气球 (航空器)

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气球
航空器专题
单纯利用空气浮力(浮空器
无动力 动力
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无动力 动力

氣球英语balloon)是航空器的一种,它配备有用來填充氣體的袋狀物,当充入氣體的密度小於其周圍的環境的氣體密度,且由此壓力差產生的静浮力大於氣球本身與其搭載物的重量時气球就可浮升。气球作为一种交通工具可用来运载观测仪器和乘客,只装载设备的无載人气球经常用于对高空大气环境的科学研究,有时也用于测定宇宙射线

历史[编辑]

孔明燈、天燈。
西元1786年的熱汽球。

热气球由中国人发明,稱為天燈,约在公元2世纪3世紀被发明,被用來传递军事信号。知名學者李約瑟也指出,1241年蒙古人曾經在李格尼茲(Liegnitz)戰役中使用過龍形天燈傳遞信號。而欧洲人至1783年才向空中释放第一个内充热空气的气球。

18世纪法国造纸商孟格菲兄弟在欧洲重新发明了熱气球。他们受碎纸屑在火炉中不断升起的启发,用纸袋把热气聚集起來做实验,使纸袋能够随着气流不断上升。1783年6月4日,孟格菲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,孟格菲兄弟为国王、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,孟格菲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25分钟,在飞越半个巴黎之後降落在意大利广场附近。这次飞行比莱特兄弟飞机飞行早了整整120年。在充气气球方面,法国的罗伯特兄弟是最先乘充满氢气的气球飛上天空的。

第二次世界大戰以后,高科技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、操作简单而方便的公众体育项目。1978年8月11日至17日,「双鹰3号」成功飞越了大西洋,而在1981年它又成功跨越太平洋。1980年代西方的热气球被引入中国。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。

今天,热气球作为一个体育项目正日趋普及,它曾创造上升34668公尺高的记录。

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圖中顯示了早期的熱氣球樣貌

原理[编辑]

作為航空器的氣球可分為熱氣球充氣氣球兩類。两者原理相同,即「使氣囊內的氣體密度小於氣囊外的空氣密度,藉此產生浮力;當浮力大於氣球及負載的物體兩者合起來之總重量時,氣球就可以向上飛行。」

更仔細的來看,熱氣球是藉由:「調控熱氣球上的加熱器,以調整氣囊中的空氣溫度,從而達到控制氣球升降的目的。」當氣囊內的空氣溫度愈高時,氣囊內氣體的密度就愈小,便能產生更大的向上浮力,讓熱氣球向上飛行;當氣囊內的空氣溫度漸漸降低時,氣囊內氣體的密度就漸漸變大,浮力漸漸變小,若浮力漸漸小於熱氣球及其上負載物的總重量時,滯留於空中的熱氣球,便會因所受的向下重力,漸漸大於向上的浮力,而緩緩降落。

飛行用的充氣氣球藉由調整氣囊內的外界空氣比例,改變氣囊內氣體密度,來控制氣球升降;必要的時候,還可採用拋棄壓艙物的方法,減輕氣球的載重,讓氣球獲得更多向上的力量,而不致下降。

安全問題[编辑]

熱氣球慢起慢落,一般相信是安全的,除非超載。但加熱器與其傳送氣體燃料的管線仍需定時保養,並告知遊客與相關操作人員避免拉扯管線,以避免發生氣體燃料泄漏。

结构[编辑]

气球一般不附带推进装置,主体为气囊,在气囊下方通常悬挂吊篮或吊舱。[1]

材质[编辑]

常見的热气球材质有橡胶牛津布

相关条目[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ ,谢础, 贾玉红, 黄俊, 吴永康. 航空航天技术概论(第2版). 北京航空航天大学出版社. 2008: 4. ISBN 978-7-81124-428-1.