熱気球の原理は何ですか？専門家の紹介もぜひご覧ください！

旅行中、熱気球に乗ったことがある人は多いでしょう。世界の多くの地域で、熱気球は非常に人気のある娯楽活動です。多くの人が家族や友人を連れて一緒に体験します。熱気球に座って空を飛び、自分の目で自然を目撃し、空中に浮かぶと、とてもリラックスした気分になります。実は、熱気球の原理はとても簡単です。上には大きな風船があり、下にはヒーターがあります。物理学を勉強した人なら誰でも、熱い空気は密度が軽いので、上に向かって上昇することを知っています。大量の熱い空気が風船を持ち上げて、空中に浮かび続けます。これが熱気球の基本原理です。以下は、熱気球に関する専門知識の詳細な紹介です。

まず、飛行の原理

熱気球は、加熱された空気、または水素やヘリウムなどの特定のガスを使用して浮力を作り出し、気球の外部の空気よりも密度が低いガスで飛行します。熱気球は主に、バルーンバッグ内の空気の温度を調節するために、搭載されたヒーターを使用し、それによってバルーンの上昇と下降を制御する目的を達成します。熱気球の基本原理は、加熱すると膨張し、冷却すると収縮することです。空気は熱によって膨張すると比重が軽くなり、上へ上昇します。

2. 揚力と飛行の原理

熱気球も航空機と呼ばれますが、飛行機のように自由に飛ぶことはできません。パイロットは気球を制御して高度を変えることしかできません。熱気球の上昇と下降は球体内の温度に関係しています。球体内の温度が高いと、気球の浮力が大きくなり、気球は上昇します。一方、球体内の空気温度が下がると、球体によって発生する浮力が自重よりも小さくなり、気球は下降し始めます。パイロットはバルーンバスケット内のバーナーのガススイッチを操作してエアバッグ内の温度を随時調節し、バルーンの上昇と下降を制御します。

また、高高度と低高度では風速や風向に違いがあります。地上付近では地形や建物の影響により風向きが変わり、風速も大幅に低下します。朝や夕方に地上から空へ飛ぶと、数メートルまたは十数メートルごとに風向きが明らかに変わることがあり、場合によっては風向きが逆方向になることもあります。パイロットは空中のさまざまな高度でさまざまな風向を体験し、気球を操縦して必要な風向の高度まで上昇または下降し、この風層内で飛行を維持して、特定の目的地まで飛行するという目標を達成します。簡単に言えば、風が吹くところならどこにでも気球は飛びます。風が速く吹けば吹くほど、気球はより速く飛ぶことができます。

3. 飛行指示

時間

熱気球を飛ばすのに最適な時間は、太陽が昇るちょうどのとき、または沈む 1 ～ 2 時間前です。この時間帯は通常、風が穏やかで気流が安定しているからです。強風と濃い霧は熱気球の飛行に適しません。規則によれば、自由飛行は風速が毎秒6メートル未満、視程が1.5キロメートル以上、飛行空域に降水がない場合のみ許可されます。

場所

周囲に電線や高い建物がなく、30メートル×30メートルの平坦な場所が必要です。新入生は毎秒4メートルの気象条件下で飛行することが推奨されます。飛行中は、高圧線、高層ビル、畜産農場、村の上を飛行する際には、安全な高度を維持することに注意する必要があります。

装置

綿素材のワンピースフライトスーツを着用するのがベストです。また、火災の際に体に張り付かないように綿素材の服や帽子を着用することをお勧めします。

脱ぐ

熱気球を飛ばすには、地上での作業が非常に面倒で、熱気球を離陸させるには少なくとも 4 人が必要なため、チームの共同作業が必要です。まず風船を地面に広げ、横に置いてある吊り下げバスケットにつなぎ、小型の送風機で風船に空気を送り込み、少しずつ膨らませ、完全に膨らんだら点火します。火をつけて風船の中の空気を温めます。熱気によって風船はバスケットに対して垂直の位置まで上昇します。さらに大きな火を数回追加すると、風船は飛び立ちます。