热气球的原理是热胀冷缩。热气球源于一个非常基本的科学原理,热空气会升到冷空气上方从本质上讲,热空气比冷空气轻,因为单位体积热空气的质量较小,1立方分米的空气大约重1克,若加热到37.8摄氏度,同样体积空气的重量会减少约0.25克。
因此,热气球中每立方分米空气可以升起0.25克的物体,但这远远不够的,这也是为什么热气球看起来如此巨大的原因,要升起454公斤的物体,需要大约1840立方米的热空气。要保持气球上升,您需要不断加热空气。热气球利用位于气囊开口下方的燃烧器实现这点。气球中的空气冷却时,驾驶员可以通过点燃燃烧器来重新加热空气。
热气球的唯一飞行动力是风。对于环球飞行的热气球来说,必须选择速度和方向都合适的高空气流,并随之运动,才能高效地完成飞行。就像作环球旅行时需要不停地换飞机一样,热气球需要搭乘不同的气流,换气流时飞行员所要做的就是调整高度,热气球的高度通常要达到十几千米。
影响热气球环球飞行的最大因素就是气候。每年的12月和1月,北半球高空流的流速达到一年中的峰值,最快可达每小时400公里,所以飞行者们通常选择冬季作环球尝试飞行。
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