Aerostati

Questo è il nome corretto che rappresenta quella classe di velivoli che si librano nel cielo NON grazie a delle ali, ma grazie alla spinta fornita da una massa di gas piu leggero dell'aria.

In base a quale gas usano possiamo distinguerli in: Aerostati ad elio (oggi il gas piu usato in quanto non è infiammabile), Aerostati di tipo Rozier (ibrido tra aria calda ed elio), Aerostati ad aria calda (le classiche mongolfiere).

Le leggende narrano che i primi aerostati furono inventati in Perù.

La storia è confusa riguardo a questo ma si pensa siano serviti a tracciare le famose linee di Nazca, e disegni raffiguranti primitivi oggetti volanti furono ritrovati su molti dei resti di vasellame reperiti in zona.

In prossimità di alcuni di questi disegni furono trovati anche buche e cerchi scuri che si suppone -ma non è provato- che fossero basi per i fuochi da cui far decollare gli aerostati.

Secondo le popolazioni locali i segni nel deserto furono fatti dagli dei Viracochas, adorati dagli Incas, i quali li descrivevano come esseri con la barba e con la pelle bianca, con tratti somatici simili agli europei.

Le leggende narrano che essi venivano dalla direzione del mare (non è chiaro se volando o tramite imbarcazioni) e che un giorno sarebbero tornati.

Ci sono invece dati certi circa l'invenzione dei primi aerostati ad opera dei cinesi.

Colui a cui è attribuita l'invenzione del primo aerostato è lo stratega militare cinese Kongming che fu l'inventore di quelle conosciute oggi come lanterne cinesi, ben 2300 anni fa.

Esse erano usate per lo piu per segnalazioni, ed inizialmente erano riservate ad un uso di tipo militare.

In ambito europeo, l'invenzione di quella che noi chiamiamo comunemente mongolfiera è dovuta ai fratelli Joseph ed Etienne Montgolfier, proprietari di fabbriche di carta con la passione per la scienza.

Grazie ai loro studi e ai loro esperimenti, i fratelli Montgolfier aprirono la strada a Jean-Francois Pilatre de Rozier (inventore dell'omonimo pallone) che insieme al marchese Francois Laurent D'Arlandes, effettuarono il primo volo in mongolfiera non vincolato, sorvolando Parigi e con lo stupore e lo sguardo di migliaia di persone.

Nei primi anni si pensava che la mongolfiera volasse grazie ad uno speciale gas generato dalla combustione, che fu chiamato gas Montgolfier.

Fu Alessandro Volta in seguito che intuì che non si trattava di un gas speciale ma della differenza di densità dell'aria riscaldata rispetto a quella fredda.

In seguito ci furono moltissimi altri pionieri dell'aria, sia uomini che donne, che apportarono molte migliorie ai palloni e alla tecnica di volo e che hanno permesso l'evolversi degli aerostati fino a come li conosciamo al giorno d'oggi.

 


Il Pallone a gas

I palloni a Gas erano usati prima dell'evoluzione e dello sviluppo delle mongolfiere, e in tutto l'ottocento furono i sovrani dell'aria.

Questo perchè dopo l'invenzione della mongolfiera, la sua gloria diminuì rapidamente, a favore dei palloni a gas (inizialmente idrogeno ed in seguito elio) che erano piu facili da gestire, e piu sicuri in quanto non necessitavano del fuoco per volare.

Il principio di volo è semplice, un pallone riempito di un gas piu leggero dell'aria, con un volume tale che possa sollevare i carichi per il quale è progettato.

Inizialmente i palloni a gas avevano una rete sopra il pallone, che serviva a contenerlo e allo stesso tempo fare da supporto per la gondola, dove alloggiavano i passeggeri, oppure i carichi da trasportare.

Questo genere di palloni, non avendo a che fare con aria calda e fredda -che ricordiamo, forniscono spinte ascensionali differenti- ma con un gas piu leggero dell'aria, la cui spinta è uniforme nel suo volume, hanno la forma sferica e sono di progettazione (vedi Come Progettare) piu semplice rispetto alle mongolfiere o ai piu complessi palloni Rozier.

Ad oggi i palloni a gas sono usati non piu -se non in rare occasioni- per il volo umano, ma per portare ad altezze considerevoli carichi utili, come sonde meteo oppure, vincolati a bassa quota per scopi pubblicitari.

Curiosità:

-Nella seconda guerra mondiale, i palloni a elio, vincolati per terra, erano usati per impedire attacchi aerei a bassa quota.

-Il giappone, durante la seconda guerra, produsse all'incirca 9000 "Palloni-bomba". Erano palloni capaci di trasportare carichi esplosivi o incendiari, e venivano lanciati dalla costa est del giappone.

Erano studiati affinchè si mantenessero intorno ai 10'000 metri, Questo era possibile grazie ad un sistema di controllo, il quale se il pallone perdeva quota sganciava zavorra in modo da alleggerirlo, mentre se saliva troppo, sfiatava l'idrogeno in eccesso.

A quella quota in tre giorni, grazie alle correnti a getto del pacifico,  raggiungevano gli Stati Uniti per sganciare il loro carico offensivo.


Il Pallone Rozier

Il pallone Rozier prende il nome dal suo inventore, Jean Francois Pilatre De Rozier.

Lui dopo aver assistito ai primi voli degli aerostati dei fratelli Montgolfier e dopo aver volato -per primo- su un aerostato, fu anche l'inventore di questo nuovo e innovativo pallone.

Era in pratica un ibrido tra un pallone a gas e una mongolfiera.

La cella del gas era contenuta all'interno di un altro involucro dove tramite una fiamma veniva riscaldata e la sua espansione ne permetteva il volo.

Rozier fu colui che si guadagnò l'infausto primato di essere il primo uomo a morire in un incidente aereo, infatti durante un tentativo di attraversare la manica, il vento cambiò direzione e per motivi ancora non chiariti precipitò portando alla morte il suo inventore.

Nei tempi moderni molto è cambiato nei palloni Rozier e sono stati recentemente usati per stabilire diversi primati.

schema breitling orbiter 3

Lo schema qui a lato mostra il Breitling Orbiter 3 che nel 1999 consenti a Bertrand Piccard e Brian Jones di compiere per primi il giro del mondo su un pallone aerostatico.

La piccola capsula rossa in basso è l'alloggio dell'equipaggio dove sono presenti i letti, la cabina di comando con i computer che controllano i bruciatori, e sopra di essa i bruciatori stessi, che hanno il compito di scaldare l'aria all'interno dell involucro e la cella del gas

All'interno dell'involucro esterno possiamo notare la cella del gas (elio), e sopra la "tenda" che ha lo scopo di isolare termicamente il pallone e ridurre cosi l'uso dei bruciatori e di conseguenza il propano necessario a riscaldarlo.


 

La Mongolfiera

La Mongolfiera è il pallone aerostatico più semplice e piu diffuso oggi.

E' usato principalmente per manifestazioni, gare o eventi pubblicitari, e ha ormai perso la sua funzione di puro mezzo di trasporto.

Si compone di un involucro che ha la forma di goccia rovesciata e ha lo scopo di contenere l'aria calda generata da bruciatore (solitamente a propano).

Alla sommità dell'involucro vi è una valvola chiamata "valvola a paracadute" che serve a sfiatare -quando aperta tramite una corda- un po di aria calda e ridurre la spinta ascensionale.

L'involucro si compone di molti "spicchi", ed è grazie alla loro forma particolare che le mongolfiere hanno forma rotondeggiante.

Appeso sotto l'involucro vi è la gondola -solitamente fatta con un telaio in acciaio e rivestita di vimini- che ha lo scopo di contenere il pilota, i passeggeri e le bombole di gas necessarie al volo.

Sulla sommità della gondola ci sono due o più bruciatori, collegati tramite tubi rivestiti con maglie di acciaio alle bombole di propano. Quando il pilota apre le valvole, permette al gas di passare attraverso delle serpentine dove si vaporizza e si miscela all'aria per poi passare attraverso alla fiamma pilota.

Esso si incendia immediatamente e produce una potente fiammata grazie alla quale, con l'aria calda generata la mongolfiera può volare.