Un balon cu aer cald este un aerostat alcătuit dintr-o nacelă surmontată de un plic ușor și a cărei ridicare este asigurată de aerul încălzit pe care îl închide, în funcție de forța împingerii lui Arhimede . Controlul temperaturii aerului din carcasă necesită transportul unui combustibil și a unui arzător, ceea ce limitează autonomia cu greutatea corespunzătoare.
Dacă exceptăm presupusa fugă a lui Kriakoutnoï efectuată în 1731, este în general acceptat faptul că balonul a fost inventat de frații Montgolfier , Joseph-Michel și Jacques-Étienne , în 1782. Dar ele au fost de fapt precedate de demonstrațiile portughezilor inventatorul Bartolomeu Lourenço de Gusmão , care a zburat cu mici baloane cu aer cald și un prim aerostat ( Passarola ) înAugust 1709în Portugalia .
Primul zbor oficial al balonului cu aer cald al fraților Montgolfier are loc la Place des Cordeliers, în Annonay ,4 iunie 1783. 19 septembrieîn același an, un cocoș, o oaie și o rață au experimentat primul zbor cu echipaj în Versailles , în fața regelui Ludovic al XVI-lea : balonul lor zboară până la aproximativ 550 de metri înălțime. 19 octombrie, la Folie Titon , astăzi situat rue de Montreuil din Paris , pe vremea aceea încă un sat Saint-Antoine, a avut loc primul zbor uman, efectuat de Jean-Baptiste Réveillon , Jean-François Pilâtre de Rozier și Giroud de Villette . Balonul este apoi captiv, adică legat la pământ de o frânghie. Primul zbor gratuit are loc pe21 noiembrieÎn continuare, „picatura“ care are loc pe marginea Bois de Boulogne , și aterizare la locația curentă a locului Paul Verlaine în 13 - lea arondisment , un zbor de nouă kilometri.
Prima femeie care a zburat a fost Elisabeth Tible , cea4 iunie 1784în Lyon pe La Gustave .
6 august 1784La Rodez ( Aveyron ), desfășurat pe al 4- lea zbor uman cu orașul balon Rodez . La bord doi bărbați, Charles Carnus și Louis Louchet.
Istoria primelor zboruri cu balonul cu aer cald este, de asemenea, istoria explorării științifice. A face ca mingea să se ridice este un lucru, a ști de ce zboară a fost un alt lucru. Journal de Paris din 1784 rapoarte de mai multe mărturii ale experiențelor care arată acest neînțelegerii. „Misterul” nu pare să înceapă să se risipească până la mijlocul anuluiIunie 1784 :
„(…) Am anunțat chiar, în prima parte a procesului-verbal care este tipărit, o conjectură a colegului nostru, părintele de Virly, că poate nu ar fi imposibil să realizăm un balon care, umplut până la trei sferturi de aer comun, a crescut de singura rarefacție ocazionată de căldura soarelui; nu ne-am așteptat să vedem imediat cea mai completă verificare (sic). "
- Dintr - o scrisoare din partea dlui Morveau, Dijon , 1 st iunie 1784, Jurnalul de Paris , 13 iunie 1784, n ° 165, p. 712 .
Jean-François Pilâtre de Rozier și-a pierdut viața în 1785 în timp ce încerca să traverseze Canalul din Franța, când rozière - ul său , un aerostat hibrid format dintr-un balon cu gaz închis într-un plic cu balon cu aer cald (în acest tip de plic, șemineul extinde gazul și astfel evită transportul de balast), ia foc și se prăbușește la pământ. Prima traversare a Canalului a avut loc în același an de către Jean-Pierre Blanchard , dar în direcția Angliei spre Franța și cu un balon umflat cu hidrogen (denumit în mod obișnuit hidrogen).
Primele baloane cu aer cald erau greu de montat cu vatra care trebuia alimentată fără a da foc balonului, cu cenușă sau un balot de paie pe jumătate consumat. După începuturi promițătoare, ele sunt, prin urmare, înlocuite de charlières , baloane cu gaz, dintre care primul, umflat cu hidrogen, zboară.1 st decembrie 1783cu însuși inventatorul balonului, fizicianul Charles și frații Robert. Hidrogenul, scump, greu de preparat și extrem de inflamabil, este apoi înlocuit cu gaz de iluminat ieftin.
În perioada de declin, baloanele cu aer cald nu mai sunt echipate cu șeminee, sunt umflate la pământ pe sol și apoi li se permite să zboare liber. Balonul cu aer cald crește foarte repede și apoi coboară odată cu scăderea treptată a temperaturii aerului din balon, pentru un zbor de aproximativ zece minute.
La 11 noiembrie 1906, este prima trecere a Alpilor într-un balon, semnată de italienii Celestino Usuelli și Carlo Crespi , între Milano și Aix-en-Savoie (azi Aix-les-Bains).
La sfârșitul anilor 1950, utilizarea unei fibre sintetice pentru anvelopă ( nailon ) și a unui gaz petrolier lichefiat ( propan ) ca combustibil ar reînvia balonul cu aer cald, permițând o utilizare flexibilă și securizată. Primele baloane cu aer cald modernizate au zburat mai întâi în Statele Unite. Au ajuns în Franța în 1972.
În fiecare an, în iunie, are loc un festival de baloane cu aer cald care are loc la Annonay, locul de creație, dezvoltare și prima decolare a avionului fraților Montgolfier.
Un balon modern cu aer cald constă din trei elemente principale: carcasa, arzătorul conectat la rezervoarele de combustibil (propan lichid) și nacela.
Balonul Montgolfier a dezvoltat prima lor hârtie și țesătură ( tafta din mătase ), acum plicul este fabricat dintr-o acoperire din țesătură (tipic nylon sau poliester ) ( poliuretan , silicon ...) pentru protejarea razelor ultraviolete și reducerea ratei de scurgeri de aer cald. Designul plicului poate fi neted sau lobat. În ambele cazuri, plicul este realizat din fusuri care sunt cusute împreună. Forma fusurilor se schimbă în funcție de tipul de bilă dorit.
În funcție de model, volumul plicului umflat este cuprins între 250 m 3 , pentru a duce o singură persoană în condiții meteorologice foarte favorabile, la mai mult de 24.000 m 3 pentru cea mai mare permițând transportul a 45 de persoane.
Scăderea temperaturii prin oprirea alimentării cu aer cald este suficientă pentru a ateriza când e puțin vânt. Baloanele sunt, de asemenea, echipate cu sisteme care le permit să fie golite foarte repede. Există trei metode de deflație, două reversibile și una permanentă:
Atașat la un cadru susținut de patru tije care îl susțin pe nacelă, acesta este situat sub „gura” carcasei, deasupra pasagerilor și oferă o flacără lungă (3 până la 6 m ). Poate fi simplu sau, mai general, dublu, pentru a permite pilotului o reactivitate mai mare, având astfel, dacă este necesar, o putere de încălzire dublă, asigurând o ascensiune mai rapidă.
Propanul în stare lichidă este conținut în cilindri cilindrici de aluminiu (sau din oțel , mai grei; sau titan , mai ușor, dar foarte fragil și scump), așezați în nacelă. Alimentează arzătorul prin conducte (datorită presiunii gazului) unde vaporizează într-o bobină de expansiune amplasată în general în jurul arzătorului. Amestecul de aer-propan este aprins de o lampă pilot continuă. Flacăra lungă, chiar sub deschiderea plicului, încălzește aerul conținut în balon, ceea ce permite ascensiunea acestuia.
Cel mai adesea este realizat din răchită sau ratan , cu podea din placaj. Au fost folosite multe alte materiale, dar am revenit întotdeauna la aceste materiale naturale, care oferă flexibilitate esențială, în special în timpul aterizărilor oarecum sportive. Pentru a transporta 3 persoane și sticle, dimensiunea clasică este de 1,15 m înălțime, 1,20 m lungime și 1,10 m lățime.
Baloanele cu aer cald exploatează pe de o parte principiul Arhimede și, pe de altă parte, caracteristica gazelor conform căreia produsul presiunii gazului prin volumul său este întotdeauna proporțional cu temperatura acestuia. Acest al doilea principiu este descris de ecuația stării gazului ideal .
Forța flotantă este forța primită de un corp scufundat într-un fluid (lichid sau gaz) egal cu opusul greutății volumului de fluid deplasat al corpului.
Sub acțiunea căldurii, aerul se extinde. Densitatea acestuia scade: prin urmare, la aceeași presiune, aerul cald este mai ușor (pentru același volum) decât aerul rece. Putem verifica acest fenomen, într-o cameră liniștită (presiunea fiind deci constantă în interior), că aerul din tavan este mai fierbinte decât aerul de pe sol: este mai ușor și se acumulează în înălțime.
Principiul lui Arhimede indică faptul că, dacă volumul ansamblului (balonul încărcat + aerul conținut în plic) este mai ușor decât volumul echivalent al aerului înconjurător, balonul crește în aer.
Pe măsură ce presiunea atmosferică scade odată cu altitudinea (aproximativ 1 hPa la 28 de picioare la nivelul mării sau aproximativ 1 mbar la 8,53 m ), masa aerului deplasat de balon scade odată cu altitudinea balonului. Punctul de echilibru va fi atins atunci când greutatea balonului este egală cu greutatea aerului deplasat (prin prezența sa). Se spune că balonul este „deschis”, spre deosebire de un balon cu gaz a cărui masă de gaz este constantă, iar altitudinea de echilibru depinde de temperatura aerului conținut în plic, al cărui volum este constant.
Deplasarea laterală a unui balon cu aer cald depinde doar de vântul din zona în care se află. În anumite condiții meteorologice, vântul la altitudine poate fi foarte diferit de cel de la nivelul solului: această caracteristică este utilizată de piloți pentru a naviga și, de exemplu, pentru a atinge o țintă dată, variind altitudinea mașinii.
Utilizarea baloanelor într-un context militar se referă în principal la baloane cu gaz , al căror timp de zbor nu este limitat de greutatea combustibilului la bord. Prima utilizare militară a unui balon cu gaz a avut loc în timpul bătăliei de la Fleurus : întreprinzătorul a fost desfășurat pentru a observa desfășurarea inamicului. Nu există altă utilizare înainte de Războiul Civil . Britanicii au folosit baloane pe frontul de vest al celui de- al doilea război boer , în special în timpul bătăliei de la Magersfontein din 1899 .
În timpul primului război mondial , s-a făcut o utilizare intensivă a acesteia pentru ajustarea artileriei. Ele sunt puse în competiție cu aviația care este încă la început.
Al doilea război mondial marchează sfârșitul acestui tip de utilizare. Baloanele cu gaz au mai degrabă o utilizare defensivă, pentru a împiedica mișcările aviației.
Companiile comerciale cu licență de transport oferă excursii scurte cu balonul cu aer cald, de obicei în jur de o oră de zbor. Este un hobby destul de scump.
Zborul independent este o investiție mică deoarece, pe lângă achiziționarea balonului și obținerea licenței balonistului, o remorcă (sau o dubă) este esențială pentru a transporta atât plicul pliat într-o pungă mare, coșul și arzătoarele sale, sticlele de propan și la cel puțin un puternic ventilator autonom. După aterizare, același vehicul trebuie să ridice balonul cu aer cald, pilotul și orice pasager.
Cel mai mare balon cu aer cald din lume poate transporta 32 de pasageri.
De asemenea, este posibil să achiziționați propriul dvs. balon cu aer cald, nou sau folosit, singur sau împreună cu alții, cu fonduri proprii sau cu ajutorul unui sponsor, baloanele oferind o suprafață mare, adesea folosită de publicitate.
O alternativă este să practicați auto- construcția făcându-vă propriul balon, pentru o sumă mult mai mică decât prețurile pieței, dar în schimbul a aproximativ 200 de ore de muncă.
Aquaballoon-ul lui Mark Dworski
Federatia Internationala Aeronautica (FAI), aerogari'iare comision, recunoaște cincisprezece categorii clasificate în funcție de volumul de plic:
| Clasă | A tăia |
| AX01 | mai puțin de 250 m³ |
| AX02 | 250-400 m³ |
| AX03 | 400-600 m³ |
| AX04 | 600-900 m³ |
| AX05 | 900-1.200 m 3 |
| AX06 | 1.200-1.600 m 3 |
| AX07 | 1.600-2.200 m 3 |
| AX08 | 2.200-3.000 m 3 |
| AX09 | 3.000-4.000 m 3 |
| AX10 | 4.000-6.000 m 3 |
| AX11 | 6.000-9.000 m 3 |
| AX12 | 9.000-12.000 m 3 |
| AX13 | 12.000-16.000 m 3 |
| AX14 | 16.000-22.000 m 3 |
| AX15 | mai mult de 22.000 m 3 |
În fiecare an, în timpul verii, au loc campionatele franceze cu baloane. Și la fiecare doi ani au loc Campionatele Europene și Mondiale. Astăzi, cei mai de succes piloți francezi sunt: François Messines și Stéphane Bolze . Francezii Hélène Dorigny și Michel Arnould au deținut recorduri mondiale în toate categoriile de timp de zbor (40 h 12 min 5 s pe6 iulie 1984), distanța parcursă (1.154,75 km pe26 noiembrie 1981) și altitudine (12.301 m pe 18 iulie 1980 în categoria AX08).
La 23 august 2018, înregistrările mondiale validate sunt după cum urmează:
| Tipul de înregistrare | Valoare | Datat | Titular |
| Altitudine | 21.027 m | 26 noiembrie 2005 | Vijaypat Singhania (India) |
| Distanţă | 7.671,91 km | 15 ianuarie 1991 | Per Axel Lindstrand (Regatul Unit) |
| Durată | 55 h 10 | 9 februarie 2017 | Ivan Menyaylo (Rusia) |
Recordul mondial pentru zbor simultan a avut loc în Franța, pe 28 iulie 2017cu ocazia Mondial Air Ballons de Chambley cu o decolare în linie de 456 de baloane cu aer cald.