зачем для полетов воздушного шара берут балласт
Балласт
В сферическом аэростате, уравновешенном на данной высоте H, полная подъемная сила газа Fa равна весу всей системы Q. При выбрасывании балласта весом q кг вес системы будет Q1 = Q—q, причем q = Fa—Q1 и составит сплавную подъемную силу, под действием которой аэростат начинает подниматься.
Подъемная сила газа определяется по формуле:
Вычитая это уравнение из предыдущего, имеем:
Это уравнение называется балластным уравнением; из него следует, что: 1) количество выброшенного балласта пропорционально объему аэростата W, 2) из двух аэростатов с одинаковыми объемами, но с различным газом, для достижения высоты подъема, определяемой разницей давления (p—p1), аэростат с более легким газом должен потерять больше балласта, чем аэростат с более тяжелым газом (т. к. q уменьшается с увеличением плотности газа ϱ), следовательно, аэростат со светильным газом реагирует на равное количество выброшенного балласта сильнее, чем аэростат, наполненный водородом.
Причина этого в том, что вытекающий через аппендикс при подъеме аэростата газ действует так же, как и балласт. Если написать балластное уравнение (3) в форме
то, принимая во внимание уравнение (1), получим:
Высота, достигнутая вследствие выброшенного балласта, определяется непосредственно из барометрической формулы высоты (см. Атмосфера стандартная), путем подставления в формулу выражения
Для предупреждения расхода газа можно с помощью особых установок увеличить количество балласта, конденсируя воду из отработанных газов мотора. Авиационный бензин содержит по весу около 15% водорода и при сгорании образует количество водяного пара в 9 раз большее количества водорода, т. е. теоретически возможно сконденсировать столько же воды, сколько весит само горючее. Еще в 1910 г. во время полета было добыто воды 52% от веса сожженного топлива, но вес конденсирующего аппарата оказался слишком тяжелым. Последующими опытами в США из Англии удалось увеличить процент конденсируемой воды и уменьшить вес аппарата, что сделало выгодным установку такового на дирижабле.
FrequentFlyers.ru
Ликбез, Личный опыт, Обзоры, Репортажи
Как все устроено: пассажирский воздушный шар
26/03/2018
С воздушных шаров когда-то начиналась гражданская авиация: до самолетов и вертолетов было как до Луны пешком, а на шарах люди начали летать еще в 18-ом веке. Сегодня мы расскажем, как это происходит в 21-ом: я отправился в Каппадокию — регион в центральной Турции — где массовые перелеты выполняются практически каждый день; шаров в воздухе — несколько десятков одновременно, а пассажиров, соответственно, несколько сотен.
Немного физики. Как летает воздушный шар
Современный пассажирский воздушный шар правильно называть тепловым аэростатом, или монгольфьером — по фамилии братьев Монгольфье, которые в 1783 году совершили первый полет на воздушном судне этого типа. В рамках импортозамещения популярна стала история о том, что на самом деле первый тепловой аэростат построил за полвека до этого русский изобретатель Крякутной, но это всего лишь мистификация, созданная уже после полета французов и распиаренная в советские времена.
Принцип полета теплового аэростата очень прост: внутри его оболочки находится воздух, температура которого выше, чем температура окружающего воздуха. Поскольку плотность теплого воздуха ниже, он по закону Архимеда стремится вверх под действием выталкивающей силы. При этом сама оболочка и полезная нагрузка притягиваются к Земле (оболочка размерами примерно 25х15 м с корзиной и всем оборудованием весит 400-500 кг, плюс пассажиры: в нашей корзине было человек двадцать). Равенство этих сил позволяет аэростату «зависать» в воздухе на определенной высоте.
Как управляют воздушным шаром
Главный орган управления тепловым аэростатом — это газовая горелка, расположенная под оболочкой и направленная вверх. В ней горит смесь пропана и бутана, которую берут на борт в баллонах, похожих на те, что стоят у многих дачников на кухне. При помощи огня нагревается воздух в оболочке; температура растет, шар поднимается. В зависимости от объема оболочки (2-5 тыс. куб. метров воздуха), полезной загрузки и температуры окружающего воздуха температура внутри составляет 50-130 градусов Цельсия. Воздух в оболочке постоянно остывает и шар начинает снижаться, поэтому нужно периодически «поддавать жару» для сохранения постоянной высоты. В общем, все просто: больше огня — поднимаемся, меньше огня — сохраняем высоту, мало-мало-мало-мало-мало огня — снижаемся.
Впрочем, чтобы снизиться, можно не ждать, пока воздух остынет: в верхней части оболочки имеется клапан, открываемый и закрываемый веревками. Если его открыть, часть теплого воздуха выйдет наружу и шар полетит вниз.
С собой берут как минимум два баллона газа (один основной, другой запасной) —этого хватает примерно на один час полета, вариометр для измерения вертикальной скорости и рацию для связи с пилотами других шаров и автомобилей сопровождения (о них чуть ниже). И, самое главное, никаких мешком с песком нет. Они используются в качестве балласта на газовых шарах (с гелием и другими подобными газами внутри), а тепловому аэростату не нужны.
Верхний клапан открыт, шар сдувается. Обратите внимание на номер. В Турции шары имеют регистрацию вида TC-Bxx, например, ТС-BUM. В России они регистрируются в реестре авиации общего назначения и имеют номера RA-xxxxG. Каждый шар имеет сертификат летной годности, все как положено.
Куда летит воздушный шар?
Управлять мы можем только вертикальной скоростью аэростата. Горизонтально же он летит туда, куда его несет ветер. Именно поэтому как полноценное транспортное средство воздушный шар непригоден: это все-таки прогулочное воздушное судно. Несмотря на это, полеты на шарах зарегулированы авиационными властями не меньше, чем на самолетах. Каждый шар имеет регистрацию в реестре воздушных судов и соответствующий номер на борту, а пилоты (их два) — лицензию. Полеты выполняются по правилам визуальных полетов, то есть, при хорошей видимости, обязательным условием является также отсутствие сильного ветра. Проблема еще и в том, что летать можно только рано утром на рассвете или, наоборот, на закате: днем восходящие воздушные потоки от нагретой солнцем земной поверхности делают полеты небезопасными (да и утром потоки вверх и вниз есть, просто не такие сильные). Так что можно запросто столкнуться с ситуацией, когда вы приехали, но никуда не полетели — планируйте на всякий случай сразу несколько дней!
У каждого аэростата есть свой автомобиль сопровождения: джип с прицепом-платформой размером с корзину. Джип — потому, что сядет шар, скорее всего, не на дорогу. Высший пилотаж — это посадка прямо на платформу; гораздо круче, чем сажать истребитель на авианосец.
Если шары сталкиваются друг с другом в воздухе, то… ничего не происходит, они просто отталкиваются друг от друга и летят дальше. Вообще же столкнуться шарам довольно сложно: ведь ветер несет их в одну и ту же сторону.
Как проходит полет на воздушном шаре
Сначала вас привозят к вашему воздушному шару. В этот момент он еще лежит на земле, корзина на боку, а при помощи мощного вентилятора оболочку наполняют воздухом, одновременно нагревая его горелкой. В какой-то момент обмякший шар становится упругим и взмывает ввысь. Корзину переворачивают, пассажиры садятся в нее, перелезая через борт. Внутри есть двухточечные ремни, которыми, впрочем, мало кто пользуется, а также веревки, за которые нужно будет держаться при посадке. Предполетный инструктаж, собственно, и заключается в том, что при посадке нужно обязательно присесть и держаться за веревки, поскольку велика вероятность опрокидывания корзины: это позволит избежать травм.
Подготовка к полету
Пилот дает еще огня, и… шар плавно взмывает вверх и в сторону. По ощущениям это похоже на катание на колесе обозрения, только гораздо выше. И при этом никакого шума или вибрации, так что не страшно даже матерым аэрофобам. И даже тем, кто боится высоты (а шар поднимается до 1500 м при средней высоте полета около 500), не страшно: из-за высокого (около 1,5 метров) борта корзины вывалиться из нее невозможно, а стоячая поза провоцирует на то, чтобы смотреть не вниз, а в стороны. Красота неописуемая! Самый настоящий Татуин! Турецкие пилоты стараются лететь так, чтобы пройти поближе к скалам, «дымоходам» и дать возможность их рассмотреть, спускаются почти до крыш домов старинных деревушек — разумеется, все можно фотографировать и снимать на видео, главное — не выронить камеру.
Высота полета достигает 1500 м
Ветра на высоте, кстати, нет — вернее, он не ощущается, ведь вы летите вместе с этим самым ветром!
Как полетать на воздушном шаре
Каппадокия, как вы уже поняли — место, где полеты на воздушных шарах являются развитым и массовым видом отдыха. Вам нужно будет добраться до города Ургюп, что в 70 км от Кайсери, где находится ближайший гражданский аэропорт (ASR). До Кайсери выполняется несколько ежедневных рейсов из Стамбула (IST и SAW) местными авиакомпаниями: Turkish Airlines, Anadolujet, Pegasus Airlines и пр. Лететь около полутора часов. До самого Стамбула, ясное дело, летает множество различных авиакомпаний — от «Аэрофлота» и Turkish Airlines до Onur Air и «Победы». Покупка двух раздельных билетов до Стамбула и до Кайсери может помочь вам неплохо сэкономить (а заодно и провести пару дней в Стамбуле).
Низкий проход над горой — одна из фигур пилотажа на воздушных шарах
Самих авиакомпаний с воздушными шарами в Ургюпе более десятка; приобрести полет можно и через их российских партнеров, просто набрав в Google соответствующий запрос — удобно, если вы не знаете турецкого и хотите все запланировать заранее, а можно и непосредственно в отеле в Ургюпе, но тут все уже зависит от отеля. Ориентируйтесь на то, что стоимость часового полета составляет 13000 рублей с человека, включая трансфер из вашего отеля и обратно и скромный завтрак в непросредственной близости от точки старта (чай-кофе-булочки).
Видео (предполетный инструктаж, проход на малой высоте, посадка на авианосец, уборка шара):
Вопрос-ответ
Задать вопрос
Главная / Воздушные шары / Вопрос-ответ
Из чего состоит Воздушный шар?
Воздушный шар (свободный тепловой аэростат) состоит из следующих частей: оболочки, гондолы (корзины) для размещения экипажа и пассажиров, блока газовых специализированных горелок для сжигания пропан-бутановой смеси, комплекта газовых баллонов, приборного блока, привязных и запасных фалов, дополнительного снаряжения и оборудования, документации. Для первоначального холодного наполнения оболочки используют большой вентилятор.
Каков вес воздушного шара?
Комплект теплового аэростата, способный поднять 3-4 человек, вместе со всем необходимым оборудованием и топливом весит около 500 кг.
Как управляют воздушным шаром?
Все воздухоплавание основано на законе Архимеда. В оболочке воздушного шара находится горячий воздух, который обладает меньшей плотностью, чем холодный и поэтому способен подниматься вверх. Регулируя при помощи газовой горелки температуру воздуха внутри оболочки, можно увеличивать или уменьшать высоту полета. Снижается шар за счет естественного остывания воздуха в оболочке или за счет открытия специального клапана и выпуска части нагретого воздуха из оболочки аэростата. На разных высотах возможно разное направления ветра, что даёт возможность пилоту корректировать направление полета, изменяя высоту.
Как наполняют воздушный шар?
Первым делом нужно разложить оболочку на земле. Гондола в собранном виде с газовыми баллонами и горелкой кладется на бок. Дальше при помощи карабинов соединяются троса оболочки с рамой горелки и каркасом гондолы. После этого начинается холодное наполнение оболочки с помощью мощного вентилятора. В момент, когда оболочка наполняется более чем на половину, приходит время работы горелок. Горячий воздух позволяет оболочке принять вертикальное положение. Дальнейший нагрев помогает аэростату приобрести подъемную силу и полететь.
В какое время можно летать на воздушных шарах?
Полеты в весенне-летне-осенний период на воздушных шарах проводятся два раза в сутки утром и вечером. В этот период года днем существует повышенная солнечная активность, которая формирует появление мощных восходящих и нисходящих потоков из-за неравномерного прогрева земли, что делает полет на шаре малоуправляемым. Зимой полеты на шарах проводятся в течение всего светового дня.
Какое лучшее время для полёта на шаре?
Наши утренние полеты во время пробуждения Земли и Солнца необыкновенно красивы. Вечерние полеты позволяют насладиться прекрасным закатом Солнца. Интересно и то и другое. Каждый полет на воздушном шаре уникален и запоминается всем его участникам.
Сколько человек может взять на борт воздушный шар?
На это влияет несколько факторов: объем оболочки аэростата, вес пассажиров, количество топлива на борту, и, конечно же, обязательно необходимо учитывать погодные условия. Рекордсменом в мире является 35-ти местный аэростат с двухэтажной гондолой. Популярностью обычно пользуются 2-10 местные аэростаты. В нашей корзине максимальное количество человек ограничено 4-мя пассажирами.
Нужно ли брать с собой балласт в виде мешков с песком?
Балласт необходим только для газовых аэростатов (шарльеров и розьеров), наполненных гелием или водородом, которые со временем (или преднамеренно) улетучиваются из оболочки. Тепловые аэростаты (монгольфьеры) летают по другому принципу, и для регулировки высоты полета используется только разница температуры внутри и снаружи оболочки.
Насколько безопасен полёт на воздушном шаре?
Нужно ли брать с собой в воздушный шар парашют?
По штатному расписанию он не предусмотрен, как и в пассажирских самолетах. Аэростаты являются одним из самых безопасных видов авиационного транспорта, и во время выполнения туристических полетов в парашюте нет необходимости. Исключением являются специальные полеты на большую высоту, или полеты, связанные с выполнением рекордов.
Как вести себя в полёте на воздушном шаре?
Пилот перед полётом, в полёте и перед посадкой даёт подробный инструктаж.
Нельзя: дёргать за любые верёвки и шланги, свешиваться и садиться на борта корзины, крутить вентили, залезать и вылезать из корзины без разрешения пилота.
Нужно: держаться за верёвочные петли на бортах корзины расположенные с внутренней стороны, наслаждаться полётом. Перед посадкой немного согнуть колени или присесть на корточки (как при прыжке), при этом наблюдая за моментом касания с землёй.
Как происходит посадка воздушного шара?
Для осуществления посадки необходимо выбрать поле достаточных размеров, находящееся по курсу полета. Чем выше скорость приземного ветра, тем больших размеров должно быть поле, чтобы не попасть на препятствия. По мере приближения к полю прекращается прогрев оболочки, и аэростат начинает снижение. Воздух из оболочки выпускается через специальный, больших размеров парашютный клапан. Посадка при сильном ветре доставляет необычные ощущения. Оболочка при контакте с землей занимает горизонтальное положение. В этот момент необходимо крепко держаться за ручки, находящиеся внутри гондолы, до полной остановки аэростата.
Сколько времени необходимо для подготовки аэростата к полету?
При слаженной работе команды, аэростат можно подготовить к полету за 15-20 минут. Столько же времени необходимо, чтобы его собрать после полета для перевозки машиной сопровождения.
Зачем нужна команда сопровождения воздушного шара?
Во время полета теплового аэростата за ним постоянно следует команда сопровождения, которая помогает подготовить аэростат к полету, определить потоки ветра и после приземления собрать аэростат. Связь с машиной сопровождения ведется с помощью радио или телефонной связи.
Как необходимо одеться для полета на воздушном шаре и что необходимо с собой взять?
Для полета на тепловом аэростате лучше всего одеться в удобную повседневную или спортивную одежду. Головной убор желателен в любое время года. Перчатки необходимы при желании помочь команде в подготовке теплового аэростата к полету. В полете ветер не чувствуется, так как шар двигается вместе с воздушной массой. Водонепроницаемую обувь мы рекомендуем при утренних полетах, т.к. на площадке для старта может быть роса. По соображениям безопасности, менее горючие материалы, такие как хлопок являются более предпочтительными по сравнению с синтетическими материалами. Обязательно возьмите с собой фотоаппарат или видеокамеру или закажите профессиональную фотосъёмку у нас. Из-за ограниченности пространства в гондоле (корзине шара) большие сумки или рюкзаки лучше оставить в машине сопровождения аэростата.
Пару слов о погоде в воздухоплавании?
Как и во всей авиации, погода является одним из наиболее важных аспектов для осуществления безопасных полетов на воздушных шарах и дирижаблях. Дожди, грозы, свежий ветер у земли или в воздухе имеют все основания для того, чтобы отложить полет. Есть такая поговорка: «Мужество пилота состоит в том, чтобы отказаться от полета» (в плохую погоду).
Какая максимальная температура внутри оболочки?
Обычно при нормальной загрузке достаточно прогреть воздух внутри оболочки до температуры от 90 до 110 С летом, зимой до 30-50 С. Однако, температура внутри оболочки теплового аэростата не должна быть выше 120 С, иначе это влечет преждевременный износ оболочки.
Может ли загореться оболочка аэростата от пламени горелок?
Каким топливом заправляют аэростаты?
Воздух внутри оболочки теплового аэростата прогревается с помощью горелки при сжигании пропан-бутановой смеси.
Из каких материалов изготавливается тепловой аэростат?
В чем смысл спортивного воздухоплавания?
Как высоко может летать тепловой аэростат?
Обычно тепловые аэростаты летают до несколько километров в высоту. При этом нужно учитывать, что с набором высоты воздух более разряжен, что сказывается на человеке и работе горелок. Безопасным (без наличия кислородного оборудования) считается подъем на высоту 3000-4000 метров. Во время проведения туристических полетов, высота полета зависит от желания пассажиров и текущих погодных условий, но ограничена правилами выполнения полетов в районе полетов. Рекордные полеты на тепловых аэростатах могут осуществляться на высоту свыше 8000 метров.
Стоит ли попробовать полет на воздушном шаре?
Обязательно стоит! Вам понравится! )
Все что нужно знать для полетов на воздушном шаре: инструкция для начинающих
Любители полетов на воздушных шарах есть по всему миру, и они могут предложить путешествие на монгольфьере, как за деньги, так и за волонтерскую помощь их наземной команде. Если вы уже вкусили прелести таких полетов и теперь желаете самостоятельно дергать за стропы и разжигать горелку, путешествуя соло, то прежде вам необходимо пройти курс обучения и сертификации. Знакомство с принципами работы воздушного шара даст вам преимущество и поможет определиться – подходит ли вам это хобби.
Часть1. Базовые основы
По мере подъема вверх, воздух становится менее плотным, поскольку в верхних слоях давление от его веса уменьшается. [2] По этой причине шар с горячим воздухом поднимается лишь до той точки, где плотность шара и воздуха в нем становится равной плотности окружающего его воздуха.
Сам шар из ткани называют «конвертом», а панели, из которых он пошит – клиньями.
В большинстве воздушных шаров есть отверстие вверху конверта, плотно закрытое откидной створкой из ткани. Она называется «парашютный клапан». [3] Клапан, в свою очередь, присоединен к «разрывной стропе», которая опускается к корзине.
Нижний конец конверта или «рот», расположен над «горелкой», которая производит пламя из «баллонов пропана», расположенных под ней внизу.
Баллоны с пропаном, пассажиры и груз размещаются в «корзине», прикрепленной к нижней части конверта.
Каждый, кто находится в корзине, должен иметь в виду, что воздушный шар может приземлиться в грязи или труднодоступной местности, а потому надетая одежда и обувь должны быть максимально комфортными.
Сброс балласта или любого тяжелого объекта, размещенного по бокам воздушного шара, уменьшит его полную плотность и также заставит подниматься ввысь. По понятным причинам этот прием не рекомендуется применять при полете над населенной местностью.
У самого баллона с пропаном есть измерительный клапан или «круиз», который контролирует количество газа, подаваемого в горелку. Постепенное его открытие во время полета, это наиболее простой способ двигаться на одной высоте. [6]
Кратковременная вспышка дополнительного количества пропана из взрывного клапана сможет поднять воздушный шар, если он начнет опускаться слишком низко.
Парашютный клапан также называют выпускным портом (портом дефляции) и стропа разрыва открывает также и его. [8]
На многих воздушных шарах есть стропы, которые надеты на боковые клапаны или створки конверта, но с их помощью можно лишь поворачивать корзину. [10]
Почти каждый полет на воздушном шаре происходит в сопровождении легкового или грузового автомобиля, в которые загружаются шар и его пассажиры сразу после приземления.
Часть 2. Управление воздушным шаром
Существенные изменения в направлении ветра, когда вы поднимаетесь или спускаетесь, называются порывом ветра и требуют особого внимания, поскольку могут ускорить или замедлить ваше движение. Если сильный порыв ветра загасит пламя вашей горелки, зажгите ее снова и во избежание падения, как можно быстрее нагрейте шар.
Если воздушный шар медленно реагирует на ваши действия, или вы замечаете, что воздух вместо того, чтобы устремлять вас вверх расходуется впустую, значит, вы попали в «инверсию» – состояние, при котором, чем выше вы поднимаетесь, тем теплее становится воздух вокруг вас. Компенсировать инверсию можно, увеличив количество нагреваемого воздуха или напротив, уменьшив, в зависимости от направления движения.
Советы
«Газовый шар» – это другой тип летающих шаров, который иногда называют беспилотным. В нем газовые баллоны заполнены гелием или другим газом, который легче воздуха, что позволяет поднимать шар в небо без нагревания. Эти шары отрываются от земли, как только с них сбрасывают балласт, если только это не гибридная модель, использующая газ и горячий воздух. [25]
Предупреждения
Удостоверьтесь, что владелец или владелица земли, где вы собираетесь осуществить полет, дали добро на использование своего участка для этих целей. В противном случае, вас могут привлечь к суду на нарушение границ частных владений.