热气球的原理 热气球的工作原理是什么
导语:现在越来越多的人喜欢玩热气球,享受飞行带来的爽翻天感觉。在热气球上,你可以欣赏到平常在地面上无法看到的各种奇特的美景,换个角度看世界肯定是美好的感觉。那么,你知道热气球的原理是什么?热气球的工作原理是什么?下面赶快来看看热气球的原理吧。
热气球的原理
热气球
热气球的原理是空气的热胀冷缩。热气球燃烧器将燃烧加热的空气由气囊下部的端口喷入气囊,当空气受热膨胀后,相对与外部冷空气具有更低的密度,比重变轻而向上升起,使气球拖起吊篮一同升空。
当空气受热发生膨胀后,比重会变轻。因为单位体积热空气的质量较小,热空气比冷空气轻,热空气会升到冷空气。上方,使其变轻产生浮力热,就可以使气球载重升空。热气球升空后,再使用燃烧开关来调整上升和下降高度。热气球要上升时,则需要不断加热空气;热气球要下降时,则需要等待空气冷却。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。热气球需要利用不同高度层的风向来控制和调整自己的前进方向,它的飞行速度与风速相同,因此热气球不能主动改变方向。
根据它的原理来看,最早的热气球可以追溯到中国的孔明灯身上,很多人认为孔明灯就是诸葛亮发明的,并用来传递军事信号。但并没有直接证据可以证明这一点,在诸葛亮之前孔明灯就已经出现,古代人经常喜欢讲一些稀奇古怪的发明算在诸葛亮的身上。至于孔明灯诞生的原因应该是因为做灯笼时的错误操作,但当时的人们并不打算将它做的足够大以至于能载人上天,而且用它来传递军事信号其实并不方便,说以古代的孔明灯多半就是一种娱乐道具。
热气球工作原理
在孔明灯出现一千多年以后,西方人终于发现了热气流的神奇作用,法国的造纸商孟格菲兄弟在焚烧废纸的时候,意外的领悟了这个道理。按理来说,当时热气流引发的现象已经不是个稀罕事了,只不过人们对利用它并没有什么太多的想法。没过多久,格菲兄弟就付出行动自造出了一个大型的飞行装置,这就是现代热气球最早的雏形。
这两兄弟造热气球时并没有想到它还可以载人,仅是用于娱乐表演。同年孟格菲兄弟进行了数次放飞表演,因此吸引了法国皇室的注意,这其中就不看热闹不嫌事大的,希望热气球可以把活物带上天。因此在格菲兄弟成功将羊送上天后,紧接着就把人也送上了天,并在空中停留了二十五分钟。而孟格菲兄弟也得到了属于他们的荣耀,除了被封为院士,还进入到了法国的贵族阶层,甚至法语气球的读音就是“孟格菲”。
关于热气球的原理其实很简单,就是利用火焰消耗掉气球内部的氧气,让气球内部密度小于外界,在浮力的作用下热气球就成功上天了。通过改变火焰的大小,就可以改变气球中气体的密度,这样一来升降的目的就达到了,要想紧急上上升,还可以抛弃篮筐上的配重物。
上升和下降对于热气球来说很容易做到,但在空中的时候如何做到左右移动呢?其实传统的热气球在空中并没有办法主动移动,更不要提变换方向了。唯一的方式就是借助风力还达到移动的目的,不同高度的气流运动方向也有所不同,通过不断的改变高度到时可以做到方向上的变化,就类似于水母。
在热气球被发明没多久一些不甘于随风飘摇的人就决定给热气球加上动力装置,落实下来就是一个简易的螺旋桨,前期是基本是手摇的。看起来挺不靠谱的,但事实就是这样,而且这种做法也确实有用。但因为热气球自身的条件限制,加装动力这一项普遍被用在了氢气球上,也就是后来的飞艇。
热气球图片
热气球的安全事项
1、尽量穿棉质面料的服装和运动鞋,不宜穿裙装、高跟鞋、凉鞋等;为防止灼伤,一定要身着长衣长裤,佩戴棉质帽子。
2、热气球点火升空时,会于一瞬间喷出高达3-5米的火焰,同时会发出一声类似于爆炸声的巨响。所以,体验者在点火时要做好充分的心理准备,抓紧吊篮。
3、热气球飞行最好的时间是在日出后两小时内或日落前两小时,因为该时段气流最为稳定。风大的季节不适宜飞热气球。
4、热气球的吊篮由藤条编制,形状为四角形。吊篮长约1.4米、宽1.1米、高1.1米。吊篮内要站飞行员、飞行助手、体验者,还要携带4瓶燃气及相关设备,所以会非常狭窄。为了不影响飞行员的操作,建议体验者尽量靠边站立,不要碰触吊篮内的相关设备。
5、热气球的结构很特殊,即使出现突然熄火的现象,热气球也不会急速下降,而是非常缓慢地降落到地面。这种情况下,热气球的降落速度也不会超过5.5米/秒,比降落伞的正常下降速度还慢。只要乘坐者不慌张,听从飞行员的指挥,安心等热气球自然降落,是不会有危险的。
6、配备GPS全球定位系统、电子罗盘、对讲机、工具刀、防风打火机等,以保证发生意外时的个人人身安全。
7、高血压、心脏病患者不能进行热气球运动。
8、高空飞行要注意防寒。每升高1000米,气温下降6.5度。