Ocena brak

Balony - Informacje ogólne

Autor /HeHe2 Dodano /02.10.2011

Według legendy francuscy papiernicy, bracia Montgolfier wpadli na pomysł balonu obserwując zawieszoną nad kominkiem koszulę, wzdymaną i unoszoną przez buchające z paleniska rozgrzane powietrze. Po wielu doświadczeniach zbudowali oni balon o średnicy ponad 10m. i napełnili go gorącym powietrzem nad ogniskiem. Wzbił się on w przestworza 5.6.1783 r. na rynku miasteczka Annonay. Zbudowany był z kawałków tkaniny oraz papieru. Poleciał na wysokość sześciu tysięcy stóp Kiedy wypełniające go powietrze ochłodziło się, balon wylądował na ziemi 2 km. od miejscca startu. Drugi balon braci Montgolfier wypuszczony 19 września miał już przyczepioną gondolę (zwykły kosz) w którym znalezli się pierwsi pasażerowie - baran,kogut i kaczka. Po dziesięcio minutowym locie balon wylądował szczęśliwie, jedynie baran zdenerwowany niecodzienną sytuacją, bodną swego kolegę - koguta raniąc go na szczęście jednak niegroznie.

Tak więc, pierwsze balony unosiły się dzięki ogrzanemu powietrzu, ponieważ jest ono rzadsze i tym samym lżejsze od powietrza zimnego. Kiedy wieści o nowych wynalazkach dotarły do Akademii Nauk w Paryżu polecono zbadać tę sprawę młodemu fizykowi profesorowi Charles`owi. W oparciu o niepewne informacje wywnioskował, że Montgolfierowie napełnili swój balon, wodorem, jedynym wówczas znanym gazem lżejszym od powietrza. Przeprowadził w Paryżu doświadczenia z balonem wodorowym i w ten sposób nieświadomie dokonał wynalazku nowego typu balonu. Oba rodzaje balonów, znane od nazwisk swych wynalazców "montgolfierami" i "szarlierami" rywalizowały do początków dziewiętnastego wieku,kiedy zaprzestano stosować metodę braci Montgolfier.

Dzisiejsze balony, w ktorych łatwo palny wodór zastąpiono niepalnym helem,wywodzą się więc od szalier.W tych balonach zamiast rozgrzanego powietrza stosuje się gaz lżejszy od powietrza, dzięki temu odpada konieczność instalowania pod balonem odpowiednich grzejników. Ponieważ w szczelnej powłoce balonu znajduje się gaz lżejszy od powietrza, a więc ważący mniej niż wyparte przezeń powietrze, balon jak korek w wodzie unosi się ku górze. Mówimy,że gaz stwarza siłę wznośną balonu, ten łatwiej unosi się ku górze. Mówiąc o tym, trzeba ponadto wiedzieć, że im mniejszy jest ciężar właściwy gazu , który uzupełniony jest balon, tym większą uzyskujemy siłę nośną statku , w miarę zaś zwiększania pojemności powłoki rośnie również siła wznośna balonu.

Charles wynalazł balon mający właściwie wszystkie podstawowe cechy balonów nowoczesnych.Posiadał on powłokę z gumowatej tkaniny oplecionej siatką, na której zawieszony był kosz. Był wyposażony w klapę ,umożliwiającą wypuszczenie gazu z powłoki podczas lotu, w balast oraz barometr do mierzenia wysokości lotu ( im wyżej ,tym ciśnienie atmosferyczne jest wyższe.)

W ślad za Francją zaczęto wypuszczać balony w innych krajach,między innymi w Polsce, gdzie w1784 r. dokonano licznych prób w Warszawie Krakowie, Lwowie, Puławach, Pińczowie.Balony zawiodły wprawdzie nadzieje jako środek komunikacji powietrznej ,ponieważ były zdane na łaskę wiatrów, ale szybko znalazły zastosowanie wojskowe.W 1749 roku wojska francuskie użyły balonów obserwacyjnych, które stosowano masowo jeszcze podczas pierwszej wojny światowej, a w obu wojnach światowych balony zaporowe, pomiędzy którymi rozpinano stalowe sieci, utrudniały akcje nieprzyjacielskiemu lotnictwu. Na przyklad Anglicy unieszkodliwili w ten sposób ponad 200 niemieckich rakiet V-1. Od początku używano też balonów do badań naukowych, dokonując wzlotów na wysokość wielu kilometrów. Od końca ubiegłego stulecia wysyła się regularnie balony metereologiczne-z czasem załogę zastąpiły w nich przyrządy automatycznie dokonujące pomiarów i rejestrujące ich wyniki. W1931 roku szwajcarski uczony Auguste Piccard zbudował pierwszy balon zdolny do lotow do stratosfery (najwyższej warstwy atmosfery ziemskiej ) i osiągną w nim wysokość prawie 16 km. Dalsze loty stratosferyczne doprowadziły do obecnego rekordu, wynoszącego 34 668 metrów. Ustanowił go Amerykanin M.D.Ross.

Baloniarstwo stało się również piękną konkurencją sportową dla ludzi odważnych. Polacy odnieśli w nim wiele sukcesów przed ostatnią wojną światową. W naszych czasach balon zawędrował nawet na orbitę okołoziemską. Amerykański sztuczny satelita " Echo " , z którym w 1960 roku przeprowadzono udane eksperymenty łączności na wielkie odległości, był właściwie balonem, którego złożona powłoka wraz z butlą sprężonego gazu została wyniesiona rakietą na wysokośc około 400 kilometrów, gdzie nastąpiło automatyczne jej napelnienie. Warto jednak dodać, że na orbicie " Echo " nie zachowywał się jak balon ( nie był lżejszy od otaczającego go, bardzo rozrzedzonego na tej wysokości powietrza atmosfery ), tylko jak sztuczny satelita - krążył dzięki nadanej mu przez rakietę odpowiedniej prędkości początkowej.

W nowoczesnycch balonach powłoka wykonana jest z mocnej, niestrzępiącej się tkaniny nylonowej. Wzasadzie czasza balonu nie nagrzewa się powyżej temp.120 st. C,dużo niższej od temp. topnienia nylonu. Na wszelki wypadek na szczycie czaszy instaluje się czujnik temp. ,pozwalający na jej stały odczyt z gondoli. Gorące powietrze do balonu zapewnia palnik zasilany płynnym propanem. Cienki przewód dostarcza gaz do stale palącego się palnika zapłonowego, a przewód o dużym przelocie-gaz do zaworu palnika głównego. Po otwarciu zaworu z palnika bucha silny płomień (3-4 m ), kierujący do wnętrza powłoki strumień gorącego powietrza. Aby utrzymać wysokość , pilot otwiera zawór palnika na kilka sekund , a następnie zamyka go na pół minuty.

Nylonowe pręty podtrzymują palniki wysoko nad głowami załogi; w czasie lotu palniki wiszą na linkach powłoki balonu . Do prętów przymocowane są przewody gazu, a wszystko osłonięte ochronnymi rękawami ,zapinanymi na zamki błyskawiczne. Butle na propan wykonane są z wytrzymałego, lekkiego stopu lub ze stali nierdzewnej i mają miękką osłonę, chroniącą załogę przed obrażeniami podczas wstrząsów przy lądowaniu. Butla zawiera ok. 40 litrów gazu, co wystarcza na ok. 40 minut lotu.

Gondola z wikliny nadal daje optymalne połączenie lekkości i sprężystej wytrzymałości W balonach na ogrzane powietrze nie ma pierścienia znanego z balonów na gaz. Gondola podwieszona jest do ramy palników na linkach ze stali, tworzących pętlę pod gondolą i wplecionych w wiklinę. Aby utrzymać balon w stałej wysokości, konieczne jest wyrzucanie balastu - piasku w celu zrekompensowania stopniowej ucieczki gazu z powłoki.Wyrzucenie zbyt dużej ilości piasku powoduje wznoszenie się balonu, co zmusza kierującego do wypuszczenia pewnej ilości gazu nie tylko po to, aby balon obniżył lot, lecz dlatego, że gaz rozszerza się na dużej wysokości i zachodzi konieczność zmiejszenia jego ilości. Przemienne upuszczanie gazu i zrzucanie balastu skraca lot.

Latanie balonem-jako sport-niemal całkowicie zanikło po I wojnie światowej,głównie dlatego, iż gaz niezbędny do napełniania balonów stał się trudno dostępny i drogi. Dziś odbywają się na świecie regularne zawody balonowe i próby bicia rekordów długości przelotu.

STEROWCE

Wadą balonów było to, że leciały tam, gdzie niósł je wiatr. Dlatego też w1852 roku Henri Giffard zbudował balon długości 44 m o kształcie cygara i wyposażył go w silnik parowy, aby można było balonem sterować. W 1898 r. Ferdinand von Zeppelin zbudował sterowiec posiadający wewnątrz sztywną ramę wykonaną z lekkiego metalu. Od tego czasu zaczęto budować ogromne sterowce pasażerskie. Jeden z nich Graf Zeppelin wykonał 144 loty transatlantyckie. Jednakże gdy w1937 r. zapalił się największy na świecie balon Hindenburg i zginęło 35 osób, zaprzestano lotów sterowcami. Wielkie sterowce lat międzywojennych istotnie zniknęły, lecz zdolność tego rodzaju statku powietrznego do utrzymywania się w powietrzu całymi godzinami nadal czyniła je przydatnymi do takich zadań, jak wykrywanie łodzi podwodnych.Aż po koniec lat 60. budowano małe miękkie sterowce napełnione bezpiecznym niepalnym gazem -helem. W latach 80. zaczęto wytwarzać nową generację większych statków latających, wykonanych z takich materiałów jak włókno węglowe i plastik ,i napełnianych helem.

Współczesny sterowiec wewnątrz napełnionej helem powłoki posiada napełnione powietrzem balony kompensacyjne. Podczas wznoszenia się sterowca ciśnienie atmosferyczne maleje, a hel w powłoce rozszerza się. Zamiast upuszczać drogocenny hel, otwiera się zawory balonów kompensacyjnych i upuszcza z nich powietrze. Przy obniżaniu lotu wpompowuje się powietrze do balonów kompensacyjnych. Duże śmigła, napędzane silnikami pozwalają sterowcami uzyskiwać prędkość do 160 km/h. Śmigła pracują w tunelach śmigłowych, aby obniżyć hałas i zwiększyć sprawność. Można je przechylać w górę lub w dół w celu odpowiedniego skierowania ciągu przy starcie i lądowaniu. Pasażerowie i załoga podróżują w gondoli podczepionej do powłoki sterowca. Wykonana z lekkiego wytrzymałego włókna węglowego, zapewnia ona ten sam wysoki komfort co i nowoczesne samoloty komunikacyjne.

Na balonach nie można oprzeć żadnej regularnej komunikacji. Przed 70 laty sądzono, że sterowce będą stanowić przyszłość, jednakże spodziewania te zawiodły. Obecna generacja maszyn latających, które opanowały przestworza to samoloty. Ale to już inna historia.

Podobne prace

Do góry