热气球——人类航空运动的启蒙

电影《热气球飞行家》是根据历史真实故事改编的，只不过主人公进行了戏剧性调整。既还原了当年完成万米高空飞行的格莱舍和亨利的经历，也致敬了首位女性热气球飞行家索菲·布兰查德。而众多热气球飞行运动壮举的开端，都源自于17世纪蒙哥尔费兄弟的一次大胆尝试。

约瑟夫·蒙哥尔费和哥哥艾蒂安·蒙哥尔费（右）

1783年蒙哥尔费兄弟首次试飞热气球

蒙哥尔费兄弟为路易十六国王设计的热气球工程图

埃德1955年設计的燃烧器原型机

第一个热气球

约瑟夫和艾蒂安·蒙哥尔费兄弟所在的家族企业是一家造纸厂，在17世纪，造纸属于高新技术产业。优渥的童年让两兄弟培养了对不同事物的好奇心和敏锐的洞察力。弟弟约瑟夫偶然发现，在燃烧的火焰上方会产生一种奇特的现象，仿佛有特殊的气体使纸屑可以向上飞。于是，他利用轻质木材和绸缎布做了一个简易的底部镂空的盒子。当他把盒子放在火焰上方时，直接被热气“抬”到了天花板上。

有了这次试验，约瑟夫叫上了哥哥艾蒂安一起，利用绸布和缆绳制作了一个大型的气球装置，并利用易燃的羊毛和干草作为燃烧物。点燃后，气球越升越高直至脱离控制，在飘浮了2000米后才坠落。

1783年，经验丰富的蒙哥尔费兄弟经过改良，制造了一个麻布材质的热气球，内层覆盖了三层薄纸，用于密封。气球外绑着用于加固的渔网状缆绳。该热气球飞行了约10分钟后，安全落地。

热气球成功飞行的消息被皇室知道后，王室邀请他们进行公开飞行展示。这次，热气球要携带活物完成飞行。起初国王希望直接载人飞行，后考虑到安全性，改为一只羊、一只鸡和一只鸭。1783年9月19日，蒙哥尔费的热气球在凡尔赛宫的广场上，当着国王路易十六的面缓缓升空，飞行了约8分钟后安全着落。

热气球落地后，上面的动物安然无恙，国王看到后欣然希望下次可以载人飞行。于是，蒙哥尔费兄弟又建造了一个容积达1700立方米的超大尺寸热气球，外部用清漆涂成天蓝色，上面画有路易十六国王的面部图像，以及金色、红色相间的帷幔图形等。1983年10月艾蒂安·蒙哥尔费乘坐这艘热气球，升到了24米的高空（这是当时系留绳能达到的最大安全长度），完成了人类首次热气球载人（系留）飞行。几周后，佛朗索瓦完成了首次不系绳的自由飞行，使用的依然是蒙哥尔费兄弟制造的热气球，飞行了约25分钟。

现代热气球

需要说明的是，早期的热气球与现代热气球外形相似，但工作方式差别很大。起初的热气球是完全封闭的球体，内部充满了氢气。由于密封工艺不足，气体容易泄漏，因此飞行时间有限，且氢气不稳定，非常易燃易爆。同时，因缺乏必要的控制设备，热气球在实际使用时通常需要系留升空，以防飘到其他地方。

由多块材料拼接而成的球体

直至20世纪50年代末，埃德·约斯特发明了可持续使用的燃烧器后，热气球才更具实用性。1955年10月，埃德制造了一款小型热气球，装载了其发明的煤油燃烧器进行了第一次系留飞行。之后，他将燃烧器进行改进，改为丙烷作为燃料，热气球也换成更耐热的织物材料制作。1960年10月，他成功利用燃烧器实现了长达1小时35分钟的自由飞行。至此，现代热气球的雏形正式诞生。

时至今日，热气球的制造工艺和材质越来越先进，凭借其特殊的飞行方式和乘坐体验在旅游观光领域大放异彩，随着通航产业的发展，普通民众也有机会体验一把难忘的热气球飞行之旅。

热气球的组成

现代热气球通常由以下几部分组成：

1. 气球

气球多由耐磨的尼龙或涤纶材料制成。其并非一个圆滑且完整的球体，而是由多块材料经叠拼缝合而成。通常最少是4块材料，最多可达24块材料拼接。球体内部会涂有硅脂或酸酯密封剂，以减少外部的热交换，同时保证密封性。

可搭载多名乘客的大型观光热气球的吊篮

从内部向上看热气球的通风口

燃烧器喷火瞬间

常见的载人热气球的球体容积为2800立方米，可搭载3～5名乘客；大型观光热气球的容积高达17000立方米，可搭载约20名乘客。

2. 通风口

通风口是现代热气球的重要安全机构，通常位于球体的顶部，是一个可手动操纵开闭的圆形气孔。打开通风口后，球体内部的热气会缓慢泄出，热气球的飞行高度稳步降低，最终实现安全降落。

3. 吊篮

热气球的吊篮通常由重量轻、结实耐用的柳条或藤条编织而成，形状为矩形或三角形。有些需要进行长途飞行的吊篮还会在外部加固一圈铝合金材质的框架。

4. 燃烧器和燃料箱

现代燃烧器使用丙烷作为燃料，通常具有2～4 个出焰口，每个可产生2 兆瓦的热量。燃烧器的开关多为加装弹簧的鼓风阀，操纵方式类似打火机——按下时喷出火焰，松手后在弹簧作用下阀门自动复位关闭。