熱氣球相關知識（二）

熱氣球的原理

1.熱氣球升空之謎

根據阿基米德原理，我們可以嘗試用下面的公式去計算空氣中熱氣球的浮力：

因此，很多人以為，熱氣球能升空是因為對裡面的空氣加熱，空氣受熱膨脹，使熱氣球體積增大，也就是增大了V排，所以它受到的浮力也增大，浮力大於重力就能升空了！但這種說法是錯誤的！

正確的解釋應該是：

熱氣球升空的原理是對裡面的空氣進行加熱後，空氣受熱膨脹，就會逸散出來，導致熱氣球內部熱空氣密度變小，而外部冷空氣密度大，

通常空氣加熱後密度減小，溫度達到100℃，密度約為0。95kg/m3，是未加熱空氣的1/1。3。根據阿基米德的浮力公式，可知熱氣球外部冷空氣密度大，內部空氣密度小，從而外部空氣對熱氣球產生浮力作用

（對航空器而言，通常將該浮力成為升力）

，致使熱氣球上浮，而並不是因為體積的變化，事實上熱氣球在球囊一定的情況下，排開空氣的體積近似不變的。

類似的氫氣球、氦氣球能夠飛上天，就是因為氣球裡面的氫氣和氦氣密度比空氣小，所以才能浮上去。

2.熱氣球升降控制

上面我們知道了熱氣球飛行原理是根據熱空氣輕於冷空氣而產生的升力，那麼熱氣球是如何控制上升和下降的呢？

透過燃燒器點火，熄火的間隔時間長短調整球囊內溫度來控制熱氣球的上升和下降，利用不同高度層的風向來控制和調整自己的前進方向，熱氣球的飛行速度與風速相同。

（1）當熱氣球需要上升時，將排氣閥關閉，熱空氣產生的升力大於重力，於是氣球上升；

（2）當熱氣球需要保持高度時，升力與重力相等，熱氣球既不上升也不下降；

（3）當熱氣球需要下降時，將排氣閥開啟，空氣變冷，升力小於重力，於是氣球下降。

3.熱氣球所受的升力（浮力）

那麼熱氣球在飛行過程中，其受到的升力（浮力）有無變化呢？

對此需要具體情形具體分析，不能一概而論！

（1）當熱氣球處於上升狀態時，必然升力大於重力；

（2）當熱氣球處於平衡狀態，即靜止於空中某個位置時，必然升力等於重力，實現二力平衡；

（3）當熱氣球處於下降狀態時，必然升力小於重力，利用重力作用，實現下降。