热气球的工作原理

热气球历史

★ 十八世纪，法国造纸商蒙戈菲尔兄弟因受碎纸屑在火炉中不断升起的启发，用纸袋聚热气作实验，使纸袋能够随着气流不断上升。

★ 1783年6月4日，蒙戈菲尔兄弟在里昂安诺内 广场做公开表演，一个圆周为110英尺的模拟气球 升起，飘然飞行了1.5英里。

★ 同年9月19日，在巴黎凡尔赛宫前，蒙戈菲尔 兄弟为国王、王后、宫庭大臣及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，蒙戈菲尔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120年。

★ 二战以后，高新技术使球皮材料以及致热燃料得到普及，热气球成为不受地点约束、操作简单方便的公众体育项目。

★ 八十年代，热气球引入中国。1982年美国著名刊物《福布斯》杂志创始人福布斯先生驾驶热气球、摩托车旅游来到中国，自延安到北京，完成了驾球飞临世界每个国家的愿望。

★ 热气球作为一个体育项目正日趋普及，它曾创造了上升34668米高度的记录。1978年8月11日至17日，"双鹰Ⅲ号"成功飞越了大西洋，1981年"双鹰Ⅴ号"又成功跨越太平洋。

★ 现在全世界有20000多个的热气球在飞行。我国目前已有100多个球，成功地举办了第一届、第二届北京国际热气球邀请赛、泰山国际热气球邀请赛等大型比赛活动、99'全国热气球锦标赛。

热气球类型

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"，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"，气囊密闭，由于高度可通过充气量控制，用于科学研究。

热气球飞行原理

[热气球的构成]

热气球，更严格的讲应叫做密封热气球，由球囊、吊篮和加热装置三部分构成。球皮是由强化尼龙制成的（有的热气球是由涤纶制成的）。尽管它的质量很轻，但却极结实，球囊是不透气的。

[体积]

标准的热气球的体积分为几个级别：七级球体积为2000-- 2400立方米；八级球体积为2400-3000立方米；九级球体积为3000--4000立方米；十级球体积为4000--6000立方米；异型球，目前国内唯一一只熊猫热气球，球体积为2300立方米。

[吊篮]

吊篮由藤条编制而成（我国大多数采用东南亚进口 的材料），着陆时能起到缓和冲击的作用。吊篮四 角放置4个热气球专用液化气瓶，置计量器，吊篮 内还装有温度表、高度表、升降表等飞行仪表。

[仪器]

高度计：高度指示计；升降速度表：显示上升和下降速度；温度计：指示球囊内的空气温度。

[燃烧器]

燃烧器是热气球的心脏，用比一般家庭煤气炉大150倍的能量燃烧压缩气，点火燃烧器是主燃烧器的火种。一直保持火种，即使被风吹，也不会熄灭。另外，热气球上有两个燃烧系统以防备空中出现的故障。

[燃 料]

热气球通常用的燃料是丙烷或液化气，气 瓶固定在吊篮内。一只热气球能载运20公 斤的液体燃料。当火点燃时，火焰有2-3 米高，并发出巨大的响声。

[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。第一步是在地上把球囊铺展开；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；将火点然加热在气球球囊内的空气，热空气使气球升到垂直于吊篮的位置，气球立起来就可以起飞了。

[驾驶]

热气球并非真的被"驾驶"，它是随风而行。但是，由于风在不同的高度有不同的方向和速度，驾驶员可以根据飞行需要的方向选择适当的高度。

[速度]

热气球飘飞速度的快与慢，是由风速的快慢决定的，因为热气球本身并没有动力系统，飞行速度完全取决于风速。热气球最大下降速度6米/秒，最大上升速度5米/秒。

[最佳飞行时间]

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，因为此时通常风很平静，气流也很稳定。

[飞行执续时间]

一只热气球通常携带足够的石油液化气或丙烷能持续飞行两个小时，但一些因素也影响飞行的执续时间，例如：气温、风速、吊篮重量（包括乘客）和在当天飞行的具体时间。

[复原]

热气球恢复原状需要地勤人员的帮助，地勤人员驾驶卡车或小货车跟随飘飞的气球，预先到达降落点。一只热气球飘飞需要3 到4个地勤人员和地面无线电设备的服务，以确保飞行的安全、成功。

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热气球飞行原理
热气球飞行是根据热空气密度比冷空气密度小，相同体积热空气比冷空气轻而产生浮力的原理。把球囊内的空气加热,使其变轻产生浮力,就可以使气球载重升空。用开燃烧开关的间隔时间长短，调整球囊温度(气体密度)来控制热气球的上升和下降;利用不同高度层的风向来控制和调整自己的前进方向;热气球不能主动改变方向，它的飞行速度与风速相同。

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