kubičnih metrov. Lupina žoge je bila od znotraj prekrita s papirjem, na spodnjo luknjo pa je bila pritrjena rešetka iz vinske trte, ki je bila nameščena na odru. Pod odrom so zakurili ogenj, vroč zrak z dimom pa je žogo dvignil na dva kilometra višine. Zato je nastalo ime toplozračni balon, za razliko od charlierja, poimenovanega po profesorju Charlesu, ki je 27. avgusta 1783 izstrelil balon, napolnjen z vodikom.

Kmalu po drugem rojstvu balonov so se pojavile kombinirane izvedbe, ki združujejo prednosti obeh tradicionalnih. Lupina je bila razdeljena na dva dela. Zgornji je napolnjen z lahkim in negorljivim helijem, spodnji pa z vročim zrakom. S segrevanjem med letom s propanom, etanom ali kerozinom, ki ga sežigajo v posebnih gorilnikih, letalci uravnavajo višino leta. Ta vrsta balonov se včasih imenuje rosiers - v čast enega prvih balonarjev, Jean Francois Pilâtre de Rosier, ki je umrl leta 1785, ko je njegov balon, napolnjen z mešanico vročega zraka in vodika, med letom zajel ogenj.

Izbira goriva za ogrevanje zraka v ohišju je odločilni dejavnik pri zmogljivosti letenja toplozračnih balonov. Konec koncev, večja kot je kurilna vrednost kilograma goriva, manj goriva kot je potrebno vzeti na polet, boljše bodo letalne lastnosti toplozračnega balona: dlje časa bo lahko ostal v zraku in letel daljša razdalja ali se povzpeti v višje višine.

Naši predniki so sprva za ogrevanje zraka uporabljali vse, kar je lahko gorelo – veje, slamo, premog itd. Kasneje so prešli na olje, vnetljive pline in oglje. Izbrano je bilo gorivo, ki bi lahko hitro in učinkovito ogrelo zrak v toplozračnem balonu ter bilo poceni in dostopno.

Posledično smo se odločili za mešanico propana in butana v enakih delih. Je pa nekoliko slabši od čistega propana, saj ima manjšo hlapnost in morajo biti gorilniki opremljeni z dodatnimi napravami za povečanje hlapnosti.

Tudi gorilniki so se spremenili do nerazpoznavnosti. Zdaj so to naprave, opremljene z regulacijskimi in nadzornimi mehanizmi, ki samodejno vzdržujejo zahtevano temperaturo vročega zraka v lupini.

Vendar pa je mogoče zrak v ovojnici segreti, ne da bi samo zažgali gorivo na krovu balona. Obstaja še en vir toplote - sonce. In če je lupina pobarvana v črno, se bo kopičila sončna energija. Po tem principu so leta 1973 v ZDA zgradili toplozračni balon Solar Firefly, ki je letel samo z energijo. sončni žarki. V Franciji so razvili številne balone z uporabo infrardeče sevanje sonce. Imenovali so se MIR. Njihova glavna razlika je v tem, da se zrak v lupini segreva ne samo z atmosferskim sevanjem v infrardečem območju, temveč tudi s zemeljskim sevanjem.

Lupina MIR je razdeljena na dva dela. Zgornji del praktično ne oddaja infrardečega sevanja zaradi posebnega premaza zunanjo površino lupina, kot je aluminiziran milar, zato se toplota kopiči pod njo. Spodnji del je iz prozorne polietilenske folije z luknjo na dnu. Ko takšen balon leti nad območjem zemlje, kjer je toplotni tok usmerjen navzgor, se lupina segreje in pojavi se dodatno aerostatično dviganje. Podnevi se balon dvigne, ponoči spusti, vendar ne do tal, temveč do določene višine, kjer je sevanje zemlje zadostno za vzdrževanje povišane temperature zraka v lupini.

Seveda bo višina letenja balona odvisna od številnih dejavnikov: zemljepisne širine območja in letnih časov, jasnosti neba in časa dneva itd. V stratosferi aerostatična vzgonska sila zaradi vročine sonca in zemlje je vedno pozitiven, to pomeni, da lahko balon poleti čez celotno površino zemlje podnevi in ​​ponoči.

Višino letenja podnevi in ​​ponoči je mogoče spremeniti z zračnim ventilom, ki se nahaja na vrhu ohišja in ga nadzira majhen motor, ki ga poganja vir energije na krovu. Ko je ventil odprt, topel zrak v lupini nadomesti hladen zrak, ki vstopa skozi spodnjo luknjo, katere premer je večji od premera ventila. Poleg tega prostornina lupine ostane konstantna.

Večdnevni leti baloni spodbujala tekmovalni duh letalcev. Mnogi ljubitelji aeronavtike so sanjali o tem, da bi obleteli Zemljo. Sprva so poskušali preleteti kateri koli ocean. Atlantik se je izkazal za najprimernejšega, severni del ki je posejana s številnimi zračnimi in pomorskimi potmi. To je olajšalo spremljanje leta in iskanje pogumnežev, ki so tvegali let čez Atlantik.

14. septembra 1984 je 58-letni Američan D. Kittinger, nekdanji vojaški testni pilot, vzletel iz mesta Caribou v zvezni državi Maine in se zaradi močnega hrbtnega vetra približno 70 ur pozneje znašel ob obali Francija. Pot leta je potekala nad Novo Fundlandijo, nato južno od Grenlandije in pred Irsko zavila ostro proti jugovzhodu. To je nekoliko otežilo izbiro mesta pristanka, saj se je letalec nad Evropo znašel precej južneje od krajev, kjer je bil predviden pristanek.

Po letenju vzdolž severnih ovinkov Pirenejev in sredozemske obale Francije je pristalo na gozdnatem območju v bližini italijanskega mesta Savona. Zaključek je bil težak, letalca je vrglo iz gondole z višine treh metrov, zlomil si je nogo in so ga takoj odpeljali v bolnišnico.

Leta 1998 je Steve Fossett postavil rekord v letu. Odpravil se je z letom v Silvestrovo, obešanje celotne gondole z jeklenkami s propanom, da dlje segreje zrak v lupini. Vendar se mu je med letom zgodila težava - zavrnil je računalniški sistem ogreval kabino in začel zmrzovati. Morali smo se spustiti v toplejše plasti ozračja. Na višini 914 metrov je balonar preletel ruska meja v regiji Anapa. Čez nekaj časa je prejel signal o nujnem spustu - oprema je končno odpovedala in moral je pristati v bližini kmetije Grechanaya Balka na Krasnodarskem ozemlju.

Rekorderka leta 1998 je bila mednarodna posadka Švicarja Bertranda Picarda. Belgijec Bim Verstraeten in Anglež Andy Elson. Ko sta iz Evrope v nebo brez posebnega hrupa poletela z balonom Brightling Orbiter 2, sta preletela več kot dvajset tisoč kilometrov. Toda zaradi neugodnih vremenskih razmer so bili prisiljeni pristati v Burmi.

Navdušenje je raslo. Leta 1999 so ena za drugo štartale posadke iz različne države in pogosteje jim je spodletelo. Glavni boj je izbruhnil med Evropejci. Britanca Andy Elson in Colin Prescott, ki sta prva poletela iz Španije 17. februarja 1999, sta več kot dvanajst dni preživela v zraku in podrla svetovni rekord v trajanju in dosegu leta, a sta kljub temu prisiljena pristati – zmanjkalo jima je goriva.

Za rekorderjema je prihitel še en balon, ki so ga 1. marca, v nedeljo zjutraj, izstrelili iz švicarskega mesta Chateau d'E z istim ciljem - narediti neprekinjen let okoli našega planeta. Njegov poveljnik je bil vnuk slavnega Švicarskemu znanstveniku in popotniku Augustu Piccardu Bertrandu sta preprečila izstrelitev pravočasno, torej na silvestrovo, dva razloga: neugodno vreme in pomanjkanje dovoljenja Pekinga za prelet kitajskega zračnega prostora.

Oddelki Orbiterja 3 niso bili napolnjeni s helijem, temveč s propanom, zato se je izkazalo, da je večji in težji od balona Elson in Prescott. Njegova višina je bila 55 metrov in tehtala 9 ton. Vendar je lahko vzel velike rezerve goriva in to se je na koncu obrestovalo.

»Picart in njegov partner, britanski pilot Brian Jones, sta upala, da bosta Zemljo obletela v 16 dneh,« piše S. Nikolajev v reviji »Tehnologija za mlade«, »da sta imela kot prednost dovoljenje za prelet južni del Kitajska. Vendar odprava še zdaleč ni bila lahka. Vzleteti so morali v močnem prizemnem vetru, ne da bi čakali na lepo vreme, saj se je Piccard bal, da bi zamudil ugodne stratosferske tokove. Takoj po štartu jih je odneslo proti Španiji. Vendar jim je uspelo nekoliko zravnati smer leta, pri čemer so zašli v ugoden zračni tok nad Mavretanijo, ki jih je poslal proti Indiji. Kitajska in skozi Tihi ocean v Kalifornijo...

Večkrat je balon zamrznil in začel hitro izgubljati višino. Težave so bile tudi v sistemih za dovod kisika in krmiljenje balonov...

Šele ko je balon Orbiter-3 osemnajsti dan preletel ameriško celino in se znašel nad Atlantikom, so balonarji začeli resno upati na uspešen izid svoje ekspedicije. Upanje jim je dajalo moč, ki pa je takrat že zmanjkovala. Aeronauti so poročali o kontrolna točka da jim je odpovedal eden od grelnikov, temperatura na krovu pa ne presega osem stopinj Celzija. Oba sta močno prehlajena. Bertrand Picard, po poklicu psihiater, se je bil celo prisiljen zateči k hipnozi, da bi si povrnil moč.«

Enaindvajsetega marca, okoli desete ure zjutraj, so neverjetno utrujeni balonarji, ki so preleteli več kot štirideset tisoč kilometrov, lahko zapustili svojo tesno kabino. "Orel je pristal," so radijsko sporočili v Švico in pristali blizu vasi Mut, 800 kilometrov jugozahodno od Kaira.

Torej, rekord je postavljen. O čem naj zdaj sanjajo sodobni letalci? O letenju čez oba pola? Ali pa organizirajte dirko z baloni globus- kdo se bo zavezal potovanje okoli sveta hitreje? Verjetno je bolj logično ubrati drugo pot. Nasini strokovnjaki so izdelali ogromen balon v obliki buče za astronomske raziskave. Njegov premer je približno 128 metrov, višina pa 78. Eden od poskusov spomladi 2001 se je končal neuspešno. Balon je zaradi puščanja potonil in se dvignil na višino 20 kilometrov. Predvidoma bo tak velikan lebdel na višini 35 kilometrov s 1350 kilogrami znanstvene opreme in ostal v zraku do sto dni. In v tem času bo ob ugodnih vetrovih petkrat obletel naš planet.

V tem primeru bo ves nadzor potekal po radiu in z uporabo avtopilota. Namenjen je uporabi sončne plošče za napajanje sistemov na vozilu. Izstrelitev balona bo stala vsaj trikrat manj kot izstrelitev satelita, opremo, spuščeno s padalom, pa lahko uporabimo večkrat.

Še en izviren projekt sta predlagala ameriška študenta oblikovanja Eric Reiter in David Goodwin: 180-metrski cepelin bo plul po nebu kot kliper. Spodnji del navpične strukture bo služil kot stabilizatorska kobilica, s helijem napolnjeni osrednji in dva stranska pontona pa bodo delovali kot jadra. Orjaški balon se lahko uporablja kot znanstvena baza ali turistično letalo.



Vam je bil članek všeč? Delite s prijatelji!