资料来源:省科学技术协会
热气球大家都见过,但是你们有想过热气球是怎么飞上天空,又怎么能持续在空中飞行的吗?其实热气球的原理很简单,就是利用了热空气比冷空气轻的原理。空气是由许多微小颗粒组成的。当这些颗粒被加热,他们也就补充了能量,粒子的运动会更加活跃,彼此之间会被弹开。因此,颗粒之间的间隙变得更大。但由于装这些颗粒的气球被装满鼓胀了之后,那些多余的颗粒就会外泄,所以气球里面的空气颗粒变少了,空气也就变得稀薄而轻了,气球就飘起来了。但它们整体占用的空间没变,只是颗粒减少了,因此可以说,空气变得更稀薄更轻。
当气球内部空气冷却下来后,颗粒运动恢复如常,因此颗粒也再次变得密集。当气球内部空气密度与外部相同时,气球内部空气不再比外部空气轻,便会逐渐掉落地上。
热气球的历史发展:
十八世纪的时候,法国造纸商蒙戈尔菲耶兄弟(也就是孟戈菲兄弟)看到碎纸屑在火炉中受到热空气的作用不断地升起,而受到启发,他们用纸袋聚集热气做实验,使纸袋能够随着气流不断上升。科普展品生产厂家北京定致提示大家年6月4日,蒙戈尔菲耶兄弟在里昂安诺内广场做公开表演,一个圆周为英尺的模拟气球升起,这个气球用糊纸的布制成,布的接缝用扣子扣住。兄弟俩用稻草和木材在气球下面点火,气球慢慢升了起来,飘然飞行了1。5英里。乘坐蒙戈尔菲耶兄弟制造的气球的第一批乘客是一只公鸡、一只山羊还有一只鸭子。
同年9月19日,在巴黎凡尔赛宫前,蒙戈尔菲耶兄弟为国王、王后、宫廷大臣及13万巴黎市民进行了热气球的升空表演。同年11月21日下午,蒙戈尔菲耶兄弟又在巴黎穆埃特堡进行了世界上第一次载人空中航行,热气球飞行了二十五分钟,在飞越半个巴黎之后降落在意大利广场附近。这次飞行比莱特兄弟的飞机飞行整整早了年。
在二战之后,随着科学技术的不断进步,热气球球皮材料和致热燃料得到了普及,热气球越来越不受地点的约束,操作更加简单方便,逐渐成为一种备受人们热爱的航空体育运动。
热气球的飞行动力:
热气球的唯一飞行动力是风。对于环球飞行的热气球来说,必须选择速度和方向都合适的高空气流,并随之运动,才能高效地完成飞行。就像环球旅行时需要不停地换飞机一样,热气球也需要搭乘不同的气流,“换气流”时飞行员所要做的就是调整高度,热气球的高度通常要达到十几千米。
而每年的12月和1月,北半球高空气流的流速达到一年中的峰值,最快可达每小时公里,所以飞行者们通常选择冬季作环球尝试飞行。
热气球的分类:
热气球看外表几乎都是一样的,你们肯定想不到它们居然还有分类。国际航空联合会(FAI)下属的气球理事会(CIA)根据填充的气体不同,把气球分成四类:
AA型:
填充比空气轻的气体如氢气或氦气,气囊不密闭,没有加热装置;
AX型:
气囊中填充空气,通过装置对空气加热,使之变轻获得升力,又被称为热气球;
AM型:
既填充“轻气”(如氢气或氦气),又具有加热装置的气球,又被称为罗泽(Rozier)气球;
AS型:
填充“轻气”(如氢气或氦气),气囊密闭,由于高度可通过充气量控制,所以常用于科学研究。
热气球飞行须知:
时间
一天中太阳刚刚升起时或太阳下山前一二个小时,是热气球飞行的最佳时间,因为此时的风通常很平静,气流也很稳定。
地点
需30米×30米的平整场地,周围无电线及高大建筑。飞行中注意,飞过高压线、高大建筑、牲畜养殖场、村庄时要保持安全高度。
装备
最好穿连身纯棉飞行服,乘客也建议穿纯棉衣物,戴纯棉帽子,一旦失火不会粘在身上。
起飞
飘飞热气球需要一组人共同努力,因为热气球在地面上的工作是非常繁琐的,使一个热气球起飞至少需要四个人。先是将球囊在地上铺展开,然后将它与放在一边的吊篮连接在一起,用一个小的鼓风机,将风吹入球囊,使气球一点点地膨胀,当完全展开后,开始点火。将火点燃加热气球球囊内的空气,热空气使气球升到垂直于吊篮的位置,再加几把大火,气球就可以起飞了。
升降
热气球的升和降与球体内气温有关,球体内气温高,气球重力减小,小于浮力时,气球就上升,球体内空气温度下降,球体产生的浮力小于球体自身重量和载重,气球就开始下降。
发生事故逃生指南:
热气球也不是百分之百安全的,它有时也会发生危险,发生危险时我们应该怎么办呢?首先不要慌张,然后按照以下步骤从容应对:
1。观察吊篮:找到灭火器的位置,燃料瓶阀门的位置,还要找到排气绳的位置。
2。听从飞行员指挥:一旦失火,应听从飞行员的指挥,如果飞行员失去指挥能力,要不顾一切先关闭燃料瓶阀门。
3。用灭火器灭火:使用灭火器灭火;如果因为有人跳出吊篮而导致热气球上升,可通过拉排气绳来打开顶伞,阻止上升。