science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe heteluchtballonnen werken

Je zult een aantal ontzagwekkende uitzichten te zien krijgen als je in een luchtballon vliegt.

Als je echt ergens heen moet, een heteluchtballon is een vrij onpraktisch voertuig. Je kunt hem niet echt besturen, en het reist slechts zo snel als de wind waait. Maar als je gewoon wilt genieten van de ervaring van het vliegen, er is niets dat erop lijkt. Veel mensen beschrijven vliegen in een heteluchtballon als een van de meest serene, leuke activiteiten die ze ooit hebben meegemaakt.

Heteluchtballonnen zijn ook een ingenieuze toepassing van wetenschappelijke basisprincipes. In dit artikel, we zullen zien waardoor deze ballonnen in de lucht opstijgen, en we zullen ook ontdekken hoe het ontwerp van de ballon de piloot de hoogte en verticale snelheid laat regelen. Je zult versteld staan ​​van de prachtige eenvoud van deze vroege vliegmachines.

Heteluchtballonnen zijn gebaseerd op een zeer fundamenteel wetenschappelijk principe:warmere lucht stijgt op in koelere lucht. Eigenlijk, warme lucht is lichter dan koude lucht, omdat het minder massa per volume-eenheid heeft. Een kubieke voet lucht weegt ongeveer 28 gram (ongeveer een ounce). Als je die lucht verwarmt met 100 graden F, het weegt ongeveer 7 gram minder. Daarom, elke kubieke voet lucht in een heteluchtballon kan ongeveer 7 gram optillen. Dat is niet veel, en daarom zijn heteluchtballonnen zo groot -- om 1 op te tillen 000 pond, je hebt ongeveer 65 nodig, 000 kubieke voet hete lucht.

In de volgende sectie, we zullen kijken naar de verschillende componenten van heteluchtballonnen om erachter te komen hoe ze de lucht verwarmen.

Inhoud
  1. Stijgende ballonnen
  2. Een ballon besturen
  3. Lanceren en landen
  4. Wind en weer
  5. Lucht:een hogedrukvloeistof
  6. Luchtdruk + zwaartekracht =drijfvermogen
  7. Ballongeschiedenis

Stijgende ballonnen

Een heteluchtballon heeft drie essentiële onderdelen:de brander, die de lucht verwarmt; de ballonenvelop, die de lucht vasthoudt; en de mand, die de passagiers vervoert.

Om de ballon te laten stijgen, je hebt een manier nodig om de lucht op te warmen. Heteluchtballonnen doen dit met een brander gepositioneerd onder een open ballon envelop . Als de lucht in de ballon afkoelt, de waakvlam kan het opwarmen door de brander aan te steken.

Moderne heteluchtballonnen verwarmen de lucht door te verbranden propaan , dezelfde stof die vaak wordt gebruikt in barbecues voor buiten koken. Het propaan wordt opgeslagen in gecomprimeerde vloeibare vorm, in lichtgewicht cilinders die in de ballonmand zijn geplaatst. De inlaatslang loopt naar de bodem van de cilinder, zodat het de vloeistof eruit kan trekken.

Omdat het propaan in de cilinders sterk gecomprimeerd is, het stroomt snel door de slangen naar de verwarmingsspiraal. De verwarmingsspiraal is gewoon een stuk stalen buis dat in een spiraal rond de brander is aangebracht. Als de ballonvaarder de brander aansteekt, het propaan stroomt er in vloeibare vorm uit en wordt ontstoken door a waakvlam . Terwijl de vlam brandt, het verwarmt het metaal in de omringende buizen. Als de slang heet wordt, het verwarmt het propaan dat er doorheen stroomt. Hierdoor verandert het propaan van een vloeistof in een gas, voordat het wordt ontstoken. Dit gas zorgt voor een krachtigere vlam en een efficiënter brandstofverbruik.

In de meeste moderne heteluchtballonnen, de envelop is gemaakt van lang nylon gores , versterkt met ingenaaide singels. de gore, die zich uitstrekken van de basis van de envelop tot aan de kroon , bestaan ​​uit een aantal kleinere panelen . Nylon werkt heel goed in ballonnen omdat het licht van gewicht is, maar het is ook redelijk stevig en heeft een hoge smelttemperatuur. De rok , het nylon aan de onderkant van de envelop, is gecoat met speciaal brandwerend materiaal, om te voorkomen dat de vlam de ballon ontsteekt.

De mand houdt de passagiers vast, propaantanks en navigatieapparatuur.

De hete lucht zal niet ontsnappen uit het gat aan de onderkant van de envelop omdat het drijfvermogen ervoor zorgt dat deze omhoog beweegt. Als de piloot voortdurend de brandstofstralen afvuurt, de ballon zal blijven stijgen. Er is een bovengrens voor hoogte, echter, omdat de lucht uiteindelijk zo dun wordt dat de opwaartse kracht te zwak is om de ballon op te tillen. De opwaartse kracht is gelijk aan het gewicht van de lucht verplaatst door de ballon, dus een grotere ballonomhulling zal over het algemeen een hogere bovenste hoogtelimiet hebben dan een kleinere ballon.

De meeste heteluchtballonnen gebruiken een rieten mand voor het passagierscompartiment. Wicker werkt erg goed omdat het stevig is, flexibel en relatief licht van gewicht. De flexibiliteit helpt bij ballonlandingen:in een mand gemaakt van stijver materiaal, passagiers zouden de dupe worden van de impactkracht. Rieten materiaal buigt een beetje, een deel van de energie opnemen.

Een ballon besturen

Om de brander op te blazen, de piloot opent de propaanklep.

Het besturen van een ballon vereist vaardigheid, maar de bediening is eigenlijk heel eenvoudig. Om de ballon op te tillen, de piloot beweegt een besturing die de propaanklep opent. Deze hendel werkt net als de knoppen op een gasgrill of fornuis:als je eraan draait, de gasstroom neemt toe, zodat de vlam groter wordt. De piloot kan de verticale snelheid verhogen door een grotere vlam te blazen om de lucht sneller te verwarmen.

Aanvullend, veel heteluchtballonnen hebben een bediening die een tweede propaanklep opent. Deze klep stuurt propaan door een slang die de verwarmingsspiralen omzeilt. Hierdoor kan de waakvlam vloeibaar propaan verbranden, in plaats van propaan in gasvorm. Het verbranden van vloeibaar propaan levert een minder efficiënt, zwakkere vlam, maar is veel stiller dan het verbranden van gas. Piloten gebruiken deze tweede klep vaak boven veehouderijen, om de dieren niet te laten schrikken.

De parachuteklep, van de binnenkant van de ballon. Een Kevlar-koord loopt van de klep aan de bovenkant van de ballon, naar de mand, door het midden van de envelop.

Heteluchtballonnen hebben ook een koord om de parachuteklep bovenaan de envelop. Wanneer de piloot aan het bijgevoegde koord trekt, er kan wat hete lucht uit de envelop ontsnappen, het verlagen van de binnentemperatuur van de lucht. Hierdoor vertraagt ​​de opstijging van de ballon. Als de piloot de klep lang genoeg openhoudt, de ballon zal zinken.

Eigenlijk, dit zijn de enige bedieningselementen - warmte om de ballon te laten stijgen en ontluchting om hem te laten zinken. Dit roept een interessante vraag op:als piloten alleen heteluchtballonnen op en neer kunnen bewegen, hoe krijgen ze de ballon van plaats naar plaats? Zoals het blijkt, piloten kunnen horizontaal manoeuvreren door hun verticale positie te veranderen, omdat de wind op verschillende hoogten in verschillende richtingen waait. Om in een bepaalde richting te bewegen, een piloot stijgt en daalt naar het juiste niveau, en rijdt met de wind mee. Omdat de windsnelheid over het algemeen toeneemt naarmate je hoger in de atmosfeer komt, piloten kunnen ook de horizontale snelheid regelen door van hoogte te veranderen.

Natuurlijk, zelfs de meest ervaren piloot heeft geen volledige controle over de vliegroute van de ballon. Gebruikelijk, windomstandigheden geven de piloot heel weinig opties. Bijgevolg, je kunt een heteluchtballon niet echt langs een exacte koers sturen. En het is zeer zeldzaam dat u de ballon terug naar uw startpunt kunt sturen. Dus, in tegenstelling tot het vliegen met een vliegtuig, het besturen van een heteluchtballon is grotendeels geïmproviseerd, moment tot moment. Om deze reden, sommige leden van een heteluchtballonbemanning moeten op de grond blijven, met de auto de ballon volgen om te zien waar hij landt. Vervolgens, zij kunnen er zijn om de passagiers en apparatuur op te halen.

Lanceren en landen

Veel van het werk bij ballonvaren komt aan het begin en het einde van de vlucht, wanneer de bemanning de ballon opblaast en laat leeglopen. Voor de toeschouwer, dit is een veel spectaculairere show dan de eigenlijke ballonvlucht.

Zodra de bemanning een geschikt startpunt heeft gevonden, ze bevestigen het brandersysteem aan de mand. Daarna bevestigen ze de ballonenvelop en beginnen deze op de grond te leggen.

Zodra de envelop is opgemaakt, de bemanning begint het op te blazen, met behulp van een krachtige ventilator aan de onderkant van de envelop.

Als er genoeg lucht in de ballon zit, de bemanning blaast de brandervlam in de envelopmond. Dit verwarmt de lucht, druk opbouwen totdat de ballon helemaal is opgeblazen en van de grond begint te stijgen.

De leden van het grondpersoneel houden de mand vast totdat de lanceerploeg aan boord is. De ballonmand wordt ook tot het laatste moment aan het grondpersoneelsvoertuig bevestigd, zodat de ballon niet wordt weggeblazen voordat hij klaar is om te lanceren. Als alles is ingesteld, het grondpersoneel laat de ballon los en de piloot vuurt een gestage vlam uit de brander. Naarmate de lucht warmer wordt, de ballon komt recht van de grond.

wonderbaarlijk, dit hele proces duurt slechts 10 of 15 minuten. Het landingsproces, gecombineerd met het leeg laten lopen en opnieuw inpakken van de ballonenvelop, duurt wat langer.

Als de piloot klaar is om te landen, hij of zij bespreekt mogelijke landingsplaatsen met het grondpersoneel (via een boordradio). Ze moeten een grote open ruimte vinden, waar geen hoogspanningsleidingen zijn en voldoende ruimte om de ballon neer te leggen. Zodra de ballon in de lucht is, de piloot is voortdurend op zoek naar geschikte landingsplaatsen, voor het geval er een noodgeval is.

De ballonlanding kan een beetje ruw zijn, maar een ervaren piloot zal over de grond stoten om de ballon geleidelijk te stoppen, het minimaliseren van de impact. Als het grondpersoneel de landingsplaats heeft bereikt, ze houden de mand vast zodra deze is geland. Als de ballon niet in een goede positie staat, de bemanning trekt het over de grond naar een betere plek.

Het grondpersoneel zet een grondzeil uit, om de ballon te beschermen tegen slijtage. Dan opent de piloot de parachuteklep helemaal, zodat de lucht uit de bovenkant van de ballon kan ontsnappen. Het grondpersoneel grijpt een koord vast aan de bovenkant van de ballon, en trekt de envelop over het zeil.

Zodra de ballonenvelop op de grond ligt, de bemanning begint de lucht naar buiten te duwen. Als de ballon plat is, de bemanning verpakt het in een zak met spullen. Dit hele proces lijkt veel op het inpakken van een gigantische slaapzak.

Speciale dank

Speciale dank aan CargoLifter voor het helpen met dit artikel.

Wind en weer

De piloot laat een met helium gevulde piball los om kijk uit welke richting de wind waait.

Voor de lancering, piloten zullen een weerdienst bellen om meer te weten te komen over klimaat- en windomstandigheden in een gebied. Voorzichtige piloten vliegen alleen als het weer bijna ideaal is - als de lucht helder is en de wind normaal is. Stormen zijn uiterst gevaarlijk voor heteluchtballonnen, vanwege het gevaar van blikseminslag. Zelfs regen is een probleem, omdat het de zichtbaarheid vermindert en het ballonmateriaal beschadigt (uiteraard het is sowieso niet leuk om bij nat weer rond te vliegen). En hoewel je een mooie windstroom nodig hebt om een ​​goede vlucht te hebben, zeer sterke wind zou de ballon gemakkelijk kunnen vernietigen.

Piloten bellen ook de weerdienst om een ​​globaal idee te krijgen van hoe de ballon zal reizen, en hoe ze moeten manoeuvreren als ze eenmaal in de lucht zijn. Aanvullend, een piloot kan een sturen piball (afkorting van pilootballon). Een piball is gewoon een ballon gevuld met helium die de piloot loslaat om de exacte richting van de wind op een toekomstige lanceerplaats te zien. Als het lijkt alsof de wind de ballon in het verboden luchtruim zou brengen, de bemanning moet een nieuwe lanceerplaats vinden.

De piloot heeft verschillende instrumenten aan boord van de ballon.

In de lucht, de piloot zal een onboard gebruiken hoogtemeter , variometer en hun eigen waarnemingen om de juiste hoogte te vinden. Het is behoorlijk lastig om de juiste hoogte te bereiken, omdat er minstens 30 seconden vertraging zit tussen het afblazen van de branders en het daadwerkelijk opstijgen van de ballon. Ballonpiloten moeten de juiste bedieningselementen een klein beetje bedienen voordat ze willen stijgen, en sluit ze een beetje af voordat ze willen stoppen met stijgen. Onervaren piloten schieten vaak voorbij, te hoog stijgen alvorens af te vlakken. Gecontroleerde bediening komt alleen met vele uren ballonvaren.

Nu we hebben gezien hoe een heteluchtballon door de lucht vliegt, laten we eens kijken naar de krachten die dit mogelijk maken. Zoals het blijkt, heteluchtballonnen zijn een opmerkelijke demonstratie van enkele van de meest fundamentele krachten op aarde.

Lucht:een hogedrukvloeistof

Het verbazingwekkende van het leven op aarde is dat we constant in een hogedrukgebied rondlopen vloeistof -- een stof met massa en geen vorm. De lucht om ons heen is samengesteld uit verschillende elementen in gasvormige toestand. Bij dit gas de atomen en moleculen van de elementen vliegen vrij rond, elkaar tegen het lijf lopen en al het andere. Als deze deeltjes tegen een object botsen, elk van hen duwt met een kleine hoeveelheid energie. Omdat er zoveel deeltjes in de lucht zitten, deze energie komt neer op een aanzienlijke druk niveau (op zeeniveau, ongeveer 14,7 pond druk per vierkante inch (psi), of 1 kg per vierkante centimeter (kg/cm 2 !).

De kracht van luchtdruk hangt van twee dingen af:

  • De snelheid van deeltjesbotsing -- als meer deeltjes in een bepaalde tijd met elkaar botsen, dan wordt er meer energie overgedragen aan een object.
  • De kracht van de impact -- als de deeltjes met grotere kracht raken, meer energie wordt overgedragen aan een object.

Deze factoren worden bepaald door hoeveel luchtdeeltjes er in een gebied zijn en hoe snel ze bewegen. Als er meer deeltjes zijn, of als ze sneller reizen, er zullen meer botsingen zijn, en dus grotere druk. Het verhogen van de deeltjessnelheid verhoogt ook de kracht van de impact van het deeltje.

Meestal merken we de luchtdruk niet op omdat er overal lucht om ons heen is. Alles gelijk, luchtdeeltjes zullen zich gelijkmatig in een gebied verspreiden, zodat er op elk punt een gelijke luchtdichtheid is. Zonder andere krachten aan het werk, dit vertaalt zich naar dezelfde luchtdruk op alle punten. We worden niet rondgeduwd door deze druk omdat de krachten aan alle kanten van ons elkaar in evenwicht houden. Bijvoorbeeld, 14,7 psi is zeker genoeg om een ​​stoel omver te werpen, of plet het van bovenaf, maar omdat de lucht ongeveer dezelfde druk van rechts uitoefent, links, bovenkant, bodem en alle andere hoeken, elke kracht op de stoel wordt gecompenseerd door een gelijke kracht die in de tegenovergestelde richting gaat. De stoel voelt niet substantieel meer druk vanuit een bepaalde hoek.

Dus, zonder andere krachten aan het werk, alles zou volledig in evenwicht zijn in een luchtmassa, met gelijke druk van alle kanten. Maar op aarde, er zijn andere krachten om te overwegen, voornamelijk zwaartekracht. Hoewel luchtdeeltjes extreem klein zijn, ze hebben wel massa, en dus worden ze naar de aarde getrokken. Op elk bepaald niveau van de atmosfeer van de aarde, deze aantrekkingskracht is zeer gering -- de luchtdeeltjes lijken in rechte lijnen te bewegen, zonder merkbaar op de grond te vallen. Dus, op kleine schaal is de druk redelijk in evenwicht. Algemeen, echter, zwaartekracht trekt deeltjes naar beneden, die een geleidelijke toename van de druk veroorzaakt als je naar het aardoppervlak beweegt.

In de volgende sectie, we zullen onderzoeken hoe dit werkt.

Luchtdruk + zwaartekracht =drijfvermogen

Alle luchtdeeltjes in de atmosfeer worden aangetrokken door de neerwaartse zwaartekracht. Maar de druk in de lucht creëert een opwaartse kracht die tegengesteld is aan de aantrekkingskracht van de zwaartekracht. De luchtdichtheid bouwt zich op tot het niveau dat de zwaartekracht in evenwicht houdt, omdat op dit punt de zwaartekracht niet sterk genoeg is om een ​​groter aantal deeltjes naar beneden te trekken.

Dit drukniveau is het hoogst aan het aardoppervlak omdat de lucht op dit niveau het gewicht van alle lucht erboven ondersteunt - meer gewicht erboven betekent een grotere neerwaartse zwaartekracht. Terwijl je omhoog gaat door niveaus van de atmosfeer, de lucht heeft minder luchtmassa erboven, en dus neemt de balanceerdruk af. Dit is de reden waarom de druk daalt naarmate je hoger wordt.

Dit verschil in luchtdruk veroorzaakt een opwaartse opwaartse kracht in de lucht rondom ons. Eigenlijk, de luchtdruk is onder de dingen groter dan boven de dingen, dus lucht duwt meer omhoog dan dat het naar beneden duwt. Maar deze opwaartse kracht is zwak in vergelijking met de zwaartekracht - hij is slechts zo sterk als het gewicht van de lucht die door een object wordt verplaatst. Blijkbaar, bijna elk vast object zal zwaarder zijn dan de lucht die het verplaatst, dus opwaartse kracht beweegt het helemaal niet. De opwaartse kracht kan alleen dingen verplaatsen die lichter zijn dan de lucht eromheen.

Voor drijfvermogen om iets in de lucht te duwen, het ding moet lichter zijn dan een gelijk volume van de lucht eromheen. Het meest voor de hand liggende dat lichter is dan lucht, is helemaal niets. Een vacuüm kan volume hebben, maar heeft geen massa, en dus, het lijkt erop, een ballon met een vacuüm erin moet worden opgetild door het drijfvermogen van de lucht eromheen. Dit werkt niet, echter, vanwege de kracht van de omringende luchtdruk. Luchtdruk verplettert een opgeblazen ballon niet, omdat de lucht in de ballon met dezelfde kracht naar buiten duwt als de buitenlucht die naar binnen duwt. Een vacuüm, anderzijds, heeft geen uiterlijke druk, omdat het geen deeltjes heeft die tegen iets stuiteren. Zonder gelijke druk het uit te balanceren, de buitenluchtdruk zal de ballon gemakkelijk verpletteren. En elke container die sterk genoeg is om de luchtdruk aan het aardoppervlak te weerstaan, zal veel te zwaar zijn om door de opwaartse kracht te worden opgetild.

Een andere optie is om de ballon te vullen met lucht die minder dicht is dan de omringende lucht. Omdat de lucht in de ballon minder massa per volume-eenheid heeft dan de lucht in de atmosfeer, het zou lichter zijn dan de lucht die het verdreef, zodat de opwaartse kracht de ballon zou optillen. Maar nogmaals, minder luchtdeeltjes per volume betekent een lagere luchtdruk, dus de omringende luchtdruk zou de ballon samendrukken totdat de luchtdichtheid binnen gelijk was aan de luchtdichtheid buiten.

Er zijn minder luchtdeeltjes per volume-eenheid in de ballon, maar omdat die deeltjes sneller bewegen, de binnen- en buitenluchtdruk zijn hetzelfde.

Dit alles veronderstelt dat de lucht in de ballon en de lucht buiten de ballon onder precies dezelfde omstandigheden bestaan. Als we de omstandigheden van de lucht in de ballon veranderen, we kunnen de dichtheid verminderen, terwijl de luchtdruk gelijk blijft. Zoals we in het laatste deel zagen, de kracht van luchtdruk op een object hangt af van hoe vaak luchtdeeltjes in botsing komen met dat object, evenals de kracht van elke botsing. We hebben gezien dat we de algehele druk op twee manieren kunnen verhogen:

  • Verhoog het aantal luchtdeeltjes zodat er een groter aantal deeltjesinslagen is over een bepaald oppervlak.
  • Verhoog de snelheid van de deeltjes zodat de deeltjes vaker een gebied raken en elk deeltje met grotere kracht botst.

Dus, om de luchtdichtheid in een ballon te verlagen zonder de luchtdruk te verliezen, je hoeft alleen maar de snelheid van de luchtdeeltjes te verhogen. Dit doe je heel eenvoudig door de lucht te verwarmen. De luchtdeeltjes absorberen de warmte-energie en worden meer opgewonden. Hierdoor bewegen ze sneller, waardoor ze vaker in botsing komen met een oppervlak, en met meer kracht.

Om deze reden, warme lucht oefent per deeltje een grotere luchtdruk uit dan koude lucht, dus je hebt niet zoveel luchtdeeltjes nodig om op hetzelfde drukniveau te bouwen. Dus een heteluchtballon stijgt op omdat hij gevuld is met hete, minder dichte lucht en wordt omgeven door koudere, dichtere lucht.

Ballongeschiedenis

Het basisidee achter heteluchtballonnen bestaat al heel lang. Archemedes, een van de grootste wiskundigen in het oude Griekenland, bedacht de principe van drijfvermogen meer dan 2, 000 jaar geleden, en kan hebben bedacht vliegmachines opgetild door de kracht. In de 13e eeuw, de Engelse wetenschapper Roger Bacon en de Duitse filosoof Albertus Magnus stelden beide hypothetische vliegmachines voor op basis van het principe.

Maar niets kwam echt van de grond tot de zomer van 1783, toen de gebroeders Montgolfier een schaap stuurden, een eend en een kip op een acht minuten durende vlucht boven Frankrijk. De twee broers, Joseph en Etienne, werkte voor het prestigieuze papierbedrijf van hun familie. Als bijproject ze begonnen te experimenteren met papieren vaten die werden opgetild door verwarmde lucht. In de loop van een paar jaar, ze ontwikkelden een heteluchtballon die qua ontwerp erg lijkt op de ballon die tegenwoordig wordt gebruikt. Maar in plaats van propaan te gebruiken, ze dreven hun model aan door stro te verbranden, mest en ander materiaal in een aangebouwde vuurplaats.

Het schaap, eend en kip werden de eerste ballonpassagiers op 19 september, 1783, in de eerste demonstratievlucht van de Montgolfiers voor koning Lodewijk XVI. Ze hebben allemaal de reis overleefd, de koning enige zekerheid gevend dat mensen de atmosfeer op grotere hoogte konden ademen. Twee maanden later, de markies François d'Arlandes, een majoor bij de infanterie, en Pilatre de Rozier, een natuurkunde professor, werden de eerste mensen die vlogen.

Andere heteluchtballonontwerpen en ambitieuze vluchten volgden, maar tegen 1800, de heteluchtballon was grotendeels overschaduwd door gasballonnen. Een factor in deze populariteitsdaling was de dood van Pilatre de Rozier bij een poging tot vlucht over het Engelse Kanaal. De nieuwe ballon die hij voor de vlucht bouwde, omvatte naast de omhulling van de heteluchtballon ook een kleinere waterstofballon. Het vuur ontstak de waterstof al vroeg in de vlucht, en de hele ballon vloog in brand.

Maar de belangrijkste reden waarom heteluchtballonnen uit de mode raakten, was die nieuwe gasballon luchtschip ontwerpen waren in een aantal opzichten superieur -- voornamelijk, ze hadden langere vliegtijden en konden worden bestuurd.

Een ander populair ballontype was de rook ballon . Deze ballonnen werden opgetild door een vuur op de grond, en had geen aangesloten warmtebron. Ze schoten gewoon de lucht in, en zakte toen weer naar de grond. Ze werden voornamelijk gebruikt als attractie op reizende beurzen in de Verenigde Staten in de late jaren 1800 en vroege jaren 1900. De ballonvaarder zou een parachute aandoen en zich vastmaken aan een canvas ballon. Vervolgens, verschillende assistenten hielden de ballon boven een vuurplaats, de lucht heter en heter krijgen, en zo de opwaartse kracht vergroten. Als de kracht groot genoeg was - en als de ballon niet in brand was gevlogen - zouden de assistenten loslaten en zou de ballonvaarder de lucht in worden gelanceerd. Toen de ballon zijn hoogste punt bereikte, de ballonvaarder zou losmaken en parachutespringen op de grond.

Sinds de jaren zestig, traditionele heteluchtballonnen hebben een renaissance beleefd, gedeeltelijk te wijten aan een man genaamd Ed Yost en zijn bedrijf, Raven Industries. Yost en zijn partners richtten in 1956 Raven Industries op om heteluchtballonnen te ontwerpen en te bouwen voor het Office of Naval Research (ONR) van de Amerikaanse marine. De ONR wilde de ballonnen voor het vervoer van kleine ladingen over korte afstanden. Yost en zijn team namen het basisconcept van de ballon van de gebroeders Montgolfier en breidden het uit, het toevoegen van het propaanbrandersysteem, nieuw envelopmateriaal, een nieuw opblaassysteem en veel belangrijke veiligheidsvoorzieningen.

Ze kwamen ook met de moderne, envelopvorm in gloeilampstijl. Yost ontwierp eerst grote, bolvormige ballonnen. Deze ballonnen werkten goed, maar had een vreemd inflatiepatroon:toen de lucht werd verwarmd, de bovenkant van de ballon is gevuld, maar de bodem bleef te weinig opgeblazen. Voor efficiëntie, Yost heeft net de extra stof aan de onderkant weggedaan, het ontwikkelen van de bekende "natuurlijke" ballonvorm die we vandaag zien.

Tegen het begin van de jaren zestig, de ONR had geen interesse meer in heteluchtballonnen, dus begon Yost zijn ballonnen te verkopen als sportuitrusting. Al snel ontstonden andere bedrijven, naarmate meer en meer mensen betrokken raakten bij ballonvaren. Door de jaren heen, ontwerpers zijn doorgegaan met het aanpassen van heteluchtballonnen, het toevoegen van nieuwe materialen en veiligheidsvoorzieningen, evenals het ontwikkelen van creatieve envelopvormen. Sommige fabrikanten hebben ook de afmetingen van de mand en het laadvermogen vergroot, ballonnen bouwen die plaats bieden aan maximaal 20 passagiers!

Maar het basisontwerp is nog steeds Yost's aangepaste versie van het originele concept van de gebroeders Montgolfier. Deze opmerkelijke technologie heeft mensen over de hele wereld geboeid. Ballonvaarten zijn een miljoenenbusiness, en ballonraces en andere evenementen blijven massa's toeschouwers en deelnemers trekken. Het is zelfs in de mode (onder miljardairs) om hightech ballonnen te bouwen voor reizen over de hele wereld. Het zegt echt veel over heteluchtballonnen dat ze nog steeds zo populair zijn, zelfs in het tijdperk van straalvliegtuigen, helikopters en spaceshuttles.

Voor meer informatie over heteluchtballonnen en aanverwante onderwerpen, bekijk de links die volgen.

Blazen in de wind

Dus, hoe is het om in een heteluchtballon te rijden? Het is een opmerkelijk sereen, rustige ervaring. Omdat de ballon met de wind meebeweegt, je voelt helemaal geen wind. Zonder de ruisende wind die je normaal associeert met grote hoogten, de ervaring van vliegen lijkt erg veilig en kalmerend - je tilt eenvoudigweg van de grond en beweegt met de lucht in de atmosfeer.

Oorspronkelijk gepubliceerd:16 februari 2001

Veelgestelde vragen over heteluchtballonnen

Wie heeft de heteluchtballon uitgevonden?
De gebroeders Montgolfier worden algemeen aanvaard als de uitvinders van de heteluchtballon. Ze stuurden een kip, een eend en een schaap op een vlucht van acht minuten in Frankrijk. Ze deden dit nadat ze hadden geëxperimenteerd met papieren vaten die werden opgetild door verwarmde lucht.
Hoe gevaarlijk zijn heteluchtballonnen?
Ongevallen met heteluchtballonnen zijn zeldzaam en het wordt beschouwd als een activiteit met een laag risico. Sinds 1785 zijn er wereldwijd slechts 173 dodelijke slachtoffers gevallen en daarvan slechts 61 kwamen voor in de Verenigde Staten.
Hoe lang duren ballonvaarten?
Gemiddeld, een commerciële heteluchtballon kan één tot twee uur vliegen. Echter, langere ritten zijn duurder en de meeste commerciële bedrijven bieden ritten aan tussen 15 minuten en twee uur.
Waar wordt een heteluchtballon voor gebruikt?
Mensen rijden in heteluchtballonnen voor recreatieve doeleinden om van bovenaf te genieten van het uitzicht. Sommige hobbyisten nemen ook graag deel aan competitieve sportevenementen.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe zeppelins werken
  • Hoe Kracht, Stroom, Koppel en energiewerk
  • Hoe heliumballonnen werken
  • Hoe onderzeeërs werken
  • Hoe bandenspanningsmeters werken
  • Hoe vliegtuigen werken
  • Hoe helikopters werken
  • Hoe vliegende auto's werken
  • Hoe werken onder druk staande vliegtuigcabines?
  • Hoe zeppelins werken
  • Hoe het vliegtuig zal werken
  • Waarom is het op de top van een berg kouder dan op zeeniveau?

Meer geweldige links

  • Het officiële heteluchtballonteam van de Verenigde Staten
  • NASA's wetenschappelijke ballonvaartprogramma
  • University of Michigan Virtual Reality Lab:heteluchtballonsimulator
  • Heteluchtballonnen VS
  • BalloonZone:Heteluchtballonvaren

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Hoe de gecorrigeerde WBC-telling te berekenen
  2. Waarom zingen mensen onder de douche?
  3. Reuzenberenklauwsap kan je zonnebrand geven
  4. Lijst met genotypes
  5. Bladcelstructuur
  6. Welke landen hebben de kleinste persoonlijke ruimte?
  7. Verschil tussen plant- en diercelafdeling
  8. Kan lachen ziekten genezen?
  9. Wat gebeurt er op het chromosomale niveau als een resultaat van bevruchting?

Wetenschap