MONTGOLFIÈRE: HISTOIRE, CARACTÉRISTIQUES, PIÈCES, COMMENT ÇA MARCHE - PHYSIQUE - 2025

Une montgolfière est un avion qui permet de soulever des marchandises et des personnes dans les airs et qui fonctionne selon le principe de la flottabilité. Il ne nécessite ni ailes, ni pales, ni moteur pour s'élever. Il suffit que dans un sac, un ballon ou un ballon, un gaz plus léger que l'air ambiant soit enfermé.

Ce gaz est généralement de l'air chaud, car être plus léger que l'air froid environnant lui permet de monter ou de flotter. Un panier ou une cabine est attaché au ballon où sont placés les marchandises et / ou les passagers.

Montgolfières. Source: pixabay

Généralement, les montgolfières n'ont aucun type de propulseur, donc la direction du vol est déterminée par le vent, bien que la plupart des montgolfières aient un système qui permet le contrôle de la hauteur.

Histoire de la montgolfière

Le mérite de l'invention de la montgolfière revient aux frères Montglofier, Joseph-Michel et Jacques-Étienne, qui l'ont montré publiquement le 4 juin 1783 en France, alors que leurs premiers modèles avaient été réalisés un an plus tôt.

Joseph et Etienne rêvaient de voler depuis longtemps, mais n'avaient pas trouvé de voie.

L'inspiration est venue quand Joseph a tenu sa chemise par le cou dans l'air chaud montant à travers la cheminée, et s'est rendu compte que cet air pouvait la soulever. Ils ont compris que l'air chaud est plus léger que l'air froid et c'est pourquoi il flotte.

La tâche à accomplir consistait donc à enfermer cet air dans un sac suffisamment grand pour soulever une charge. Évidemment, plus la charge est élevée, plus le volume du sac qui contiendrait l'air chaud est important.

En septembre 1782, ils construisent un ballon d'une capacité d'un mètre cube qu'ils remplissent d'air chaud qui parvient à s'élever jusqu'à trente mètres de hauteur. Au mois de décembre, ils en construisirent un de plus grande capacité, trois mètres cubes, avec lequel ils poursuivirent leurs expériences.

En avril 1783, ils réussirent à élever un ballon de 10 mètres de diamètre à une hauteur de 365 mètres, avec un volume de 850 mètres cubes. En juin de la même année, ils ont fait une démonstration publique de l'invention.

La manifestation devant le roi Louis XVI

La grande manifestation eut lieu en septembre 1783 à Versailles, sous le regard du roi Louis XVI, de la reine Marie-Antoinette, de toute la cour de France et d'un public de 130 000 personnes, perplexes par la manifestation.

À bord du panier de ballons à Versailles en septembre 1783 se trouvaient un coq, un mouton et un canard. Un mois plus tard, le premier vol humain en montgolfière a eu lieu.

Le premier homme à voler dans le ciel avec une montgolfière fut Jean-François Pilâtre de Rozier (octobre 1783). Malheureusement, deux ans plus tard, Jean-François et un compagnon sont morts dans un accident de montgolfière.

Un autre jalon historique survient en 1792, lorsque la montgolfière est utilisée pour la première fois à des fins militaires. La démonstration du Collège royal d'artillerie de Ségovie a été faite en présence du roi Carlos IV d'Espagne.

En octobre 1797, André Jacques Garnerin effectue le premier saut en parachute depuis une montgolfière volant dans le ciel parisien.

caractéristiques

Les principales caractéristiques d'une montgolfière sont:

- On ne peut pas dire que c'est un artefact volant, mais plutôt un artefact flottant.

- Des conditions de circulation d'air adéquates sont nécessaires pour garantir la flottabilité et la sécurité.

- Il a une enveloppe ou un ballon en tissu solide et léger qui se remplit d'air chaud.

- L'air qui remplit l'enveloppe est chauffé par des brûleurs à gaz.

- Le fret et l'équipage vont dans un panier suspendu au ballon et fait de matériaux légers.

Parties de la montgolfière

Les trois parties principales d'un ballon à air chaud sont:

- L'enveloppe.

- Les brûleurs.

-Le panier ou panier.

L'enveloppe ou la bougie a une forme volumineuse ou ballon, elle est constituée de bandes de tissu léger et imperméable qui sont cousues pour donner la forme sphérique.

Actuellement, les tissus et fils utilisés pour la confection de l'emballage sont en fibre de nylon ou de polyester, mais il faut noter que ces fibres n'existaient pas lorsque les premières montgolfières sont apparues. La fibre de nylon a été inventée en 1938 et le polyester en 1946. L'emballage des premiers ballons était en soie ou en papier.

La fonction de la bougie ou de l'enveloppe est de stocker l'air chaud et de garantir la flottabilité de la montgolfière. Malgré le fait que le tissu soit résistant, il est nécessaire de placer des bandes de renfort longitudinales et transversales lors de la réalisation de la voile.

La partie supérieure de la voile a un volet ou valve de déchirure, connu sous le nom de parachute, qui est actionné par une corde qui, lorsqu'elle est tirée par le pilote, permet à l'air chaud de s'échapper afin que la portance ou la hauteur puisse être contrôlée.

Brûleurs et combustible

Dans la partie externe supérieure de la voile, il y a des cordes qui sont attachées à l'extrémité des ceintures de charge et aident au gonflage et au dégonflage de la voile.

Les brûleurs sont orientés de sorte que le feu pointe vers l'entrée ou l'embouchure du boîtier.

Le carburant utilisé pour chauffer l'air et remplir l'enveloppe est le propane. Les réservoirs de propane qui servent à remplir la montgolfière au départ restent au sol. À bord, il peut y en avoir d'autres plus petits que nous pourrions appeler des réservoirs de maintenance.

Le panier ou panier de la montgolfière est toujours en osier. D'autres matériaux légers et résistants ont été essayés, mais l'osier présente toujours quatre caractéristiques principales: il est bon marché, léger, résistant et absorbe les chocs de l'atterrissage.

Le fond du panier est en contreplaqué et comporte des câbles en acier qui l'entourent verticalement et longitudinalement pour être accrochés sur les bandes de renfort de la bougie et sur les supports de brûleur.

Équipement moderne

En dehors de cet équipement de base, les membres d'équipage de ballons disposent actuellement d'instruments de vol tels que:

- Altimètre.

- Thermomètre.

- Boussole.

- Extincteurs.

- GPS.

- Matériel radio.

Fonctionnement

Avant d'utiliser un ballon, toutes les préparations doivent être prises en compte, y compris et non des moindres, le choix du bon endroit pour voler.

Dans ce choix, il faut tenir compte du fait que l'endroit ne dispose pas de pylônes ou câbles haute tension, de la direction et de la vitesse du vent et vers quelle zone le ballon sera dirigé.

Pour gonfler le ballon ou la bougie, il est posé au sol et rempli d'air chaud à l'aide d'un ventilateur. Le processus d'inflation détaillé est le suivant:

- La voile est étirée en la dépliant horizontalement en utilisant les ceintures de charge des deux côtés de celle-ci. Cette opération nécessite un minimum de deux personnes.

Gonflage de ballon à air chaud. Source: pixabay

- Il est très important de vérifier que les fermetures ou velcro du parachute ou de la valve de la couronne sont étanches afin que l'air chaud ne s'échappe pas lors du remplissage du ballon.

- La bougie est remplie à l'aide de ventilateurs qui, s'ils sont suffisamment puissants, gonflent le ballon. Ensuite, les brûleurs sont allumés pour introduire plus d'air chaud pour terminer le remplissage de la bougie.

- La bougie grande ouverte et soutenue par au moins deux personnes, les brûleurs sont dirigés vers l'intérieur du ballon et allumés pendant de courts intervalles jusqu'à ce que le ballon se lève et resserre les câbles et cordes qui le maintiennent au panier. Le panier doit être ancré au sol pour éviter tout soulèvement indésirable.

- Une fois remplie d'air chaud, la bougie se lève, indiquant que le ballon est prêt à l'emploi. Le ballon doit être fixé au sol pour éviter qu'il ne monte de manière incontrôlable.

Comment manœuvrer le ballon?

Lors du desserrage des liens, le ballon monte. Sa direction est déterminée par les courants d'air. Mais à différentes hauteurs, ces courants peuvent avoir des directions différentes, donc en contrôlant la hauteur, il est également possible de choisir la direction du vol.

Lorsque vous voulez monter ou que vous voulez maintenir la hauteur, les brûleurs sont activés, mais pour descendre, ils sont désactivés de telle sorte que l'air à l'intérieur du ballon se refroidit et devient plus lourd, donc il commence à descendre.

Si l'on constate que la descente est très rapide, les brûleurs doivent être à nouveau activés pour réduire la vitesse de descente.

Il est très important qu'une fois que le panier touche le sol, les passagers restent dans le panier jusqu'à ce qu'il soit complètement attaché au sol. Sinon, le ballon peut recommencer à monter et provoquer un accident indésirable.

Types de montgolfières

Les ballons à air chaud peuvent être classés en plusieurs types en fonction de leurs caractéristiques, par exemple s'ils ont un type de système de direction.

-Ballons à air chaud non dirigeables

Ils n'ont pas de système de propulsion, leur déplacement en distance et en direction est donc déterminé par les courants atmosphériques.

Ceux-ci ont un grand sac ou une bougie qui retient l'air qui chauffe un brûleur situé à l'entrée inférieure ou à l'embouchure de la bougie, qui dirige l'air chaud à l'intérieur.

Dans ce type de ballon, l'équipage et les passagers vont dans un panier qui est attaché à la voile par des câbles et des sangles.

Les manœuvres se limitent au contrôle de la montée et de la descente. Cependant, à différentes hauteurs, les courants d'air peuvent pointer dans des directions différentes, ce qui donne à ces types de montgolfières une certaine marge de direction.

-Airostatiques dirigeables dirigeables

Parfois, ils sont connus sous le nom de dirigeables ou en zeppelin allemand. La principale caractéristique est qu'ils ont un moteur à hélice qui leur permet de décider et de maintenir la direction du vol même contre le vent.

En général, le ballon ou la bougie est fermé et est rempli d'un gaz plus léger que l'air, tel que l'hydrogène ou l'hélium. L'hydrogène est hautement inflammable, tandis que l'hélium, étant un gaz rare, ne risque pas de prendre feu ou d'exploser. Dans les dirigeables, la hauteur du ballon est relativement constante.

-Ballons à air chaud mixtes

Ce sont ceux qui ont une partie de gaz léger, comme l'hélium, enfermés dans des ballons qui allègent le poids total, mais qui ont aussi la bougie qui est remplie de l'air chaud des brûleurs. Ils peuvent ou non avoir un système de propulsion.

-Ballons habités et sans pilote

Une autre classification possible des ballons est de savoir s'ils ont des membres d'équipage ou non.

Montgolfières sans pilote

Ils sont généralement utilisés à des fins publicitaires lors de salons professionnels et autres événements. Ils restent attachés à une hauteur constante. Ces types de ballons utilisent du gaz au lieu de l'air chaud.

Parmi les ballons sans pilote, il y a les ballons météorologiques, qui montent constamment et envoient des données au sol via des signaux radio. Ces données sont la hauteur, la température, la vitesse et la direction du vent, la pression atmosphérique et d'autres données d'intérêt.

Ballons à air chaud habités

Ils nécessitent un membre d'équipage et sont généralement à air chaud. Ce type de ballon est utilisé par les amateurs de vol, mais il peut aussi avoir des fins commerciales et touristiques. Il existe également des compétitions dans lesquelles les points de départ et d'arrivée sont établis et la capacité de l'équipage à atteindre les objectifs proposés est évaluée.

Comment faire un ballon à air chaud maison

Voici les étapes de base pour construire un ballon à air chaud fait maison qui s'envole réellement.

Ce type de ballon est également commercialisé sous le nom de ballons à souhaits, car un souhait est généralement fait lorsqu'il se lève.

matériaux

- Un grand sac de ceux qui sont utilisés pour les ordures, à la recherche qu'il soit fait de plastique fin, pas les sacs ultra résistants qui sont faits de plastique plus épais.

- Une paire de fils fins mais rigides. Le fil utilisé dans la construction peut être utilisé. Les fils des cintres sont très épais et lourds (ne convient pas à l'expérience)

- Fil de cuivre fin ou utilisé pour les compositions florales.

- Une boule de coton ou du papier toilette ou toilette.

- De l'alcool à brûler.

- Un briquet à alcool.

- Quatre morceaux de ruban adhésif.

Processus

- Ouvrez le sac afin de pouvoir prendre les mesures de l'ouverture du sac.

- Une fois que nous avons les mesures, nous coupons deux fils qui seront réunis pour former une croix, dont le but est de garder l'extrémité inférieure du sac grande ouverte. Les extrémités de ces fils doivent être pliées sur une longueur L d'environ 1 cm.

- Pour rejoindre la croix, nous utilisons le fil de cuivre fin. Également à l'intersection des deux fils, nous fixons la boule de coton ou le papier toilette que nous imprégnons d'alcool brûlant.

- Nous fixons la croix à l'extrémité ouverte du sac afin qu'elle soit grande ouverte.

- Ensuite, nous maintenons le sac par le haut pour qu'il prenne la forme d'un ballon.

- Pour chauffer l'air à l'intérieur du sac, au début, un brûleur à alcool est placé au sol, ce qui fera entrer l'air chaud dans le sac et déplacera l'air froid.

- Lorsqu'on constate que le sac est bien gonflé, la boule de coton ou de papier à la base en forme de croix est allumée et le ballon est libéré dès que l'on se rend compte qu'il veut monter.

Références

1. Briceño, G. Montgolfière. Récupéré de: euston96.com
2. Comment faire un ballon à air chaud maison. Récupéré de: Espaciociencia.com.
3. Description d'un ballon. Récupéré de: ballooning.es
4. Le vol en montgolfière. Récupéré de: pasionporvolar.com
5. Wikipédia. Montgolfière. Récupéré de: wikipedia.com/es