Kuumõhupall: definitsioon, tööpõhimõte ja kasutamine

Kuumõhupall on üks õhusõiduki tüüp. Seda tõstetakse õhupalli sees oleva õhu kuumutamisega, tavaliselt tulega. Kuum õhk kaalub vähem kui sama palju külma õhku (see on vähem tihe), mis tähendab, et kuum õhk tõuseb üles või hõljub, kui selle ümber on külm õhk, nagu õhumull veepotis. Mida suurem on erinevus kuuma ja külma vahel, seda suurem on tiheduse erinevus ja seda tugevamalt tõuseb õhupall üles. See tähendab, et õhupallid suudavad kanda suuremat kaalu külmal päeval või kui õhupalli sees olev õhk on väga kuum. Kõrgemal temperatuuril liiguvad õhumolekulid kiiremini. See põhjustab molekulide hajumist ja seetõttu on kuum õhk vähem tihe kui jahedam õhk.

Konstruktsioon ja peamised osad

Kuumõhupall koosneb kolmest põhiosast:

Kott ehk korpus (envelope) – suur tekstiilkonstruktsioon, mis hoiab kuuma õhku. Tavaliselt on tehtud vastupidavast nailonist või polüesterist ja selle alumises osas on leegiaeglustavad osad.
Põleti (burner) –gaasipõleti, mis põletab tavaliselt propaani ning soojendab õhku korpuse sees. Põletit juhib piloot ja see on peamine kõrguse reguleerimise vahend.
Korv (basket) – tavaliselt punutud rotangist või metallist raamiga korv, kus istuvad piloot ja reisijad ning kus paiknevad ka kütusepaagid.

Tööpõhimõte lühidalt

Põhialus on hõljuvuse (buoyancy) erinevus: soojendatud õhk on vähem tihe kui ümbritsev külm õhk, mistõttu pall tõuseb. Tõstejõud sõltub kolmest tegurist:

õhu temperatuuri erinevus korpuses ja välimuses,
õhupalli maht (suurem kott annab rohkem tõstejõudu),
ambientsest õhurõhust ja kõrgusest (mida kõrgemal, seda hõredam õhk ja väiksem tõstejõud sama temperatuuri korral).

Juhtimine ja lennu planeerimine

Kuumõhupalli kõrgust reguleeritakse põleti lühiajalise kasutamisega (tõus) või korpuse ülemise klapi avamisega, mille kaudu lastakse sooja õhku välja (langus). Kuna pallil ei ole propulsiooni ega rooli, määrab horisontaalse suuna tuul – seetõttu otsivad piloodid erinevaid tuulekihti, kus tuule suund võib erineda, et suunda kontrollida.

Enne lendu kontrollib piloot ilmaennustust, tuule kiirust ja suunda, nähtavust ning maandumisalad. Paljudel aladel on nõutud lennuloa- või maandumisõigused ning ärireisidel kehtivad täiendavad regulatsioonid.

Kasutusalad

Vabaaja- ja turismisõidud – populaarne reisivõimalus vaadeteks ja ekskursioonideks.
Sõidu- ja võistlusspordina – korraldatakse võistlusi ja navigatsioonialaseid mänge.
Teadusuuringud – atmosfääri ja meteoroloogia andmete kogumine.
Reklaam ja üritused – suured erivärvilised pallid on nähtavad ja sobivad reklaamimiseks või festivalideks.

Ohutus ja piirangud

Kõige olulisem on ilmateenistuse ja paiga kontroll: kuumõhupall ei sobi tugeva tuule, äikese, udude või sademete ajal lendamiseks.
Piloot peab olema koolitatud ja tihti litsentseeritud. Korralikud eelhooldus- ja turvakontrollid vähendavad riske.
Maandumisel tuleb arvestada maastiku ja takistustega (juhtmestikud, puud, teed). Reisijate arv ja kaal piiravad lennu pikkust.
Kütuse (propan) käitlemine nõuab ettevaatust – lekete ja tuleohu riski tõttu on vajalik korrektsioon ja hooldus.

Keskkonnamõju

Kuumõhupallid kasutavad põlemisel vedelgaasi, mille heitmed on võrreldes lennukitega väikesed, kuid siiski olemas. Pallid ei tekita suurt müra ja ei kasuta pidevat mootorit, mis teeb need suhteliselt keskkonnasõbralikumaks kohalike õhutransportivorme arvestades. Suuremat mõju võib avaldada ürituste ja festivalide logistika ning lennu- ja maandumisalade kasutamine.

Lühike ajalugu ja huvipakkuvad faktid

Esimesed teadaolevad kuumõhupallid lennutati 18. sajandil – prantslastelt Montgolfieride leiutatud kuumõhupallid (1783) peetakse modernse kuumõhupalli aluseks.
Tavareis kestab tavaliselt 1–2 tundi, kõrgus tavaliselt kümneid kuni mõnisada meetrit maapinnast, mõnikord ka üle 1 km olenevalt reisist ja eesmärgist.
Klassikalised reisivad pallid mahutavad tavaliselt 2–8 inimest, suured võistlus- või festivalipallid võivad olla palju suuremad.

Kokkuvõttes on kuumõhupall lihtne, kuid elegantne õhusõiduk, mis kasutab kuuma õhu ja külma õhu tiheduse erinevust tõusu saavutamiseks. See ühendab teaduslikud põhimõtted lihtsa tehnilise lahenduse ja esteetilise elamuse pakkumiseks.

Kuumõhupall lennu ajal

Ajalugu

Kuumõhupall on vanim lennutehnoloogia vorm, mis suudab edukalt inimesi transportida. Kõige varem kasutati kuuma õhku esemete lendamiseks Vana-Hiinas. Õhku saadeti paberlaternaid signaalimiseks.

Esimese kuumaõhupalli, mis kandis inimest, valmistasid vennad Montgolfier. Nad demonstreerisid 19. septembril 1783 oma leiutist kuningas Louis XVI ja kuninganna Marie Antoinette'ile Prantsuse õukonnas Pariisis. Reisijateks olid lammas, part ja kukk. Nad lendasid 480 meetrit. Esimene lend, mis kandis inimest, toimus 15. oktoobril 1783. aastal. Lennuki pardal oli Jacques-Etienne Montgolfier. Õhupall oli köiega maa külge kinnitatud. Esimene vaba lend ilma maapinnaga kinnitamata toimus paar nädalat hiljem, 21. novembril 1783. aastal. Selle pardal olid markiis François d'Arlandes ja Pilatre de Rozier.

Kuumõhupall 1783. aastal

Kuidas see töötab

Õhk koosneb molekulidest. Kui õhk on külm, on need molekulid tihedamalt koos. Kui õhk on kuum, liiguvad nad üksteisest eemale. Seega on samas ruumis kuumas õhus vähem molekule. Seetõttu on kuum õhk kergem kui külm õhk. Seetõttu tõuseb see õhupall üles ja kannab seda ülespoole, kui õhku selles kuumutatakse. Õhku kuumutatakse õhupallis põleti abil, mis kasutab õhku kuumana hoidmiseks tulepuhanguid. Tuld toidetakse propaaniga.

Kuumutatud õhku hoiab õhupalli sees selle kangas. Seda nimetatakse "ümbriseks". Tavaliselt on see valmistatud nailonist.

Reisijad ja piloot seisavad korvis, mis on trossidega õhupalli külge kinnitatud. Korv on tavaliselt valmistatud punutud korvist. Korvid võivad olla mitmes suuruses. Selles võib olla piisavalt kohti kuni 36 inimesele. See sõltub õhupalli suurusest, et nii palju kaalu kanda.

Festivalid

Kuumõhupallifestival on üks õhuetenduse liike. See on koht, kus õhupallurid näitavad ja lendavad koos oma õhupallidega. Nende ürituste ajal lennatakse hommikul ja õhtul, kui tingimused seda võimaldavad. Inimesed saavad õhupallilendu nautida, kui nad maksavad. Tegevusi on palju. Mõnikord on õhupallid öise taeva taustal valgustatud.

Nendel festivalidel näevad inimesed erinevaid õhupallide kujusid. Tavaliselt on nad ümmargused, kuid neil võib olla ka vorm.

Kuumaõhupallide festival

Küsimused ja vastused

K: Mis on kuumaõhupall?

V: Kuumõhupall on õhusõidukitüüp, mis tõuseb õhku õhupalli sees oleva õhu soojendamise teel.

K: Kuidas püsib kuumaõhupall õhus?

V: Kuumõhupall püsib õhus õhupalli sees oleva õhu soojendamise abil. Kuum õhk on vähem tihedam kui seda ümbritsev külm õhk, mistõttu see tõuseb ja tõstab õhupalli üles.

K: Milline on seos õhupalli sees oleva õhu temperatuuri ja selle võime vahel kanda kaalu?

V: Mida kuumem on õhupalli sees olev õhk, seda rohkem kaalu suudab ta kanda. Seevastu kui on külm päev, suudab õhupall kanda vähem kaalu.

K: Miks on kuum õhk vähem tihe kui külm õhk?

V: Kuum õhk on vähem tihe kui külm õhk, sest kõrgemal temperatuuril liiguvad õhumolekulid kiiremini, mistõttu nad levivad ja võtavad rohkem ruumi. See muudab kuuma õhu vähem tihedaks.

K: Kuidas õhupalli sees oleva õhu kuumutamine põhjustab selle tõusu?

V: Õhu kuumutamine õhupalli sees põhjustab õhu paisumise ja selle väiksema tiheduse võrreldes seda ümbritseva jahedama õhuga. See tiheduse erinevus põhjustab õhupalli tõusu ja hõljumist.

K: Mis juhtub õhupalli tõusuvõimega, kui kuuma ja külma õhu temperatuurierinevus suureneb?

V: Kui kuuma ja külma õhu temperatuurierinevus suureneb, suureneb ka õhupalli võime tõusta. See on tingitud sellest, et mida suurem on tiheduse erinevus, seda tugevamini tõmbub õhupall üles.

K: Kas kuumaõhupall võib kuuma või külma päevaga rohkem kaalu kanda?

V: Kuumõhupall võib külmal päeval kanda rohkem kaalu, sest õhupalli sees olev õhk on suhteliselt kuumem kui ümbritsev õhk, mille tulemuseks on suurem tiheduse erinevus ja hõljuvus.