Sıcak hava balonları neden uçar? Balonlar neyle şişirilir? Helyum tehlikeli midir?

Doğal gaz tehlikeli - burada iki görüş olmamalıdır. Ancak hemen söyleyelim: Okuyucular makaleyi dikkatlice okur ve dikkatli çalışırlarsa, o zaman balon modeli yapmaya çalışırken incinmezler, hatta dairelerini havaya uçurmazlar!

Kimya konusunda çok az bilgisi olan insanlar bile metanın havadan hafif olduğunu biliyor. Onun moleküler ağırlık- Hava için 16'ya karşı 29. Ancak balon normal helyum yerine metanla doldurulursa uçacak mı?

Balonlarla ilgili sitelerden birinde aşağıdaki yanıtlarla karşılaştık:

Balonları şişirmek için hangi gaz kullanılır? Top "uçarsa", gaz sobalarına sağlanan gazla şişirilmediğinden emin olabilirsiniz. Yalnızca havadan çok daha hafif olan çok hafif bir gaz topu havada destekleyebilir. Propan ve bütan havadan ağırdır ve top yerde durur. Metan havadan biraz daha hafiftir, ancak yine de kaldırma kuvveti "sıradan" küçük bir balonu gökyüzüne kaldırmak için yeterli olmayacaktır: yalnızca metanla dolu devasa bir balon yerden yükselebilir - ve sonra son derece "yavaşça": çok az kaldırma kuvveti olacaktı.

Hangi gaz herhangi bir lateks veya folyo balonu kolaylıkla havaya kaldırabilir? Bu türden yalnızca iki gaz vardır: hidrojen ve helyum.

Şimdi spesifik kaldırma kuvvetinin değerlerini karşılaştıralım:

kitaptan Talanov A.V. Hakkında her şey balonlar (2002)

Bununla birlikte, her şeyi deneysel olarak test etmek isteyenler iki zorlukla karşı karşıyadır: birincisi, ev ağındaki gaz basıncı balonu "şişirmek" için çok düşük ve ikincisi, çoğu kişinin soba brülörlerinden nasıl gaz alacağına dair hiçbir fikri yok. Her şeye sırayla bakalım.

Bahsedilen bir söz bulmayı başardık benzer deney tek bir kitapta - fizik üzerine iyi bir atölye çalışması. Bir teklif verelim.

Çocukların balonlarını şehir gazıyla doldurmak

Çocuk lastik topu, alt borulu şişe (2 l), 2 adet delikli tıpa, 3 adet kısa cam boru, lastik boru, vidalı kelepçe, gaz hortumu, manuel lastik ampul, havayı pompalama ve dışarı pompalama, kordon.

Üst tıpaya takılan cam tüpün alt ucuna lastik bir balon takılır ve alt tüple birlikte şişenin içine yerleştirilir (ayrıca bkz. E - 73). Bu tüpün üst serbest ucuna gaz boru hattına giden bir gaz hortumu yerleştirilir (Şek. 126).

Şişenin alt yan borusuna, kısa cam borulu bir tıpa takılır, bunun serbest ucu vidalı kelepçeli bir lastik boru ile donatılmıştır. Bu kauçuk tüpün içine kısa bir cam tüp-ağızlık yerleştirilir.

Şişeden hava emildiğinde içindeki lastik balon gazla dolar (E-73'te olduğu gibi). Silindiri doldurduktan sonra kelepçe vidalanır, gaz boru hattı musluğu kapatılır ve gaz hortumu üst cam tüpten çıkarılır. Hortum yerine, havanın mümkün olduğu kadar uzaklaştırıldığı tüpün üzerine ikinci bir çocuk lastik topu konur.

Ağızlık aracılığıyla şişeye hava üflenir. Üflenen havanın basıncı altında şişenin içinde bulunan balon sıkıştırılır ve içindeki gaz üstteki lastik topa geçerek onu şişirir. Balon doldurulduktan sonra kelepçe vidalanır ve balonun boynu bir ip ile sıkıca bağlanır.

Şişeden çıkarılan balon yavaşça havada süzülmektedir.

Not
Kauçuk silindirlerin gazla doldurulması, silindir ile gaz boru hattı arasına yerleştirilen bir lastik ampul pompası kullanılarak şişe olmadan yapılabilir (Şek. 127). Kauçuk pompa ampulü elle çalıştırılır, bunun için ampulü avucunuzun içinde tutarak birkaç kez sıkmanız yeterlidir.

Daha basit olduğu için ikinci seçeneği kullandık, özellikle de bu ampullerden oluşan bir kutuya sahip olduğumuz için (gaz analizörleri için kullanılır). Bunun anlamı basit deneyimşu: gerekli hermetik olarak mühürlenmiş! hatta lastik bir tüp takın ve balonun şişmesi için metan ağı basıncını artırın. Böyle bir ampul, bir bisiklet pompası gibi çalışır, havayı tek yönde geçirir ve kullanışlı alüminyum adaptörlerle donatılmıştır - çıkış çapı top için tam olarak uygundur.

Öncelikle tüpü gaz sobasına nasıl sıkıca bağlayacağımızı düşünelim. Bu onun cihazından görülebilir. Küçük delikli pirinç bir silindir olan nozülden gelen gaz, huni girişine beslenir, yukarı çıkarken havayla karışır ve bu sayede kaçan gaz-hava karışımı kurumsuz yanar. Üst plaka kapağını çıkaralım ve huni şeklindeki astarı çıkaralım (ocağa zarar vermeyeceği açıktır).

Gerçekten şenlikli bir ruh hali yaratmak için balonlara ihtiyacınız var. Herhangi bir kişiye tatilin neyle ilişkili olduğunu sorun, o da öyle ya da böyle balonlar hakkında söyleyecektir. Hem yetişkinler hem de çocuklar onları gerçekten seviyor, bu yüzden bu tür dekorasyonlar olmadan bir tatil... Pek eğlenceli değil.

Eğlence endüstrisinin piroteknik ve çeşitli başarıları olsa bile. Ve eğer toplar uçarsa, bu genellikle sihire benzer. Yani havalı dekorasyonlarla unutulmaz bir tatil yaratmak oldukça kolay. Üstelik artık pek çok firma balon teslimatı gibi uygun bir hizmet sunuyor.

Bugün birçok çeşit var balonlar- lateks, yuvarlak, uzun, kalp veya diğer şekillerde. Folyo olanlar var: küçükten büyüğe, basit yuvarlaktan karmaşık şekillere. Çizgi film karakterleri, hayvanlar, harfler ve sayılar şeklinde balonlar bulunmaktadır. Mat, şeffaf, sedefli, parlak, yıldızlar, çiçekler, hayvanlar, arabalar... Neyse. Ve evet, tüm bunlar uçabilir - asıl mesele topun doğru gazla şişirilmesidir.

Yazımızdan neleri aldattıklarını öğreneceksiniz balonlar, uçmaları için ne tür bir gazın şişirilmesi gerekiyor ve balonları evde şişirmek için ne kullanabilirsiniz?

Balonları şişirmek için hangi gaz kullanılır?

Balonları şişirmek için başka hangi gaz kullanılır? Karbondioksit. Bu sevenler için bir yoldur kimyasal deneyler ya da sadece normal enflasyonla uğraşmak istemiyor.

Almak için karbondioksit, sadece sıradan sirkeyi, %9'u ve sodayı birleştirin. Bir ürün için 150 ml sirke ve bir çorba kaşığı sodaya ihtiyacınız var. Toz bir topun içine dökülür, ardından kuyruğu bir şişe sirke üzerine çekilir, soda şişeye dökülecek şekilde top çalkalanır. Şiddetli bir tepki - ve artık balon doldu.

Balonları uçurmak için neyle şişirirsiniz?

Hidrojen bir zamanlar kullanıldı. Ancak oksijenle birleştiğinde patlayıcı bir gaz oluşturduğu için bundan hemen vazgeçildi. Ateş gösterisi elbette ilginçtir, ancak yalnızca kontrollü olması durumunda. Ve patlama balon yönetilebilir olduğu söylenemez.

Bu nedenle hidrojen yerine helyum kullanmaya başladılar. İdealdir - havadan çok daha hafif, tamamen inert ve güvenli, oldukça uygun fiyatlı. İdeal gaz uçan el sanatları için. Ayrıca sağlık açısından güvenlidir - tüplü dalgıçlar için karışımlara helyum bile dahildir. Ve ilginç yan etki nefes alışları, komik sesi, hatta eğlenceli. Ayrıca helyumun kokusu ve tadı yoktur. Ve eğer dekorasyon patlarsa kötü bir şey olmayacak.

Evde helyum yerine balon nasıl şişirilir?

• 150 ml şişeye dökülür ılık su;
• Oraya sıradan folyo parçaları da atılıyor;
• Bundan sonra 3 yemek kaşığı kostik soda (kostik soda, drenaj temizleyici) ekleyin;
• Şişenin üzerine hemen bir balon yerleştirilir.

Dikkat! Kostik soda ile yapılan deneyler gibi hidrojen de potansiyel olarak tehlikelidir. Bu gaz solunmamalıdır. Ayrıca doğum günü pastası mumları, maytaplar vb. dahil bu tür balonları ateşten uzak tutmalısınız. Bu nedenle tatilinizi uçan balonlarla süslemek istiyorsanız riske atmamalısınız. Sonuçta buradaki risk sadece tatilin mahvolması değil...

Uygun balonları seçebileceğiniz bir mağazaya gitmek çok daha iyidir ve onları size zaten şişirilmiş olarak teslim edeceklerdir. Her şey çok daha kolay hale geliyor ve o kadar da pahalı değil. Üstelik evde balonları nasıl şişireceğinizi, helyum yerine ne kullanacağınızı vb. düşünmenize gerek yok.

Mechtalion.ru tarafından hazırlanan materyal.

Havadaki (ve sıvılardaki) tüm cisimlere kaldırma kuvveti (Arşimet) etki eder. Bunu doğrulamak için aşağıdaki deneyi yapalım. Basınçlı hava ile doldurulmuş ve içinden bir cam tüpün geçirildiği, bir lastik topun boş kabuğuna bağlanan bir tıpa ile kapatılmış bir kabı terazi üzerinde dengeleyelim (Şekil 138, a). Borunun üzerindeki vanayı açarsanız basınçlı hava topu dolduracak ve hacmi artacaktır. Bu gerçekleştiği anda terazilerin dengesinin bozulacağını göreceğiz (Şekil 138, b). Bunun nedeni, topa ek bir kaldırma kuvvetinin etki etmeye başlaması ve ağırlığının azalmasıdır.
Havadaki bir cisme etki eden Arşimet (kaldırma kuvveti) kuvvetini bulmak için, hava yoğunluğu ρ havanın ivme ile çarpılması gerekir. serbest düşüş g = 9,8 N/kg ve bir cismin havadaki hacmi V için:

FA = ρ hava gV

Eğer bu güç ortaya çıkarsa daha fazla güç Yer çekimi vücuda etki ettiğinde vücut yukarı doğru uçacaktır. Havacılık bunun üzerine kuruludur.

Havacılıkta kullanılan hava araçlarına balon denir. Kontrollü, kontrolsüz ve bağlı balonlar bulunmaktadır. Balon şeklinde bir kabuğa sahip, kontrolsüz serbest uçuş yapan balonlara sıcak hava balonları denir. Kontrollü balonlara (motoru ve pervaneleri olan) hava gemisi denir. Bağlı balonlar bir kabloyla yere bağlanarak cihazın yatay uçuş yapmasını engeller.

Bir balonun yukarıya doğru yükselebilmesi için yoğunluğu havadan daha az olan gazla doldurulması gerekir. Bu örneğin hidrojen, helyum veya ısıtılmış hava olabilir.

İlk havaya kaldırma denemesi büyük top Dumanla dolu olan bu proje, 1731 yılında Kazan'da Rus katip Kryakutny tarafından gerçekleştirildi. Bu uçuş için din adamları Kryakutny'yi memleket ve topu çok geçmeden unutuldu.

Fransa'da havacılıkta başarıyla kullanılan ilk sıcak hava balonu (sıcak hava balonu), yalnızca 52 yıl sonra J. ve E. Montgolfier kardeşler tarafından yapıldı. Balonu doldurmak için sıcak hava kullandılar. Montgolfier kardeşler balonun uçabildiğinden emin olduktan sonra balonun sepetine bir koyun, bir horoz ve bir ördek koydular. Bu hayvanlar ilk baloncular oldu. 1783 sonbaharında insanlar - Pilate de Rosier ve d'Arlandes - aynı balonla ilk (25 dakikalık) uçuşlarına çıktılar.

Bir balonun ne tür bir yükü kaldırabileceğini belirlemek için kaldırma kuvvetini bilmeniz gerekir. Balonun kaldırma kuvveti aradaki farka eşittir. Arşimet kuvveti ve topa etki eden yerçekimi kuvveti:

F = F A - F T

Belirli bir hacimdeki bir balonu dolduran gazın yoğunluğu ne kadar düşükse, ona etki eden yerçekimi kuvveti o kadar düşük olur ve dolayısıyla ortaya çıkan kaldırma kuvveti de o kadar büyük olur.

Hava 0°C'den 100°C'ye ısıtıldığında yoğunluğu yalnızca 1,37 kat azalır. Dolayısıyla sıcak havayla dolu balonların kaldırma kuvveti küçük çıkıyor. Bunu fark eden Fransız bilim adamı J. Charles, bir balonu yoğunluğu 14 kat olan bir gaz olan hidrojenle doldurmayı önerdi. daha az yoğunluk hava. Bu yoğunluk nedeniyle hidrojenin kaldırma kuvveti, aynı hacimdeki ısıtılmış havanın kaldırma kuvvetinden üç kat daha fazladır.

Hidrojenle doldurulmuş bir balonla ilk uçuş (Şekil 139) 1783 kışının ilk gününde gerçekleşti. Balonun çapı 8,5 m idi. 2,5 saatlik uçuştan sonra baloncular bir yükseklikte hava basıncını ve sıcaklığı ölçtüler. 3400 m'nin ardından benzer ölçümler rol oynamaya başladı. önemli rol meteorolojide. Rusya'da ilk sıcak hava balonu uçuşları 1803 yılında gerçekleştirildi (önce St. Petersburg'da, ardından Moskova'da).

İlk başta balon uçuşları kural olarak eğlenceliydi. Ancak daha sonra balonlar bilimsel (atmosferik araştırmalar, meteorolojik araştırmalar) ve askeri (keşif, bombalama) amaçların yanı sıra giderek daha fazla kullanılmaya başlandı. araç. 1929 yılında Alman zeplin Graf Zepelin, üç ara inişle 21 günde 35 bin km'lik dünya turu yaptı. Ortalama hız Uçuş hızı 177 km/saatti.

Büyük sırasında Vatanseverlik Savaşı balonlar (“bariyer balonları”) büyük bir rol oynadı hava savunması Moskova ve Leningrad.

Bir balonu hidrojenle doldururken, bu gazın büyük bir dezavantajı olduğunu unutmamalısınız - yanar ve havayla birlikte patlayıcı bir karışım oluşturur. Bu nedenle hidrojen dolu balonları uçururken çok dikkatli olunmalıdır, aksi takdirde böyle bir uçuş trajediyle sonuçlanabilir. Böyle bir trajedi, 1937'de Alman hava gemisi Hindenburg'un iniş sırasında patlaması ve 36 kişinin ölümüyle meydana geldi.

Yanıcı değildir ve aynı zamanda zaman kolaydır gaz helyumdur. Bu nedenle bugünlerde pek çok balon helyumla dolu.

Yükseklik arttıkça hava yoğunluğu azalır. Dolayısıyla balon yukarı doğru yükseldikçe ona etki eden Arşimet kuvveti azalır. Arşimet kuvveti değerine ulaştıktan sonra, eşit güç yerçekimi, balonun yükselişini durdurur. Daha yükseğe çıkmak için toptan özel olarak alınmış balast düşürülür (örneğin torbalardan kum dökülür). Bu durumda yer çekimi kuvveti azalır ve kaldırma kuvveti yeniden baskın hale gelir.

Yere batmak için ise kaldırma kuvvetinin azaltılması gerekir. Bu, topun hacmini azaltarak elde edilir. Topun üst kısmında özel bir valf bulunmaktadır. Bu valf açıldığında gazın bir kısmı toptan ayrılır ve top aşağıya doğru düşmeye başlar.

Stratosfere (yani 11.000 m'den daha yüksek bir yüksekliğe) uçmak üzere tasarlanan balonlara stratosferik balonlar denir. Stratosferik balonların kaldırma kuvveti yeterince büyük olmalıdır. Bu nedenle maksimum olduğu yerde hidrojen ile doldurulurlar.

Sıcak hava da önemini kaybetmedi. Sıcaklığının (ve bununla birlikte yoğunluğunun ve dolayısıyla kaldırma kuvvetinin), topun alt kısmında bulunan deliğin altında bulunan bir gaz brülörü kullanılarak ayarlanabilmesi uygundur. Brülör alevini artırarak topun daha yükseğe çıkmasını sağlayabilirsiniz. Brülör alevi azaldıkça top aşağı doğru hareket eder. Kabinle birlikte topa etki eden yerçekimi kuvvetinin kaldırma kuvvetine eşit olacağı bir sıcaklık seçmek mümkündür. Daha sonra top havada asılı kalır ve ondan gözlem yapmak kolaydır.

Günümüzde bilim insanları ve tasarımcılar balonları sadece Dünya'da değil diğer gezegenlerde de kullanmayı planlıyor. Örneğin, 1985'te Sovyet otomatik gezegenlerarası istasyonlar"Vega-1" ve "Vega-2" Venüs'e balon teslim etti. Atmosferinde hareket eden bu cihazlar, Dünya'ya hakkında değerli bilgiler aktardı. fiziksel koşullar bu gezegende.

1. Balonlar nedir? 2. Balonların hava gemilerinden farkı nedir? 3. Neden sıcak hava balonlarına sıcak hava balonu deniyor? 4. Balonlar hangi gazlarla doldurulur? Neden onlar? 5. Hangi uçaklara stratosferik balon denir? 6. Balonun kaldırma kuvveti nasıl belirlenir? 7. Sıcak havayla dolu bir balonun yüksekliğini nasıl ayarlarsınız? 8. Helyumla dolu balon bir çocuk tarafından kazara serbest bırakıldı. Bu top ne kadar süre yükselecek?

Çoğu zaman gazın olduğu fikrini duyabilirsiniz. tehlikeli madde. bu değil doğru ifade. Neden bu kadar sık ​​“oluyor”?

Gerçek şu ki, Rus dilindeki diğer birçok kelime gibi "gaz" kelimesinin de çeşitli anlamları (tanımları) vardır. “Ana” anlamında gaz, maddenin bir halidir (herhangi bir madde katı, sıvı ve gaz halinde olabilir). Ve ek anlamlardan birinde gaz kavramı, gaz sobalarının brülörlerinde kullanılan ev tipi yanıcı gaz (genellikle metan) anlamına gelir.

Balonları şişirmek için hangi gaz kullanılır? Top "uçarsa", gaz sobalarına sağlanan gazla şişirilmediğinden emin olabilirsiniz. Yalnızca havadan çok daha hafif olan çok hafif bir gaz topu havada destekleyebilir. Propan ve bütan havadan ağırdır ve top yerde durur. Metan havadan biraz daha hafiftir, ancak yine de kaldırma kuvveti "sıradan" küçük bir balonu gökyüzüne kaldırmak için yeterli olmayacaktır: yalnızca metanla dolu devasa bir balon yerden yükselebilir - ve o zaman bile son derece "yavaşça": çok düşük bir kaldırma kuvvetine sahip olacaktır.

Ne tür bir gaz herhangi birini veya tamamını kolaylıkla havaya kaldırabilir? Bu türden yalnızca iki gaz vardır: hidrojen ve helyum. Bu gazların her ikisi de temel maddelerdir ve periyodik tablo D.I. Mendeleev 1 ve 2 numaralı. Evrendeki yaygınlık açısından benzer: hidrojen birinci sırada, helyum ikinci sırada. "Hafiflik" açısından bu gazlar da birinci ve ikinci sırayı alır (hidrojen en hafiftir ve helyum sadece biraz daha ağırdır) ve diğer tüm gazlardan çok daha üstündür. Atomların büyüklüğü açısından da liderdirler, ancak burada durum biraz tersidir: helyum en küçük atoma sahiptir ve hidrojen ikinci sıradadır.

Ancak bu, gazlar arasındaki benzerliklerin sonu gibi görünüyor. Hidrojen çok aktif bir elementtir, son derece yanıcı ve patlayıcıdır: evdeki propandan bile daha tehlikelidir. Ve helyum kesinlikle inert gaz herhangi bir reaksiyona girmeyen bilinen madde bu nedenle yanamaz, yanmayı sürdüremez ve zehirlenmeye de neden olamaz. Rus ve Avrupa standartlarına göre ve kurallara uygun olarak yangın güvenliği Balonları şişirmek için yalnızca helyum veya normal hava kullanılır. ()

Balondan helyum solumak güvenli midir? Tabii ki, bakteri veya mevcut olabilecek diğer yan faktörlerden değil, helyumun kendisinden bahsediyorsak oldukça güvenlidir. Helyum, içinde kimyasal anlamdaçoğunu oluşturan nitrojenden bile daha “nötr” dünyanın atmosferi. Solunum karışımının bir bileşeni olarak helyum, tüplü dalgıçlar tarafından üzerinde çalışırken kullanılır. büyük derinlikçünkü pratik olarak insan kanında çözünmez.

İlk sıcak hava balonunun ne zaman ve nerede havaya kaldırıldığı tam olarak bilinmiyor. 1973'te sansasyonel bir keşif yapıldı: antik ülkeİnkalar, modern Peru topraklarında, kaya resimlerinde, aşağıdan sarkan iki koltuklu bir gondol - bir mekik - tetrahedron şeklinde bir kabuğu olan bir sıcak hava balonunun görüntüsünü buldular. Ayrıca sıcak hava balonunun uçuşa hazırlanması, ateş yakılması, kabuğun sıcak hava ile doldurulması ve uçuşun yapılması aşamaları gösterildi. Hatta belirtmişler karşılaştırmalı boyutlar kabuklar. Çağdaşlarımız tarafından bu tasarıma göre yapılan balon havaya kaldırıldı, oldukça uygun olduğu ortaya çıktı ve bir dakikada yüz metre yüksekliğe ulaştı.

14. yüzyılda Saksonyalı keşiş Albert, yangının dumanının havadan çok daha hafif olduğunu ve ateşin etkisi altındaki havanın genleşmesi nedeniyle içinde yükseldiğini yazdı.

16. yüzyılda İngiliz bilim adamı Scaliger, en iyi altından bir kabuk yapmayı ve onu sıcak havayla doldurmayı önerdi. Bir yüz yıl sonra, Cyrano de Bergerac'ın "Başka Bir Işık veya Ayın Devletleri ve İmparatorlukları" adlı romanı ortaya çıktı. ilginç projeler uçak Hava yolculuğu için sıcak hava balonuna benzer bir cihaz tarif edilmiştir. Romanın kahramanı, dumanla dolu iki hava geçirmez kabuğun yardımıyla neredeyse Ay'a uçar, burada duman çıkarır ve kabukları paraşüt gibi kullanarak sakince yüzeyine iner.

Yine de geri sayım genellikle 5 Haziran 1783'ten itibaren Fransa'nın Annon şehrinde Etienne ve Joseph Montgolfier kardeşlerin 600 hacimli ipek bir topu havaya kaldırdıkları zaman yapılıyor. metreküp. Topun kabuğu içeriden kağıtla kaplandı ve sahneye yerleştirilen alt deliğine üzüm asmalarından yapılmış bir kafes sabitlendi. Sahnenin altında ateş yakıldı ve dumanlı sıcak hava topu iki kilometre yüksekliğe çıkardı. Sıcak hava balonu ismi, 27 Ağustos 1783'te hidrojenle dolu bir balonu fırlatan Profesör Charles'ın adını taşıyan charlier'den farklı olarak ortaya çıkmasının nedeni budur.

Balonların ikinci doğuşundan kısa bir süre sonra, her iki geleneksel balonun avantajlarını birleştiren birleşik tasarımlar ortaya çıktı. Kabuk iki parçaya bölündü. Üstteki hafif ve yanıcı olmayan helyumla, alttaki ise sıcak havayla doldurulur. Havacılıkçılar, uçuş sırasında onu özel brülörlerde yakılan propan, etan veya gazyağı ile ısıtarak uçuş yüksekliğini düzenler. Bu tür balonlara bazen gül rengi denir - ilk balonculardan biri olan ve 1785 yılında sıcak hava ve hidrojen karışımıyla dolu balonu uçuş sırasında alev aldığında ölen Jean Francois Pilâtre de Rosier'in onuruna.

Kabuktaki havayı ısıtmak için kullanılacak yakıtın seçimi, sıcak hava balonlarının uçuş performansında belirleyici bir faktördür. Sonuçta, bir kilogram yakıtın kalorifik değeri ne kadar büyük olursa, uçuşta o kadar az yakıt almanız gerekir, sıcak hava balonunun uçuş özellikleri o kadar iyi olacaktır: havada daha uzun süre kalabilecek ve uçabilecektir daha uzun mesafe veya daha yükseklere çıkın.

Seleflerimiz başlangıçta havayı ısıtmak için yanabilecek her şeyi (ağaç dalları, saman, kömür vb.) kullandılar. Daha sonra petrole, yanıcı gazlara ve odun kömürüne geçtiler. Seçilen yakıt, sıcak hava balonundaki havayı hızlı ve etkili bir şekilde ısıtabilen, ucuz ve erişilebilir bir yakıttı.

Sonuç olarak eşit parçalarda propan ve bütan karışımına karar verdik. Bununla birlikte, saf propandan biraz daha kötüdür çünkü daha az uçuculuğa sahiptir ve brülörlerin uçuculuğu artırmak için ek cihazlarla donatılması gerekir.

Brülörler de tanınmayacak kadar değişti. Artık bunlar, kabuktaki sıcak havanın gerekli sıcaklığını otomatik olarak koruyan düzenleme ve izleme mekanizmalarıyla donatılmış cihazlardır.

Ancak zarfın içindeki hava, balonun üzerinde herhangi bir yakıt yakılmadan ısıtılabilir. Başka bir ısı kaynağı daha var - güneş. Ve eğer kabuk siyaha boyanmışsa birikecektir güneş enerjisi. Bu prensibe göre 1973 yılında ABD'de sadece enerji kullanarak uçuş yapan Solar Firefly sıcak hava balonu inşa edildi. güneş ışınları. Fransa'da bir dizi balon geliştirildi. kızılötesi radyasyon güneş. Onlara MIR adı verildi. Temel farkları, kabuktaki havanın yalnızca kızılötesi aralıktaki atmosferik radyasyonla değil aynı zamanda karasal radyasyonla da ısıtılmasıdır.

MIR kabuğu iki parçaya bölünmüştür. Üst kısımÖzel kaplama nedeniyle pratik olarak kızılötesi radyasyon yaymaz dış yüzey Alüminize mylar gibi bir kabuk olduğundan ısı alt kısımda birikir. Alt kısım, altta bir delik bulunan şeffaf polietilen filmden yapılmıştır. Böyle bir balon, ısı akışının yukarı doğru yönlendirildiği dünyanın bir alanı üzerinde uçtuğunda, kabuk ısınır ve ek aerostatik kaldırma kuvveti ortaya çıkar. Gün boyunca balon yükselir, geceleri alçalır, ancak yere değil, dünyanın radyasyonunun kabuktaki yüksek hava sıcaklığını korumak için yeterli olduğu belirli bir yüksekliğe kadar.

Elbette bir balonun uçuş yüksekliği birçok faktöre bağlı olacaktır: bölgenin enlemi ve yılın mevsimleri, gökyüzünün berraklığı ve günün saati vb. Stratosferde, ısıdan kaynaklanan aerostatik kaldırma kuvveti Güneşin ve dünyanın yönü her zaman pozitiftir, yani bir balon gece gündüz dünyanın tüm yüzeyi üzerinde uçabilir.

Gece ve gündüz uçuş yüksekliği, kabuğun üst kısmında bulunan ve yerleşik bir enerji kaynağıyla çalışan küçük bir motor tarafından kontrol edilen bir hava valfi ile değiştirilebilir. Valf açıkken, kabuktaki sıcak havanın yerini, çapı valf çapından daha büyük olan alt delikten giren soğuk hava alır. Ayrıca kabuğun hacmi sabit kalır.

Çok gün süren balon uçuşları, havacıların rekabetçi ruhunu canlandırdı. Birçok havacılık meraklısı Dünya'nın etrafında uçmayı hayal ediyordu. İlk başta herhangi bir okyanusun üzerinden uçmak için girişimlerde bulunuldu. Atlantik'in en uygunu olduğu ortaya çıktı, kuzey kısmıçok sayıda hava ve deniz yolu ile noktalanmıştır. Bu, uçuşu izlemeyi ve Atlantik boyunca uçma riskini alan cesurları aramayı kolaylaştırdı.

14 Eylül 1984'te, eski bir askeri test pilotu olan 58 yaşındaki Amerikalı D. Kittinger, Maine'in Caribou şehrinden havalandı ve kuvvetli rüzgar sayesinde yaklaşık 70 saat sonra kendisini kıyı açıklarında buldu. Fransa. Uçuş yolu Newfoundland üzerinden geçiyordu, ardından Grönland'ın güneyinden geçiyordu ve İrlanda'dan önce keskin bir şekilde güneydoğuya dönüyordu. Bu, iniş alanı seçimini biraz zorlaştırdı, çünkü Avrupa'da havacı kendisini inişin planlandığı yerlerin önemli ölçüde güneyinde buldu.

Pireneler'in kuzey mahmuzları ve Fransa'nın Akdeniz kıyısı boyunca uçtuktan sonra, İtalya'nın Savona kenti yakınlarındaki ormanlık bir alana indi. Bitirmek zordu, havacı üç metre yükseklikten gondoldan atıldı, bacağını kırdı ve hemen hastaneye kaldırıldı.

1998'de Steve Fossett uçuşta kalma rekorunu kırdı. Şuraya uçmak üzere yola çıktı: Yeni Yıl arifesi, kabuktaki havayı daha uzun süre ısıtmak için gondolun tamamını propan silindirleriyle asmak. Ancak uçuş sırasında başına bir sorun geldi - reddetti bilgisayar sistemi kabini ısıttı ve donmaya başladı. Atmosferin daha sıcak katmanlarına inmek zorunda kaldık. Baloncu 914 metre yükseklikte geçti Rusya sınırı Anapa bölgesinde. Bir süre sonra acil iniş sinyali aldı - ekipman sonunda başarısız oldu ve Krasnodar Bölgesi'ndeki Grechanaya Balka çiftliğinin yakınına inmek zorunda kaldı.

1998 rekorunun sahibi İsviçreli Bertrand Picard'ın uluslararası mürettebatıydı. Belçikalı Bim Verstraeten ve İngiliz Andy Elson. Brightling Orbiter 2 balonuyla Avrupa'dan çok fazla telaşlanmadan göklere fırlayarak yirmi bin kilometreden fazla uçtular. Ancak olumsuz hava koşullarıyla karşılaşınca Burma'ya çıkmak zorunda kaldılar.

Heyecan arttı. 1999'da ekipler birbiri ardına yola çıktı. farklı ülkeler ve çoğu zaman başarısız oldular. Asıl mücadele Avrupalılar arasında çıktı. 17 Şubat 1999'da İspanya'dan ilk havalanan İngiliz Andy Elson ve Colin Prescott, havada on iki günden fazla zaman geçirerek uçuş süresi ve menzili açısından dünya rekorunu kırdılar, ancak yine de inmek zorunda kaldılar; yakıt.

Rekor sahiplerinin ardından, 1 Mart Pazar sabahı İsviçre'nin Chateau d'E kasabasından, gezegenimizin etrafında kesintisiz bir uçuş yapmak amacıyla fırlatılan bir balon daha koştu. Komutanı ünlülerin torunuydu. İsviçreli bilim adamı ve gezgin Auguste Piccard Bertrand'ın zamanında, yani Yılbaşı gecesi fırlatılması iki nedenden dolayı engellendi: elverişsiz hava koşulları ve Pekin'in Çin hava sahasında uçma izninin olmaması.

Orbiter 3'ün bölmeleri helyumla değil propanla doldurulmuştu, dolayısıyla Elson ve Prescott balonundan daha büyük ve ağır olduğu ortaya çıktı. Yüksekliği 55 metre, ağırlığı ise 9 tondu. Ancak büyük miktarda yakıt rezervi almayı başardı ve bu sonunda işe yaradı.

S. Nikolaev "Gençlik için Teknoloji" dergisinde "Picart ve ortağı İngiliz pilot Brian Jones, 16 gün içinde Dünya'nın etrafında uçmayı umuyorlardı" diye yazıyor, "bir avantaj olarak üzerinden uçma iznine sahip oldular" güney kısmıÇin. Ancak sefer hiç de kolay olmadı. Piccard uygun stratosferik akıntıları kaçırmaktan korktuğu için, iyi havayı beklemeden kuvvetli kara rüzgarlarında havalanmak zorundaydılar. Startın hemen ardından İspanya'ya doğru götürüldüler. Ancak, Moritanya üzerinde onları Hindistan'a gönderen uygun bir hava akımına girerek uçuş yönlerini biraz düzeltmeyi başardılar. Çin ve aracılığıyla Pasifik Okyanusu Kaliforniya'ya...

Balon birkaç kez dondu ve hızla irtifa kaybetmeye başladı. Oksijen temini ve balon kontrol sistemlerinde de sorunlar vardı...

Ancak Orbiter-3 balonu on sekizinci günde Amerika kıtasını geçip Atlantik'in üzerinde bulduğunda, baloncular seferlerinin başarılı bir sonucunu ciddi olarak umut etmeye başladılar. Umut onlara o zamana kadar tükenmekte olan gücü verdi. Havacılar bildirdi kontrol noktasıısıtıcılarından birinin arızalandığını ve gemideki sıcaklığın sekiz santigrat dereceyi geçmediğini. Her ikisi de kötü bir soğuk algınlığı geçiriyor. Mesleği psikiyatrist olan Bertrand Picard, gücünü geri kazanmak için hipnoza bile başvurmak zorunda kaldı.”

21 Mart günü sabah saat on civarında, kırk bin kilometreden fazla uçmuş olan inanılmaz derecede yorgun baloncular, sıkışık kabinlerinden çıkmayı başardılar. İsviçre'ye telsizle "Kartal indi" diye haber verdiler ve Kahire'nin 800 kilometre güneybatısındaki Mut köyünün yakınlarına indiler.

Böylece rekor kırıldı. Modern havacılar şimdi neyi hayal etmeli? Her iki kutba uçmak hakkında mı? Veya dünya çapında bir balon yarışı düzenleyin - kim tamamlayacak dünya çapında gezi Daha hızlı? Muhtemelen farklı bir rota izlemek daha mantıklı olacaktır. NASA uzmanları astronomik araştırmalar için balkabağı şeklinde dev bir balon yaptılar. Çapı yaklaşık 128 metre, yüksekliği ise 78'dir. 2001 baharında yapılan denemelerden biri başarısızlıkla sonuçlandı. Balon sızıntı nedeniyle batarak 20 kilometre yüksekliğe yükseldi. Böyle bir devin 1350 kilogram bilimsel donanımla 35 kilometre yükseklikte yüzeceği ve yüz güne kadar havada kalacağı varsayılıyor. Ve bu süre zarfında uygun rüzgarların olması durumunda gezegenimizin etrafında beş kez uçacak.

Bu durumda tüm kontrol telsizle ve otopilot kullanılarak gerçekleştirilecektir. Kullanılmak üzere tasarlanmıştır güneş panelleri yerleşik sistemlere güç sağlamak için. Bir balonun fırlatılması, bir uydunun fırlatılmasından en az üç kat daha az maliyetli olacak ve paraşütle indirilen ekipman birkaç kez kullanılabilir.

Bir başka orijinal proje ise Amerikalı tasarım öğrencileri Eric Reiter ve David Goodwin tarafından önerildi: 180 metrelik bir proje. zeplin bir makas gibi göklerde süzülecek. Dikey yapısının alt kısmı dengeleyici omurga görevi görürken, helyum dolu orta ve iki yan duba yelken görevi görecek. Dev balon bilimsel bir üs olarak veya turist uçağı olarak kullanılabilir.