MONGOLFIERA: STORIA, CARATTERISTICHE, PARTI, COME FUNZIONA - FISICO - 2026

Una mongolfiera è un velivolo che consente di sollevare merci e persone attraverso l'aria e che funziona secondo il principio della galleggiabilità. Non necessita di ali o pale o motore per alzarsi. È sufficiente che in una borsa, un palloncino o un pallone sia racchiuso un gas più leggero dell'aria circostante.

Questo gas è solitamente aria calda, poiché essendo più leggero dell'aria fredda circostante gli consente di salire o galleggiare. Attaccato al pallone c'è un cesto o una cabina in cui sono collocati il ​​carico e / oi passeggeri.

Mongolfiera. Fonte: pixabay

Generalmente le mongolfiere non hanno alcun tipo di propellente, quindi la direzione del volo è determinata dal vento, sebbene la maggior parte delle mongolfiere abbia un sistema che permette di controllare l'altezza.

Storia della mongolfiera

Il merito dell'invenzione della mongolfiera è dei fratelli Montglofier, Joseph - Michel e Jacques - Étienne, che l'hanno mostrata pubblicamente il 4 giugno 1783 in Francia, sebbene i loro primi modelli fossero stati realizzati un anno prima.

Joseph ed Etienne avevano sognato a lungo di volare, ma non avevano trovato un modo.

L'ispirazione arrivò quando Joseph si tenne la camicia per il collo nell'aria calda che saliva attraverso il caminetto e si rese conto che quest'aria poteva sollevarla. Hanno capito che l'aria calda è più leggera dell'aria fredda ed è per questo che galleggia.

Quindi il compito da svolgere era racchiudere quell'aria in un sacco abbastanza grande da sollevare un carico. Ovviamente, maggiore è il carico, maggiore è il volume del sacco che conterrebbe l'aria calda.

Nel settembre 1782 costruirono una mongolfiera della capacità di un metro cubo che riempirono di aria calda che riuscì a salire fino a trenta metri di altezza. Entro il mese di dicembre ne costruirono uno di maggiore capacità, tre metri cubi, con il quale continuarono i loro esperimenti.

Nell'aprile del 1783 riuscirono a sollevare un pallone di 10 metri di diametro ad un'altezza di 365 metri, con un volume di 850 metri cubi. Nel giugno dello stesso anno fecero una dimostrazione pubblica dell'invenzione.

La manifestazione davanti al re Luigi XVI

La grande manifestazione avvenne nel settembre 1783 a Versailles, sotto lo sguardo del re Luigi XVI, della regina Maria Antonietta, dell'intera corte francese e di un pubblico di 130.000 persone, perplesse dalla manifestazione.

A bordo del cesto del pallone a Versailles nel settembre 1783 c'erano un gallo, una pecora e un'anatra. Un mese dopo, si verificò il primo volo umano in mongolfiera.

Il primo uomo a librarsi nei cieli con una mongolfiera fu Jean-François Pilâtre de Rozier (ottobre 1783). Purtroppo, due anni dopo Jean-François e un compagno morirono in un incidente in mongolfiera.

Un'altra pietra miliare storica si verifica nel 1792, quando la mongolfiera viene utilizzata per la prima volta per scopi militari. La dimostrazione del Royal Artillery College di Segovia è stata fatta alla presenza del re Carlos IV di Spagna.

Nell'ottobre 1797 André Jacques Garnerin fece il primo lancio con il paracadute da una mongolfiera che volava nei cieli parigini.

caratteristiche

Le principali caratteristiche di una mongolfiera sono:

- Non si può dire che sia un artefatto volante, piuttosto è un artefatto galleggiante.

- Sono necessarie condizioni di flusso d'aria adeguate per garantire galleggiabilità e sicurezza.

- Ha un involucro in tessuto resistente e leggero o un palloncino che si riempie di aria calda.

- L'aria che riempie l'involucro viene riscaldata da bruciatori a gas.

- Il carico e l'equipaggio vanno in un cesto appeso al pallone ed è realizzato con materiali leggeri.

Parti della mongolfiera

Le tre parti principali di una mongolfiera sono:

- L'involucro.

- I bruciatori.

-Il cestino o cestino.

La busta o candela ha una forma voluminosa oa palloncino, è composta da strisce di tessuto leggero ed impermeabile che vengono cucite per dare la forma sferica.

Attualmente i tessuti ed i fili utilizzati per realizzare l'avvolgimento sono in nylon o fibra di poliestere, ma va notato che queste fibre non esistevano quando sono comparse le prime mongolfiere. La fibra di nylon fu inventata nel 1938 e il poliestere nel 1946. L'incarto dei primi palloncini era di seta o carta.

La funzione della candela o dell'involucro è quella di immagazzinare l'aria calda e garantire la galleggiabilità della mongolfiera. Sebbene il tessuto sia resistente, è necessario posizionare nastri di rinforzo longitudinali e trasversali durante la realizzazione della vela.

La parte superiore dell'ala ha una valvola a cerniera o a strappo, nota come paracadute, che è azionata da una fune che quando tirata dal pilota permette all'aria calda di fuoriuscire in modo da poter controllare la portanza o l'altezza.

Bruciatori e combustibile

Nella parte esterna superiore della vela ci sono delle corde che sono attaccate all'estremità delle cinghie di carico e aiutano nel gonfiaggio e sgonfiaggio della vela.

I bruciatori sono orientati in modo che il fuoco punti verso l'ingresso o la bocca dell'involucro.

Il carburante utilizzato per riscaldare l'aria e riempire l'involucro è il propano. Le bombole di propano che servono a riempire la mongolfiera all'inizio rimangono a terra. A bordo possono essercene altre più piccole che potremmo chiamare serbatoi di manutenzione.

Il cesto o cesto della mongolfiera è ancora fatto di vimini. Sono stati provati altri materiali leggeri e resistenti, ma il vimini ha ancora quattro caratteristiche principali: è economico, leggero, resistente e assorbe gli urti dell'atterraggio.

Il piano del cesto è realizzato in multistrato ed è dotato di cavi in ​​acciaio che lo avvolgono verticalmente e longitudinalmente da agganciare ai nastri di rinforzo della candela e ai supporti del bruciatore.

Equipaggiamento moderno

Oltre a questa attrezzatura di base, attualmente i membri dell'equipaggio del pallone hanno alcuni strumenti di volo come:

- Altimetro.

- Termometro.

- Bussola.

- Estintori.

- GPS.

- Apparecchiature radio.

Funzionamento

Prima di utilizzare un pallone, è necessario tenere conto di tutti i preparativi, compresa e non ultima la scelta del posto giusto per volare.

In questa scelta si deve tener conto che il luogo non ha torri o cavi dell'alta tensione, la direzione e la velocità del vento e verso quale area sarà diretto il pallone.

Per gonfiare il palloncino o la candela, viene posizionato a terra e riempito di aria calda utilizzando un ventilatore. Il processo di gonfiaggio dettagliato è il seguente:

- La vela viene tesa dispiegandola orizzontalmente utilizzando le cinghie di carico su entrambi i lati di essa. Questa operazione richiede un minimo di due persone.

Gonfiaggio in mongolfiera. Fonte: pixabay

- È molto importante controllare che le chiusure o il velcro del paracadute o della valvola a corona siano sigillati in modo che l'aria calda non fuoriesca durante il riempimento del pallone.

- La candela viene riempita con l'aiuto di ventagli che, se sono abbastanza potenti, gonfiano il palloncino. Quindi si accendono i bruciatori per introdurre più aria calda per completare il riempimento della candela.

- Con la candela spalancata e sostenuta da almeno due persone, i bruciatori vengono diretti all'interno del pallone e accesi per brevi intervalli fino a quando il pallone si solleva e stringe i cavi e le funi che lo tengono al cestello. Il cestello deve essere ancorato a terra per evitare sollevamenti indesiderati.

- Una volta riempita di aria calda, la candela si alza, indicando che il palloncino è pronto per l'uso. Il pallone deve essere fissato al suolo per evitare che si sollevi in ​​modo incontrollabile.

Come manovrare il pallone?

Quando si allentano i legami, il palloncino si solleva. La sua direzione è determinata dalle correnti d'aria. Ma a diverse altezze, queste correnti possono avere direzioni diverse, quindi controllando l'altezza è anche possibile scegliere la direzione del volo.

Quando si vuole salire o si vuole mantenere l'altezza, i bruciatori si attivano, ma per scendere si disattivano in modo tale che l'aria all'interno del pallone si raffreddi e diventa più pesante, quindi inizia a scendere.

Se si osserva che la discesa è molto veloce, è necessario riattivare i bruciatori per ridurre la velocità di discesa.

È molto importante che una volta che la cesta tocca terra, i passeggeri rimangano nella cesta fino a quando non è completamente legata al suolo. Altrimenti il ​​palloncino potrebbe ricominciare a sollevarsi e causare un incidente indesiderato.

Tipi di mongolfiere

Le mongolfiere possono essere classificate in diversi tipi a seconda delle loro caratteristiche, ad esempio se hanno qualche tipo di sistema di governo.

-Mongolfiere non dirigibili

Mancano di un sistema di propulsione, quindi il loro spostamento in distanza e direzione è determinato dalle correnti d'aria atmosferiche.

Questi hanno una grande borsa o candela che trattiene l'aria che riscalda un bruciatore situato nella parte inferiore dell'ingresso o della bocca della candela, che dirige l'aria calda all'interno.

In questo tipo di mongolfiera l'equipaggio ei passeggeri vanno in una cesta che è fissata alla vela tramite cavi e cinghie.

Le manovre si limitano al controllo della salita e della discesa. Tuttavia, a diverse altezze le correnti d'aria possono puntare in direzioni diverse, il che conferisce a questi tipi di mongolfiere un certo margine di direzionalità.

-Airostatic dirigibili dirigibili dirigibili

A volte sono conosciuti con il nome di dirigibili o in tedesco zeppelin. La caratteristica principale è che hanno un motore ad elica che permette loro di decidere e mantenere la direzione di volo anche contro vento.

In generale, il palloncino o la candela sono chiusi e riempiti con un gas più leggero dell'aria, come l'idrogeno o l'elio. L'idrogeno è altamente infiammabile, mentre l'elio, essendo un gas nobile, non ha il rischio di prendere fuoco o esplodere. Nei dirigibili, l'altezza del pallone è relativamente costante.

- Mongolfiere miste

Sono quelli che hanno una porzione di gas leggero, come l'elio, racchiusa in palloncini che ne alleggeriscono il peso totale, ma hanno anche la candela che si riempie con l'aria calda dei bruciatori. Possono o non possono avere un sistema di propulsione.

-Palloncini controllati e senza equipaggio

Un'altra possibile classificazione dei palloncini è se hanno membri dell'equipaggio o meno.

Mongolfiere senza equipaggio

Sono generalmente utilizzati per scopi pubblicitari in fiere e altri eventi. Rimangono legati ad un'altezza costante. Questi tipi di palloncini usano il gas invece dell'aria calda.

Tra i palloni senza pilota ci sono i palloni meteorologici, che sono in costante ascesa e inviano dati a terra attraverso segnali radio. Questi dati sono altezza, temperatura, velocità e direzione del vento, pressione atmosferica e altri dati di interesse.

Mongolfiere con equipaggio

Richiedono un membro dell'equipaggio e sono generalmente aria calda. Questo tipo di mongolfiera è utilizzato dagli appassionati di volo, ma può avere anche finalità commerciali e turistiche. Ci sono anche gare in cui vengono stabiliti i punti di partenza e di arrivo e viene valutata la capacità dell'equipaggio di raggiungere gli obiettivi proposti.

Come fare una mongolfiera fatta in casa

Ecco i passaggi di base per costruire una mongolfiera fatta in casa che vola davvero.

Questo tipo di palloncino è anche commercializzato con il nome di palloncini dei desideri, perché di solito un desiderio viene espresso quando si alza.

materiale

- Un sacco grande di quelli usati per la spazzatura, che sembrano fatti di plastica sottile, non quelli ultra resistenti che sono di plastica più spessa.

- Un paio di fili sottili ma rigidi. È possibile utilizzare il filo utilizzato nella costruzione. I fili delle grucce sono molto spessi e pesanti (non adatti all'esperimento)

- Filo di rame sottile o quelli usati per le composizioni floreali.

- Un batuffolo di cotone o carta igienica o igienica.

- Alcol da bruciare.

- Un accendino per alcol.

- Quattro pezzi di nastro adesivo.

Processi

- Aprire la borsa, in modo da poter prendere le misure della bocca aperta della borsa.

- Una volta ottenute le misure tagliamo due fili che andranno uniti a formare una croce, il cui scopo è quello di tenere ben aperta l'estremità inferiore della borsa. Le estremità di questi fili devono essere piegate in una lunghezza L di circa 1 cm.

- Per unire la croce usiamo il filo di rame sottile. Inoltre all'incrocio dei due fili fissiamo il batuffolo di cotone o la carta igienica che impregniamo di alcol che brucia.

- Fissiamo la croce all'estremità aperta della borsa in modo che sia completamente aperta.

- Quindi teniamo la borsa in alto in modo che assuma la forma di un palloncino.

- Per riscaldare l'aria all'interno della borsa, all'inizio viene posizionato a terra un bruciatore ad alcool che farà entrare l'aria calda nella borsa e sposterà l'aria fredda.

- Quando si osserva che il sacco è ben gonfiato, si accende il batuffolo di cotone o carta alla base a forma di croce e il palloncino viene rilasciato non appena ci si accorge che vuole sollevarsi.

Riferimenti

1. Briceño, G. Mongolfiera. Estratto da: euston96.com
2. Come fare una mongolfiera fatta in casa. Estratto da: Espaciociencia.com.
3. Descrizione di un palloncino. Estratto da: ballooning.es
4. Il volo in mongolfiera. Estratto da: pasionporvolar.com
5. Wikipedia. Mongolfiera. Estratto da: wikipedia.com/es