Přeskočit na obsah

Horkovzdušný balón

Z Infopedia
Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox Letadlo Horkovzdušný balón je letadlo lehčí než vzduch, jehož nosným plynem je ohřátý vzduch. Skládá se ze tří hlavních částí: vlastního obalu balónu, koše pro posádku a hořáku, který ohřívá vzduch uvnitř obalu. Jedná se o nejstarší technologii létání s lidskou posádkou, která úspěšně dopravila člověka do vzduchu. Princip letu je založen na Archimédově zákoně – horký vzduch uvnitř obalu má nižší hustotu než chladnější okolní vzduch, což vytváří vztlakovou sílu, která balón zvedá.

Moderní horkovzdušné balóny se využívají především pro rekreační a vyhlídkové lety, sportovní soutěže a jako netradiční reklamní nosiče. Přestože je jejich řízení omezené pouze na vertikální pohyb (stoupání a klesání), zkušený pilot dokáže využitím různých směrů větru v různých výškových hladinách do určité míry ovlivnit směr letu.

📜 Historie

Historie horkovzdušných balónů je úzce spjata s Francií 18. století a vynalézavostí bratrů Montgolfierových.

🎈 První lety

První prokazatelně úspěšný veřejný let horkovzdušného balónu bez posádky uskutečnili bratři Joseph-Michel Montgolfier a Jacques-Étienne Montgolfier 4. června 1783 ve francouzském městě Annonay. Jejich balón, vyrobený z plátna a papíru, měl průměr přes 10 metrů a dosáhl výšky přibližně 2 000 metrů.

Prvními živými tvory, kteří se vznesli do vzduchu, byli ovce, kachna a kohout. Stalo se tak 19. září 1783 při demonstraci pro krále Ludvíka XVI. ve Versailles. Let trval přibližně 8 minut a zvířata jej přežila bez úhony, což dokázalo, že pobyt ve vyšších nadmořských výškách není smrtelný.

Historicky první let s lidskou posádkou se uskutečnil 21. listopadu 1783 v Paříži. Průkopníky se stali Jean-François Pilâtre de Rozier, fyzik a chemik, a François Laurent d'Arlandes, důstojník francouzské armády. Jejich let v balónu bratrů Montgolfierových trval přibližně 25 minut, během kterých urazili vzdálenost asi 9 kilometrů a dosáhli výšky kolem 1 000 metrů. Tento den je považován za zrození lidského letectví.

近代 Rozvoj

Krátce po úspěchu Montgolfierů začal vývoj balónů plněných vodíkem, které byly efektivnější a dosahovaly větších výšek a vzdáleností. Horkovzdušné balóny tak na téměř dvě století ustoupily do pozadí. Jejich renesance nastala až v 60. letech 20. století díky Edu Yostovi, který vyvinul moderní horkovzdušný balón s využitím lehkých syntetických tkanin (jako nylon) a výkonného propanového hořáku. Tento technologický pokrok učinil balónové létání bezpečnějším, dostupnějším a odstartoval jeho novou éru jako populární rekreační a sportovní aktivity. V Česku je významným výrobcem společnost Kubíček Balloons.

⚙️ Princip a konstrukce

Funkce horkovzdušného balónu je založena na jednoduchém fyzikálním principu, avšak jeho konstrukce vyžaduje moderní a odolné materiály.

Fyzikální princip

Horkovzdušný balón funguje na základě Archimédova zákona, který platí pro tekutiny (tedy kapaliny i plyny). Podle tohoto zákona je těleso ponořené do tekutiny nadlehčováno silou, která se rovná tíze tekutiny tělesem vytlačené. V případě balónu je "tělesem" objem horkého vzduchu v obalu a "tekutinou" je okolní chladnější atmosféra.

Vzduch ohřátý hořákem (obvykle na teplotu kolem 100–120 °C) se rozpíná a jeho hustota klesá. Stává se tak lehčím než stejně velký objem chladnějšího okolního vzduchu. Rozdíl v hustotách vytváří vztlakovou sílu. Když je tato síla větší než celková hmotnost balónu (obal, koš, hořák, palivo, posádka), balón začne stoupat. Klesání se dosahuje postupným chladnutím vzduchu v obalu nebo jeho řízeným vypouštěním přes ventil na vrcholu.

Hlavní části

Moderní horkovzdušný balón se skládá z několika klíčových komponent:

  • Obal (Envelope): Je to vlastní tělo balónu, vyrobené z lehkých, pevných a nehořlavých syntetických tkanin, jako je ripstop nylon nebo polyester. Látka je potažena vrstvou polyuretanu nebo silikonu pro zajištění neprodyšnosti a odolnosti vůči vysokým teplotám. Obal je sešit z mnoha vertikálních a horizontálních panelů a jeho tvar je zpevněn nosnými popruhy, které přenášejí zatížení na koš. Na vrcholu obalu se nachází tzv. parašutový ventil (parachute valve), který pilot ovládá lanem a slouží k řízenému vypouštění horkého vzduchu pro rychlé klesání nebo přistání.
  • Koš (Basket): Slouží k přepravě pilota, cestujících a palivových lahví. Tradičně se vyrábí z proutí, protože tento materiál je lehký, pevný a velmi pružný, což mu umožňuje absorbovat energii nárazu při přistání. Rám koše je vyroben z oceli nebo hliníku a je propleten ocelovými lany, která jej spojují s hořákem a nosnými lany obalu.
  • Hořák (Burner): Je srdcem balónu. Jedná se o výkonné zařízení spalující kapalný propan, který je pod tlakem přiváděn z palivových lahví. Hořák vytváří několik metrů vysoký plamen, který rychle a efektivně ohřívá vzduch v obalu. Moderní balóny jsou vybaveny dvojitými nebo dokonce trojitými hořáky pro zvýšení bezpečnosti a výkonu.
  • Palivové lahve (Fuel Tanks): Jsou obvykle vyrobeny z hliníku nebo nerezové oceli a obsahují stlačený kapalný propan. Bývají umístěny v rozích koše a s hořákem jsou spojeny pancéřovými hadicemi.
  • Přístroje: Pilot má v koši k dispozici základní přístroje pro bezpečný let: výškoměr (altimetr), variometr (ukazuje rychlost stoupání a klesání) a teploměr pro měření teploty na vrcholu obalu. V dnešní době je standardem také GPS navigace.

✈️ Průběh letu

Let horkovzdušným balónem je klidný a tichý zážitek, přerušovaný pouze zvukem hořáku.

Příprava a start

Před startem pilot zkontroluje počasí, zejména sílu a směr větru. Samotná příprava začíná rozložením obalu na zemi po směru větru. Koš se položí na bok a připevní se k obalu. Následně se pomocí velkého ventilátoru do obalu vhání studený vzduch (tzv. studená inflace). Jakmile je obal dostatečně naplněn, pilot zažehne hořák a začne ohřívat vzduch uvnitř (horká inflace). Balón se postupně zvedá a jakmile je vztlak dostatečný, posádka nastoupí a balón je připraven ke startu.

Ovládání a let

Horkovzdušný balón nelze řídit jako letadlo. Jeho horizontální pohyb je zcela závislý na směru a rychlosti větru. Pilot může ovládat pouze vertikální pohyb:

  • Stoupání: Krátkými zážehy hořáku se zvyšuje teplota vzduchu v obalu, což zvyšuje vztlak.
  • Klesání: Vzduch v obalu se nechá samovolně chladnout, nebo pilot otevře parašutový ventil na vrcholu a upustí část horkého vzduchu.

Zkušený pilot dokáže balón částečně "řídit" vyhledáváním různých výškových hladin, kde vítr často fouká jiným směrem. Tomuto umění se říká "řízení po větru".

Přistání

Pilot pro přistání vybírá vhodnou volnou plochu, jako je louka nebo pole, mimo elektrické vedení a obydlené oblasti. Přiblížení probíhá řízeným klesáním. Těsně před dotykem se zemí může pilot krátkým zážehem hořáku změkčit dosednutí. Po přistání pilot zatáhne za lano parašutového ventilu, čímž ho zcela otevře. Horký vzduch rychle unikne, obal se vyfoukne a položí na zem.

🌍 Využití

  • Vyhlídkové lety: Nejčastější komerční využití, které nabízí pasažérům jedinečný pohled na krajinu z ptačí perspektivy. Populární jsou lety nad historickými městy, hrady, nebo přírodními scenériemi jako je Cappadocia v Turecku.
  • Sportovní létání: Balónové létání je uznávanou sportovní disciplínou s pravidelnými soutěžemi a mistrovstvími. Soutěží se v přesnosti přistání, navigaci a dalších úkolech.
  • Reklama: Velká plocha obalu balónu je ideálním místem pro umístění loga nebo reklamního sdělení, což z něj činí atraktivní "létající billboard".
  • Vědecký výzkum: V minulosti i dnes se balóny využívají pro meteorologická měření, sběr vzorků vzduchu v různých výškách nebo pro astronomická pozorování.
  • Speciální účely: Balóny se používají i při filmování, fotografování nebo speciálních událostech.

🏆 Sport a rekordy

Balónové létání je mezinárodně uznávaný sport řízený Mezinárodní leteckou federací (FAI). Soutěže, často nazývané "fiesty", zahrnují různé disciplíny testující dovednosti pilota. Mezi nejznámější patří "hon na lišku" (hare and hounds), kde jeden balón (liška) startuje dříve a ostatní se ho snaží sledovat a přistát co nejblíže k němu.

⚠️ Bezpečnost

Létání horkovzdušným balónem je statisticky jednou z nejbezpečnějších forem letecké dopravy. Moderní balóny jsou vyráběny z vysoce odolných materiálů a jsou vybaveny redundantními systémy (např. dva nezávislé hořáky a palivové systémy). Piloti musí projít náročným výcvikem a získat licenci.

Největší rizika představují:

  • Elektrické vedení: Kontakt s dráty vysokého napětí je největším nebezpečím.
  • Nepříznivé počasí: Balóny nelétají v silném větru (nad cca 5 m/s), dešti, bouřkách nebo za špatné viditelnosti.
  • Tvrdé přistání: Při silnějším větru může být přistání rychlejší a koš se může po zemi několik metrů vláčet, než se zastaví.

🤔 Pro laiky: Jak to, že to letí?

Představte si, že v místnosti pustíte bublinu z bublifuku. Ta pomalu klesá k zemi, protože vzduch uvnitř ní je stejně těžký jako vzduch kolem. Teď si představte, že byste mohli vzduch uvnitř té bubliny nějak "nadlehčit", aby byl lehčí než vzduch v místnosti. Bublina by pak začala stoupat ke stropu.

Horkovzdušný balón funguje na úplně stejném principu, jen v obrovském měřítku.

  1. Obal balónu je jako obří bublina. Je to jen velký pytel, který drží pohromadě ohromné množství vzduchu.
  2. Hořák ohřívá vzduch uvnitř. Když se vzduch ohřeje, jeho malé neviditelné částečky se začnou pohybovat rychleji a dál od sebe. Zabírají více místa, takže se jich do obalu vejde méně. Tím pádem je celý objem vzduchu v obalu lehčí než stejný objem chladného vzduchu venku.
  3. Lehčí stoupá vzhůru. Protože je horký vzduch v obalu lehčí než okolní atmosféra, celý balón je vytlačován vzhůru – podobně jako korek puštěný pod vodou vystřelí na hladinu.

Pilot tedy neřídí balón doleva nebo doprava, ale pouze nahoru a dolů. Když chce stoupat, "přitopí" hořákem. Když chce klesat, nechá vzduch vychladnout nebo ho trochu upustí ventilem na vrcholu.


Šablona:Aktualizováno

Citováno z „https://infopedia.cz/index.php?title=Horkovzdušný_balón&oldid=18094“