Балон (воздухоплов)

Балон – аеростатички воздухоплов без сопствен погон, чиј главен дел е исполнет со гас полесен од воздухот. Во воздухот се одржува со помош на разликата во специфичната тежина на надворешниот и внатрешниот гас. Внатрешниот гас вообичаено е водород, хелиум, или топол воздух (кој е со помала специфична густина од околниот атмосферски).

Треба да се разликува балонот од цепелинот, кој има сопствен мотор за погон во саканата насока и има издолжен облик.

Балонот со посада има гондола за посадата под главниот резервоар (балонот) за гас. Се користи во цивилни и воени цели, врзан со земјата или слободен.

Развој

Модел на балонот на браќата Монголфје.

Балонот е првиот воздухоплов со кој човекот се подигнал од земјата. Првото полетување (без пилот) го оствариле браќата Монголфје во Франција на 5 јуни 1783 година. Во нивниот балон, на 21 ноември 1783 година полетуваат и првите пилоти Жан-Франсоа Пилатр де Розје и Франсоа Лоран д'Арланд (François Laurent d'Arlandes) до висина од 1000 метри. Само неколку дена подоцна бил остварен и првиот лет со балон исполнет со водород, пилоти биле Жак Шарл и Никола Луј Робер. Овој бало се дигнал до висина од 3.000 метра.

Веќе во 1794 година, балоните се користеле за воени намени, за посматрање на боиштето. Во таа улога биле користени сè до Првата светска војна, кога главно биле заменети со авиони. Понекаде биле користени за посматрање и до Втората светска војна.

Стратосферските балони се подигаат на големи висини за испитување на атмосферата. Швајцарецот Огист Пикар во 1931 година достигнал висина од 15.780 метри. Во 1957 година, мајорот Дејвид Симонс со балон со зафатнина од 85.000 m³ на висина од 31.089 метри. Заради малиот притисок и ширењето на гасот на висина, стратосферските балони се полнат со гас во мал дел од зафатнината при полетување, па потоа сами се шират при понизок околен притисок на висина:

Слободни и врзани балони

Слободниот балон има облик на топка и може да се управува само по висина. Не може да се управува со неговиот правец бидејќи нема кормило ни погон. Основни делови се труп и гондола. Обвивката на балонот е од гумирано платно или свила, а на долната страна има отвор за влегување на топлиот воздух, водород или хелиум (ракавец). На балонот е прикачена мрежа со врвци кои на долниот крај се врзуваат со гондолата. Гондолата е обично корпа од прачки и служи за сместување на посадата и инструментите. Гондолата има баласт (вреќички со песок) кои се отфрлаат за да се зголеми висината. На врвот на балонот има сигурносен вентил кој може да се отвори од гондолата со помош на сиџим. Со испуштање на гас се смалува висината.

Врзаниот балон е врзан со земјата со челично јаже намотано на макара. Главно се користел за воени намени, за посматрање или како пречка, или за метеоролошка испитувања. Обично имаат издолжен облик с 3 стабилизатора (надувани вреќи наполнети со гас). Обвивката на балонот е од гумирано платно, а наполнет е со водород или хелиум. Вишокот гас се испушта низ сигурносен вентил. Корпата е обесена на балонот со систем врвци во облик на мрежа.

Првите врзани балони имале облик на топка и не можеле да издржат ветар со брзина поголема од 8–10 m/s. Долгнавест змеј-балон од типот Парсевал-Сигсфелд бил конструиран во 1893 година во Германија, и тој подобро издржувал појак ветар. Имал облик на цилиндар со надувани стабилизатори. Со усовршување на конструкцијата, издржуваат ветар до 14 m/s, достигаат висина од 1000-1200 метри и имаат зафатнина од 850 до 1000 кубни метри.

За да му даваат што помал отпор на воздухот, врзаните балони понатаму се изработуваат со долгнавест облик, а некои можат да издржат ветар и до 25 m/s. После Втората светска војна врзаните балони не се користеле за воени намени во целост, во сите држави, бидејќи биле заменети со авиони.

Балон без посада

Може да биде врзан или слободен, а гондолата (ако постои) служи за сместување на инструментите. Врзаните се користиле за воени намени како балони за попречување. Слободните се користат за метеоролошки намени или за пропаганда.

Метеоролошки балон

Метеоролошкиот балон е од слободен тип, без посада и опремен со инструменти за метеоролошка мерења. Има топчест облик и исполнет со хелиум или водород. Според намената може да бидат за: подигање метеоролошки инструменти (и за мерење на ветрот на висина), за одредување висината на облаците, и посебни кои служат само за одредување брзината на ветрот на висина.

Првите обиди би направила руската експедиција на И. Ф. Крузенштерн во 1806 година, со балони изработени од хартија или животинска мембрана. Од почетокот на 20 век се користат балони од гума.

За мерење на висината на облаците се пуштаат мали балони со познат брзина на подигање, на пример 100 метри во минута. Посматрачот го мери времето од пуштањето на балонот до влегувањето во облакот. Поминатото време помножено со брзината на подигање ја дава висината на облакот.

За посматрање на брзината и насоката на ветрот служи пилот-балонот. Достига висини од 7 до 18 километри, а потоа се распрснува. Се следи со аеролошки оптички теодолит од земја.

За подигање на метеоролошки инструменти се користат поголеми балони полнети со водород. Помалите носат радарски рефлективен материјал и се следат со радар, со што се одредуваат одликите на висинскиот ветар. Поголемите носат радиосонди и други инструменти. Инструментите се спуштаат со падобран по распрскувањето на балонот на висини и до 20–30 km.

Стратосферски балон

Стратосферските истражувања користат автоматски стратосферски балони без посада. Зафатнините им се многу поголеми од оние на обичните метеоролошки балони. Во 1954 година американскиот Суперскајхук (Superskyhook) со зафатнина од 94.000 кубни метри достигнал висина од 38.400 метри. Облогата била од лесен полиетилен со дебелина 0,25-0,5 mm. Овие балони имаат гондола за сместување на инструментите, баластот, радиоуредите, антена и радарски рефлектор.

Овие балони се користат за испитување на Сончевото зрачење, космичкото зрачење, составот на воздухот и други големини на исклучително големи висини. Исто така биле користени за подигање експериментални животни, метеоролошки ракети кои потоа се лансираат од висина од 20 км, мерење на зрачењето по јадрени проби итн.

Балони-играчки

За забава се користат мали балони наполнети со хелиум од боца. Може да имаат различни облици, на животни, предмети итн.

Балоните во уметноста

Пет недели во балон, роман од Жил Верн

Поврзано

Литература

Војна енциклопедија, Београд, 1970., књига прва, pp. 461–467.

Надворешни врски

History and legacy of Professor Thaddeus Lowe – American Union Army Balloonist by his Great Great Grandson
Review of Falling Upwards: How We Took to the Air Архивирано на 22 мај 2021 г., Richard Holmes's History of Ballooning, Scarlett Baron, Oxonian Review, June 2013
The Early Years of Sport Ballooning
Hot Air Balloon Simulator – learn the dynamics of a hot air balloon on the Internet-based simulator.
Stratocat Historical recompilation project on the use of stratospheric balloons in the scientific research, the military field and the aerospace activity.
[1] Hodhod soliman balloons.
Royal Engineers Museum Royal Engineers and Aeronautics
Royal Engineers Museum Архивирано на 18 јануари 2007 г. Early British Military Ballooning (1863)
Balloon fabrics made of Goldbeater's skins by Chollet, L. Technical Section of Aeronautics. December 1922 Архивирано на 2 септември 2009 г.
The principle of a balloon flight – VIDEO