Balão de ar quente: história, características, peças, como funciona - Ciência - 2023

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UMA balão de ar quente É uma aeronave que permite o levantamento de cargas e pessoas pelo ar e que funciona pelo princípio da flutuabilidade. Não requer asas, lâminas ou motor para subir. Basta isso em uma bolsa, balão ou balão, um gás que é mais leve que o ar circundante.

Esse gás geralmente é o ar quente, pois sendo mais leve do que o ar frio circundante permite que ele suba ou flutue. Preso ao balão está uma cesta ou cabine onde a carga e / ou passageiros são colocados.

Geralmente, os balões de ar quente não possuem nenhum tipo de propelente, então a direção do vôo é determinada pelo vento, embora a maioria dos balões de ar quente possua um sistema que permite controlar a altura.

História do balão de ar quente

O crédito pela invenção do balão de ar quente pertence aos irmãos Montglofier, Joseph-Michel e Jacques-Étienne, que o exibiram publicamente em 4 de junho de 1783 na França, embora seus primeiros modelos tivessem sido feitos um ano antes.

Joseph e Etienne sonhavam em voar há muito tempo, mas não haviam encontrado um jeito.

A inspiração veio quando Joseph segurou a camisa pelo pescoço no ar quente que subia pela lareira e percebeu que esse ar poderia levantá-la. Eles entenderam que o ar quente é mais leve que o ar frio e é por isso que ele flutua.

Portanto, a tarefa a ser executada era encerrar o ar em uma bolsa grande o suficiente para levantar uma carga. Obviamente, quanto maior a carga, maior o volume da bolsa que conteria o ar quente.

Em setembro de 1782 construíram um balão com capacidade de um metro cúbico que encheram de ar quente que conseguiu subir até trinta metros de altura. Em dezembro construíram um com maior capacidade, de três metros cúbicos, com o qual continuaram seus experimentos.

Em abril de 1783, eles conseguiram elevar um balão de 10 metros de diâmetro a 365 metros de altura, com um volume de 850 metros cúbicos. Em junho do mesmo ano, eles fizeram uma demonstração pública da invenção.

A manifestação diante do rei Luís XVI

A grande manifestação ocorreu em setembro de 1783 em Versalhes, sob o olhar do rei Luís XVI, da rainha Maria Antonieta, de toda a corte francesa e de uma audiência de 130.000 pessoas, que ficaram perplexas com a manifestação.

A bordo da cesta de balões em Versalhes em setembro de 1783 estavam um galo, uma ovelha e um pato. Um mês depois, ocorreu o primeiro vôo humano em um balão de ar quente.

O primeiro homem a voar alto com um balão de ar quente foi Jean-François Pilâtre de Rozier (outubro de 1783). Infelizmente, dois anos depois, Jean-François e um companheiro morreram em um acidente de balão.

Outro marco histórico ocorre em 1792, quando o balão de ar quente é usado pela primeira vez para fins militares. A demonstração do Colégio Real de Artilharia de Segóvia foi feita na presença do Rei Carlos IV de Espanha.

Em outubro de 1797, André Jacques Garnerin deu o primeiro salto de paraquedas de um balão de ar quente voando pelos céus parisienses.

Caracteristicas

As principais características de um balão de ar quente são:

- Não se pode dizer que é um artefato voador, mas sim um artefato flutuante.

- Condições adequadas de fluxo de ar são necessárias para garantir flutuabilidade e segurança.

- Possui envoltório de tecido leve e resistente ou balão que se enche de ar quente.

- O ar que preenche o envelope é aquecido por queimadores a gás.

- A carga e a tripulação vão em uma cesta que pende do balão e é feita com materiais leves.

Partes do balão de ar quente

As três partes principais de um balão de ar quente são:

- O envelope.

- Os queimadores.

-O cesto ou cesto.

O envelope ou vela tem o formato volumoso ou de balão, é feito de tiras de tecido leve e impermeável que são costuradas para dar a forma esférica.

Atualmente os tecidos e fios usados para fazer o envoltório são feitos de nylon ou fibra de poliéster, mas deve-se destacar que essas fibras não existiam quando surgiram os primeiros balões de ar quente. A fibra de nylon foi inventada em 1938 e o poliéster em 1946. A embalagem dos primeiros balões era feita de seda ou papel.

A função da vela ou envelope é armazenar o ar quente e garantir a flutuabilidade do balão. Apesar do tecido ser resistente, é necessário colocar fitas de reforço longitudinais e transversais na confecção da vela.

A parte superior da vela tem uma válvula de volta ou rasgo, conhecida como pára-quedas, que é acionado por uma corda que, quando puxada pelo piloto, permite que o ar quente escape para que a subida ou a altura possam ser controladas.

Queimadores e combustível

Na parte externa superior da vela existem cordas que são presas às pontas dos cintos de carga e ajudam na inflação e deflação da vela.

Os queimadores são orientados de forma que o fogo aponte para a entrada ou boca da caixa.

O combustível usado para aquecer o ar e encher o envelope é o propano. Os tanques de propano que servem para encher o balão de ar no início permanecem no solo. A bordo podem existir outros menores que poderíamos chamar de tanques de manutenção.

A cesta ou cesta do balão de ar quente ainda é feita de vime. Outros materiais leves e resistentes já foram experimentados, mas o vime ainda tem quatro características principais: é barato, leve, resistente e absorve os impactos do pouso.

O fundo do cesto é de contraplacado e possui cabos de aço que o envolvem vertical e longitudinalmente para serem enganchados nas fitas de reforço das velas e nos suportes do queimador.

Equipamento moderno

Além deste equipamento básico, hoje em dia os tripulantes de balão possuem alguns instrumentos de vôo, tais como:

- Altímetro.

- Termômetro.

- Bússola.

- Extintores de incêndio.

- GPS.

- Equipamentos de rádio.

Funcionamento

Antes de operar um balão, todos os preparativos devem ser levados em consideração, incluindo, e não menos importante, a escolha do lugar certo para voar.

Nessa escolha, deve-se levar em consideração que o local não possui torres ou cabos de alta tensão, a direção e velocidade do vento e para qual região o balão será direcionado.

Para encher o balão ou vela, ele é colocado no chão e preenchido com ar quente por meio de um ventilador. O processo de inflação detalhado é o seguinte:

- A vela é esticada desdobrando-a horizontalmente usando as fitas de carga em ambos os lados. Esta operação requer no mínimo duas pessoas.

- É muito importante verificar se os fechos ou velcro do paraquedas ou válvula coroa estão vedados para que o ar quente não escape durante o enchimento do balão.

- A vela é enchida com a ajuda de ventiladores que, se forem suficientemente potentes, enchem o balão. Em seguida, os queimadores são acesos para introduzir mais ar quente para completar o enchimento da vela.

- Com a vela bem aberta e apoiada por pelo menos duas pessoas, os queimadores são direcionados para o interior do balão e acendidos por curtos intervalos até que o balão suba e estique os cabos e cordas que o prendem ao cesto. A cesta deve ser ancorada ao solo para evitar o levantamento indesejado.

- Uma vez preenchida com ar quente, a vela sobe, indicando que o balão está pronto para ser usado. O balão deve ser preso ao solo para evitar que suba de forma incontrolável.

Como manobrar o balão?

Ao afrouxar as amarras, o balão sobe. Sua direção é determinada pelas correntes de ar. Mas em alturas diferentes, essas correntes podem ter direções diferentes, portanto, controlando a altura também é possível escolher a direção do vôo.

Quando quer subir ou quer manter a altura, os queimadores são acionados, mas para descer são desativados de forma que o ar dentro do balão esfria e fica mais pesado, por isso começa a descer.

Se for observado que a descida é muito rápida, os queimadores devem ser acionados novamente para diminuir a velocidade de descida.

É muito importante que uma vez que a cesta toque o solo, os passageiros permaneçam na cesta até que esteja completamente amarrada ao solo. Caso contrário, o balão pode começar a subir novamente e causar um acidente indesejado.

Tipos de balões de ar quente

Os balões de ar quente podem ser classificados em vários tipos dependendo de suas características, como por exemplo, se possuem algum tipo de sistema de direção.

- Balões de ar quente não dirigíveis

Eles não têm um sistema de propulsão, então seu deslocamento em distância e direção é determinado pelas correntes de ar atmosféricas.

Estes possuem um grande saco ou vela que retém o ar que aquece um queimador localizado na entrada inferior ou boca da vela, que direciona o ar quente para dentro.

Nesse tipo de balão, a tripulação e os passageiros vão em uma cesta que é presa à vela por cabos e correias.

As manobras limitam-se a controlar a subida e a descida. No entanto, em alturas diferentes, as correntes de ar podem apontar em direções diferentes, o que dá a esses tipos de balões de ar quente uma certa margem de direcionalidade.

- Balões de ar quente Blimp

Às vezes são conhecidos pelo nome de dirigíveis ou em alemão zepelim. A principal característica é que possuem um motor propulsor que lhes permite decidir e manter a direção do vôo mesmo contra o vento.

Em geral, o balão ou vela é fechado e cheio de um gás mais leve que o ar, como o hidrogênio ou o hélio. O hidrogênio é altamente inflamável, enquanto o hélio, por ser um gás nobre, não corre o risco de pegar fogo ou explodir. Em aeronaves, a altura do balão é relativamente constante.

- Balões de ar quente mistos

São aqueles que possuem uma porção de gás leve, como o hélio, encerrada em balões que aliviam o peso total, mas também possuem a vela que é preenchida com o ar quente dos queimadores. Eles podem ou não ter um sistema de propulsão.

- Balões tripulados e não tripulados

Outra classificação possível dos balões é se eles têm tripulantes ou não.

Balões de ar quente não tripulados

Eles geralmente são usados para fins publicitários em feiras e outros eventos. Eles permanecem amarrados a uma altura constante. Esses tipos de balões usam gás em vez de ar quente.

Entre os balões não tripulados estão os balões meteorológicos, que sobem constantemente e enviam dados ao solo por meio de sinais de rádio. Esses dados são altura, temperatura, velocidade e direção do vento, pressão atmosférica e outros dados de interesse.

Balões de ar quente tripulados

Eles exigem um membro da tripulação e geralmente são ar quente. Este tipo de balão é utilizado por fãs de voo, mas também pode ter fins comerciais e turísticos. Existem também competições nas quais são estabelecidos os pontos de partida e chegada e avaliada a habilidade da tripulação em atingir os objetivos propostos.

Como fazer um balão de ar quente caseiro

Aqui estão as etapas básicas para construir um balão de ar quente caseiro que realmente voe.

Este tipo de balão também é comercializado sob o nome de desejo balões, porque geralmente um desejo é feito quando ele surge.

materiais

- Um saco grande dos usados para o lixo, procurando ser de plástico fino, não os ultrafuros que são feitos de plástico mais grosso.

- Um par de fios finos, mas rígidos. O fio usado na construção pode ser usado. Os fios dos cabides são muito grossos e pesados (não são adequados para o experimento)

- Fio de cobre fino ou usado para arranjos de flores.

- Uma bola de algodão ou papel higiênico ou papel higiênico.

- Álcool para queimar.

- Um isqueiro de álcool.

- Quatro pedaços de fita adesiva.

Processo

- Abra a bolsa, para que possam ser feitas medições da boca aberta da bolsa.

- Assim que tivermos as medidas, cortamos dois fios que serão unidos em uma cruz, cujo objetivo é manter a extremidade inferior da bolsa aberta. As pontas desses fios devem ser dobradas em um comprimento de L de aproximadamente 1 cm.

- Para juntar a cruz usamos o fino fio de cobre. Também na intersecção dos dois fios fixamos a bola de algodão ou papel higiênico que impregnamos com álcool em brasa.

- Fixamos a cruz na extremidade aberta da bolsa para que fique bem aberta.

- Em seguida, seguramos a bolsa na parte superior para que tome a forma de um balão.

- Para aquecer o ar dentro da bolsa, um queimador de álcool é colocado no chão no início, o que fará com que o ar quente entre na bolsa e desloque o ar frio.

- Quando se observa que a bolsa está bem inflada, acende-se a bola de algodão ou papel que está na base em forma de cruz e o balão é liberado assim que percebemos que ele quer subir.

Referências

Briceño, G. Balão de ar quente. Recuperado de: euston96.com
Como fazer um balão de ar quente caseiro. Recuperado de: Espaciociencia.com.
Descrição de um balão. Recuperado de: ballooning.es
O voo de balão de ar quente. Recuperado de: pasionporvolar.com
Wikipedia. Balão de ar quente. Recuperado de: wikipedia.com/es