如果您确實需要去某個地方，那熱氣球不會是一種實用的飛行器。實際上您不能真正駕駛熱氣球，因為風吹得有多快，氣球飛行的速度就多快。但如果您隻想體驗一下飛行的感覺，那熱氣球會是一種非常獨特的方式。許多人将乘坐熱氣球飛行稱為自己體驗過的最甯靜、最讓人愉快的活動之一。

熱氣球也是基本科學原理的一項創造性應用。在本文中，我們将了解熱氣球為何能夠升空，以及如何設計氣球才能讓駕駛員控制氣球的高度和垂直速度。看到這些外形美麗、結構簡單的早期飛行器，您一定會驚奇不已！

熱氣球源于一個非常基本的科學原理：熱空氣會升到冷空氣上方。從本質上講，熱空氣比冷空氣輕，因為單位體積熱空氣的質量較小。1立方分米的空氣大約重1克，若加熱到37.8攝氏度，同樣體積空氣的重量會減少約0.25克。因此，熱氣球中每立方分米空氣可以升起0.25克的物體。但這遠遠不夠。這也是為什麼熱氣球看起來如此巨大的原因——要升起454公斤的物體，您需要大約1,840立方米的熱空氣！要确切了解這一工作原理，請轉至本文氣壓 重力=浮力部分。

要保持氣球上升，您需要不斷加熱空氣。熱氣球利用位于氣囊開口下方的燃燒器實現這點。氣球中的空氣冷卻時，駕駛員可以通過點燃燃燒器來重新加熱空氣。

熱氣球主要由三部分構成：載客的吊籃，貯存空氣的球囊和加熱空氣用的燃燒器

現代熱氣球通過燃燒丙烷加熱空氣。丙烷是室外燒烤的一種常用燃料。丙烷壓縮液化後儲藏在氣球吊籃中的輕型氣瓶内。進氣管接在氣瓶底部，以便從氣瓶中抽出液體。

丙烷在氣瓶中高度壓縮，所以它能迅速通過進氣管流入加熱盤管。加熱盤管簡單來說就是一段盤繞在燃燒器周圍的線圈上的鋼管系統。氣球駕駛員啟動燃燒器時，丙烷以液态形式流出，并用長明小火點燃。随着火焰燃燒，周圍管道系統中的金屬受熱升溫，就會加熱流經管道的丙烷。這樣丙烷在點燃前從液态變為氣态。氣态丙烷可以産生更強烈的火焰，并使燃料更高效地燃燒。

現在，大多數熱氣球的氣囊由長條狀的尼龍三角帆布條制成，中間使用縫合線加固。從氣囊底部延伸到頂部的三角帆布條是由大量小片的氣囊片組成的。尼龍非常适合用于熱氣球，因為它不但材質輕，而且相當結實，同時熔點也較高。氣囊底部的尼龍裙擺表面塗有特殊的防火材料，以防止火焰點燃氣球。

起飛時向球囊裡噴火，加熱球囊内部的空氣

熱空氣不會從氣囊底部的開孔中逸出，因為浮力會使其上升。如果駕駛員持續點燃噴射的氣體燃料，氣球将持續上升，但存在一定的高度限制，因為空氣最終變得過于稀薄，以緻于浮力太弱而不足以擡升氣球。浮力等于氣球所排開空氣的重量，因此通常大型氣囊的上升高度限制要高于小型氣囊。

吊籃承載旅客、丙烷氣瓶和導航設備

大多數熱氣球使用藤條吊籃作為"乘客廂"。藤條很适合用于氣球，因為它結實、柔韌且相對較輕。柔韌性有助于氣球着陸，而用更為堅硬材料制成的吊籃會使乘客感覺到巨大的沖擊力。藤條材料則能夠稍微彎曲，吸收一部分能量。

駕駛

駕駛氣球需要技巧，但是操作實際上非常簡單。要升起氣球，駕駛員隻需移動控制裝置，打開丙烷閥。這種控制杆的工作方式正類似于煤氣烤架或煤氣竈的旋鈕：轉動旋鈕時，氣流加大，火焰變旺。駕駛員可以通過噴出更大的火焰來快速加熱空氣，提高垂直上升速度。

要使燃燒器噴射，駕駛員需要打開丙烷閥

另外，許多熱氣球配有一個可以打開二号丙烷閥的控制裝置。該閥通過軟管輸送丙烷，而繞過了加熱盤管。這樣駕駛員就能燃燒液态丙烷，而不是丙烷氣體。液态丙烷雖然燃燒效率稍低，火焰較弱，但燃燒的噪音比燃燒丙烷氣體時更小。飛過農場上方時，駕駛員經常使用二号閥，以免驚吓到動物。

熱氣球還有一根細繩，用于打開氣囊頂部的降落傘閥。駕駛員拉動相連的細繩時，可以從氣囊中排出一部分空氣來降低内部氣溫。這會使氣球減緩攀升速度。如果駕駛員開啟該閥的時間足夠長，氣球将下降。

熱氣球頂部的傘閥，由一根細繩控制開關

大體上，熱氣球就隻有這些控制項目：加熱讓氣球上升，排氣令氣球下降。這就出現一個有趣的問題：如果駕駛員僅可以控制熱氣球上下移動，他們怎樣才能讓氣球從一個地方飛到另一個地方？實際上駕駛員可以通過改變垂直位置來進行水平移動，因為高度不同，風向也會不同。要向特定方向移動，駕駛員隻需上升和下降到合适的高度，然後禦風而行。在大氣中，高度越高，風速通常也會越快，所以駕駛員可以通過改變高度來控制水平速度。

要水平操縱氣球，駕駛員可以通過上升或降低，駕馭不同的氣流

當然，即使經驗最豐富的駕駛員也不能完全控制熱氣球的飛行路線。通常，風力條件隻能讓駕駛員做出極少的選擇。因此，您實際上無法沿确切的航線駕駛熱氣球，也很難返回起點。因此與駕駛飛機不同，駕駛熱氣球在很大程度上依靠臨時發揮，每時每刻都可能不一樣。為此，熱氣球機組的一些工作人員必須留在地面，驅車追蹤氣球以預測熱氣球在哪裡着陸。然後，這些工作人員到着陸點去接乘客和設備。

今天的文章，給大家介紹了熱氣球的内部結構和飛行原理，明天我們将繼續為您科普熱氣球的起飛和降落，以及其飛行原理的具體利用方法。感興趣的小夥伴千萬不要錯過哦。

來源：熱氣球村

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