Balon cu aer cald

O demonstrație de baloane cu aer cald într-o zi însorită de vară

În zbor în timpul Festivalului de baloane Ferrara

Balonul cu aer cald este o aeronavă care folosește aer cald, mai puțin dens decât cel din jur, pentru a obține forța ascendentă sau împingerea necesară pentru ridicarea de la sol conform binecunoscutului principiu Arhimede . Acesta aparține categoriei de baloane , vehicule aeriene care utilizează gaz pentru a se ridica și este cel mai comun tip de balon .

În realitate, cel mai ușor gaz intern nu este strict aerul, ci un amestec de aer cald și gaze produse prin combustie (în general propan ). Doar inițial balonul este umplut cu aer prin intermediul unui ventilator, care este apoi înlocuit cu produsele de ardere. Baloanele cu aer cald, când sunt în zbor, sunt purtate de vânt și curenți, deoarece nu au propriile instrumente direcționale. Acest lucru îi diferențiază de dirijabile care, deși sunt ținute în zbor de principii similare, au în schimb motoare și elice capabile să influențeze traseul vehiculului.

Printre cele mai importante evenimente din Italia pentru baloanele cu aer cald se numără Festivalul Baloanelor Ferrara din Ferrara , un eveniment turistic gigantic la porțile orașului Este capabil să aducă aproximativ 400.000 de oameni în Parcul Urban în 2009, întâlnirea Epifaniei de la Mondovì ( CN ) și Festivalul Ballooning , în cele două locații Forlì ^[1] și Treviso .

Istorie

Baloane cu aer cald premoderne

Un felinar ceresc, cel mai vechi tip de balon cu aer cald

Baloanele cu aer cald (fără pilot) sunt frecvente în istoria Chinei . Zhuge Liang din Regatul Shu Han (220-280 d.Hr.) a folosit un balon de hârtie pentru semnalizarea militară. Acestea erau cunoscute sub numele de felinare Kongming (孔明灯).

Primul zbor documentat al unui balon cu aer cald în Europa a fost condus de presbiterul portughez Bartolomeu de Gusmão la 8 august 1709 la Lisabona , Portugalia . El a reușit să obțină un mic balon din hârtie umplut cu aer fierbinte care să decoleze la aproximativ 4 metri deasupra solului, în fața curții regelui Ioan al V-lea.

Primul zbor cu echipaj

Un model al balonului fraților Montgolfier la Muzeul Științei din Londra

Jacques Étienne Montgolfier

Primul zbor constatat al unui balon capabil să transporte oameni a avut loc la 19 octombrie 1783 la Paris , Franța . Balonul a folosit aer cald pentru a pluti în aer și a fost creat în Annonay de Joseph-Michel și Jacques-Étienne Montgolfier (de unde și numele de balon ). Cu acea ocazie, balonul a fost „legat” de pământ și i-a purtat la bord pe oamenii de științăJean-François Pilâtre de Rozier , Jean-Baptiste Réveillon și Giroud de Villette . Primul zbor „gratuit” a avut loc aproximativ o lună mai târziu, pe 21 noiembrie 1783 .

Pionieri italieni

Pionierul zborului aerostatic în Italia a fost contele Paolo Andreani , un descendent al nobilei familii milaneze Sormani-Andreani. Impresionat de isprava fraților Montgolfier, contele a decis să o reproducă în grădina vilei sale de la țară din Moncucco di Brugherio , însărcinându-i pe arhitecții Gerli să construiască un balon cu aer cald. La 13 martie 1784 Paolo Andreani, în compania lui Giuseppe Rossi și Gaetano Barzago, doi muncitori care participaseră la crearea balonului, au zburat aproape o jumătate de oră parcurgând 6 mile și ajungând la o înălțime de aproximativ 1500 de metri înainte de a ateriza lângă Caponago.

După Andreani, Giovanni Luder, din Marele Ducat al Toscanei, a zburat în 1795 de la Florența la Pieve di Remole (aprox. 15 km), iar apoi Francesco Zambeccari și Pasquale Andreoli , între 1803 și 1809 , au făcut numeroase ascensiuni, cu plecări din Bologna și din Forlì .

Dintre femei, trebuie amintită Antonietta Cimolini , care a făcut numeroase ascensiuni spectaculoase în Italia și în străinătate, adesea alături de soțul ei Giuseppe Silimbani . Din păcate, Antonietta a murit în 1904 , în urma unui accident cauzat de vreme rea, în apropiere de Buenos Aires , Argentina . În 1954 , o placă comemorativă a fost descoperită în cinstea ei, în jurul locului accidentului: Antonietta a fost definită acolo ca „aviatorul italian, precursorul forțelor aeriene argentiniene”. ^[2]

Prima traversare a Alpilor într-un balon a fost efectuată de pilotul elvețian Eduard Spelterini în 1898, protagonist în următorii ani a altor nouă zboruri superioare, dintre care ultima în 1913 ^[3] . În noiembrie 1906, italienii Celestino Usuelli și Carlo Crespi au traversat și Alpii ^[4] .

Azi

Baloanele moderne cu aer cald cu aer cald la bord au fost create de Ed Yost în anii 1950 . Primul zbor a avut loc pe 22 octombrie 1960 .

Principii structurale și pilotare

Un balon cu aer cald este umflat pentru zbor prin exploatarea expansiunii termice a aeriformelor

Aterizare cu balonul cu aer cald (aproximativ 2 minute) peste Bristol (Marea Britanie)

Un balon cu aer cald a cărui formă o reproduce pe cea a Abației din St. Gallen , luată în zbor între Widnau și Lustenau în timpul Internationalen Ballontagen Alpenrheintal .

Un balon cu aer cald constă dintr-un balon mare realizat dintr-o țesătură cu un singur strat (nailon). Balonul are o gaură în partea de jos, numită gât . La balon este atașat un coș, cunoscut și sub numele de gondolă, în care sunt așezați pilotul și pasagerii. Montat pe coșul imediat sub gât este arzătorul , care rămâne cu sarcina de a încălzi aerul și de a-l împinge în balon în sine. Aerul încălzit care se adună în balon îl face mai ușor decât aerul înconjurător și determină împingerea în sus a balonului și coșul legat de acesta. Baloanele cu aer cald sunt capabile să atingă altitudini foarte mari (în unele cazuri, baloanele cu aer cald pentru uz științific au atins peste 20.000 m altitudine, cu mult peste avioanele normale).

Baloanele moderne cu aer cald sunt construite folosind țesături sintetice (cum ar fi nailonul încrucișat), cu ușurință și rezistență mecanică extremă. În timpul construcției, țesătura este tăiată în pene lungi care sunt cusute împreună pentru a forma mingea reală. Cusăturile sunt apoi acoperite cu benzi cu sarcină mare, pe care sunt fixate corzile care țin gondola . Arzătorul, care seamănă foarte mult cu un aruncător de flacără , folosește propan, un gaz stocat în stare lichidă în butelii speciale.

Forța ascendentă oferită de un balon depinde în principal de diferența dintre temperatura exterioară și cea a aerului conținut în balon. Aceasta înseamnă că, toate celelalte condiții fiind egale, într-o zi sufocantă balonul va avea o forță mai mică în sus decât într-o zi rece sau rece: din acest motiv decolările baloanelor au loc de obicei în timpul orelor reci (noaptea, înainte de răsăritul soarelui sau la răsăritul soarelui). În acest fel, se evită și mișcările termice , frecvente în timpul zilei, care fac ca balonul să fie deosebit de dificil de condus.

Pentru majoritatea baloanelor, temperaturile de funcționare pot ajunge la aproximativ 120 ° C. Rețineți că temperatura de topire a nailonului este decisiv mai ridicată (aproximativ 220-230 ° C), dar se utilizează temperaturi mult mai scăzute, deoarece materialul, dacă este expus la temperaturi foarte ridicate, se degradează foarte repede, reducând durata de viață a balonului. Folosind temperaturile maxime recomandate, un balon modern poate zbura timp de 400-500 de ore înainte ca balonul să fie înlocuit. Desigur, atunci când performanța este foarte importantă, un călăreț poate folosi temperaturi mai ridicate, dar întotdeauna sub 200 ° C, acceptând o îmbătrânire prematură a pânzei.

În condiții tipice de utilizare, balonul unui balon cu aer cald are nevoie de aproximativ 3 m³ de volum pentru fiecare kilogram care trebuie ridicat. Cu toate acestea, cantitatea exactă de împingere în sus depinde de diferența de temperatură a aerului dintre interiorul și exteriorul balonului, altitudinea deasupra nivelului mării și umiditatea aerului înconjurător. În general, forța ascendentă scade cu aproximativ 3% pentru fiecare 1.000 de metri de altitudine (ceea ce corespunde cu aproximativ 1% pentru fiecare 1.000 de metri).

Dimensiunile baloanelor actuale variază foarte mult în funcție de design și model: plecăm de la baloanele cu un singur loc, numite și Hoppers, care au un volum de balon de puțin sub 1.000 de metri cubi până la giganții folosiți pentru excursii comerciale capabile să se ridice o duzină de oameni, al căror balon poate ajunge la 8.000 de metri cubi. Majoritatea baloanelor au un balon de aproximativ 2.500 m³ și pot transporta 3 sau 4 persoane.

Din punct de vedere direcțional, zborul balonului este total pasiv, pilotul neputând să facă altceva decât să varieze altitudinea zborului. Cu toate acestea, un studiu atent al vânturilor la mare altitudine și direcțiile lor, poate permite o anumită navigabilitate: pilotul poate varia altitudinea până când ajunge la un curent care are direcția dorită.

Cea mai mare fabrică de baloane din lume este Cameron Balloons din Bristol , sud-vestul Angliei .

Activități și competiții sportive

Un zbor tipic cu balonul cu aer cald începe prin îndepărtarea ambalajului (balonului) din carcasă. Un ventilator, echipat cu un motor cu ardere internă , este apoi utilizat pentru prima umflare, efectuată cu aer neîncălzit, numit „rece”. Această umflare inițială conferă balonului forma sa de bază și permite anvelopei să se extindă și să permită arzătorului să se umfle în continuare cu aer fierbinte. În timpul fazei de umflare, un membru al personalului ține o frânghie atașată la vârful balonului și acționează ca o simplă „contrapondere” la creșterea progresivă a plicului, evitând astfel legănarea inutilă. Inflația este încetinită și balonul poate atinge dimensiunea maximă înainte de a se ridica singur. Odată ce balonul a atins verticala gondolei, pasagerii pot urca și în nava spațială. În acest moment, pilotul, acționând asupra arzătorului, mărește temperatura aerului închis în carcasă și, datorită creșterii rezultate a arhimedei, balonul tinde să se ridice încet spre cer. Odată ce zborul s-a terminat, echipajul dezumflă balonul, desprinde arzătorul și gondola și așează totul într-un container special adecvat pentru transport.

În timpul competițiilor, piloții trebuie să poată identifica direcția vântului la diferite altitudini. Piloții mai experimentați sunt capabili să decoleze, să călătorească o vreme într-o singură direcție și apoi, doar prin variația altitudinii, să revină la punctul de plecare pentru aterizare. Uneori reușesc să aterizeze în același loc din care au decolat.

Pe parcursul anului, piloții se adună ca parte a evenimentelor aeriene pentru a face schimb de experiențe și a arăta posibilitățile spectaculoase ale acestui sport publicului larg.

Riscurile acestei activități includ:

viteze excesive (vertical sau orizontal) în timpul aterizării;
linii electrice și catarguri;
coliziune cu obiecte care pot prăbuși (total sau parțial) balonul;
condiții meteorologice periculoase (degenerare de furtună, vânt puternic etc.).

Notă

^ Un videoclip al Festivalului Balonului . Forlì 2017
^ Nelson Montes-Bradley, Mas Liviano Que El Aire .
^ Spelterini, Eduard , pe hls-dhs-dss.ch . Adus la 3 aprilie 2021 .
^ Félix Fénéon, Nouvelles en trois lignes, 1906 , éditeur Libella, colecție Libretto, 162 de pagini, Paris, 2019 ( ISBN 978-2-36914-446-5 ), p.130.

Bibliografie

Pasquale Andreoli, Descrierea balonului La Speranza construit în Forlì în anul 1809 de dl. P. Andreoli după metoda dlui. Francesco Zambeccari , Forlì, Tipografia departamentală Roveri și Casali, 1809.