熱氣球：人類最古老的飛行器，是它把人類第一次帶向天空

氣球是人類歷史上最早的飛行器，比飛機的發明早了100多年。到目前為止,有超過20000個世界上的熱氣球。在歐洲、美國和其他發達國家，熱氣球幾乎每天都在使用。

從孔明燈到載人熱氣球

世界上最古老的「熱氣球」是孔明燈，它出現在古代中國。它至少有1000年的歷史。在那個時候，人們用竹篾綁成方框，然後在上面貼紙來做燈籠。然後他們點燃下面托盤上的松節油，上升的煙霧會把燈籠升到空中。這種紙燈用于軍事聯絡，又稱孔明燈。它在人民中廣泛傳播。到目前為止，孔明登的飛行活動仍在繼續，但其意義在過去已不再用於交流，而是成為一種祈福許願的民俗，成為中國傳統文化的一部分。

與今天的熱氣球相比，孔明燈的工作原理非常相似：當空氣被加熱和膨脹時，密度會變小，從而推動物體上升。可見，孔明登是最原始的熱氣球。然而，孔明燈不能載人。

可以載人駕駛的熱氣球的發明者是法國的蒙菲爾兄弟。當燃燒物體時，會冒出滾滾濃煙，在火上烤的衣服可以被火發出的熱氣提起來，這啟發了熱氣球的想法。

早在1782年，蒙格費爾兄弟開始製作熱氣球。從1782年到1783年上半年，他們製作了幾個氣球模型用於發射試驗。1783年6月，孟戈菲兄弟用亞麻和製作了一個800立方米的熱氣球，氣球下面燃燒的是稻草，這樣熱氣球就可以起飛了。他們認為濃煙有助於氣球起飛，並在稻草上特別添加了一些濕布和腐肉。濃煙瀰漫氣球後，氣球升空近百公里，距離2000米遠。

同年9月19日，兄弟倆在法國國王和大臣面前，將一個直徑為12米、高度為26米、由亞麻漆布製成的1400立方米熱氣球升到500米的高空。氣球在空中飛行了8分鐘4000米，然後降落在巴黎郊區。這一次的飛行為人類乘坐熱氣球起飛樹立起了非常大的信心。

1783年11月21日，蒙格費爾兄弟將他們精心製作的2200立方米的熱氣球放入巴黎市中心，並邀請了兩個法國青年乘坐。氣球升空1000米，飛行25分鐘，飛行10公里，創造了人類歷史上的第一次。這次飛行比萊特兄弟的飛機早了120年。

在蒙菲爾兄弟研究熱氣球的同時，法國物理學家雅克·查爾斯也在研究氫氣球。1783年8月27日,查爾斯釋放氫氣氣球直徑近四米。它飛行了45分鐘，在25公里外漂浮並着陸。1783年12月1日，查爾斯親自駕駛他的氫氣球和M.N.羅伯特。他們飛行了兩個小時，飛行了36公里。熱氣球和氫氣球的連續載人飛行成功地創造了人類在氣球中起飛的歷史。

1785年6月5日，j.f.p.Rozier，第一批人類發射物之一，和一家製造商聯合開發了一種熱氣和氫氣混合氣球。不幸的是，在第一次試飛中，氣球在空中着火併墜毀，導致羅茲爾死亡。現代飛行中使用的混合氣球被命名為「羅齊爾氣球」，以紀念這位勇敢的先驅。

走向現代應用

在其發明170多年後，由於材料和燃料的原因，熱氣球很難普及。直到1956年4月15日，安全氣囊的加熱問題才最終得到解決。當天，美國人詹姆斯·康托在裝有新丙烷燃燒器的熱氣球上成功飛行了26分鐘。後來，氣球材料被美國軍用降落傘採用尼龍布，重量輕，強度高。新型燃料和球形材料為熱氣球的發展提供了廣闊的前景。

1960年10月21日，第一個現代材料熱氣球(稱為現代氣球)在美國成功飛行。現代熱氣球的出現極大地促進了熱氣球的應用和普及。1966年，第一個現代熱氣球出現在歐洲。此後，該活動迅速普及。

1973年，第一屆世界熱氣球錦標賽在美國新墨西哥城舉行。從那時起，比賽每兩年在世界各地舉行一次。國際航空聯合會也有不同類型和水平的熱氣球飛行的世界紀錄，如起飛高度、持續時間、飛行距離等。

1999年3月20日，瑞士飛行員Pictell和英國飛行員Jones駕駛「Centennial」3號混合動力熱氣球飛行19天21小時47分鐘，飛行距離40814公里，實現了不着陸的全球探索飛行。2002年7月2日，美國飛行員史蒂夫·福賽特完成了全球首創的單人熱氣球飛行30299公里。

熱氣球靠什麼飛起來

熱氣球主要由氣囊、加熱空氣的燃燒器和運載人或物品的籃子組成。

安全氣囊由高強度尼龍或聚酯布製成。雖然這種材料薄而輕，但它很結實。燃燒器是熱氣球的核心。主燃燒器點火時，火焰高度可達2~3M，

迅速加熱安全氣囊內的空氣以產生升力。點火燃燒器是主燃燒器的點火器，保持在不被風吹滅的狀態。這籃子是用藤條做的，用來墊平台。它就像座艙，用來運載飛行員、乘客、燃料瓶和飛行儀器，如溫度計、高度表和升力表。此外，熱氣球通常配備兩套燃燒系統，以防止在空氣中發生故障。熱氣球的常用燃料是丙烷或液化石油氣。氣瓶固定在籃子里。一個熱氣球可以攜帶80公斤的液體燃料。

熱氣球利用熱空氣來產生浮力。他們通過機載加熱器調節氣囊內空氣的溫度來控制氣球的上升和下降。雖然熱氣球被稱為飛機，但它不能像飛機一樣自由地飛行。飛行員只能控制氣球改變高度。熱氣球的升降與熱氣球內部的溫度有關。當球內溫度較高時，氣球的浮力增大，氣球上升;隨着球內的空氣冷卻，氣球產生的浮力小於其自身重量，氣球就會下降。飛行員控制氣囊內的空氣開關，調節氣囊內的溫度，然後控制氣球的上升和下降。

此外，高空和低空之間的風速和風向也存在差異。在地面附近，受地形和建築物的影響，風向將發生變化，風速將顯著降低。如果你在早上或晚上從地面飛到空中，風向可能每隔幾米或十幾米就有明顯的變化，有時風向甚至相反。飛行員在空中不同高度體驗不同的風向，然後操縱氣球上升或下降到所需的風向高度，並在該風層保持飛行，從而達到飛行到某一目標的目的。簡單地說，無論風吹到哪裡，氣球都會飛；風速有多快，氣球就可以飛得多快。

由於風速、風向、氣壓等因素對熱氣球飛行的綜合影響，熱氣球飛行過程中存在許多不確定性。因此，對飛行員的技術要求非常高。

乘坐熱氣球的最佳時間是在日出或日落前一兩個小時，因為氣流非常穩定。強風和大霧對熱氣球有害。根據規定，只有當風速小於6米/秒，能見度大於1500米，飛行空域內無降水時，才能自由飛行。要想讓氣球環遊世界，最重要的因素是氣候。每年的12月和1月，北半球上遊河流的最高速度達到一年中的最高速度，最高速度可達400公里每小時。所以飛行員通常會在冬天進行環球飛行。

除了觀光，還能做什麼

對於艦隊預警:將雷達系統的天線部分連接到一個熱氣球上，然後氣球被綁在船的大桅杆上。沒有電，你可以從很遠的地方看到所有的方向。

氣象觀測

它由橡膠或塑料製成，充滿氫、氦和其他比空氣輕的氣體。它可以攜帶儀器進入空中進行高空氣象觀測。大型非膨脹塑料薄膜氣球廣泛應用於邊界層探測、全球定高水平探測和平流層探測試驗。

軍事用途

對於艦隊預警：將雷達系統的天線部分裝在熱氣球上，然後將熱氣球綁在軍艦的大桅杆上。你可以在沒有電源的情況下從遠處看到所有方向。

指示潛艇攻擊目標：在距離敵人200公里處放置一個氣球鎖定目標，可以指示魚雷或巡航導彈的目標。

戰備和執勤：沿邊境每隔300~500公里綁一個熱氣球，上面布置雷達和導彈。如果發現敵方可疑飛機，它將自動發射。

未來發展

科學技術不斷進步，熱氣球的使用不再局限於大氣層內部，而是局限於宇宙的浩瀚。美國國家航空和宇宙航行局目前正在開發一種低成本的太空探索方法，利用熱氣球探索太陽系內的其他行星和衛星。

熱氣球可以進行無人駕駛任務和運輸設備。它們有很多潛在的目的地。第一站是土衛六，土星最大的衛星。美國國家航空航天局的噴氣推進實驗室設計了一種熱氣球，它必須承受零下180攝氏度左右的溫度才能在太空飛行中生存。位於俄勒岡州的近地空間公司目前正在對原型機進行高空測試。「我們可以模擬他們必須經歷的火星大氣，」該公司總裁蒂姆拉赫默(Tim Rahmer)說。總之熱氣球在未來的前景是相當不錯的！