Balon (vazduhoplov)

Balon je aerostatički vazduhoplov bez vlastitog pogona, čiji je glavni dio ispunjen gasom lakšim od vazduha. Održava se u vazduhu pomoću razlike u specifičnoj težini spoljnog vazduha i unutrašnjeg gasa. Unutrašnji gas je obično vodonik, helijum, ili vrući vazduh (koji je manje specifične gustine od okolnog atmosferskog).

Vazduhoplovni balon.

Treba razlikovati balon od vazdušnog broda, koji ima sopstveni motor za pogon u željenom pravcu, i izduženog je oblika.

Balon s posadom ima gondolu za posadu ispod glavnog rezervoara (balona) za gas. Koristi se u civilne i vojne svrhe, vezan sa zemljom ili slobodan.

Razvoj

Model balona braće Mongolfje.

Balon je prvi vazduhoplov kojim je čovjek uzletio sa zemlje. Prvi polijetanje (bez pilota) su u Francuskoj ostvarila Braća Mongolfje 5. juna 1783. U njihovom balonu polijeću 21. novembra 1783. i prvi piloti Žan-Fransoa Pilatr de Rozje i Fransoa Loren d'Arland (François Laurent d'Arlandes) do visine od 1000 metara. Samo nekoliko dana kasnije izvršen je i prvi let balonom ispunjenim vodonikom, piloti su Žak Šarl i Nikolas Luj Robert. Ovaj se balon diže do visine od 3000 metara.

Baloni se već 1794. koriste u vojne svrhe, za osmatranje bojišta. U toj ulozi se koriste sve do Prvog svjetskog rata, kada su uglavnom zamijenjeni avionima. Ponegdje su korišteni za osmatranje i do Drugog svjetskog rata.

Stratosferski baloni se podižu na velike visine u svrhu ispitivanja atmosfere. Švajcarac Ogist Pikar 1931. dostiže 15780 metara. Godine 1957. major Dejvid Simons se podiže balonom zapremine 85000 m² na visinu od 31089 metara. Zbog malog pritiska i širenja gasa na visini, stratosferski baloni se pune gasom samo u malom dijelu zapremine kod polijetanja, i onda se sami šire pri nižem okolnom pritisku na visini.

Slobodni i vezani baloni

Slobodni balon je oblika lopte i upravljiv je samo po visini. Pravcem se ne može upravljati jer nema kormila ni pogona. Osnovni dijelovi su trup i gondola. Omotač balona je od gumiranog platna ili svile, a s donje strane ima otvor za ulazak vrućeg vazduha, vodonika ili helijuma (rukavac). Na balon je prikačena mreža s konopcima koji se na donjem kraju vežu sa gondolom. Gondola je obično korpa od pruća i služi za smještaj posade i instrumenata. Gondola ima balast (vrećice s pijeskom) koje se odbacuju da se poveća visina. Na vrhu balona je sigurnosni ventil koji se konopcem može otvoriti iz gondole. Ispuštanjem gasa se smanjuje visina.

Vezani balon je vezan sa zemljom čeličnim užetom namotanim na doboš. Koristio se mahom u vojne svrhe za osmatranje ili kao zapreka, ili za meteorološka ispitivanja. Obično su izduženog oblika sa 3 stabilizatora (naduvane vreće napunjene gasom). Omotač balona je od gumiranog platna, i ispunjen je vodonikom ili helijumom. U donjem dijelu omotača je balonet. Rukavac za punjenje gasom se zatvara poslije punjenja. Suvišni gas se ispušta kroz sigurnosni ventil. Korpa je obješena za balon sistemom konopaca oblika mreže.

Prvi vezani baloni su imali oblik lopte i nisu mogli da izdrže vjetar brzine veće od 8-10 m/s. Duguljasti zmaj-balon tipa Parseval-Sigsfeld je konstruisan 1893. u Njemačkoj, i on je bolje izdržavao jači vjetar. Bio je oblika cilindra sa naduvanim stabilizatorima. S usavršavanjem konstrukcije, izdržavaju vjetar do 14 m/s, dostižu visinu 1000-1200 metara i imaju zapremine 850 i 1000 kubnih metara.

Da bi pružili što manji otpor vazduhu, vezani baloni se nadalje izrađuju duguljastog oblika, a neki su sposobni izdržati vjetar i do 25 m/s. Poslije Drugog svjetskog rata vezani baloni se napuštaju za vojne namjene u potpunosti, u svim državama, pošto su zamijenjeni avionima.

Balon bez posade

Može biti vezan ili slobodan, a gondola (ako postoji) služi za smještaj instrumenata. Vezani se koristi u vojne svrhe kao zaprečni balon. Slobodni se koristi za meteorološke svrhe ili za propagandu.

Zaprečni balon je bio u upotrebi kao stalna zapreka za sprečavanje napada aviona. Diže se i spušta pomoću čekrk-agregata.

Meteorološki balon

Meteorološki balon je slobodnog tipa, bez posade, i opremljen instrumentima za meteorološka mjerenja. Loptast je i ispunjen helijumom ili vodonikom. Po namjeni mogu biti za: uzdizanje meteoroloških instrumenata (i za mjerenje vjetra na visini), za određivanje visine oblaka, i posebni koji služe samo za određivanje brzine vjetra na visini.

Prve pokušaje vrši ruska ekspedicija I. F. Kruzenšterna 1806, sa balonima izrađenim od hartije ili životinjske opne. Od početka 20. vijeka koriste se baloni od gume.

Za mjerenje visine oblaka puštaju se mali baloni sa poznatom brzinom uzdizanja, recimo 100 metara u minuti. Osmatrač mjeri vrijeme od puštanja balona do ulaska u oblak. Proteklo vrijeme pomnoženo s brzinom uzdizanja daje visinu baze oblaka.

Za osmatranje brzine i smjera vjetra služi pilot-balon. Dostiže visine od 7 do 18 kilometara, a zatim prsne. Prati se aerološkim optičkim teodolitom sa zemlje.

Za uzdizanje meteo-instrumenata se koriste veći baloni, težine 300-2000 grama punjeni vodonikom. Manji nose radarski reflektivni materijal, i prate se radarom, čime se određuju karakteristike visinskog vjetra. Veći nose radio-sonde i druge instrumente. Instrumenti se spuštaju padobranom poslije rasprskivanja balona na visinama i do 20-30 km.

Stratosferski balon

Stratosferska istraživanja koriste automatske stratosferske balone bez posade. Zapremine su im mnogo veće od običnih meteo-balona. Godine 1954. američki Superskajhuk (Superskyhook) zapremine 94000 kubnih metara dostiže 38400 metara visine. Obloga je bila od lakog polietilena debljine 0.25-0.5 mm. Ovi baloni imaju gondolu za smještaj instrumenata, balasta, radio-uređaja, antenu i radarski reflektor.

Ovi baloni se koriste za ispitivanje sunčevog zračenja, kosmičkog zračenja, sastava vazduha i drugih veličina na izuzetno velikim visinama. Uz to korišteni su za dizanje eksperimentalnih životinja, meteoroloških raketa koje se potom ispaljuju s visine od 20 km, mjerenje radijacije poslije nuklearnih proba i tako dalje.

Baloni-igračke

Za zabavu se koriste mali baloni napunjeni helijumom iz boce. Mogu biti oblika životinja, loptasti i tako dalje.

Rekordi balona

Dana 19. oktobra 1910, Alan Holi i Ogastus Post sleteli su u divljinu Kvebeka u Kanadi nakon što su putovali 48 sati i 1.887,6 km (1.172,9 mi) od Sent Luisa tokom Međunarodne trke balona Gordona Beneta, postavljajući rekord na daljinu koji se održao više od 20 godina. Putnicima je trebalo nedelju dana da izađu iz šume, a za to vreme su mobilisane grupe za pretragu i mnogi su smatrali da su njih dvojica preminuli.

Od 13. decembra 1913. do 17. decembra 1913. Hjugo Kaulen je ostao u vazduhu 87 sati. Njegov rekord je trajao do 1976. godine.

Trenutni apsolutni visinski rekord za let balonom sa ljudskom posadom su 4. maja 1961. postavili Malkolm Ros i Viktor Prater na 34.668 m (113.739 ft) sa balonom Strato-Lab V koji je lansiran sa palube USS Antitam u Meksičkom zalivu.

Rekord visine za balon bez posade je 53,0 kilometara (173,882 stopa) u mezosferi, dostignut sa zapreminom od 60,000 kubnih metara. Balon je lansirala JAXA 25. maja 2002. iz prefekture Ivate, Japan. Ovo je najveća visina ikada postignuta atmosferskim vozilom. Samo su rakete, raketni avioni i balistički projektili leteli više.

Godine 2015, dva pilota Leonid Tjuktjajev i Troj Bredli bezbedno su stigli u Donju Kaliforniju u Meksiku nakon putovanja od 10.711 km. Dvojica muškaraca, poreklom iz Rusije, odnosno Sjedinjenih Američkih Država, krenuli su iz Japana i leteli helijumskim balonom iznad Pacifika. Za 160 sati balon pod nazivom „Dva orla” stigao je u Meksiko, što je novi rekord udaljenosti i trajanja za ravne gasne balone.

Vidi još

• Vazdušni brod
• Vazduhoplov
• Braća Mongolfje
• Žan-Fransoa Pilatr de Rozje
• Karlo Mazarović

Literatura

• Ege, L. (1973). Balloons and airships. Blandford. str. 6. ISBN 9780713705683. Pristupljeno 2013-10-19. „...we came across a French source which tells of a missionary who once found, in archives in Pekin, a report of the way the civilised nations of the east solved the problems of aerial navigation by means of balloons, centuries before the Europeans.” 
• Vojna enciklopedija, Beograd, 1970, knjiga prva, pp. 461–467.
• Needham, Joseph (1986). Science and Civilization in China: Volume 4, Physics and Physical Technology, Part 2, Mechanical Engineering. Taipei: Caves Books Ltd.
• Chambers, Allied (1998). The Chambers Dictionary (na jeziku: engleski). Allied Publishers. str. 541. ISBN 9788186062258. „the gas-bag of a balloon or airship” 
• The Oxford Illustrated Dictionary. Great Britain: Oxford University Press. 1976 [1975]. str. 281. „fabric enclosing gas-bags of airship” 
• Wragg, David W. (1973). A Dictionary of Aviation (first izd.). Osprey. str. 8. ISBN 9780850451634. 
• „aerostat Definition in the Cambridge English Dictionary”. dictionary.cambridge.org (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2018-01-16. 
• Hodanbosi, Carol (avgust 1996). „Buoyancy: Archimedes Principle”. NASA. Pristupljeno 16. 1. 2018. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Wragg, D.; Historical dictionary of aviation, History Press (2008).
• Ege, Lennart A. T.; Munson, Kenneth (1973). Balloons and airships, 1783–1973: editor of the English edition Kenneth Munson (na jeziku: engleski). Blandford Press. str. 11. ISBN 9780713705683. 
• „GAO-13-81, DEFENSE ACQUISITIONS: Future Aerostat and Airship Investment Decisions Drive Oversight and Coordination Needs” (PDF). United States Government Accountability Office. oktobar 2012. Pristupljeno 2013-06-15. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Ministere du Commerce de L'Industrie des Postes et des Telegraphes (1902). Exposition Universelle Internationale de 1900 a Paris. Concours Internationaux D'Exercices Physiques et de Sports. Rapports Publies Sous La Direction de M. D. Merillon. Paris: Imprimerie Nationale. str. 178, 250—275. 
• Swanborough, Gordon; Bowers, Peter M. (1976). United States Navy Aircraft since 1911 (2nd izd.). Annapolis, Maryland: Naval Institute Press. str. 505. ISBN 0-87021-968-5. 
• Tim Baggett. „QinetQ Flight”. Pristupljeno 2009-12-29. 
• Botelho, Greg. „Research on Balloons to Float Over 50km Altitude”. CNN. Pristupljeno 2015-02-02. 
• Preston; et al. (1986). „Determination of Venus Winds by Ground-Based Radio Tracking of the VEGA Balloons”. Science. 231 (4744): 1414—1416. Bibcode:1986Sci...231.1414P. PMID 17748082. doi:10.1126/science.231.4744.1414. 

Spoljašnje veze

• Balonom pod oblake (RTS nauka - Zvanični jutjub kanal)
• Rane godine balonstva
• Hot Internet simulator balona
• History and legacy of Professor Thaddeus Lowe – American Union Army Balloonist by his Great Great Grandson
• Review of Falling Upwards: How We Took to the Air Arhivirano 22 maj 2021 na sajtu Wayback Machine, Richard Holmes's History of Ballooning, Scarlett Baron, Oxonian Review, June 2013
• Sunrise Ballooning Luxor 2006
• Stratocat Historical recompilation project on the use of stratospheric balloons in the scientific research, the military field and the aerospace activity.
• [1] Hodhod soliman balloons.
• Royal Engineers Museum Royal Engineers and Aeronautics
• Royal Engineers Museum Arhivirano 18 januar 2007 na sajtu Wayback Machine Early British Military Ballooning (1863)
• Hod-Hod Soliman Balloons
• Balloon fabrics made of Goldbeater's skins by Chollet, L. Technical Section of Aeronautics. December 1922 Arhivirano 2 septembar 2009 na sajtu Wayback Machine
• The principle of a balloon flight – VIDEO