热气球用热空气作为浮升气体。球自身动力用来调整高度,水平移动只能靠风,空气静力学是飞行的理论依据。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。 热气球飞行员通过对球囊的加热和冷却,来控制球体的上升和下降。当进入某一个高度保持平飞时,就会被这一高度的空气团包裹,与气团同速前进。此时吊篮里的乘客没有任何被风吹的感觉,只有随风平稳地移动,正因如此,热气球成为航空摄影,空中观光旅游的首选。
提到飞机,都会研究空气动力学,热气球作为轻于空气的航空器,由于速度很慢,更多研究的是空气静力学。一个热气球是被什么力量带上天的?能承载多少重量?阿基米德定律让我们了解了什么是浮力,牛顿第二定律告诉了我们要排除重力加速度,运用理想气体公式可以初步推导出热气球的承重量。热气球的升限是很高的,随着高度的增加,环境气压会发生变化,球囊内外的密度比会发生变化,所以计算热气球的承重,还必须加进去温度和气压值。在这里我们没有版面做公式演算,但可以告诉大家一个简单的数据:1m³的空气加热到97℃时,可以提起0.23kg的重量。当你飞热气球之前,可以用这个数据简单计算一下,如果飞行总重量超过这个数据时可要谨慎了。