Balon na ogrzane powietrze

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Montgolfier
Balon współczesny
SP-BZP, pierwszy balon Harcerskiego Klubu Balonowego (najstarszy istniejący polski balon n.o.p.)

Balon na ogrzane powietrze – rodzaj balonu, w którym siła nośna wynika z różnicy gęstości ogrzanego powietrza wewnątrz i chłodniejszego na zewnątrz balonu. Najprostszym typem takiego balonu była historyczna montgolfiera. Zgodnie z prawem Archimedesa siła nośna balonu jest równa:

F = g V \left(\rho_{zewn}-\rho_{wewn}\right)

gdzie:

Siła ta jest równoważona przez wagę samego balonu oraz jego ładunku. Należy zwrócić uwagę na to, że siła nośna balonu zmienia się z wysokością, gdyż z wysokością zmienia się gęstość powietrza. Jeżeli weźmiemy pod uwagę temperaturę T na zewnątrz i wewnątrz balonu, to zgodnie z równaniem Clapeyrona dla tego samego ciśnienia (dla balonu otwartego – ten sam gaz wewnątrz i na zewnątrz):

\rho_{zewn}T_{zewn} = \rho_{wewn}T_{wewn}

skąd:

F = g V \rho_{zewn} \left(1 -\frac{T_{zewn}}{T_{wewn}}\right)

Widać, że nawet przy bardzo silnym ogrzaniu wnętrza balonu (ograniczeniem jest wytrzymałość powłoki – musi być cienka i lekka aby ograniczyć masę balonu), ograniczeniem będzie gęstość powietrza silnie obniżająca się wraz ze wzrostem wysokości. Pokonanie dużych wysokości wymaga stosowania bardzo dużych objętości balonu i raczej innych gazów niż powietrze – ze względów bezpieczeństwa zamiast najlżejszego gazu, czyli wodoru stosuje się hel. Często też balon na gorące powietrze może zawierać wewnątrz mniejszy napełniony helem, co oszczędza paliwo, zwiększa siłę nośną, oraz pozwala łatwo sterować wysokością lotu balonu.

Commons in image icon.svg

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]