Aérostats 101 - De quoi s'agit-il et pourquoi les utilisons-nous?
Les aérostats sont les premiers avions qui ont permis aux humains de voir le monde d'en haut. Découvrez ce que sont les aérostats en mettant l'accent sur les ballons, les différents types de ballons et leur utilisation.
Au sens large, un aérostat est un avion creux fait d'un matériau léger, rempli de gaz plus léger que l'air, qui lui permet d'obtenir un vol et de flotter dans l'air. Un aérostat orientable (avec moteur) est appelé dirigeable.
En savoir plus sur les dirigeables.
Cependant, le terme aérostat est également utilisé dans un sens plus étroit, qui fait référence au ballon attaché statiquement. Puisque nous avons déjà discuté des dirigeables, les ballons sont ce qui fera l'essentiel de l'information ici.
Principe qui défie la gravité
Le principe d'Archimède ne s'applique pas seulement aux liquides, mais aussi aux gaz. Fondamentalement, chaque corps physique dans l'air ou le gaz, perd autant de son poids que l'air ou le gaz qui est expulsé.
Le principe d'Archimède stipule que : "La force de poussée ascendante exercée sur un corps immergé dans un fluide, qu'il soit complètement ou partiellement immergé, est égale au poids du fluide que le corps déplace et agit dans la direction ascendante au centre de la masse du fluide déplacé.
Les corps qui sont proportionnellement légers par rapport à leur volume atteignent la portance. Ainsi, par exemple, une caisse de 1 m3 de volume gagnerait en portance à 12,93 N (une caisse de 1 293 kg avec un volume de 1 m3 flotterait dans l'air), car c'est la force de l'air déplacé. Si le poids de ce corps est inférieur à la portance, le corps prendra de la taille. En altitude, la portance est beaucoup plus faible, car l'air est plus mince.
Qu'est-ce qu'un ballon?
Le ballon est un avion creux en matériau léger, dépourvu de moyens de propulsion (ou parfois équipé d'un moteur auxiliaire) et aux capacités de pilotage limitées (le ballon dirigeable à moteur s'appelle dirigeable ou dirigeable).
Il est rempli de gaz LTA, ce qui lui permet de voler dans l'atmosphère terrestre. Le gaz est rempli à l'intérieur d'une enveloppe en tissu à laquelle un panier, une gondole ou une capsule est attaché. Le panier sert d'unité de logement pour les personnes et l'équipement. Les ballons peuvent être dans trois états :
- Gratuit
- Se déplacer avec le vent
- Attaché à un point fixe
Il existe également trois types de montgolfières : la montgolfière, la montgolfière à gaz et la Roziere.
Montgolfière
L'air chaud se dilate, de sorte que l'air chauffé dans un certain volume d'espace contient moins d'air. L'air devient plus léger et si le ballon est plus léger que la force exercée vers le haut, il gagnera en portance. Cependant, il ne restera dans l'air qu'aussi longtemps qu'il aura du carburant pour maintenir l'air chaud.
Les premières montgolfières ont utilisé un brasero à combustible solide au lieu de l'hydrogène utilisé dans les ballons qui ont suivi, ce qui s'est avéré plus pratique et a pratiquement mis fin à la phase de montgolfière.
Après la Seconde Guerre mondiale, la percée des brûleurs à gaz en bouteille a relancé l'utilisation de la montgolfière pour le sport et les loisirs.
L'altitude d'une montgolfière se règle en activant ou désactivant le brûleur au besoin. Ainsi, l'air se réchauffe ou se refroidit, et exerce une force en conséquence.
Ballon à gaz
Lorsqu'un gaz plus léger que l'air est rempli à l'intérieur d'un compartiment fait d'un matériau mince, il obtient la capacité de se soulever. C'est le type de ballon le plus courant dans les airs.
Vous avez probablement vu un tas de ballons à gaz attachés à un rocher ou quelque chose comme ça lors d'un carnaval, ou un enfant pleurant parce qu'un ballon est sorti de sa main et dérive maintenant vers le ciel....
Les ballons à gaz peuvent voler à une altitude plus élevée et couvrir de plus grandes distances que les ballons à air chaud. Cependant, ils étaient plus dangereux parce qu'ils contenaient de l'hydrogène ou du gaz de charbon hautement inflammable. Aujourd'hui, la plupart des ballons à gaz utilisent l'hélium.
Ballon Rozier
La montgolfière Rozier possède une chambre remplie de gaz LTA non chauffé, et pour un gaz chauffé (comme la montgolfière). Cette combinaison de compartiments facilite le contrôle de l'altitude et allonge le temps de vol. Ce ballon est généralement utilisé pour faire des vols record.
Utilisation de ballons
Les ballons ont été la première chose à faire décoller les humains du sol. Ils étaient utilisés pour les loisirs, les sports et à des fins militaires. Leurs moyens d'utilisation n'ont pas changé, mais la technologie a changé. Les ballons modernes sont utilisés pour:
- la recherche scientifique;
- le renseignement, la surveillance, et la reconnaissance;
- parcs d'attractions;
- sports;
- la publicité;
- photographie aérienne
L'utilisation de ballons est justifiée par leur faible coût d'exploitation par rapport à d'autres types d'avions. Les ballons peuvent rester en l'air beaucoup plus longtemps que la plupart des avions, ce qui réduit les coûts de l'ensemble de l'opération - du carburant à la main-d'œuvre.
Chez Aero Drum, nous travaillons dur pour améliorer la technologie des aérostats et développer de nouveaux matériaux qui améliorent l'efficacité des aérostats.
