热气球原理

Question

热气球的工作性质和制造原理

Answer 1

热气球的基本原理是热胀冷缩。当空气受热膨胀后，比重会变轻而向上升起。
热气球主要由一个巨大的气囊和一个用于装载人员或物品的吊篮以及用于加热空气的燃烧器组成。
燃烧器将燃烧加热的空气由气囊下部的端口喷入气囊，热空气聚集在气囊中产生升力，使气球拖起吊篮一同升空。
目前球囊通常由阻燃的强化尼龙或涤纶制成。球囊的质地很薄、很轻，但却有非常好的抗拉强度，而且是不透气的。
吊篮由藤条编制而成（我国大多数采用东南亚进口的材料），着陆时能起到缓冲的作用。
吊篮四角放置四个热气球专用液化气瓶，置计量器，吊篮内还装有温度表、高度表、升降表等飞行仪表。
燃烧器是热气球的心脏，比一般家庭煤气炉的燃烧能量大150倍。当主燃烧器点燃时，火焰有2-3 米高，并发出巨大的响声。点火燃烧器是主燃烧器的火种。一直保持火种，不会被风吹熄灭。另外，热气球上有两套燃烧系统以防备空中出现的故障。
热气球通常用的燃料是丙烷或石油液化气，气瓶固定在吊篮内，一只热气球能自带80公斤的液体燃料。
热气球没有动力系统，在空中是随风而行。但是，由于风在不同的高度有不同的方向和速度，驾驶员可以根据飞行需要的方向选择适当的高度。热气球的唯一飞行动力是风,一天中太阳刚刚升起时或太阳下山前一两个小时,是热气球飞行的最佳时间,因为此时的风通常很平静,气流也很稳定。大风、大雾都不利于热气球的飞行;在飞过高压线、高大建筑、牲畜养殖场、村庄时要保持安全高度。 一只热气球通常携带足够的石油液化气或丙烷能持续飞行约两个小时,但一些因素也影响飞行的持续时间,比如气温、风速、吊篮重量和飞行的具体时间。 专家介绍,因为热气球升空比较繁琐,所以一般需要几个人的共同努力才能完成。先是将球囊在地上铺展开,然后将它与放在一边的吊篮连接在一起,用一个小的鼓风机,将风吹入球囊,使气球一点点地膨胀,当完全展开后,开始点火。将火点燃加热气球球囊内的空气,热空气使气球升到垂直于吊篮的位置,再加几把大火,气球就可以起飞了。 热气球飞行原理
热气球飞行是根据热空气密度比冷空气密度小，相同体积热空气比冷空气轻而产生浮力的原理。把球囊内的空气加热,使其变轻产生浮力,就可以使气球载重升空。用开燃烧开关的间隔时间长短，调整球囊温度（气体密度）来控制热气球的上升和下降；利用不同高度层的风向来控制和调整自己的前进方向；热气球不能主动改变方向，它的飞行速度与风速相同

热胀冷缩，热气密度小，使得真个热气球的平均密度小于空气
热气球受到空气的浮力大于自身的重力
于是就升起来了。
小时候做过最简单的
一个轻的解释的塑料袋
几根绳子
一截蜡烛头
按大型热气球那样扎起来就可以了
利用空气受热后，密度变小，从而获得浮力
一般是耐热的复合材料
小型的无所谓设计图案了
由于温度上升，空气体积变大，温度高的空气比温度低的空气轻，所以温度高的空气浮在上边。热气球就是利用空气的这个性质来制作的。

Answer 2

热气球的基本原理是热胀冷缩。当空气受热膨胀后，比重会变轻而向上升起。
热气球主要由一个巨大的气囊和一个用于装载人员或物品的吊篮以及用于加热空气的燃烧器组成。
燃烧器将燃烧加热的空气由气囊下部的端口喷入气囊，热空气聚集在气囊中产生升力，使气球拖起吊篮一同升空。
目前球囊通常由阻燃的强化尼龙或涤纶制成。球囊的质地很薄、很轻，但却有非常好的抗拉强度，而且是不透气的。
吊篮由藤条编制而成（我国大多数采用东南亚进口的材料），着陆时能起到缓冲的作用。
吊篮四角放置四个热气球专用液化气瓶，置计量器，吊篮内还装有温度表、高度表、升降表等飞行仪表。
燃烧器是热气球的心脏，比一般家庭煤气炉的燃烧能量大150倍。当主燃烧器点燃时，火焰有2-3 米高，并发出巨大的响声。点火燃烧器是主燃烧器的火种。一直保持火种，不会被风吹熄灭。另外，热气球上有两套燃烧系统以防备空中出现的故障。
热气球通常用的燃料是丙烷或石油液化气，气瓶固定在吊篮内，一只热气球能自带80公斤的液体燃料。
热气球没有动力系统，在空中是随风而行。但是，由于风在不同的高度有不同的方向和速度，驾驶员可以根据飞行需要的方向选择适当的高度。热气球的唯一飞行动力是风,一天中太阳刚刚升起时或太阳下山前一两个小时,是热气球飞行的最佳时间,因为此时的风通常很平静,气流也很稳定。大风、大雾都不利于热气球的飞行;在飞过高压线、高大建筑、牲畜养殖场、村庄时要保持安全高度。 一只热气球通常携带足够的石油液化气或丙烷能持续飞行约两个小时,但一些因素也影响飞行的持续时间,比如气温、风速、吊篮重量和飞行的具体时间。 专家介绍,因为热气球升空比较繁琐,所以一般需要几个人的共同努力才能完成。先是将球囊在地上铺展开,然后将它与放在一边的吊篮连接在一起,用一个小的鼓风机,将风吹入球囊,使气球一点点地膨胀,当完全展开后,开始点火。将火点燃加热气球球囊内的空气,热空气使气球升到垂直于吊篮的位置,再加几把大火,气球就可以起飞了。 热气球飞行原理
热气球飞行是根据热空气密度比冷空气密度小，相同体积热空气比冷空气轻而产生浮力的原理。把球囊内的空气加热,使其变轻产生浮力,就可以使气球载重升空。用开燃烧开关的间隔时间长短，调整球囊温度（气体密度）来控制热气球的上升和下降；利用不同高度层的风向来控制和调整自己的前进方向；热气球不能主动改变方向，它的飞行速度与风速相同
热胀冷缩，热气密度小，使得真个热气球的平均密度小于空气
热气球受到空气的浮力大于自身的重力
于是就升起来了。
小时候做过最简单的
一个轻的解释的塑料袋
几根绳子
一截蜡烛头
按大型热气球那样扎起来就可以了
利用空气受热后，密度变小，从而获得浮力
一般是耐热的复合材料
小型的无所谓设计图案了
由于温度上升，空气体积变大，温度高的空气比温度低的空气轻，所以温度高的空气浮在上边。热气球就是利用空气的这个性质来制作的。

Answer 3

利用加热的空气产生浮力的气球。

热气球飞行是根据热空气密度比冷空气密度小，相同体积热空气比冷空气轻而产生浮力的原理。把球囊内的空气加热,使其变轻产生浮力,就可以使气球载重升空。

用开燃烧开关的间隔时间长短，调整球囊温度（气体密度）来控制热气球的上升和下降；利用不同高度层的风向来控制和调整自己的前进方向；热气球不能主动改变方向，它的飞行速度与风速相同。

热气球（Hot Air Balloon）是一个比空气轻，上半部是一个大气球状，下半部是吊篮的飞行器。气球的内部加热空气，这样相对与外部冷空气具有更低的密度，作为浮力来使整体发生位移；吊篮可以携带乘客和热源（大多是明火）。

现代运动气球通常由尼龙织物制成，开口处用耐火材料制成。可用于航空体育、摄影、旅游等。第一个载人热气球由Montgolfier 兄弟制作，在1783年11月21日法国巴黎Jean-François Pilâtre de Rozier 和 François Laurent d'Arlandes两人启动。第一个在美洲飞行的热气球是由法国航空公司Jean Pierre Blanchard于1793年1月9日从费城的胡桃木监狱发射的。[2]  目前的类型有AA、AX、AM、AS四种。

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Answer 4

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，需要大约1,840立方米的热空气!

热气球飞行是根据热空气密度比冷空气密度小，相同体积热空气比冷空气轻而产生浮力的原理。

上升时：把球囊内的空气加热，空气排出使其变轻，重力小于浮力就可以使气球载重升空;

下降时：则停止加热，冷空气又进入球囊，气球的重力增加，重力大于浮力时便下降。用开燃烧开关的间隔时间长短，调整球囊温度(气体密度)来控制热气球的上升和下降。

所以热气球改变的是重力的大小。

Answer 5

使“热气球”升降的力只能用以下两种原理来解释。
一、流体动力学原理：
从“火风车”实验中我们不难看到,火的上方有一股上升的气流。就是这股气流使“火风车”转动起来。我们不访做一个实验，用透明塑料薄膜做成一个直径大约600mm，高大约750mm的孔明灯，在孔明灯正下方开口处点燃一盏酒精灯，酒精灯周围点上几根蚊香，给孔明灯内注入白色的烟雾，可以看出烟雾在孔明灯内形成了对流（如图所示），火焰正上方烟雾向上流动速度较大，而且火焰越大，流速也越大。远离火焰的周边区域，烟雾湍流的速度较小。由此可见，上升气流对孔明灯顶部产生了流体动力作用。这个力的大小与流体的质量和流速有关，而流速又与火焰的大小有关（热气球就是利用火的大小来控制升降的）。实验表明，孔明灯周边有气体流出，但发现火焰下方也有空气流进孔明灯内，在补充外流空气的同时，也补充了火焰燃烧所需要的氧气。
二、分子动量原理：
分子运动的动量
P=mv,对物体产生的作用力F=（P1-P0）/t。在单位时间内，作用力的大小与冲量（动量差）有关，冲量越大，作用力也越大。动量的大小又与分子的质量和分子运动速度大小有关。分子质量越大、运动速度越大，分子动量也越大。由此可见，孔明灯中有一定量的二氧化碳时，由于二氧化碳的分子量比空气的平均分子量大，所以上升力会明显增大。
阿基米德原理中的“浮力”，实值上是浸没在静止流体中的物体上下表面所受到的压力差产生的，是属于流体静态力学。“热气球”和“孔明灯”的升降原理，应该用“流体动力学”来解释。