PDF《4.3 热气球Hot Air Ballon》

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3 热气球 Hot Air Ballon

一、热气球活动特性 热气球源自于中国古代的孔明天灯,经蒙古人传至欧洲,18世纪法 国人梦格飞兄弟重新改造了可以载人的热气球.原来是慢速度航空 器,现在变成休闲运动游憩项目.它配备有用来填充气体的袋状物, 当充入气体的密度小于其周围的环境的气体密度,且由此压力差产生 的静浮力大于气球本身与其搭载物的重量时气球就可浮升. 早先装载氢气或氦气,现在普遍采用瓦斯炉烧热空气法,当往 下开口的大气球充满热空气后便能上升,热气球顶部有活动开口,藉 由绳索他放释出部分热空气后,便能下降.最高能上升到3万米以上 高空,最远能跨越太平洋、大西洋. 气球可分为密封充气热气球和加热热气球两类.两者原理相同,即 「使气囊内的气体密度小于气囊外的空气密度,藉此产生浮力;

当浮 力大于气球及负载的物体两者合起来之总重量时,气球就可以向上飞 行.」当气囊内的空气温度渐渐降低时,气囊内气体的密度就渐渐变 图来源-take.az/takelife30429/bizim-aile-takeaz 4-26 运动旅游 Sport Recreation Life Life 大,浮力渐渐变小,若浮力渐渐小于热气球及其上 负载物的总重量时,滞留于空中的热气球,便会因 所受的向下重力,渐渐大于向上的浮力,而缓缓降 落. 旅游休闲的热气球大多是气囊加热热气球, 必须把握清晨4至8点时段,趁大地或山谷还遍布 冷空气时,加热气囊内的空气,才好上升.太阳上 来以后环境空气太热不合适,刮风、打雷、雨大、 紊流多也不好操控,夜晚看不见也不合适.尤其是 旅游休闲目的的热气球,总要让游客玩得平安又开 心.它不是好的飞行器,因为它只随气流、随风速 移动,很难操控方向,但是旅游休闲的热气球能提 共最愉快有趣的飞行体验. 热气球慢起慢落,一个吊篮可以装乘旅客3至 4人,加上有经验的飞行员,安全性大致没问题. 但是要回避雷雨、高压电塔及军事设施区.有些较 谨慎的地区仅开放系留气球.也就是用长长的绳索 系住,如放风筝般,不允许热气球失去控制到处乱 跑,起飞与降落都在一个大草地. 国际航空联合会的气球理事会(CIA)根据填充 的气体不同,把气球分成四类: ? AA型:填充轻气体(氢、氦气),气囊不密 闭,没有加热装置;

? AX型:气囊中填充一般空气,气囊不密闭, 加热升降,称为热气球,用于休闲运动游 憩;

? AM型:填充轻气体(氢、氦气),气囊密闭, 加热升降,称为罗吉尔(Rozière)气球,可以 节省燃料,长期滞空中;

? AS型:填充轻气体(氢、氦气),气囊密闭, 不加热,只调节充气量控制升降,用于科学 研究. 热气球飞行场 有无裙摆的热气球容积比较 热对流雷雨区 4-27 空域运动旅游

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二、热气球设备需求 (1) 气囊(Envelope):热气球主体为气囊,在气囊 下方通常悬挂吊篮.气囊的布料是轻柔坚韧的 织布(尼龙布或聚酯纤维布). 标准的热气球的体积分为几个等级:7号球:容 积为2000-- 2400立方米;

8号球:容积为2400- 3000立方米;

9号球:容积3000-4000立方米;

10号球:容积为4000-6000立方米;

非圆球体: 就是缝制成熊猫、卡通等特殊形状的热气球, 大多参考7号或8号的容积. 最常见的运动游憩热气球(AX型7号不密闭气囊), 直径约16米,填充一般空气2144立方米,热气 球,加热后空气总重量由2765公斤减了数百公 斤,可以装载吊篮、瓦斯桶、燃烧器、器材、4 个成人. (2) 吊篮(Basket):大多由藤条编织而成,质轻坚 韧,着陆时能起到缓和冲击的作用.吊篮长宽 约为1.4x1.1米.吊篮四角放置4个热气球专用 液化气瓶,含计量器,吊篮内还装有温度表、 高度表、升降表等飞行仪表. (3) 飞行仪表(Variometer):显示大气压力与海拔 高度、风速、升降速度、球囊温度计、GPS坐标 等. (4) 无线对讲机(Radio) :飞行场域大多空旷,手 机讯号可能接收不到.飞行距离比较远时,需 要使用无线电对讲机,与地面通讯,报告在位 置及预备降落时间地点. 空中也要随时接收天 气变化状况提前准备应变. (5) 燃烧器(Burner):燃烧器是热气球的心脏,比 一般家庭用煤气炉大150倍的能量燃烧瓦斯气. 点火燃烧器有强风吹不熄灭的设计. 压力表 柳枝篮、支撑铝架、沙包 柳枝篮(乘员2-3人) 4-28 运动旅游 Sport Recreation Life Life (6)燃料钢桶(Fuel tanks):热气球常用的燃料是 液化瓦斯气,气瓶固定在吊篮内.一只热气 球能载运4个钢桶共80公升的液体燃料.点火 燃时,火焰有2至3米高,并发出巨大的燃烧声 响.

三、热气球行动准则 (1) 飞行时间:早晨太阳刚刚升起时或太阳下山前 1至2个小时,是热气球最佳起飞时间,因为环 境温度低,风速、气流也比较稳定.大风、大 雾都不利于热气球的飞行. (2) 风速小于6米/秒(5级风以下),能见度大于1.5 公里,而且飞行空域没有下雨,少上升气流, 才适合自由飞行. (3) 飞行持续时间:运动游憩的热气球大约能持续 飞行两个小时,但是当日的气温、风速、吊篮 重量、乘客重量也影响飞行的持续时间. (4)起降场地:需要1公顷以上的开阔空地(包含摊 开球皮作业及观众空间),周围无铁塔、电线及 高大建筑物.许多组热气球就需要一个很大的 高台草地、沙滩或运动场. (5) 基地起飞:热气球起飞需要多个人的团队共同 完成地面上的许多工作.先是将球囊在地面上 铺展开,然后用缆绳将球囊与另一端的吊篮系 结在一起,用一个小的鼓风机,将空气吹入球 囊,使气球逐渐地膨胀,当球囊完全撑开后, 大瓦斯炉开始点火.热火加热球囊内的空气, 热气囊逐渐升到吊篮的上方位置,热气球就可 以准备起起飞了.人员进出吊篮时必须注意升 力与重量的平衡. (5) 空中升降:热气球的上升动力就是燃烧器,随 风而行,控制不了方向.但是有经验的操控员 可以根据气流、风速,加减燃烧火力、开闭球 顶的气阀门,控制升降,并且藉由不同的风层 起飞前加热充气最需谨慎 4-29 空域运动旅游

4 Life Life 导引气球的方向.燃烧火力加大,热气球气囊 内的热气温度升高时,气球的浮力变大,就开 始上升;

燃烧火力小了,气囊内的空气温度降 低,气球的浮力变小,小于设备与人员的总重 量,气球就开始下降.热气球最大下降速度6米 /秒,最大上升速度5米/秒. (6) 空中避让:多组热气球或飞行器在同一个空 域中,必须保持安全距离(40至80米)否则会纠 缠、着火危险.飞行伞会避让速度慢的热气 球,高度在上热气球要先上升或移开,避让下 方的飞行伞或热气球. (7) 下降着陆:当天候不良或燃料快用完时,就 必须准备下降着陆.系留热气球有一根绳缆系 着,可以拉回原起飞的场地.没有绳缆栓系的 自由飞行热气球,必须靠操控员的判断,缓慢 降落到草地、沙滩,不得已降落牧场、农田, 最坏情况就是大树、电线杆,必须等待救援. (8)操控员:热气球随风而行,但是还是需要熟练 的驾驭人员,由于风在不同的高度有不同的方 向和速度,飞行员必须读取飞行仪表,操控适 当的高度与方向. (9)防火及应变:即使熄火,热气球也不会急遽下 降,但是热气球必须预防操作不慎气囊着火, 所以乘员宜穿着长袖纯棉质,预防着火直接黏 附身上.如果着落卡在树顶或电缆电塔,要静 待救援.预防落入水面,吊篮内也多有准备救 生衣. 瓦斯桶有不同的装设方法 燃烧器(空气加热) 运动旅游 Sport Recreation 4-30

四、热气球场地规划与管理 由于热气球的材质与安全措施改善,近年来获得很好的发展.热气球 操作简单,对起飞、着陆场地的要求不高,热气球已发展成为一项时 尚、健康的户外旅游运动. (1) 起飞场:举办一个小规模的热气球活动,最好能有5组以上的热 气球参与,每组热气球起飞需安全间隔15分钟.体验乘员、操控 飞行员、地面支持工作人员、观众至少百余人,约需1万平方米 的空地(大草坪).必须有小卡车通达道路(载运吊篮、气囊与人 员),成员更衣、厕所等设施. (2) 降落场:系留热气球有绳索可以收回,所以起飞场就是降落场. 自由飞行的热气球,必须由操控飞行员自行寻找降落场,乡间道 路、广场、草地、收割后的稻田、牧场、沙滩等. (3 ) 热气球与飞行伞、滑翔翼活动场域或时间宜分开,避免活动互 相干扰. 图4.3-1 热气球构造图解 1球顶气阀调节排气 2气球外皮裙摆(滚圆裆) 3悬吊绳索 4燃烧器 5排气阀操控缆绳 6柳枝篮(内含瓦斯桶) 7(燃烧)防风屏蔽 8下侧圆罩圈(固定开口) 图改绘自维基百科Wikipedia ........