Управление воздушным шаром. Воздушный шар с корзиной своими руками: инструкция и схемы. Стоимость воздушного шара

13 февраля 2017

Воздушный шар с корзиной - безопасный вид авиационного транспорта, дарящий яркие и незабываемые эмоции!

Воздушный шар представляет собой летательное приспособление для полета, которого применяется газ, отличающийся особой легкостью. Конструктивно состоит из оболочки, наполняющейся газом и специальной корзины, рассчитанной на определенный вес. Управление таким изделием осуществляется с помощью специального шнура, подсоединенного к оболочке. В результате происходит выход горячего воздуха наружу, что способствует снижению авиационного транспорта. Чтобы знать, как правильно называется воздушный шар с корзиной нужно обратиться к истокам истории.

Экскурс в историю

Первый воздушный шар был спроектирован в 1783 году братьями Монгольфье. Изделие наполнялось горячим воздухом, за счет чего могло подниматься вверх. Благодаря горелке пропанового типа осуществлялся нагрев воздуха. Так как разряженный горячий воздух имел меньший вес, чем холодный, шар мог отрываться от земли и взлетать. Данные приспособления активно используются на протяжении нескольких веков для выполнения воздухоплавания.

Первый удачный полет был совершен на воздушном шаре, оболочка которого была изготовлена из бумаги. Теплый воздух циркулировал из закрепленного горшка, который служил местом сгорания топлива. Корзина была изготовлена из дерева и по своей форме напоминала лодку.

На сегодняшний день множество людей задаются вопросом, как называется воздушный шар с корзиной? Исходя из вида наполнения оболочки выделяют такие шары:

монгольфьеры (наполняются горячей воздушной массой);
шарльеры (используется легкий газ - водород или гелий);
розьеры (для полета применяется одновременно воздух и газ).

Особенности летательных приспособлений

Корзина (гондола) прямоугольной формы является неотъемлемым атрибутом любого воздушного шара. Она способна вместить от 3 до 25 человек (в зависимости от размеров). За безопасность присутствующих не стоит волноваться, так как ее края являются достаточно высокими и достигают уровня груди. Для ее изготовления применяются ивовые прутья или ротанг. Некоторые участки для большей прочности и эстетичности обтягиваются кожей. Оболочка состоит из прочного полиэстера, полиамида или лавсана. Такие материалы являются наиболее подходящими, достойно зарекомендовали себя в различных климатических условиях и при воздействии повышенных нагрузок.

Хотите узнать какое название большого воздушного шара с корзиной, используется для туристических полетов нашим клубом? Это современные аэростаты, обладающие высококачественной термостойкой оболочкой, отличающейся воздухонепроницаемостью. Они комплектуются вместительными плетенными корзинами и блоком горелок, которые работают на пропано-бутановой смеси. Предусматриваются барометрические устройства и вентилятор, отвечающие за поступление холодной воздушной массы в оболочку.

Управление воздушным шаром начинается с тщательной подготовки к полету. Для начала следует узнать прогноз погоды, особое внимание уделив таким параметрам как облачность, видимость и скорость ветра. Зная направление ветра и погодные условия, пилот планирует оптимальную траекторию полета и подыскивает удачное место посадки для летательного аппарата.

Взлет на шаре

Полет начинается с выбора подходящего места для взлета. Обычно для этого выбирается поле или участок, свободный от деревьев и кустов. Затем на это место выгружается все необходимое для полета оборудование и устанавливается. На корзину крепятся, с помощью специальных шлангов, газовые горелки и проверяется их рабочее состояние. После этого растягивается купол воздушного шара и соединяется с корзиной с помощью специальных карабинов. Затем пилот начинает нагревать его, купол надувается и поднимается вверх.

Подготовка в среднем может длиться от 10 до 20 минут.

Управление воздушным шаром

С первого взгляда может показаться, что пилотирование воздушного шара дело простое и не требует особых знаний, однако это мнение ошибочное. На самом деле управление аэростатом требует от пилота особых навыков.

Воздушный шар не имеет крыльев и мотора, а его движение регулируется лишь горелками и клапаном. При нагреве воздуха шар поднимается вверх , а открыв вентиль клапана, он начинает спускаться вниз. Поэтому высота зависит от регулирования температуры внутри купола.

Направление полета также связано с силой и направлением ветра. Пилоты, учитывая характеристики ветра на разной высоте могут контролировать, изменять и направлять полет шара в одном или в другом направлении.

Посадка шара

Перед взлетом обычно планируется место вероятной посадки воздушного шара и когда приходит ее время, пилот информирует о точке приземления наземную команду. Команда, находящаяся на земле, оперативно выезжает на место и помогает воздушному шару совершить посадку. Как правило, пилоты стараются выбирать место рядом с проезжей частью или на лугу, чтобы без проблем смогла подъехать сопутствующая машина.

Посадка осуществляется очень просто: пилот открывает клапан и воздух постепенно выходит из купола. Шар медленно опускается вниз и, достигнув земли, ложиться. Команда спускает оставшийся в куполе воздух и упаковывает воздушный шар.

Объяснить причину способности воздушных шаров летать можно несколькими теориями. В широком смысле этот процесс обусловлен соотношением веса воздуха и газа. Если воздушный шар заполнен газом, то он поднимается вверх и не опускается на землю. При наполнении его воздухом, например, когда человек самостоятельно надувает шарик, способность его летать снижается. Газ намного легче воздуха, поэтому шары, наполненные гелием, летают лучше всего.

В зависимости от наполнения воздушные шары могут совершать разные манипуляции :

если шар наполнен углекислым газом, воздухом или аргоном, то летать он будет хуже;
неон, метан, азот, гелий и водород заставляют шарик стремительно взлетать из-за минимального веса этих газов и большой разницы с массой воздуха.

Полет воздушного шара с точки зрения физики

С точки зрения физики, на любое тело, помещенное в газ или жидкость, действует сила вытеснения, равная весу тела. Воздушный шар в данном случае является телом, «помещенным» в воздух. Т.к. газ, наполняющий шар, делает его легким по сравнению с воздухом, то начинает осуществляться выталкивающая сила. За счет этого шар стремительно поднимается вверх и начинает летать.

С помощью физики можно объяснить и причину не слишком хороших летательных свойств шаров, наполненных воздухом . Вес в данном случае практически одинаков, поэтому шар может только парить в воздухе, но без силового воздействия он опускается к земле.

Полет воздушного шара в воздухе сравним с плаванием кораблей по воде. И в первом, и во втором случае происходит выталкивание более легкого тела тяжелой водой или воздухом. Причем выталкивающими способностями вода и воздух обладают практически в одинаковой степени.

Почему летают воздушные шары для воздухоплавания

Большие шары, предназначенные для воздухоплавания, летают по таким же причинам, как и маленькие шары-игрушки. Объяснением способности летать в данном случае также являются законы физики. Размер шара, вес корзины и пассажиров находятся в тесной взаимосвязи друг с другом. Поднимается шар при помощи нагревания в нем воздуха и получаемого в результате этого газа. За счет такого воздействия, шар становится легче воздуха и на него оказывается выталкивающая сила.

Управление воздушным шаром

Управлять любыми воздушными шарами невозможно. Главной управляющей силой всегда является воздух или ветер. Если отпустить маленький воздушный шар и держать его за нитку, то, несмотря на усилия, повернуть его в нужное направление не получится. Аналогичная ситуация происходит и с шарами для воздухоплавания. Единственное, что могут сделать пассажиры, находящиеся в корзине, это снизить шар до уровня земли или поднять его выше в воздух. Высота набирается за счет уменьшения веса (сбрасываются специальные грузы), а снижается шар за счет уменьшения количества газа при помощи контроля температуры нагревания воздуха внутри прорезиненного материала. Температура меняется путем изменения уровня горелки.

Почему воздушные шары и дирижабли наполняют водородом или гелием

В детстве все играли с воздушными шариками. Никто не задумывался, почему воздушные шары наполняют водородом или гелием. Чтобы ответить на этот вопрос, следует вспомнить некоторые вопросы из школьного курса физики.

Немного физики

Если тело находится в воздухе, на него действует несколько сил. Наибольшее влияние оказывают архимедова сила и вес. Их разность называется подъемной силой. Если они равны, то воздушный шар свободно висит или перемещается по воздуху по замысловатым кривым, форма которых зависит от потоков. Если архимедова сила окажется больше веса, возникает подъемная сила, действующая на воздушный шар вверх.

Вес летательного аппарата складывается из самого газа, оболочки, в которой он находится, и поднимаемого груза.

Если наполнить оболочку обычным воздухом при температуре окружающей среды, шар подниматься не будет. Воздух нужно нагревать. Поэтому воздушный шар нужно оборудовать горелкой для постоянного подогрева воздуха внутри оболочки.

Архимедова сила зависит от объема оболочки и разности плотностей воздуха и газа, находящегося в нем.

С увеличением высоты температура уменьшается, давление воздуха и его плотность в замкнутой оболочке снижаются. Соответственно уменьшается архимедова сила, и шар начинает опускаться. Чтобы этого не произошло, в нижней части оболочки делают отверстие, под которым располагают горелку. Уменьшая или увеличивая количество сжигаемого топлива, можно управлять высотой полета.

В летательных аппаратах с замкнутой оболочкой используются газы, у которых при одинаковой температуре плотность меньше окружающего воздуха.

Среди доступных газов наименьшую плотность имеет водород. В промышленности его получают в больших объемах, поэтому его стоимость относительно небольшая.

На сегодняшний день в целях безопасности сферическую оболочку воздушного шара наполняют гелием. Этот редкий химический элемент впервые был обнаружен с помощью спектрального анализа на солнце и получил свое название Гелиос, что означает солнечный. Гораздо позже этот газ был обнаружен на земле.

При одинаковой температуре плотность гелия в 10 раз меньше воздуха. У водорода показатель еще лучше — 20. Поэтому первоначально шары наполняли водородом. Но он, в отличие от гелия, горючий и взрывоопасный газ. Использование этого элемента безопасно, но шар, наполненный гелием, обладает гораздо меньшей подъемной силой.

Немного истории

Большие воздушные шары называются аэростатами, в прошлом они предназначались в основном для научных исследований. Большинство из них представляли сферы различного диаметра.

Самый большой аэростат Рекорд с объемом сферы более 4000 м³ поднялся в воздух осенью 2010 г. В его гондоле путешествовало 36 человек.

Максимальная высота, на которую поднялся аэростат — более 21 км. Рекордный полет совершил гражданин Индии Vijaypat Singhania в 2005 г. Аэростат был заполнен теплым воздухом.

Для перевозки людей и грузов в начале и середине прошлого века использовались дирижабли, имеющие сигарообразную форму.

Самый крупный дирижабль в истории человечества Гинденбург был сконструирован в фашистской Германии в конце 30-х годов. Совершил 21 перелет через Атлантику и погиб в 1937 г. В то время в Германии не было гелия и все емкости Гинденбурга были заполнены водородом. Причина аварии неизвестна. После трагедии наполняемые водородом аэростаты и дирижабли для перевозки пассажиров не применяются. Используются они только в научных целях.

Собственный воздушный шар - детская мечта многих. Сегодня возможно его не только приобрести, но и сделать самостоятельно. Как? Читайте далее!

Купить воздушный шар

Сегодня несколько магазинов как за рубежом, так и в России предлагают купить воздушные шары, оболочки к ним. Новые тепловые аэростаты (тепловые воздушные шары) российского производства стоят порядка 700 тыс. рублей со всеми необходимыми комплектующими - оболочкой, корзиной, горелкой, вентилятором, воздухозаборником и т.д. Большая часть цены приходится именно на оболочку - 300-400 тыс. рублей. Стоимость с корзиной производства Чехии начинается от 30 тыс. долларов, Англии - от 40 тыс. евро.

Бывшие в употреблении аэростаты можно приобрести от 400-500 тыс. рублей за полный комплект. Кроме стоимости самого аппарата владельцу воздушного шара придется потратится на:

расход газа;
регистрацию и сертификацию в Росавиации;
ежегодное продление сертификата, свидетельствующего о летной годности;
вознаграждение пилоту (возможно, и на его обучение);
вознаграждение наземной обслуживающей бригаде и пр.

Воздушный шар с корзиной своими руками: купол

Если вы решили сконструировать собственный воздушный шар, то в первую очередь следует заняться куполом. Для него нужно закупить прочный нейлон - полиэстер или полиамид. Важно, чтобы материал не пропускал воздух - покройте ткань с оборотной стороны жидким полиуретаном или силиконом.

Следующим этапом нейлон разрезают на сегменты нужного размера, которые сшивают особо прочными нитками. Отверстие для надувания воздушного шара с корзиной своими руками обшивают защитным слоем материала, стойкого к воздействию высоких температур.

Чтобы купол был более прочным, его дополнительно обшивают вертикально и горизонтально тканевыми лентами. Закрепляют их на самой вершине купола, а нижние края лент прикрепляют к канатам корзины-подвески.

Как сделать воздушный шар: корзина

Традиционно стенки корзины плетутся из виноградной лозы, а дно делают из так называемой морской фанеры, которая устойчива к перепадам температур и прочим экстремальным моментам. Каркас - это стальные тросы из нержавеющего материала. Ими корзина крепится к куполу. На тросы надеваются специальные кожаные чехлы, оберегающие их от повреждений.

Необходимо также сконструировать специальные подвески, где будет храниться багаж и принадлежности для воздухоплавания.

Важный элемент: горелка

Перед тем как сделать воздушный шар, необходимо тщательно продумать конструкцию горелки. Топливом для нее в настоящее время служит сжиженный пропан. Средняя мощность устройства - 4,5-6,0 тыс. мегаватт. Приобретать следует именно специальные горелки для воздушных шаров, которые изготавливаются из прочной нержавеющей стали по особой технологии, позволяющей устройству выдерживать большие перепады температур.

Собственный воздушный шар: инструкция

Пассажирский аэростат в домашних условиях, конечно, изготовить затруднительно, но вот сделать испытательный бумажный воздушный шар с корзиной своими руками весьма возможно. Вам понадобятся:

плотная бумага;
тонкая бумага (так называемая папиросная);
клей;
нитки;
шпагат;
ножницы;
карандаш;
длинная линейка;
треугольник.

Теперь за работу:

От диаметра вашего шара будет зависеть число и размер вырезаемых полосок. Если он равен 1,5 м, то будет нужно 12 полос, 2 м - 16, 2,5 м - 20, 3 м - 24.
Чтобы начертить ровный шаблон, сначала проведите на бумаге вертикальную линию, равную длине будущей полоски. Через нее прочерчивайте на некотором расстоянии перпендикулярные отрезки, равные пределам ширины сегмента. Конечные точки отрезков соединяются плавной линией, которая и будет контуром полоски.
По картонному шаблону обведите и вырежьте контуры сегментов на папиросной бумаге. Удобнее всего наложить друг на друга несколько ее слоев, образовав пачку, и вырезать разом несколько сегментов.
Сегменты сначала склеиваются между собой "лодочками". Затем уже эти "лодочки" нужно приклеить одна к другой. Перед тем как заклеить последний шов, выверните конструкцию так, чтобы она имела форму шара.
Основание шара скрепляется наклеенными полосками бумаги с бечевкой - эта конструкция удержит шар при нагревании.
Вершину купола заклейте кругом из той же папиросной бумаги.
После того как клей высохнет, расправьте купол, подержав его над паяльной лампой.
К конструкции на той же бечевке можно приделать корзинку для специального груза.

Для запуска шара включите горелку или разожгите костер, подержите над источником тепла свой шар, не отпуская из рук бечеву. Как только воздух внутри вашего самодельного воздухоплавательного средства нагреется, его можно отпускать в полет.

Таким образом воздушный шар с корзиной своими руками можно сделать и дома. Но вот пассажирские аэростаты возможно только купить или взять в аренду.

Общая информация

Воздушный шар – это летательный аппарат легче воздуха, который движется не с помощью моторов, а при нагревании находящегося в куполе воздуха. Воздушный шар всегда летит в направлении ветра, т. е. туда, куда дует ветер, и столько, сколько дует ветер.

Летом, как правило, на воздушных шарах летают рано утром (5.00 – 9.00 час.), пока не начались термики (вертикальные потоки воздуха), и вечером (18.00 – 21.00 час.), когда термики успокаиваются. Осенью – весной утренние полеты начинаются немного позже (8:00 часов утра), а вечерние – немного раньше (в 16:00 часов).

Полет на воздушном шаре в среднем продолжается около часа, хотя с технической точки зрения может продолжаться и 2-3 и более часов.

За час воздушный шар пролетает в среднем 10 – 20 километров.

Воздушный шар может подняться на высоту более 10 км, однако на высоте 3 км человеку уже не хватает кислорода. Поэтому на воздушных шарах, как правило, летают невысоко.

Подготовка к полету

Управление воздушным шаром начинается с тщательной подготовки к полету. Во-первых, пилот узнает метеорологическую информацию. Для полета на воздушном шаре самыми главными являются три метеорологические параметра:

облачность – чтобы не было бури или кучевых облаков,

видимость – не менее 5 км,

скорость ветра – не более 5 м/сек.

Имея цель полета, зная направление и скорость ветра, пилот планирует траекторию полета. Поскольку метеорологическая ситуация постоянно изменяется, точно спланировать полет или место посадки невозможно. Поэтому при выборе места старта пилот всегда должен оценить, есть ли в направлении полета достаточное количество площадок для безопасной посадки воздушного шара.

Если планируется полет над городом, пилот воздушного шара обязан иметь разрешение самоуправления, а перед самым полетом пилот должен предъявить план своего полета Службе управления полетами.

Полеты над городом специфичны и тем, что здесь предоставляются услуги по управлению воздушным движением. Поэтому пилот должен внимательно подготовить свои карты, а детали полета согласовывать со службой управления полетами.

Взлет воздушного шара

Полет на воздушном шаре начинается со старта воздушного шара. В старте воздушного шара принимают участие пилот и все его команда, всего 4 человека. В этот процесс также включаются пассажиры, если, конечно, они согласны. Для пассажиров старт – это не менее впечатляющее зрелище нежели сам полет.

Во-первых, выбирается подходящее место для старта воздушного шара. Лучше всего, если это луг размером не менее 50 x 50 метров. На лугу (поле) не должно быть каких-либо препятствий: деревьев, столбов, электрических линий. При более сильном ветре ищется защищенное от ветра место.

После выбора места выгружается все оборудование воздушного шара. На корзину крепятся горелки, они с помощью специальных шлангов подсоединяются к газовым цилиндрам. Пилот испытывает, как работают горелки и система подачи газа.

После чего растягивается купол. Купол всегда растягивается в направлении ветра. Купол с помощью специальных карабинов соединяется с корзиной и горелками.

В подготовленный купол с помощью вентилятора запускается холодный воздух.

Мощный вентилятор наполняет купол воздухом примерно за 5 минут.

Когда купол достаточно надут, пилот с помощью пламени горелок начинает греть находящийся в куполе воздух. Нагретый воздух расширяется и поднимается вверх. Таким образом купол надувается и начинает подниматься с земли.

До надувания воздушный шар привязывается к автомобилю. Это делается для того, чтобы ветер не откинул полностью не подготовленный воздушный шар. Когда пилот удостоверяется, что воздушный шар и пассажиры надлежащим образом готовы к полету, и когда воздух в куполе нагревается до необходимой температуры, воздушный шар начинает подниматься. После чего воздушный шар отцепляется от автомобиля и поднимается.

Подготовка воздушного шара к полету занимает 10-15 минут.

Пилотирование воздушного шара

Хотя пилотирование воздушного шара с первого взгляда кажется очень простым, на самом деле оно требует особенных знаний и навык пилота.

Поскольку у воздушного шара нет ни мотора, ни крыльев, во время полета воздушный шар управляется двумя главными приборами: горелками и клапаном. При нагреве воздуха шар поднимается вверх, а открыв клапан, шар начинает спускаться. Поэтому высота воздушного шара регулируется путем изменения температуры внутри купола.

У многих людей возникает вопрос: если пилот может регулировать только высоту полета, то как же шар долетает до необходимого места?

Ответ скрывается здесь: для полета на воздушном шаре используются атмосферные условия. Направление и сила ветра на разных высотах отливается, поэтому пилоты при изменении вертикальной позиции шара могут направлять полет шара в одном или в другом направлении. Сила ветра, как правило, бывает сильной в более высоких слоях атмосферы, поэтому пилоты могут частично контролировать и скорость полета.

Хотя даже самые опытные пилоты не могут полностью контролировать направления полета воздушного шара. Обычно, ветровые условия предоставляют пилоту небольшой выбор. В редких случаях на шаре можно вернуться на место старта. Поэтому пилотирование воздушного шара обычно является импровизацией по существующим условиям погоды.

По этой причине шар всегда сопровождает наземная команда, которая позже помогает шару спуститься, собрать оборудование и пассажиров.

Спуск

Еще во время полета пилот предварительно планирует, в каком месте он спуститься. Об этом по телефону или с помощью радиосвязи информируется команда на земле.

Как правило, к площадке спуска не применяются какие-либо особенные требования. Важно, чтобы она была достаточно большой для безопасного спуска воздушного шара, и чтобы спускающийся воздушный шар не нанес ущерб владельцам земли. Если ветер несильный, воздушный шар может спуститься на обычном стадионе. Если ветер сильнее, пилот ищет площадку большей площади.

Опытные пилоты умеют так посадить шар, что контакта с землей почти не чувствуется. Посадить шар помогает и команда, находящаяся на земле. Однако при большом ветре спуск воздушного шара может быть «твердым». Пилот еще до полета проводит для пассажиров инструктаж, как надо себя вести во время «твердого» спуска. Многим пассажирам такой спуск является самой веселой частью полета.

Как правило, пилоты стараются спуститься рядом с дорогой, чтобы смогла подъехать сопутствующая машина. Однако иногда воздушный шар спускается на большом лугу. В таком случае работающая на земле команда и помощники помогают перенести шар в лучшее место.

После того как пилот открывает клапан купола, воздух из купола выходит. Шар склоняется и ложиться на землю. На земле работающая команда полностью выпускает воздух и упаковывает шар.

Процесс спуска продолжается примерно 20 минут.