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热气球原理(热气球的构成及升降飞行原理)

  热气球原理(热气球的构成及升降飞行原理)
  [热气球的构成]
  热气球,更严格的讲应叫做密封热气球,由球囊、吊篮和加热装置三部分构成。球皮是由强化尼龙制成的(有的热气球是由涤纶制成的)。尽管它的质量很轻,但却极结实,球囊是不透气的。
  [体积]
  标准的热气球的体积分为几个级别:七级球体积为2000-- 2400立方米;八级球体积为2400-3000立方米;九级球体积为3000--4000立方米;十级球体积为4000--6000立方米;异型球,目前国内唯一一只熊猫热气球,球体积为2300立方米。
  [吊篮]
  吊篮由藤条编制而成(我国大多数采用东南亚进口 的材料),着陆时能起到缓和冲击的作用。吊篮四 角放置4个热气球专用液化气瓶,置计量器,吊篮 内还装有温度表、高度表、升降表等飞行仪表。
  [仪器]
  高度计:高度指示计;升降速度表:显示上升和下降速度;温度计:指示球囊内的空气温度。
  [燃烧器]
  燃烧器是热气球的心脏,用比一般家庭煤气炉大150倍的能量燃烧压缩气,点火燃烧器是主燃烧器的火种。一直保持火种,即使被风吹,也不会熄灭。另外,热气球上有两个燃烧系统以防备空中出现的故障。
  [燃料]
  热气球通常用的燃料是丙烷或液化气,气 瓶固定在吊篮内。一只热气球能载运20公 斤的液体燃料。当火点燃时,火焰有2-3 米高,并发出巨大的响声。
  [起飞]
  飘飞热气球需要一组人共同努力,因为热气球在地面上的工作是非常繁琐的,使一个热气球起飞至少需要四个人。第一步是在地上把球囊铺展开;然后将它与放在一边的吊篮连接在一起,用一个小的鼓风机,将风吹入球囊;将火点然加热在气球球囊内的空气,热空气使气球升到垂直于吊篮的位置,气球立起来就可以起飞了。
  [驾驶]
  热气球并非真的被"驾驶",它是随风而行。但是,由于风在不同的高度有不同的方向和速度,驾驶员可以根据飞行需要的方向选择适当的高度。
  [速度]
  热气球飘飞速度的快与慢,是由风速的快慢决定的,因为热气球本身并没有动力系统,飞行速度完全取决于风速。热气球最大下降速度6米/秒,最大上升速度5米/秒。
  [最佳飞行时间]
  一天中太阳刚刚升起时或太阳下山前一、二个小时,是热气球飞行的最佳时间,因为此时通常风很平静,气流也很稳定。
  [飞行执续时间]
  一只热气球通常携带足够的石油液化气或丙烷能持续飞行两个小时,但一些因素也影响飞行的执续时间,例如:气温、风速、吊篮重量(包括乘客)和在当天飞行的具体时间。
  [复原]
  热气球恢复原状需要地勤人员的帮助,地勤人员驾驶卡车或小货车跟随飘飞的气球,预先到达降落点。一只热气球飘飞需要3 到4个地勤人员和地面无线电设备的服务,以确保飞行的安全、成功。
  [原理]
  空气是有质量的物质。相同体积的空气,温度不同,它们的密度、质量也不同。这就像水和冰,水结成冰后密度变小。把冰块按入水底,它总漂上来,就是因为冰比水密度小的缘故。气球升空的原理简单地说就是:球囊内空气被加热后密度变小,质量轻于球囊外相同体积的冷空气,于是球囊产生浮力而升空(像冰块在水中上浮一样)。对航空器而言,我们把这一浮力叫做升力。比如一个标准的AX—7级的热气球,它的球囊体积为2180立方米(77000英尺3),在海平面气温15℃时,该球囊内空气总质量为2670公斤。燃烧器将球囊内空气加温时,囊内空气膨胀,密度变小,膨胀后多余的空气从气球底口排出。囊内2180立方米的热空气达到100℃时,质量变为2070公斤,比相同体积的冷空气(15℃)轻了600公斤,此时气球产生了600公斤的升力。如果气球飞行总质量小于600公斤,气球就可以上升了。
  来源:互动百科
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