热气球升空原理(空气受热膨胀上升原理)

[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。