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热气球的结构及工作原理

时间:2018-10-18 15:06来源:未知 作者:admin 点击:
       热气球源于一个非常基本的科学原理:热空气会升到冷空气上方。从本质上讲,热空气比冷空气轻,因为单位体积热空气的质量较小。1立方分米的空气大约 重1克,若加热到37.8摄氏度,同样体积空气的重量会减少约0.25克。因此,热气球中每立方分米空气可以升起0.25克的物体。但这远远不够。这也是 为什么热气球看起来如此巨大的原因——要升起454公斤的物体,您需要大约1,840立方米的热空气!
 
       要保持气球上升,您需要不断加热空气。热气球利用位于气囊开口下方的燃烧器实现这点。气球中的空气冷却时,驾驶员可以通过点燃燃烧器来重新加热空气。
 
       现代热气球通过燃烧丙烷加热空气。丙烷是室外烧烤的一种常用燃料。丙烷压缩液化后储藏在气球吊篮中的轻型气瓶内。进气管接在气瓶底部,以便从气瓶中抽出液体。
 
  现在,大多数热气球的气囊由长条状的尼龙三角帆布条制成,中间使用缝合线加固。从气囊底部延伸到顶部的三角帆布条是由大量小片的气囊片组成的。尼龙非 常适合用于热气球,因为它不但材质轻,而且相当结实,同时熔点也较高。气囊底部的尼龙裙摆表面涂有特殊的防火材料,以防止火焰点燃气球。
 
       热空气不会从气囊底部的开孔中逸出,因为浮力会使其上升。如果驾驶员持续点燃喷射的气体燃料,气球将持续上升,但存在一定的高度限制,因为空气最终变 得过于稀薄,以致于浮力太弱而不足以抬升气球。浮力等于气球所排开空气的重量,因此通常大型气囊的上升高度限制要高于小型气囊。
 
       热气球还有一根细绳,用于打开气囊顶部的降落伞阀。驾驶员拉动相连的细绳时,可以从气囊中排出一部分空气来降低内部气温。这会使气球减缓攀升速度。如果驾驶员开启该阀的时间足够长,气球将下降。
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