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 nesneyi kaldırmaya yeterli olmayacaktır. balon: yalnızca metanla dolu büyük bir top yerden yukarıya yükselebilir - ve o zaman bile son derece "yavaş": çok az kaldırma kuvvetine sahip olacaktır.
Ne tür bir gaz herhangi bir gazı veya herhangi bir gazı havaya kolayca 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 sayıları altında. 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 pompalamak için balonlar 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.
Balonların uçabilmesinin nedenini açıklayan çeşitli teoriler vardır. İÇİNDE geniş anlamda bu işlem hava ve gazın ağırlığının oranıyla belirlenir. Balon doluysa...
Balonların uçabilmesinin nedenini açıklayan çeşitli teoriler vardır. Geniş anlamda bu işlem hava ve gazın ağırlığının oranıyla belirlenir. Bir balon gazla doluysa yükselir ve yere düşmez. İçinin havayla dolması örneğin kişinin balonu tek başına şişirmesi durumunda uçma yeteneği azalır. Gaz havadan çok daha hafiftir, bu nedenle helyumla dolu balonlar en iyi şekilde yüzer.
Doldurulmasına bağlı olarak balonlar farklı manipülasyonlar gerçekleştirebilir:
- eğer top doluysa karbondioksit, hava veya argon, o zaman daha kötü uçacak;
- Neon, metan, nitrojen, helyum ve hidrojen, bu gazların minimum ağırlığı nedeniyle topun hızla havalanmasını sağlar ve büyük fark bir hava kütlesi ile.
Fizik açısından balon uçuşu
Fizik açısından bakıldığında, bir gaz veya sıvı içine yerleştirilen herhangi bir cisim, bir yer değiştirme kuvvetine maruz kalır. ağırlığa eşit bedenler. Balon girişi bu durumda havaya “yerleştirilen” bir cisimdir. Çünkü Topu dolduran gaz onu havaya göre hafif hale getirdiğinde kaldırma kuvveti oluşmaya başlar. Bu sayede top hızla yükselir ve uçmaya başlar.
Havayla dolu balonların uçuş özelliklerinin pek iyi olmamasının nedenini fizik yardımıyla açıklamak mümkündür. Bu durumda ağırlık hemen hemen aynıdır, dolayısıyla top yalnızca havada yüzebilir, ancak kuvvet uygulanmadan yere batar.
Bir balonun havadaki uçuşu, gemilerin sudaki yolculuğuna benzetilebilir. Hem birinci hem de ikinci durumda, daha hafif olan gövde, ağır su veya hava tarafından dışarı itilir. Üstelik su ve hava neredeyse eşit kaldırma kuvvetine sahiptir.
Sıcak hava balonları neden uçar?
Havacılık için tasarlanan büyük balonlar, küçük oyuncak balonlarla aynı nedenlerle uçarlar. Bu durumda uçabilme yeteneğinin açıklaması da fizik kanunlarıdır. Topun büyüklüğü, sepetin ağırlığı ve yolcular birbiriyle yakından ilişkilidir. Balon, içindeki havayı ve ortaya çıkan gazı ısıtarak yükselir. Bu etki nedeniyle top havadan hafifler ve üzerine kaldırma kuvveti uygulanır. 
Balon kontrolü
Herhangi bir balonu kontrol etmek imkansızdır. Ev kontrol kuvveti her zaman hava veya rüzgar. Küçük bir balonu bırakıp ipliğinden tutarsanız, tüm çabalarınıza rağmen onu içeri çevirebilirsiniz. doğru yön işe yaramayacak. Balonlarda da benzer bir durum yaşanıyor. Sepetteki yolcuların yapabileceği tek şey topu yer seviyesine indirmek veya daha yükseğe havaya kaldırmaktır. Ağırlığın azaltılmasıyla yükseklik kazanılır (özel ağırlıklar düşürülür) ve kauçuklu malzemenin içindeki havanın ısınma sıcaklığı kontrol edilerek gaz miktarı azaltılarak top alçaltılır. Brülör seviyesi değiştirilerek sıcaklık değiştirilir.
Balonlar ve hava gemileri neden hidrojen veya helyumla dolu?
Çocukken herkes balonlarla oynardı. Hiç kimse balonların neden hidrojen veya helyumla doldurulduğunu merak etmedi. Bu soruyu cevaplamak için bazı soruları hatırlamamız gerekiyor. okul kursu fizik. 
Biraz fizik
Eğer bir cisim havadaysa, ona birçok kuvvet etki eder. En büyük etki Arşimet kuvveti ve ağırlığını uygular. Aralarındaki farka kaldırma denir. Eşitlerse, balon serbestçe asılı kalır veya şekli akıntılara bağlı olan karmaşık eğriler halinde havada hareket eder. Eğer Arşimet kuvveti ortaya çıkarsa daha fazla ağırlık balona yukarı doğru etki eden bir kaldırma kuvveti belirir. 
Uçağın ağırlığı, gazın kendisinden, içinde bulunduğu kabuktan ve kaldırılan yükten oluşur.
Kabuğu belirli bir sıcaklıktaki sıradan havayla doldurursanız çevre, top yükselmeyecek. Havanın ısıtılması gerekiyor. Bu nedenle balonun, kabuğun içindeki havayı sürekli ısıtmak için bir yakıcı ile donatılması gerekir.
Arşimet kuvveti, kabuğun hacmine ve içinde bulunan hava ve gazın yoğunluk farkına bağlıdır.
Yükseklik arttıkça sıcaklık düşer, hava basıncı ve kapalı kabuktaki yoğunluğu azalır. Buna göre Arşimet kuvveti azalır ve top alçalmaya başlar. Bunun olmasını önlemek için, brülörün yerleştirildiği kabuğun alt kısmında bir delik açılır. Yakılan yakıt miktarını azaltarak veya artırarak uçuş irtifasını kontrol edebilirsiniz.
Kapalı zarflı uçaklar, aynı sıcaklıkta, çevredeki havadan daha az yoğunluğa sahip olan gazları kullanır.
Mevcut gazlar arasında en düşük yoğunluk hidrojeni var. Endüstride elde edilir büyük hacimler dolayısıyla maliyeti nispeten küçüktür.
Günümüzde güvenlik nedeniyle balonun küresel kabuğu helyumla doldurulmuştur. Bu nadirdir kimyasal element ilk kez kullanılarak keşfedildi spektral analiz Güneşte güneş anlamına gelen Helios adını almıştır. Çok sonraları bu gaz yeryüzünde keşfedildi.
Aynı sıcaklıkta helyumun yoğunluğu havadan 10 kat daha azdır. Hidrojenin daha da iyi bir göstergesi var - 20. Bu nedenle başlangıçta balonlar hidrojenle dolduruldu. Ancak helyumdan farklı olarak yanıcı ve patlayıcı bir gazdır. Bu elemanın kullanımı güvenlidir ancak helyum dolu bir balonun kaldırma kuvveti çok daha azdır.
Biraz tarih
Büyük balonlara balon adı verilir ve geçmişte bunlar esas olarak bilimsel araştırma. Çoğu çeşitli çaplarda kürelerdi.
Küre hacmi 4000 m³'ü aşan en büyük balon olan Record, 2010 sonbaharında havalandı. Gondolunda 36 kişi seyahat etti.
Balonun yükseldiği maksimum yükseklik 21 km'den fazlaydı. Rekor uçuş 2005 yılında Hindistan vatandaşı Vijaypat Singhania tarafından yapıldı. Balon sıcak havayla dolduruldu.
Geçen yüzyılın başında ve ortasında insan ve kargo taşımak için puro şeklindeki hava gemileri kullanılıyordu.
İnsanlık tarihinin en büyük zeplin olan Hindenburg'un tasarımı faşist Almanya 30'lu yılların sonunda. Atlantik boyunca 21 uçuş yaptı ve 1937'de öldü. O zamanlar Almanya'da helyum yoktu ve Hindenburg tanklarının tamamı hidrojenle doluydu. Kazanın nedeni bilinmiyor. Trajediden sonra hidrojen dolu balonlar ve hava gemileri artık yolcu taşımak için kullanılmıyor. Yalnızca bilimsel amaçlarla kullanılırlar.
Helyum tehlikeli midir?
Gazın tehlikeli bir madde olduğu fikrini sıklıkla duyabilirsiniz. Bu doğru bir ifade değil. 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 şu anlama gelir: ev tipi yanıcı gaz gaz sobası brülörlerinde kullanılır (genellikle metan, propan veya bütan).
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.
Hangi gaz herhangi bir lateks veya folyo balonu kolaylıkla havaya kaldırabilir? Bu türden yalnızca iki gaz vardır: hidrojen ve helyum. Bu gazların her ikisi de temel maddelerdir ve D.I. Mendeleev'in periyodik tablosunda 1 ve 2 sayılarıyla listelenmiştir. Evrendeki yaygınlıkları açısından benzerdir: 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. Helyum kesinlikle inert bir gazdır ve bilinen herhangi bir maddeyle reaksiyona girmez, bu nedenle yanamam veya yanmayı desteklemez ve ayrıca zehirlenmeye neden olamaz. Rus ve Avrupa standartlarına göre ve yangın güvenliği kurallarına uygun olarak 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, kimyasal anlamda, dünya atmosferinin çoğunu oluşturan nitrojenden bile daha "nötr"dür. Helyum, pratik olarak insan kanında çözünmediği için tüplü dalgıçlar tarafından büyük derinliklerde çalışırken solunum karışımının bir bileşeni olarak kullanılır.
Helyum tankı tehlikeli midir? Eğer bu bir balonsa yüksek basınç, yaklaşık 150 atmosfer veya daha fazla - o zaman yıkım durumunda şüphesiz tehlike oluşturur. Ancak metal bir silindiri yok etmek hiç de kolay bir iş değildir. Fabrika silindirlerinin kapsülünün güvenlik marjı oldukça büyüktür. Kullanımdan önce silindirler çalışma basıncının üç katı basınçta test edilir; bundan sonra silindirin üzerine şu şekilde bir fabrika işareti yerleştirilir: dört hane, bu da bir sonraki sertifikasyonun ayı ve yılı anlamına gelir. Eğer bir balon görürsen kahverengiÜzerinde beyaz boyayla “helyum” veya “He” (helyum) yazılı olan ve üst kısmında sertifikasyon ay ve yılının damgalandığı - mevcut olandan daha sonra - emin olabilirsiniz (sertifika tarihi “biraz” gecikmiş). Orenburg fabrikası tarafından üretilen helyum tüpleri (bu, Rusya'daki tek helyum fabrikasıdır) yerlerde kullanım için onaylanmıştır. toplu toplanma insanlar. Ancak birisinin bir gaz silindirini öğütücüyle kesmeye veya delmeye çalıştığını veya keskiyle vurduğunu fark ederseniz, silindirin helyumla veya başka bir şeyle dolu olup olmadığına bakılmaksızın alarmı çalmalısınız. boş ya da boş değil...
Kapalı bir alanda bir veya daha fazla balon patlarsa helyum boğulmaya neden olabilir mi? Burada büyüklük sırasını tahmin etmek gerekir. Bir orta boy topun hacmi yaklaşık 7 litredir. Örneğin iki x üç metre ve tavan yüksekliği 2,5 metre olan küçük bir odada hacim 15 metreküptür. metre - yani 15.000 litre. Bu odada 50'ye kadar helyum balonunu "patlattığınızda" hacmi yaklaşık 350 litre olacaktır. Bu, hava hacminin %2'sinden biraz fazladır. Helyumun toksik olmamasına ve alerjik reaksiyonlara neden olmamasına rağmen değer son derece önemsizdir. Ek olarak, helyum atomlarının nüfuz etme yeteneği çok yüksek olduğundan, tüm helyum anında yükselecek ve oldukça hızlı bir şekilde tavandan sızacaktır. Sadece bu da değil: İçeride bir balon açıp tüm helyumu odaya salsanız bile, insanlara veya hayvanlara herhangi bir zarar vermez. Ancak eğlenmek için bir balondan helyum solumaya karar verirseniz (helyum sesini değiştirir, ses telleri daha yüksek frekansta titreşir) - kendinizi fazla kaptırmamalısınız: uzun süre tek başına helyumu solursanız ve düzenli hava solumazsanız, helyumun zehirli olmamasına rağmen başınız dönebilir. Sonuçta yeryüzünde yaşayan canlıların organizmaları oksijene ihtiyaç duyacak şekilde tasarlanmıştır!
Sigara içmek veya açık ateş kullanmak mümkün mü? Gaz ekipmanlarının veya şişirilmiş balonların yakınında mı, özellikle de bazıları açıkça helyum sızdırıyorsa? Sıvı veya gaz halindeki helyum, nitrojen ve karbondioksitin bulunduğu depolarda güvenlik önlemleri - yasaklamıyor sigara içmek çünkü bu gazlar tutuşturmayın ve diğer maddelerin yanmasını desteklemez. Ancak yanan bir sigara balona değerse büyük olasılıkla patlayacaktır; balon sıcak bir ampule dokunduğunda da aynı şey olacaktır. Ancak bu, topun kabuğunu oluşturan kauçuğun patlamasına neden olacaktır. Patlama veya alev olmayacak.
Helyumla şişirilen bir balon güvenli midir? küçük çocuk? Avrupa standartlarına göre, uzun bir süre, 3 yaşın altındaki çocuklara, steril ambalajda sunulanlar dışında hiçbir oyuncak tavsiye edilmemektedir. Ve buradaki mesele hiç de bir malzemenin veya maddenin sahip olabileceği bir şey değil. zararlı etkiler Açık çocuk vücudu- ama gerçek şu ki küçük çocukİle yüksek olasılıkönce yere veya diğer "steril olmayan" yerlere yuvarladıktan sonra ağzına koymaya çalışacaktır. Balon kabuğunun yapıldığı doğal lateksin yanı sıra teknik helyum (%98'den fazla) veya helyum-hava karışımı (60/40) sağlık açısından tehlike oluşturmaz. Bebek onunla çok dikkatli oynamazsa lateks topun patlayabileceğini dikkate almanız yeterlidir ve yüksek ses pamuk bir çocuğu korkutabilir. Bu nedenle, küçüklere lastik bir top değil, kural olarak daha renkli olan ve çocuğun yanlışlıkla ısırması durumunda "patlamayan" bir folyo figürü verilmesi önerilir.
Yöneticilerimiz bu ve diğer soruları telefonla daha ayrıntılı olarak yanıtlamaya hazır. Saygılarımızla, portal sitesinin yönetimi
Balonlar, doldurdukları gazın çevredeki havadan daha hafif olması nedeniyle yukarı doğru yükselir. Birçok gazın, özellikle de hidrojen ve helyumun yoğunluğu havadan daha düşüktür. Bu, belirli bir sıcaklıkta birim hacim başına havadan daha az kütleye sahip oldukları anlamına gelir.
Bu tür hafif gazlar bir balona pompalandığında, gaz kabuğunun, sepetin, ağırlığın ve kabloların toplam ağırlığı, balonun yerini değiştirdiği havanın ağırlığından az olana kadar yükselecektir. (Fizikte hava şu şekilde ele alındığından sıvı ortam Burada da sıvıya batırılan cisimler için aynı kanun geçerlidir.) Yoğunluğu soğuk havaya göre daha düşük olan sıcak hava da yükselir. Sıcak hava bazı gazlar kadar hafif olmasa da, genellikle güçlendirilmiş naylon gibi hafif kumaştan yapılan balon kabuğunun boynunun altına monte edilen propan meşaleleri sayesinde daha güvenlidir ve kolaylıkla üretilir. Sıcak havayla dolu balonlar genellikle birkaç saat boyunca uçuşta kalırlar, ancak kabuk içindeki havanın ilave ısınması olmazsa yavaş yavaş irtifa kaybederler.
Farklı sıcaklıklardaki moleküller
- Hava soğuk olduğunda moleküller yavaş hareket eder ve birbirine yakındır.
- Hava ısındığında,Moleküller daha hızlı hareket etmeye ve yanlara doğru ayrılarak daha büyük bir hacmi doldurmaya başlar.
- Isınan havadan berigenişlemeye devam ettikçe yoğunluğu azalır.
- Havayı soğuturkenMoleküller hızlarını kaybeder, hacimleri azalır ve yoğunlukları artar.
- Balon yan yatıyor. Propan meşaleleri kabuğun içindeki havayı ısıtır, bu da kabuğun şişmesine ve yükselmesine neden olur.
- Sıcak, hafif hava(metnin altındaki şekil) kabuğun içinde yükselir ve duvarları boyunca aşağı doğru akar. Boyundan soğuk hava sıkılır, kabuğun havayla birlikte ağırlığı azalır ve balon yükselir.
- Pilotlar, brülörleri periyodik olarak açarak irtifalarını korur veya arttırır. Kabuğun içindeki hava dışarıdaki havadan daha sıcak olduğu sürece kaldırma kuvveti yer çekimi kuvvetinin üstesinden gelir.
- Balon, içini dolduran havanın soğuyup büzülmesiyle alçalır. Pilotlar, balonun tepesindeki bir delikten sıcak havayı serbest bırakarak inişlerini hızlandırabilirler.
Basınç, hacim ve sıcaklığın etkileşimi
Üç parametrenin birbirine bağımlılığı. Bir gazın basıncı, hacmi ve sıcaklığı birbiriyle ilişkilidir. Oda sıcaklığında (sağda), gaz moleküllerinin kabın içindeki hareketi belirli bir basınç oluşturur. Hacim bunun yarısından fazlaysa (sağdaki orta resim), iç basınç iki katına çıkar. Hava ısındığında (en sağda), sıcaklığıyla orantılı olarak basıncı artar ve hacmi artar.
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 rosiers 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 balonun içindeki herhangi bir yakıt yakılmadan zarfın içindeki hava ısıtılabilir. Başka bir ısı kaynağı daha var - güneş. Ve eğer kabuk siyaha boyalıysa 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 günlük uçuşlar balonlar Havacılıkçıların 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 Piccard'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 koşulları nedeniyle 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 sonuçta 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 yönlendiren 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 etrafta bir balon yarışı yapın küre- kim taahhüt edecek 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 ya da turist uçağı olarak kullanılabiliyor.
