Globo aerostático

Antecedentes

Un globo de aire caliente es una envoltura no porosa de material delgado lleno de un gas de elevación que es capaz de elevar una carga útil suspendida a la atmósfera. Los globos se elevan debido al desplazamiento del aire, aplicando el principio de que la fuerza de flotación total hacia arriba es igual al peso del aire desplazado.

A lo largo de la historia, los sobres con globos se han fabricado con papel, caucho, tela y diversos plásticos. Las formas de los globos también han variado a lo largo del tiempo, pero hoy en día los más habituales son las esferas, los esferoides achatados y las configuraciones aerodinámicas. Los gases de elevación también han variado. Hoy en día, los gases más utilizados son el helio, el hidrógeno y el aire caliente.

Historial

A finales del siglo XVIII, Joseph y Jacques Montgolfier fueron pioneros en los globos aerostáticos en Francia. En 1782, descubrieron que el aire caliente en una bolsa liviana hacía que se elevara. En 1783, demostraron públicamente su descubrimiento en Annonay, Francia. Unos meses más tarde repitieron el experimento en Versalles, esta vez enviando una oveja, un gallo y un pato como pasajeros.

El primer vuelo tripulado en globo tuvo lugar en París, Francia, el 21 de noviembre de 1783. Coordinado por los hermanos Mongolfier, Pilatre de Rozier y el marqués Francois Laurent d'Arlandes fueron lanzados al aire en un globo de papel y lino. Se utilizó humo y aire caliente para el gas de elevación.

Los primeros globos se utilizaron en la guerra y el deporte. En el siglo XIX, el globo se perfeccionó para usarlo en la guerra para espiar detrás de las líneas enemigas. Los usos en tiempos de paz incluyeron la toma de las primeras fotografías aéreas. Estos globos eran útiles pero no orientables. Los experimentos científicos serios con globos solo comenzaron a fines del siglo XX.

Entre 1934 y 1961, vuelos tripulados en globo llevaron a cabo investigaciones en la estratosfera [la atmósfera a 6 a 15 millas (9,7 a 24,14 km) sobre la superficie de la Tierra]. Las cápsulas presurizadas permitieron a las tripulaciones llegar hasta 100.000 pies (30 km). En 1961, la llegada de los vuelos espaciales hizo que muchos de estos experimentos fueran obsoletos.

Desde principios de la década de 1960, el globo aerostático se ha utilizado como un globo libre (es decir, lanzado a la atmósfera) para llevar a las personas en alto como deporte. En la década de 1970, las ventas de globos aerostáticos para los consumidores se dispararon y en 1973 se celebraron los primeros campeonatos mundiales en los Estados Unidos. Hoy en día, hay varios eventos de globos aerostáticos en todo el mundo, pero el objetivo principal de los globos aerostáticos más serios es hacer y batir récords.

Otros tipos de globos que se utilizan actualmente incluyen el globo meteorológico, el globo de presión cero, el globo de superpresión (un globo de nivel constante), el globo militar atado y el globo propulsado.

Globos aerostáticos modernos

Los globos aerostáticos de hoy tienen dos partes principales, el sobre (o bolsa de gas) y la canasta. La bolsa de gas suele ser esférica y está construida con un material no extensible. El aire caliente que levanta el globo proviene de un quemador de gas de hidrocarburo colocado sobre la canasta.

La canasta (también llamada góndola) transporta a los pasajeros. La elevación se controla ajustando la velocidad de combustión del gas. Una válvula en la parte superior del globo tiene una cuerda atada para que los pasajeros puedan controlar el descenso. Un cordón de apertura y un panel de apertura permiten la liberación rápida de gas en el aterrizaje para evitar el arrastre de la carga en el impacto.

Los globos solo pueden llegar hasta cierto punto en la atmósfera. El límite actual para vuelos prácticos en globo es de 34 millas (55 km).

Uno de los aspectos más interesantes de los globos aerostáticos es el inflado del globo aerostático. En condiciones normales, un globo para cuatro personas se puede inflar y lanzar con una tripulación de cuatro a cinco personas. Para inflar un objeto tan grande, se necesita un gran espacio. La cesta se coloca de lado. El sobre se conecta a la canasta y se extiende por el suelo. Algunos miembros de la tripulación mantienen abierta la boca del globo y mientras un ventilador infla parcialmente un globo con aire frío.

El piloto del globo ingresa al sobre en este punto para realizar comprobaciones preliminares previas al vuelo en las líneas operativas, aparejos, poleas, lengüeta de Velcro ™, cables voladores, paracaídas y la tela del sobre.

Se usa un tanque de combustible cuando el quemador está encendido. Una ráfaga de aire atrapado entra en el sobre. La boca tiende a cerrarse detrás de él debido a la prisa. Se necesitan unos 60 segundos para llenar un globo de 20.000 pies cúbicos (6.096 metros cúbicos). A medida que el sobre se llena, se eleva por encima de la cesta.

La tripulación que se ocupa de la corona del globo lo mantiene firme a favor del viento y evita que se mueva de un lado a otro. A medida que aumenta la elevación, la tripulación recorre la línea de la corona hasta la canasta.

Una vez que se completa el inflado, el piloto y los pasajeros suben a bordo para realizar las comprobaciones finales. El globo continúa calentándose hasta que se vuelve "liviano" (listo para despegar).

Materias primas

Sobre

Los sobres equilibran su carga con cintas de carga o cables. Los estadounidenses prefieren una tela pesada para compartir la carga. Sus homólogos europeos prefieren telas más ligeras y las equilibran con estructuras de cinta de mayor carga.

La tela está tejida con dos tipos de hilo, nailon y Dacron (poliéster). Los dos tienen ventajas y desventajas. El nailon es más ligero y resistente, pero el Dacron puede soportar temperaturas más altas. La tela tejida es en realidad una estructura de malla que permite que el aire pase a través de ella. La mayoría de las telas tienen una resistencia a la tracción de 40 a 100 libras (18,16 a 45,4 kg) por tira de pulgada de ancho.

Para contener el aire, la tela tejida se recubre con un sellador. El más común es el poliuretano, además de aditivos como neopreno (caucho sintético) o silicona, y un inhibidor de rayos ultravioleta para evitar que el revestimiento se rompa debido al sol. El número de capas está determinado por la estanqueidad al aire equilibrada con la fragilidad del material.

Otras dos partes importantes del sobre son el paracaídas y el panel de apertura, los cuales ayudan a controlar el globo, especialmente al descender. El paracaídas es a prueba de fallas, por lo que se ha convertido en el control dominante. Está hecho de tela similar al sobre. El panel rasgado está sellado con Velcro ™ y tiene una abertura secundaria llamada ventilación que también está hecha con tela similar al sobre.

Una red sostiene la canasta y distribuye el peso de la canasta de manera uniforme sobre el globo.

Cesta

El cuerpo de la canasta generalmente está hecho de mimbre y sauce entrelazados. El suelo puede ser de madera contrachapada. Los bordes de la canasta suelen estar encuadernados en cuero, gamuza o cuero crudo. Los alambres de acero inoxidable y / o los soportes rígidos verticales sujetan la canasta al marco del quemador. Algunos fabricantes suspenden la canasta de un anillo de carga que a su vez está suspendido del sobre. Este anillo de carga también puede funcionar como marco para el quemador.

Quemador

El quemador es un quemador de propano de una sola unidad que funciona con dos o más tanques de combustible. Los tanques de combustible están unidos al quemador con un acoplamiento de manguera permanente. Todos los quemadores son llamas piloto de combustión constante.

Hay un par de componentes en el quemador. La válvula de líquido regula la cantidad de combustible utilizada por el quemador. El manómetro muestra la cantidad de presión de gas a medida que ingresa al serpentín del quemador, lo que indica la cantidad de energía disponible. La luz piloto quema el vapor de la parte superior del tanque. El propano vaporizado emerge a través de chorros que producen una llama de base grasa y punta larga. La bobina de vaporización de acero inoxidable pasa el propano para producir calor.

Diseño

Sobre

Los sobres están diseñados para reducir la tensión de la tela al producir un gore ligeramente curvado (los paneles seccionales que se cosen para formar el sobre). Los cuernos curvos son más largos en el centro que en sus extremos. Hay tres tipos principales de cornetas:verticales, horizontales y diagonales. Los paneles diagonales son los más económicos porque desperdician la menor cantidad de tejido. Muchos gores están diseñados por computadora.

Hay dos formas de globos predominantes:lágrima y redonda. La lágrima puede subir más rápido usando menos energía, pero el globo de forma redonda usa menos tela, por lo que tiene menos superficie para calentar. Se puede esperar que un sobre dure 400 horas de vuelo.

Cesta

Las cestas se han mantenido esencialmente iguales desde el siglo XVIII. Están hechos de mimbre y son cuadrados. Se flexionan con el impacto. A principios de la década de 1970, una empresa fabricó una góndola que estaba hecha de aluminio y fibra de vidrio, pero tendía a romperse en aterrizajes duros. El otro gran cambio es una canasta en forma de triángulo que permitió algunas innovaciones en la ubicación del panel de instrumentos. Las cestas duran unas 800 horas de vuelo.

El
proceso de fabricación

Sobre

• 1 La construcción de un sobre consiste básicamente en coser las coronas juntas. Ya sea hecho a mano o con máquina de coser industrial, hay tres puntadas. La costura de doble vuelta presenta dos filas de costuras paralelas a lo largo de la costura de la tela doblada. Preferido por los fabricantes por su resistencia y ligereza, la costura presenta aproximadamente ocho puntadas en cada pulgada (3 por cm). Algunos fabricantes utilizan una costura plana (la costura recta paralela mantiene juntas dos piezas de tela) y el zigzag (costura paralela en zigzag con una doble vuelta de tela). Las cintas de carga y los cordones también están cosidos.
• 2 Una vez cosido el sobre, se recubre. El revestimiento se aplica mecánicamente y bajo presión.
• 3 Por último, si el sobre se va a utilizar con fines publicitarios, se adjunta un aplique con un eslogan o nombre. Se puede aplicar con pintura acrílica en aerosol, o se pueden pegar letras adhesivas o pancartas ya hechas. Si la obra de arte es grande, se puede coser en el sobre propiamente dicho cortándola directamente en los gajos. Este puede ser un proceso complejo y exigente.

Cesta

• 4 cestas se fabrican con la base primero. Sobre la base de madera contrachapada con guías, se construye un marco de caña de hasta 2,5 cm (1 pulgada) de diámetro. En la esquina, el marco rodea alambres de acero inoxidable y marcos de carga. Alrededor del marco, se teje el ratán o el sauce. Se dejan agujeros en el cuerpo de la cesta para las correas de los cilindros. La canasta terminada está cubierta con barniz para ayudar a mantener su forma y unir el bastón. Finalmente, los bordes se protegen con cosidos en cuero crudo, cuero o ante. El instrumento / tablero está integrado al igual que los tanques de propano para la unidad del quemador.

Quemador

• 5 Muchos fabricantes de globos subcontratan estos componentes y los ensamblan entre la canasta y el sobre después de juntar las otras partes.

El futuro

Continuarán sucediendo innovaciones que permitirán que los globos aerostáticos suban más alto, durante un período de tiempo más largo y bajo más control. Muchas de las innovaciones se centran en mejorar el quemador y el sistema de desinflado.