गर्म हवा के गुब्बारे कैसे काम करते हैं

यदि आपको वास्तव में कहीं जाने की आवश्यकता है, तो एक गर्म हवा का गुब्बारा काफी अव्यावहारिक वाहन है। आप वास्तव में इसे चला नहीं सकते हैं, और यह केवल हवा के तेज चलने के रूप में यात्रा करता है। लेकिन अगर आप केवल उड़ान के अनुभव का आनंद लेना चाहते हैं, तो ऐसा कुछ नहीं है। बहुत से लोग गर्म हवा के गुब्बारे में उड़ने का वर्णन सबसे शांत, आनंददायक गतिविधियों में से एक के रूप में करते हैं जो उन्होंने कभी अनुभव किया है।

गर्म हवा के गुब्बारे भी बुनियादी वैज्ञानिक सिद्धांतों का एक सरल अनुप्रयोग है। इस लेख में, हम देखेंगे कि इन गुब्बारों को हवा में क्या ऊपर उठाता है, और हम यह भी पता लगाएंगे कि कैसे गुब्बारे का डिज़ाइन पायलट को ऊंचाई और ऊर्ध्वाधर गति को नियंत्रित करने देता है। इन शुरुआती उड़ान मशीनों की सुंदर सादगी से आप चकित रह जाएंगे।

गर्म हवा के गुब्बारे एक बहुत ही बुनियादी वैज्ञानिक सिद्धांत पर आधारित होते हैं: गर्म हवा ठंडी हवा में ऊपर उठती है। अनिवार्य रूप से, गर्म हवा ठंडी हवा की तुलना में हल्की होती है, क्योंकि इसमें प्रति इकाई आयतन का द्रव्यमान कम होता है। एक घन फुट हवा का वजन लगभग 28 ग्राम (लगभग एक औंस) होता है। यदि आप उस हवा को 100 डिग्री फेरनहाइट गर्म करते हैं, तो इसका वजन लगभग 7 ग्राम कम होता है। इसलिए, एक गर्म हवा के गुब्बारे में निहित प्रत्येक घन फुट हवा लगभग 7 ग्राम उठा सकती है। यह ज्यादा नहीं है, और यही कारण है कि गर्म हवा के गुब्बारे इतने विशाल होते हैं - 1,000 पाउंड उठाने के लिए, आपको लगभग 65,000 क्यूबिक फीट गर्म हवा की आवश्यकता होती है।

अगले भाग में, हम गर्म हवा के गुब्बारों के विभिन्न घटकों को देखेंगे ताकि यह पता लगाया जा सके कि वे हवा को कैसे गर्म करते हैं।

अंतर्वस्तु

1. बढ़ते गुब्बारे
2. एक गुब्बारे का संचालन
3. लॉन्चिंग और लैंडिंग
4. हवा और मौसम
5. वायु: एक उच्च दबाव द्रव
6. वायुदाब + गुरुत्वाकर्षण = उत्प्लावकता
7. गुब्बारों का इतिहास

गुब्बारे को ऊपर उठने के लिए, आपको हवा को फिर से गर्म करने का एक तरीका चाहिए। गर्म हवा के गुब्बारे एक खुले गुब्बारे के लिफाफे के नीचे स्थित बर्नर के साथ ऐसा करते हैं । जैसे ही गुब्बारे में हवा ठंडी होती है, पायलट बर्नर से फायर करके इसे फिर से गर्म कर सकता है।

आधुनिक गर्म हवा के गुब्बारे प्रोपेन को जलाकर हवा को गर्म करते हैं , वही पदार्थ जो आमतौर पर बाहरी खाना पकाने की ग्रिल में उपयोग किया जाता है । प्रोपेन को संपीड़ित तरल रूप में, गुब्बारे की टोकरी में रखे हल्के सिलेंडरों में संग्रहित किया जाता है। सेवन नली सिलेंडर के नीचे तक जाती है, इसलिए यह तरल को बाहर निकाल सकती है।

चूंकि प्रोपेन सिलेंडरों में अत्यधिक संकुचित होता है, यह होसेस के माध्यम से हीटिंग कॉइल में जल्दी से बहता है। हीटिंग कॉइल बर्नर के चारों ओर एक कॉइल में व्यवस्थित स्टील टयूबिंग की लंबाई है। जब बैलूनिस्ट बर्नर को चालू करता है, तो प्रोपेन तरल रूप में बहता है और एक पायलट लाइट द्वारा प्रज्वलित होता है । जैसे ही लौ जलती है, यह आसपास के ट्यूबिंग में धातु को गर्म करती है। जब ट्यूब गर्म हो जाती है, तो यह उसमें से बहने वाले प्रोपेन को गर्म कर देती है। यह प्रज्वलित होने से पहले प्रोपेन को तरल से गैस में बदल देता है। यह गैस अधिक शक्तिशाली लौ और अधिक कुशल ईंधन खपत के लिए बनाती है।

अधिकांश आधुनिक गर्म हवा के गुब्बारों में, लिफाफा लंबे नायलॉन गोरों से निर्मित होता है , जो सिलना-इन वेबबिंग के साथ प्रबलित होता है। गोरे, जो लिफाफे के आधार से मुकुट तक फैले हुए हैं, कई छोटे पैनलों से बने होते हैं । गुब्बारों में नायलॉन बहुत अच्छा काम करता है क्योंकि यह हल्का होता है, लेकिन यह काफी मजबूत भी होता है और इसमें पिघलने का तापमान अधिक होता है। स्कर्ट , लिफाफा के आधार पर नायलॉन, विशेष आग प्रतिरोधी सामग्री के साथ लेपित है, गुब्बारा igniting से लौ रखने के लिए।

लिफाफे के नीचे के छेद से गर्म हवा नहीं निकल पाएगी क्योंकि उछाल इसे ऊपर की ओर ले जाता है। यदि पायलट लगातार ईंधन जेट को फायर करता है, तो गुब्बारा ऊपर उठता रहेगा। हालाँकि, ऊँचाई की एक ऊपरी सीमा होती है, क्योंकि अंततः हवा इतनी पतली हो जाती है कि उत्प्लावन बल गुब्बारे को उठाने के लिए बहुत कमज़ोर होता है। उत्प्लावन बल गुब्बारे द्वारा विस्थापित हवा के भार के बराबर होता है, इसलिए एक बड़े गुब्बारे के लिफाफे में आमतौर पर एक छोटे गुब्बारे की तुलना में अधिक ऊँचाई की सीमा होती है।

अधिकांश गर्म हवा के गुब्बारे यात्री डिब्बे के लिए विकर टोकरी का उपयोग करते हैं। विकर बहुत अच्छा काम करता है क्योंकि यह मजबूत, लचीला और अपेक्षाकृत हल्का होता है। लचीलेपन से गुब्बारा उतरने में मदद मिलती है: अधिक कठोर सामग्री से बनी टोकरी में, यात्रियों को प्रभाव बल का खामियाजा भुगतना पड़ेगा। विकर सामग्री थोड़ा फ्लेक्स करती है, कुछ ऊर्जा को अवशोषित करती है।

गुब्बारे को चलाने के लिए कौशल की आवश्यकता होती है, लेकिन नियंत्रण वास्तव में बहुत सरल होते हैं। गुब्बारे को उठाने के लिए, पायलट एक नियंत्रण चलाता है जो प्रोपेन वाल्व को खोलता है। यह लीवर गैस ग्रिल या स्टोव पर नॉब्स की तरह काम करता है: जैसे ही आप इसे घुमाते हैं, गैस का प्रवाह बढ़ता है, इसलिए लौ आकार में बढ़ती है। हवा को अधिक तेजी से गर्म करने के लिए पायलट एक बड़ी लौ को विस्फोट करके ऊर्ध्वाधर गति बढ़ा सकता है।

इसके अतिरिक्त, कई गर्म हवा के गुब्बारों में एक नियंत्रण होता है जो दूसरा प्रोपेन वाल्व खोलता है। यह वाल्व एक नली के माध्यम से प्रोपेन भेजता है जो हीटिंग कॉइल को बायपास करता है। यह पायलट को गैस के रूप में प्रोपेन के बजाय तरल प्रोपेन को जलाने देता है। तरल प्रोपेन को जलाने से कम कुशल, कमजोर लौ पैदा होती है, लेकिन जलती हुई गैस की तुलना में बहुत शांत होती है। जानवरों को डराने से बचने के लिए पायलट अक्सर इस दूसरे वाल्व का इस्तेमाल पशुधन फार्मों पर करते हैं।

गर्म हवा के गुब्बारों में लिफाफे के शीर्ष पर पैराशूट वाल्व खोलने के लिए एक रस्सी भी होती है । जब पायलट संलग्न कॉर्ड को खींचता है, तो कुछ गर्म हवा लिफाफे से बाहर निकल सकती है, जिससे आंतरिक हवा का तापमान कम हो जाता है। इससे गुब्बारा अपनी चढ़ाई को धीमा कर देता है। यदि पायलट वाल्व को काफी देर तक खुला रखता है, तो गुब्बारा डूब जाएगा।

अनिवार्य रूप से, ये एकमात्र नियंत्रण हैं - गुब्बारे को ऊपर उठाने के लिए गर्मी और इसे डूबने के लिए बाहर निकालना। यह एक दिलचस्प सवाल उठाता है: यदि पायलट केवल गर्म हवा के गुब्बारों को ऊपर और नीचे ले जा सकते हैं, तो वे गुब्बारे को एक जगह से दूसरी जगह कैसे ले जाते हैं? जैसा कि यह पता चला है, पायलट अपनी ऊर्ध्वाधर स्थिति को बदलकर क्षैतिज रूप से पैंतरेबाज़ी कर सकते हैं, क्योंकि हवा अलग-अलग दिशाओं में अलग-अलग ऊंचाई पर चलती है। एक विशेष दिशा में आगे बढ़ने के लिए, एक पायलट उपयुक्त स्तर पर चढ़ता और उतरता है, और हवा के साथ सवारी करता है। चूंकि हवा की गति आम तौर पर बढ़ जाती है क्योंकि आप वायुमंडल में अधिक हो जाते हैं, पायलट ऊंचाई को बदलकर क्षैतिज गति को भी नियंत्रित कर सकते हैं।

गुब्बारे को क्षैतिज रूप से चलाने के लिए, पायलट अलग-अलग हवा की धाराओं को पकड़ते हुए ऊंचाई पर चढ़ता या उतरता है।

बेशक, सबसे अनुभवी पायलट का भी गुब्बारे के उड़ान पथ पर पूर्ण नियंत्रण नहीं होता है। आमतौर पर, हवा की स्थिति पायलट को बहुत कम विकल्प देती है। नतीजतन, आप वास्तव में एक सटीक पाठ्यक्रम के साथ एक गर्म हवा के गुब्बारे का संचालन नहीं कर सकते। और ऐसा बहुत कम होता है कि आप गुब्बारे को अपने शुरुआती बिंदु पर वापस चला पाएंगे। इसलिए, एक हवाई जहाज उड़ाने के विपरीत, गर्म हवा के गुब्बारे का संचालन काफी हद तक तात्कालिक है, पल-पल। इस कारण से, गर्म हवा के गुब्बारे के चालक दल के कुछ सदस्यों को यह देखने के लिए कार द्वारा गुब्बारे का पीछा करते हुए जमीन पर रहना पड़ता है कि यह कहां उतरता है। फिर, वे यात्रियों और उपकरणों को इकट्ठा करने के लिए वहां जा सकते हैं।

हॉट एयर बैलूनिंग में बहुत सारा काम उड़ान की शुरुआत और अंत में आता है, जब चालक दल गुब्बारे को फुलाता और डिफ्लेट करता है। दर्शकों के लिए, यह वास्तविक गुब्बारे की उड़ान से कहीं अधिक शानदार शो है।

एक बार जब चालक दल को उपयुक्त लॉन्चिंग पॉइंट मिल जाता है, तो वे बर्नर सिस्टम को टोकरी से जोड़ देते हैं। फिर वे गुब्बारे के लिफाफे को संलग्न करते हैं और इसे जमीन पर रखना शुरू करते हैं।

एक बार जब लिफाफा बिछा दिया जाता है, तो चालक दल लिफाफे के आधार पर एक शक्तिशाली पंखे का उपयोग करके इसे फुलाता है।

जब गुब्बारे में पर्याप्त हवा होती है, तो चालक दल बर्नर की लौ को लिफाफे के मुंह में उड़ा देता है। यह हवा को गर्म करता है, दबाव बनाता है जब तक कि गुब्बारा पूरी तरह से फूल न जाए और जमीन से ऊपर उठना शुरू न कर दे।

ग्राउंड क्रू के सदस्य टोकरी को तब तक दबाए रखते हैं जब तक कि लॉन्च क्रू बोर्ड पर न हो। बैलून बास्केट को अंतिम मिनट तक ग्राउंड क्रू वाहन से भी जोड़ा जाता है, इसलिए बैलून को लॉन्च करने के लिए तैयार होने से पहले उड़ाया नहीं जाएगा। जब सब कुछ सेट हो जाता है, तो ग्राउंड क्रू गुब्बारा छोड़ता है और पायलट बर्नर से एक स्थिर लौ निकालता है। जैसे ही हवा गर्म होती है, गुब्बारा जमीन से ऊपर उठ जाता है।

आश्चर्यजनक रूप से, इस पूरी प्रक्रिया में केवल 10 या 15 मिनट लगते हैं। लैंडिंग प्रक्रिया, गुब्बारे के लिफाफे को डिफ्लेट करने और फिर से पैक करने के साथ मिलकर, कुछ समय लेती है।

जब पायलट लैंड करने के लिए तैयार होता है, तो वह ग्राउंड क्रू (ऑनबोर्ड रेडियो के माध्यम से ) के साथ संभावित लैंडिंग साइटों पर चर्चा करता है । उन्हें एक विस्तृत खुली जगह खोजने की ज़रूरत है, जहाँ बिजली की लाइनें न हों और गुब्बारे को बाहर निकालने के लिए बहुत जगह हो। जैसे ही गुब्बारा हवा में होता है, आपात स्थिति में पायलट लगातार उपयुक्त लैंडिंग साइटों की तलाश में रहता है।

गुब्बारे की लैंडिंग थोड़ी खुरदरी हो सकती है, लेकिन एक अनुभवी पायलट गुब्बारे को धीरे-धीरे रोकने के लिए जमीन से टकराएगा, जिससे प्रभाव कम से कम हो जाएगा। यदि ग्राउंड क्रू ने इसे लैंडिंग साइट पर पहुंचा दिया है, तो वे टोकरी के उतरने के बाद उसे नीचे रखेंगे। यदि गुब्बारा अच्छी स्थिति में नहीं है, तो चालक दल इसे जमीन के साथ एक बेहतर स्थान पर खींचता है।

बैलून को टूट-फूट से बचाने के लिए ग्राउंड क्रू ग्राउंड टार्प सेट करता है। फिर पायलट पूरे रास्ते पैराशूट वाल्व खोलता है, ताकि हवा गुब्बारे के ऊपर से बाहर निकल सके। ग्राउंड क्रू गुब्बारे के शीर्ष से जुड़ी एक रस्सी को पकड़ लेता है, और लिफाफे को टारप पर खींच लेता है।

एक बार जब गुब्बारे का लिफाफा जमीन पर गिर जाता है, तो चालक दल हवा को बाहर धकेलना शुरू कर देता है। जब गुब्बारे को चपटा किया जाता है, तो चालक दल उसे सामान के बोरे में पैक कर देता है। यह पूरी प्रक्रिया एक बड़े स्लीपिंग बैग को पैक करने जैसी है।

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विशेष धन्यवाद

इस लेख में हमारी मदद करने के लिए कार्गो लिफ्टर का विशेष धन्यवाद।

लॉन्च करने से पहले, पायलट एक क्षेत्र में जलवायु और हवा की स्थिति के बारे में पता लगाने के लिए एक मौसम सेवा को बुलाएंगे। सतर्क पायलट तभी उड़ते हैं जब मौसम आदर्श के करीब होता है - जब आसमान साफ ​​​​होता है और हवा की स्थिति सामान्य होती है। बिजली गिरने के खतरे के कारण गर्म हवा के गुब्बारों के लिए तूफान बेहद खतरनाक होते हैं । यहां तक ​​​​कि बारिश भी एक समस्या है, क्योंकि यह दृश्यता को कम करती है और गुब्बारे की सामग्री को नुकसान पहुंचाती है (बेशक, वैसे भी गीले मौसम में इधर-उधर उड़ना ज्यादा मजेदार नहीं है)। और जब आपको एक अच्छी उड़ान के लिए एक अच्छी हवा की धारा की आवश्यकता होती है, तो बहुत तेज हवाएं गुब्बारे को आसानी से नष्ट कर सकती हैं।

पायलट भी मौसम सेवा को कॉल करते हैं ताकि यह अंदाजा लगाया जा सके कि गुब्बारा किस तरह से यात्रा करेगा, और हवा में एक बार उन्हें कैसे पैंतरेबाज़ी करनी चाहिए। इसके अतिरिक्त, एक पायलट एक पिबॉल (पायलट गुब्बारे के लिए छोटा) भेज सकता है । एक पिबॉल केवल हीलियम से भरा एक गुब्बारा है जिसे पायलट संभावित प्रक्षेपण स्थल पर हवा की सटीक दिशा देखने के लिए छोड़ता है। अगर ऐसा लगता है कि हवा गुब्बारे को प्रतिबंधित हवाई क्षेत्र में ले जाएगी, तो चालक दल को एक नया प्रक्षेपण स्थान खोजने की जरूरत है।

हवा में, पायलट सही ऊंचाई का पता लगाने के लिए ऑनबोर्ड अल्टीमीटर , वेरोमीटर और अपने स्वयं के अवलोकन का उपयोग करेगा। सही ऊंचाई तक पहुंचना बहुत मुश्किल है क्योंकि बर्नर को ब्लास्ट करने और गुब्बारे को वास्तव में उठाने के बीच कम से कम 30 सेकंड की देरी होती है। बैलून पायलटों को उठने से पहले उचित नियंत्रणों को संचालित करना होता है, और इससे पहले कि वे उठना बंद करना चाहते हैं, उन्हें थोड़ा सा बंद कर दें। अनुभवहीन पायलट अक्सर ओवरशूट करते हैं, समतल करने से पहले बहुत ऊपर उठते हैं। नियंत्रित संचालन केवल कई घंटों के गुब्बारे के अनुभव के साथ आता है।

अब जब हमने देख लिया है कि कैसे एक गर्म हवा का गुब्बारा हवा में उड़ता है, तो आइए उन ताकतों को देखें जो इसे संभव बनाती हैं। जैसा कि यह पता चला है, गर्म हवा के गुब्बारे पृथ्वी पर कुछ सबसे मौलिक ताकतों का एक उल्लेखनीय प्रदर्शन हैं ।

पृथ्वी पर रहने के बारे में एक आश्चर्यजनक बात यह है कि हम लगातार उच्च दबाव वाले तरल पदार्थ में घूम रहे हैं - द्रव्यमान वाला पदार्थ और आकार नहीं। हमारे चारों ओर की हवा गैसीय अवस्था में कई अलग-अलग तत्वों से बनी होती है। इस गैस में तत्वों के परमाणु और अणु स्वतंत्र रूप से चारों ओर उड़ते हैं, आपस में टकराते हुए और बाकी सब चीजों से। जैसे ही ये कण किसी वस्तु से टकराते हैं, उनमें से प्रत्येक थोड़ी मात्रा में ऊर्जा के साथ धक्का देता है । क्योंकि हवा में बहुत सारे कण हैं, यह ऊर्जा काफी दबाव स्तर (समुद्र तल पर, लगभग 14.7 पाउंड दबाव प्रति वर्ग इंच (साई), या 1 किलो प्रति वर्ग सेंटीमीटर (किलो/सेमी ² !)

बल हवा के दबाव के दो बातों पर निर्भर करता है:

ये कारक इस बात से निर्धारित होते हैं कि किसी क्षेत्र में कितने वायु कण हैं और वे कितनी तेजी से आगे बढ़ रहे हैं। यदि अधिक कण हैं, या यदि वे अधिक तेज़ी से यात्रा कर रहे हैं, तो अधिक टकराव होंगे, और इतना अधिक दबाव होगा। कण की गति बढ़ने से कण के प्रभाव का बल भी बढ़ जाता है।

अधिकांश समय हम वायुदाब पर ध्यान नहीं देते क्योंकि हमारे चारों ओर वायु होती है। सभी वस्तुएँ समान होने के कारण वायु के कण एक क्षेत्र में समान रूप से फैलेंगे ताकि प्रत्येक बिंदु पर वायु घनत्व समान हो। काम पर किसी भी अन्य बलों के बिना, यह सभी बिंदुओं पर समान वायु दाब का अनुवाद करता है। हम इस दबाव से इधर-उधर नहीं धकेले जाते क्योंकि हमारे चारों तरफ की ताकतें एक दूसरे को संतुलित करती हैं। उदाहरण के लिए, 14.7 साई निश्चित रूप से एक कुर्सी पर दस्तक देने या इसे ऊपर से कुचलने के लिए पर्याप्त है, लेकिन क्योंकि हवा दाएं, बाएं, ऊपर, नीचे और अन्य सभी कोणों से लगभग समान दबाव लागू करती है, कुर्सी पर प्रत्येक बल है विपरीत दिशा में जाने वाले समान बल द्वारा संतुलित। कुर्सी किसी विशेष कोण से बहुत अधिक दबाव महसूस नहीं करती है।

इसलिए, काम पर कोई अन्य ताकतों के साथ, सभी पक्षों से समान दबाव के साथ, हवा के द्रव्यमान में सब कुछ पूरी तरह से संतुलित होगा। लेकिन पृथ्वी पर, विचार करने के लिए अन्य बल हैं, मुख्यतः गुरुत्वाकर्षण । जबकि वायु के कण बहुत छोटे होते हैं, उनका द्रव्यमान होता है, और इसलिए वे पृथ्वी की ओर खींचे जाते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल के किसी विशेष स्तर पर, यह खिंचाव बहुत मामूली होता है - हवा के कण जमीन की ओर ध्यान दिए बिना, सीधी रेखाओं में चलते हुए प्रतीत होते हैं। इसलिए, छोटे पैमाने पर दबाव काफी संतुलित होता है। कुल मिलाकर, हालांकि, गुरुत्वाकर्षण कणों को नीचे खींचता है, जिससे पृथ्वी की सतह की ओर बढ़ने पर दबाव में धीरे-धीरे वृद्धि होती है।

अगले भाग में, हम यह पता लगाएंगे कि यह कैसे काम करता है।

वायुमंडल में सभी वायु कण गुरुत्वाकर्षण के अधोमुखी बल द्वारा खींचे जाते हैं। लेकिन हवा में दबाव गुरुत्वाकर्षण के खिंचाव के विपरीत काम करने वाला एक ऊपर की ओर बल बनाता है। वायु घनत्व गुरुत्वाकर्षण के बल को किसी भी स्तर तक संतुलित करता है, क्योंकि इस बिंदु पर गुरुत्वाकर्षण अधिक कणों को खींचने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं है।

यह दबाव स्तर पृथ्वी की सतह पर सबसे अधिक है क्योंकि इस स्तर पर हवा इसके ऊपर की सभी हवा के भार का समर्थन कर रही है - अधिक वजन का मतलब अधिक नीचे की ओर गुरुत्वाकर्षण बल है। जैसे-जैसे आप वायुमंडल के स्तरों के माध्यम से ऊपर जाते हैं, हवा में इसके ऊपर वायु द्रव्यमान कम होता है, और इसलिए संतुलन दबाव कम हो जाता है। यही कारण है कि जैसे-जैसे आप ऊंचाई पर बढ़ते हैं, दबाव कम होता जाता है।

वायुदाब में यह अंतर हमारे चारों ओर हवा में ऊपर की ओर उत्प्लावन बल का कारण बनता है। अनिवार्य रूप से, हवा का दबाव चीजों के ऊपर की तुलना में चीजों से अधिक होता है, इसलिए हवा नीचे धकेलने से ज्यादा ऊपर धकेलती है। लेकिन यह उत्प्लावन बल गुरुत्वाकर्षण बल की तुलना में कमजोर है - यह उतना ही मजबूत है जितना कि किसी वस्तु द्वारा विस्थापित हवा का भार। जाहिर है, कोई भी ठोस वस्तु उस हवा से भारी होने वाली है जो वह विस्थापित करती है, इसलिए उत्प्लावक बल उसे बिल्कुल भी नहीं हिलाता है। उत्प्लावक बल केवल उन्हीं वस्तुओं को गति कर सकता है जो उनके चारों ओर की वायु से हल्की हों।

हवा में किसी चीज को ऊपर धकेलने के लिए उछाल के लिए, चीज को उसके चारों ओर की हवा के बराबर आयतन से हल्का होना चाहिए। सबसे स्पष्ट चीज जो हवा से हल्की है वह कुछ भी नहीं है। एक निर्वात में आयतन हो सकता है लेकिन द्रव्यमान नहीं होता है, और इसलिए, ऐसा प्रतीत होता है, एक गुब्बारा जिसके अंदर एक निर्वात है, उसके चारों ओर हवा की उछाल से ऊपर उठाया जाना चाहिए। हालांकि, यह आसपास के वायु दाब के बल के कारण काम नहीं करता है। हवा का दबाव एक फुलाए हुए गुब्बारे को कुचलता नहीं है, क्योंकि गुब्बारे के अंदर की हवा उसी बल के साथ बाहर की ओर धकेलती है जैसे बाहर की हवा अंदर धकेलती है। दूसरी ओर, एक वैक्यूम में कोई बाहरी दबाव नहीं होता है, क्योंकि इसमें कोई कण नहीं होता है। किसी भी चीज के खिलाफ उछलना। समान दबाव के बिना इसे संतुलित किए बिना, बाहरी वायु दाब गुब्बारे को आसानी से कुचल देगा।और कोई भी पात्र इतना मजबूत होगा कि वह पृथ्वी की सतह पर वायुदाब को सह सके, इतना भारी होगा कि उत्प्लावन बल द्वारा उसे उठाया न जा सके।

एक अन्य विकल्प यह होगा कि गुब्बारे को ऐसी हवा से भर दिया जाए जो आसपास की हवा से कम घनी हो। चूँकि गुब्बारे में हवा का द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन में वायुमंडल में हवा की तुलना में कम है, यह उस हवा की तुलना में हल्का होगा जिसे वह विस्थापित कर रहा था, इसलिए उत्प्लावक बल गुब्बारे को ऊपर उठा लेगा। लेकिन फिर से, प्रति आयतन कम वायु कणों का अर्थ है कम वायु दाब, इसलिए आसपास का वायु दाब गुब्बारे को तब तक निचोड़ता रहेगा जब तक कि अंदर हवा का घनत्व बाहर के वायु घनत्व के बराबर न हो जाए।

यह सब यह मानकर चल रहा है कि गुब्बारे में हवा और गुब्बारे के बाहर की हवा बिल्कुल समान परिस्थितियों में मौजूद है। अगर हम गुब्बारे के अंदर हवा की स्थिति बदलते हैं, तो हम हवा के दबाव को समान रखते हुए घनत्व कम कर सकते हैं। जैसा कि हमने पिछले भाग में देखा, किसी वस्तु पर वायुदाब का बल इस बात पर निर्भर करता है कि वायु के कण कितनी बार उस वस्तु से टकराते हैं, साथ ही प्रत्येक टक्कर का बल भी। हमने देखा कि हम समग्र दबाव को दो तरह से बढ़ा सकते हैं:

तो, हवा के दबाव को खोए बिना गुब्बारे में हवा के घनत्व को कम करने के लिए, आपको बस हवा के कणों की गति बढ़ाने की जरूरत है। आप इसे हवा को गर्म करके बहुत आसानी से कर सकते हैं। वायु के कण ऊष्मा ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और अधिक उत्तेजित हो जाते हैं। इससे वे तेजी से आगे बढ़ते हैं, जिसका अर्थ है कि वे सतह से अधिक बार टकराते हैं, और अधिक बल के साथ।

इस कारण से, गर्म हवा ठंडी हवा की तुलना में प्रति कण अधिक वायु दाब डालती है, इसलिए आपको समान दबाव स्तर के निर्माण के लिए उतने वायु कणों की आवश्यकता नहीं होती है। तो एक गर्म हवा का गुब्बारा ऊपर उठता है क्योंकि यह गर्म, कम घनी हवा से भरा होता है और ठंडी, अधिक घनी हवा से घिरा होता है।

गर्म हवा के गुब्बारों के पीछे मूल विचार लंबे समय से है। आर्कमिडीज, प्राचीन ग्रीस के महानतम गणितज्ञों में से एक, ने 2,000 साल पहले उछाल के सिद्धांत का पता लगाया था, और हो सकता है कि बल द्वारा उठाए गए उड़ने वाली मशीनों की कल्पना की हो। 13वीं शताब्दी में, अंग्रेजी वैज्ञानिक रोजर बेकन और जर्मन दार्शनिक अल्बर्टस मैग्नस दोनों ने सिद्धांत के आधार पर काल्पनिक उड़ान मशीनों का प्रस्ताव रखा।

लेकिन 1783 की गर्मियों तक वास्तव में कुछ भी नहीं हुआ, जब मोंटगॉल्फियर भाइयों ने फ्रांस के ऊपर आठ मिनट की उड़ान पर एक भेड़, एक बतख और एक चिकन भेजा। दो भाई, जोसेफ और एटियेन, अपने परिवार की प्रतिष्ठित पेपर कंपनी के लिए काम करते थे। एक साइड प्रोजेक्ट के रूप में, उन्होंने गर्म हवा से ऊपर उठे कागज़ के जहाजों के साथ प्रयोग करना शुरू किया। कुछ वर्षों के दौरान, उन्होंने एक गर्म हवा का गुब्बारा विकसित किया जो आज के उपयोग के समान डिजाइन में है। लेकिन प्रोपेन का उपयोग करने के बजाय, उन्होंने एक संलग्न अग्नि गड्ढे में पुआल, खाद और अन्य सामग्री जलाकर अपने मॉडल को संचालित किया।

19 सितंबर, 1783 को किंग लुई सोलहवें के लिए मॉन्टगॉल्फियर्स की पहली प्रदर्शन उड़ान में भेड़, बत्तख और मुर्गी पहले बैलून यात्री बने। वे सभी यात्रा से बच गए, जिससे राजा को कुछ आश्वासन मिला कि मनुष्य अधिक ऊंचाई पर वातावरण में सांस ले सकते हैं। दो महीने बाद, पैदल सेना में एक प्रमुख मार्किस फ्रेंकोइस डी'अरलैंड्स और भौतिकी के प्रोफेसर पिलाट्रे डी रोज़ियर उड़ान भरने वाले पहले इंसान बने।

अन्य गर्म हवा के गुब्बारे डिजाइन और महत्वाकांक्षी उड़ानों का पालन किया, लेकिन 1800 तक, गर्म हवा के गुब्बारे को बड़े पैमाने पर गैस के गुब्बारे से ढक दिया गया था । इस लोकप्रियता में गिरावट का एक कारक इंग्लिश चैनल पर उड़ान के प्रयास में पिलाट्रे डी रोजियर की मौत थी। उन्होंने उड़ान के लिए जो नया गुब्बारा बनाया, उसमें गर्म हवा के गुब्बारे के लिफाफे के अलावा एक छोटा हाइड्रोजन गुब्बारा भी शामिल था। आग ने उड़ान में हाइड्रोजन को जल्दी प्रज्वलित किया, और पूरा गुब्बारा आग की लपटों में बदल गया।

लेकिन गर्म हवा के गुब्बारे फैशन से बाहर होने का मुख्य कारण यह था कि नए गैस गुब्बारे योग्य डिजाइन कई मायनों में बेहतर थे - मुख्य रूप से, उनके पास लंबी उड़ान का समय था और उन्हें चलाया जा सकता था।

एक अन्य लोकप्रिय प्रकार का गुब्बारा धुआं गुब्बारा था । इन गुब्बारों को जमीन पर लगी आग से उठा लिया गया था, और इनमें कोई संलग्न ऊष्मा स्रोत नहीं था। उन्होंने बस हवा में गोली मार दी, और फिर वापस जमीन पर गिर गए। उनका मुख्य उपयोग 1800 के दशक के अंत और 1900 की शुरुआत में संयुक्त राज्य अमेरिका में यात्रा मेलों में एक आकर्षण के रूप में था। बैलूनिस्ट पैराशूट पर रखता और खुद को कैनवास के गुब्बारे से जोड़ लेता। फिर, कई सहायक गुब्बारे को आग के गड्ढे के ऊपर पकड़ेंगे, जिससे हवा गर्म और गर्म होगी, और इस तरह ऊपर की ओर बल बढ़ेगा। जब बल काफी अधिक था - और अगर गुब्बारे में आग नहीं लगी होती - तो सहायकों को जाने दिया जाता और गुब्बारे वाले को हवा में छोड़ दिया जाता। जब गुब्बारा अपने उच्चतम बिंदु पर पहुंच जाता, तो गुब्बारा अलग हो जाता और पैराशूट जमीन पर गिर जाता।

1960 के दशक के बाद से, पारंपरिक गर्म हवा के गुब्बारों ने पुनर्जागरण का आनंद लिया है, जो कि एड यॉस्ट और उनकी कंपनी रेवेन इंडस्ट्रीज नाम के एक व्यक्ति के कारण है। यॉस्ट और उनके सहयोगियों ने संयुक्त राज्य नौसेना के नौसेना अनुसंधान कार्यालय (ओएनआर) के लिए गर्म हवा के गुब्बारे डिजाइन और निर्माण करने के लिए 1956 में रेवेन इंडस्ट्रीज की स्थापना की। ONR छोटे भार के कम दूरी के परिवहन के लिए गुब्बारे चाहता था। योस्ट और उनकी टीम ने मोंटगॉल्फियर भाइयों के गुब्बारे की मूल अवधारणा को लिया और प्रोपेन बर्नर सिस्टम, नई लिफाफा सामग्री, एक नई मुद्रास्फीति प्रणाली और कई महत्वपूर्ण सुरक्षा सुविधाओं को जोड़ते हुए इसका विस्तार किया।

वे आधुनिक, प्रकाश-बल्ब-शैली के लिफाफे के आकार के साथ भी आए। योस्ट ने पहले बड़े, गोलाकार गुब्बारे डिजाइन किए। इन गुब्बारों ने अच्छी तरह से काम किया, लेकिन एक अजीब मुद्रास्फीति पैटर्न था: जब हवा गर्म होती थी, तो गुब्बारे का शीर्ष भर जाता था, लेकिन नीचे फुलाया जाता था। दक्षता के लिए, योस्ट ने नीचे के अतिरिक्त कपड़े से छुटकारा पा लिया, जिससे आज हम परिचित "प्राकृतिक" गुब्बारे के आकार को विकसित कर रहे हैं।

1960 के दशक की शुरुआत तक, ओएनआर ने गर्म हवा के गुब्बारों में रुचि खो दी थी, इसलिए योस्ट ने अपने गुब्बारे खेल उपकरण के रूप में बेचना शुरू कर दिया। अन्य कंपनियां जल्द ही उभरीं, क्योंकि अधिक से अधिक लोग गुब्बारे में शामिल हो गए। वर्षों से, डिजाइनरों ने गर्म हवा के गुब्बारे को संशोधित करना जारी रखा है, नई सामग्री और सुरक्षा सुविधाओं को जोड़ने के साथ-साथ रचनात्मक लिफाफा आकार विकसित करना जारी रखा है। कुछ निर्माताओं ने टोकरी के आकार और भार क्षमता में भी वृद्धि की है, जिससे गुब्बारे का निर्माण 20 यात्रियों तक हो सकता है!

लेकिन मूल डिजाइन अभी भी यॉस्ट के मोंटगॉल्फियर भाइयों की मूल अवधारणा का संशोधित संस्करण है। इस उल्लेखनीय तकनीक ने दुनिया भर के लोगों को मंत्रमुग्ध कर दिया है। बैलून टूर एक मिलियन डॉलर का व्यवसाय है, और बैलून रेस और अन्य कार्यक्रम दर्शकों और प्रतिभागियों की भीड़ को आकर्षित करना जारी रखते हैं। दुनिया भर की यात्राओं के लिए हाई-टेक गुब्बारे बनाने के लिए यह (अरबपतियों के बीच) फैशनेबल हो गया है। यह वास्तव में गर्म हवा के गुब्बारों के बारे में बहुत कुछ कहता है कि वे अभी भी इतने लोकप्रिय हैं, यहां तक ​​कि जेट विमानों , हेलीकॉप्टरों और अंतरिक्ष शटल के युग में भी ।

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हवा में उड़ा

तो, गर्म हवा के गुब्बारे में सवारी करना कैसा लगता है? यह एक उल्लेखनीय शांत, शांतिपूर्ण अनुभव है। चूंकि गुब्बारा हवा के साथ चलता है, इसलिए आपको हवा का बिल्कुल भी अहसास नहीं होता है। तेज हवाओं के बिना आप आमतौर पर उच्च ऊंचाई के साथ जुड़ते हैं, उड़ान का अनुभव बहुत सुरक्षित और शांत लगता है - आप बस जमीन से ऊपर उठते हैं और वातावरण में हवा के साथ चलते हैं।

मूल रूप से प्रकाशित: फरवरी १६, २००१

हॉट एयर बैलून का आविष्कार किसने किया था?

गर्म हवा के गुब्बारे कितने खतरनाक हैं?

गर्म हवा के गुब्बारे की सवारी कितने समय तक चलती है?

गर्म हवा के गुब्बारे का उपयोग किसके लिए किया जाता है?

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