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热气球升空原理(火箭升空的原理是什么)

热气球升空原理(火箭升空的原理是什么)

如果您确实需要去某个地方,那热气球不会是一种实用的飞行器。实际上您不能真正驾驶热气球,因为风吹得有多快,气球飞行的速度就多快。但如果您只想体验一下飞行的感觉,那热气球会是一种非常独特的方式。许多人将乘坐热气球飞行称为自己体验过的最宁静、最让人愉快的活动之一。

热气球升空原理(火箭升空的原理是什么)

要保持气球上升,您需要不断加热空气。热气球利用位于气囊开口下方的燃烧器实现这点。气球中的空气冷却时,驾驶员可以通过点燃燃烧器来重新加热空气。

热气球升空原理(火箭升空的原理是什么)

热气球主要由三部分构成:载客的吊篮,贮存空气的球囊和加热空气用的燃烧器

现代热气球通过燃烧丙烷加热空气。丙烷是室外烧烤的一种常用燃料。丙烷压缩液化后储藏在气球吊篮中的轻型气瓶内。进气管接在气瓶底部,以便从气瓶中抽出液体。

丙烷在气瓶中高度压缩,所以它能迅速通过进气管流入加热盘管。加热盘管简单来说就是一段盘绕在燃烧器周围的线圈上的钢管系统。气球驾驶员启动燃烧器时,丙烷以液态形式流出,并用长明小火点燃。随着火焰燃烧,周围管道系统中的金属受热升温,就会加热流经管道的丙烷。这样丙烷在点燃前从液态变为气态。气态丙烷可以产生更强烈的火焰,并使燃料更高效地燃烧。

现在,大多数热气球的气囊由长条状的尼龙三角帆布条制成,中间使用缝合线加固。从气囊底部延伸到顶部的三角帆布条是由大量小片的气囊片组成的。尼龙非常适合用于热气球,因为它不但材质轻,而且相当结实,同时熔点也较高。气囊底部的尼龙裙摆表面涂有特殊的防火材料,以防止火焰点燃气球。

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起飞时向球囊里喷火,加热球囊内部的空气

热空气不会从气囊底部的开孔中逸出,因为浮力会使其上升。如果驾驶员持续点燃喷射的气体燃料,气球将持续上升,但存在一定的高度限制,因为空气最终变得过于稀薄,以致于浮力太弱而不足以抬升气球。浮力等于气球所排开空气的重量,因此通常大型气囊的上升高度限制要高于小型气囊。

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吊篮承载旅客、丙烷气瓶和导航设备

驾驶

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要使燃烧器喷射,驾驶员需要打开丙烷阀

另外,许多热气球配有一个可以打开二号丙烷阀的控制装置。该阀通过软管输送丙烷,而绕过了加热盘管。这样驾驶员就能燃烧液态丙烷,而不是丙烷气体。液态丙烷虽然燃烧效率稍低,火焰较弱,但燃烧的噪音比燃烧丙烷气体时更小。飞过农场上方时,驾驶员经常使用二号阀,以免惊吓到动物。

热气球还有一根细绳,用于打开气囊顶部的降落伞阀。驾驶员拉动相连的细绳时,可以从气囊中排出一部分空气来降低内部气温。这会使气球减缓攀升速度。如果驾驶员开启该阀的时间足够长,气球将下降。

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热气球顶部的伞阀,由一根细绳控制开关

大体上,热气球就只有这些控制项目:加热让气球上升,排气令气球下降。这就出现一个有趣的问题:如果驾驶员仅可以控制热气球上下移动,他们怎样才能让气球从一个地方飞到另一个地方?实际上驾驶员可以通过改变垂直位置来进行水平移动,因为高度不同,风向也会不同。要向特定方向移动,驾驶员只需上升和下降到合适的高度,然后御风而行。在大气中,高度越高,风速通常也会越快,所以驾驶员可以通过改变高度来控制水平速度。

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当然,即使经验最丰富的驾驶员也不能完全控制热气球的飞行路线。通常,风力条件只能让驾驶员做出极少的选择。因此,您实际上无法沿确切的航线驾驶热气球,也很难返回起点。因此与驾驶飞机不同,驾驶热气球在很大程度上依靠临时发挥,每时每刻都可能不一样。为此,热气球机组的一些工作人员必须留在地面,驱车追踪气球以预测热气球在哪里着陆。然后,这些工作人员到着陆点去接乘客和设备。

热气球升空原理(火箭升空的原理是什么)

今天的文章,给大家介绍了热气球的内部结构和飞行原理,明天我们将继续为您科普热气球的起飞和降落,以及其飞行原理的具体利用方法。感兴趣的小伙伴千万不要错过哦。

热气球升空原理(火箭升空的原理是什么)

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其实,热气球能飞起来是基于一个非常简单的科学原理设计的,那就是“热胀冷缩”。那么如何能控制热气球飞到合适的高度呢?

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这就需要一次又一次地给热气球的大脑袋加热气。一般在热气球的下方会放置一个燃烧器,如果气球里的空气冷了,飞行员就会点燃它用来加热气球内部的空气。气球里的空气热了,会变得比外面的冷空气轻,气球就便会向上运动了。相反的,如果让空气变冷,气球则也就会慢慢下降

。所以,飞行员可以通过控制气球里空气的温度,来控制气球的高度。另外,当然啦,除此之外他们还有各种仪器来帮助监控气球的高度。

热气球升空原理(火箭升空的原理是什么)

其实,热气球并不是近代才出现的新鲜玩意,它其实是最早的载人飞行技术!早在1783年,就有人乘坐热气球飞行了!而且在此之前,无人气球已经存在了数千年了。

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