Ballon

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Du hast neue Nachrichten auf deiner Diskussionsseite.

Heißluftballon

Ein Ballon (Aussprache: [baˈlõː, baˈlɔŋ], süddt., österr. und schweiz. [baˈloːn]) ist eine nicht selbsttragende, gasdichte Hülle, die mit Gas gefüllt ist und über keinen Eigenantrieb verfügt. Als Füllgas wird im Allgemeinen Luft (Heißluftballon, Luftballon) oder ein Traggas wie Helium oder Wasserstoff verwendet (Gasballon). Der Ballon kann in gefülltem Zustand verschlossen sein, wodurch das eingeschlossene Gas auch unter Druck stehen kann. Die gängigen Bauformen bemannter Ballons haben eine Öffnung nach unten. Dadurch kann das leichte Traggas nicht entweichen, aber Druckbelastungen oder Verformungen der Hülle z.B. durch Erwärmung des Gases oder beim Ändern der Flughöhe werden vermieden. Bis in das 20. Jahrhundert wurden Ballone und Luftschiffe auch als Aerostaten bezeichnet. Im üblichen Sprachgebrauch werden bemannte Ballons nicht geflogen sondern gefahren.

[Bearbeiten] Funktionsweise

Erhitzen der Luft im Heißluftballon

Ist der Ballon mit erhitzter Luft oder leichtem Gas gefüllt, so dass sein Gesamtgewicht (bestehend aus Nutzlast, Hülle, Füllung) geringer ist als das Gewicht der Luft, die er verdrängt, verfügt er über statischen Auftrieb.

Auch Ballons, die mit Luft oder mit einem Gas, das schwerer als Luft gefüllt sind, können kurzzeitig fliegen und zwar entweder indem man das Ballongas aus ihnen entweichen lässt, wobei der Ballon in Folge des auftretenden Rückstoßes vom Boden abhebt, oder in Form des Ballonhelikopters. Weil aber auf diese Weise nur kurze Flugzeiten (maximale Dauer eine Minute) und geringe Flughöhen möglich sind, spielen diese Möglichkeiten des Ballonflugs nur bei Spielzeugen und zur Demonstration des Hubschrauberprinzips bzw. des Rückstoßantriebs eine Rolle.

[Bearbeiten] Ballongas

Ballongas ist ein Gas, das aus einem Helium-/Luftgemisch besteht. Der einzige Unterschied zwischen Ballongas und Helium ist die Reinheit. Aus Sicherheitsgründen werden heute für bemannte Gasballons nur Helium oder Gemische aus Helium und Luft verwendet. Früher waren Ballone mit Wasserstofffüllung üblich, und alle deutsche Zeppeline vor dem 2. Weltkrieg fuhren mit Wasserstoff.

Siehe auch: Traggas

[Bearbeiten] Geschichte

Montgolfière

Wasserstoffballon Prof. Charles

[Bearbeiten] Geschichte der Heissluftballone

Die Papierfabrikanten Joseph Michel Montgolfier & Jacques Étienne Montgolfier versuchten es zuerst mit Wasserdampf, was jedoch eine Katastrophe war, und aus diesem Grund stiegen sie dann auf Heißluft um. Es soll jedoch noch einen anderen Grund geben:

Anekdote

Die beiden sollen eines Tages eine Frau beim Wäschetrocknen beobachtet haben, die unter der Wäscheleine ein Feuer angezündet hatte, damit die Wäsche schneller trocknet. Dabei soll ihnen aufgefallen sein, dass sich die grossen Betttücher nach oben wölbten, obwohl kein Wind ging. Nach vielen Experimenten fanden sie heraus, dass das Feuer die Luft erwärmt hatte. Diese war nach oben gestiegen und hatte die Betttücher aufgebläht. Diese Idee wollten die Beiden im grösseren Stil weiterführen.

Ihren ersten Erfolg hatten sie im Dezember 1782 in ihrem Heimatort Annonay. Dort ließen sie den ersten, unbemannten Heißluftballon mit Hilfe heißer Luft aufsteigen. Da sie keine Naturwissenschaftler waren, gingen sie davon aus, dass es der Rauch sei, der den Ballon zum Steigen bringt. Daher bevorzugten sie stark qualmende Feuer mit Stroh und Schafswolle um die Luft zu erhitzen.

Am 4., 5. oder 14. Juni 1783 (je nach Quellenangabe) ließen sie den ersten größeren Ballon vor Publikum in Annonay steigen. Der Ballon war aus Leinwand und mit Papier abgedichtet. Der Flug soll Berichten nach rund 10 Minuten gedauert haben, wobei der Ballon auf eine Höhe von 1,5 km aufgestiegen sein soll.

Davon erfuhr der damalige französische König Ludwig XVI. (Frankreich) und forderte die Brüder auf, ihm diesen Ballon zu demonstrieren. Gleichzeitig erging von ihm der Befehl an die Akademie der Wissenschaften, selber Versuche mit der Luftkugel in Paris durchzuführen.

[Bearbeiten] Geschichte der Gasballone

Ganz anders als die Gebrüder Montgolfier arbeitete Jacques Alexandre César Charles. Da er als Physiker an der Physik des Ballonaufsteigens interessiert war, ging er auf eine ganz andere Weise an das Projekt, welches ihm vom König übertragen worden war. Durch sein Wissen über Gase konnte er deren Eigenschaften nutzen und konstruierte so zusammen mit den Brüdern Anne-Jean Robert und Marie-Noël Robert einen dichten Seidenballon. Diesen füllte er mit Wasserstoffgas.

Der erste erfolgreiche Flug war am 27. August 1783. Der Ballon hatte einen Durchmesser von rund vier Metern und konnte bis zu neun Kilogramm mit sich führen. Der Flug dauerte 45 Minuten und führte von Pariser Marsfeld bis ins benachbarte Dorf Gonesse. Die Bewohner des Dorfes hielten den Ballon jedoch für ein Ungetüm aus der Hölle und rückten ihm mit Mistgabel und Sensen auf den Leib.

Davon abgesehen konnte Charles den Flug als Erfolg verbuchen, denn er hatte auch bewiesen, dass es nicht der Rauch ist, der den Ballon zum Steigen bringt. Zudem wurde der Wasserstoffgasballon nach ihm Charlière benannt.

Seinen ersten bemannten Flug führte er am 1. Dezember 1783 durch, wobei die Produktion des nötigen Wasserstoffgases aus Eisenspänen und Schwefelsäure fast drei Tage dauerte. Er blieb für zwei Stunden in der Luft und machte dann eine Zwischenlandung im 36 Kilometer entfernten Dorf Nesles-la-Vallée. Danach stieg Charles noch einmal selbst alleine auf. Damit war er der erste Mensch, der alleine in einem Ballon aufstieg. Trotz dieses Erfolges hatte er den Wettstreit mit den Gebrüder Montgolfier verloren – um nur 10 Tage. Doch ganz geschlagen war Charles nicht, denn die Wasserstoffgasballone lösten sehr bald die Montgolfieren ab, da man mit ihnen mehrere Stunden in der Luft bleiben konnte. Den Heißluftballonen gingen hingegen schon nach kurzer Zeit die Brennstoffvorräte aus.

[Bearbeiten] Luft-Gas-Gemische

Es gab zu dieser Zeit auch Personen, die sich nicht auf einen Weg festlegen wollten und so mit dem Mischen von Luft und Gasen beschäftigten. So der französische Physiker und ersten Ballonfahrer der Welt Jean-François Pilâtre de Rozier.

Er entwickelte einen Ballon der mit der Kombination aus Wasserstoffgas und Heißluft aufstieg. Dieser wurde auch dann nach ihm benannt: Rozière

Am 15. Junu 1785 startete er mit solch einem Gefährt von Boulogne-sur-Mer aus in Richtung Großbritannien. Leider entzündete sich in 900 Metern Höhe das Gemisch und er und sein Mitfahrer Pierre Romain kamen ums Leben. Damit waren sie die ersten Todesopfer der Luftfahrt.

Auch weitere Mischballone hatten mit solchen Schwierigkeiten zu kämpfen und erwiesen sich zu diesem Zeitpunkt als eher mäßiger Erfolg.

[Bearbeiten] Weiterer Verlauf der Geschichte

James Glaisher, Vorstand des meteorologischen Institutes von Greenwich und der Ballonpilot Henry Tracey Coxwell erreichten 1862 eine Höhe von 9000 Meter im offenen Ballonkorb. Sie hatten ein wissenschaftliches Programm vorbereitet, um die Entstehung bestimmter Wettererscheinungen und die Grenze der Lebensfähigkeit des Menschen zu erforschen. Sie hatten weder Sauerstoff noch Druckanzüge an Bord. Beide Forscher fielen zeitweise in Ohnmacht und nur der Umstand, dass der Ballon von selbst zu sinken begann, rettete ihnen das Leben.

Die größte Höhe im offenen Korb in der Geschichte der Ballonfahrt erreichten der Ballonführer Alexander Dahl (Wuppertal, * 29. November 1892; † 15. Dezember 1978), der Meteorologe Dr. Galbas und Popp am 31. August 1933 im Spezial-Höhenballon „Bartsch v. Sigsfeld“ mit 11300 Meter. Diese Leistung wurde bisher im offenen Korb nie mehr überboten. Weil das Unternehmen rein wissenschaftlich war, gilt sie nur indirekt als Weltrekordleistung. Alexander Dahl gelang dabei mit einer speziellen Infrarotkamera die erste Aufnahme der Erdkrümmung. Die letzte Höhenfahrt mit dem Ballon „Bartsch v. Sigsfeld“ brachte den Meteorologen Schrenk und Masuch 1934 den Tod.

Erstmals mit luftdicht verschlossener Kabine stieg der Physiker Auguste Piccard 1932 bis auf 16.201 m (Luftdruckmessung) bzw. 16.940 m (geometrische Messung) Höhe. Den Rekord halten Malcolm D. Ross und Victor E. Prather, die 1961 über dem Golf von Mexiko auf 34.668 m Höhe stiegen.

Den Höhen-Weltrekord für unbemannte Ballone hält nach der Ausgabe des Guinness-Buchs von 1991 mit 51,8 Kilometern ein Winzen-Ballon mit einem Volumen von 1,35 Millionen Kubikmetern, der im Oktober 1972 in Chico, Kalifornien, USA, gestartet wurde. Dies ist die größte Höhe, die ein Flugkörper erreicht hat, der zum Fliegen primär auf das Medium Luft angewiesen ist. Nur Raketen, Raketenflugzeuge und Geschosse können größere Höhen erreichen.

Die sowjetische Venussonden Vega 1 und 2 setzten 1984 in der Atmosphäre der Venus zwei Wetterballons aus, die über zwei Tage hinweg vom Mutterschiff verfolgt werden konnten .

[Bearbeiten] Arten und Verwendung

Freiballons sind im Gegensatz zu Fesselballons nicht mit dem Erdboden verbunden. Sie werden vom Wind durch die Luft getrieben.

Wasserbomben

[Bearbeiten] Kleine Ballons (Volumen einige Liter)

Luftballon
- - Spielzeug, zum Beispiel Ballonhelikopter, Wasserbombe oder Ballonrakete
  - Dekoration
  - Ballonpost im Rahmen von Ballonwettbewerben und als Träger von Propagandamaterial
Solarballon
Ballongetragener Lichteffekt
Gärballon (großes Gefäß aus Glas, auch Weinballon genannt) (Hier trifft obige Definition mit statischem Auftrieb nicht exakt zu.)

Deckenballon

[Bearbeiten] Mittlere Ballons (Volumen einige hundert bis 4000 Liter)

Transport und Abwurf von Brandbomben (im Zweiten Weltkrieg, siehe auch: FUGU-Ballon)
Transport und Abwurf von Flugblättern (im Zweiten Weltkrieg und im Kalten Krieg)

FlyingScreen

Transport von Messgeräten, beispielsweise Wettersonden (siehe: Wetterballon)
als Fesselballon (zum Beispiel Werbeträger)
zum Hochschleppen von Drahtantennen für mobile Lang- und Längstwellensender, wie beim Versuchssender GQV 2003.
Partyballon (kleiner Heißluftballon)
als Deckenballon zur Messung der Wolkenhöhe

[Bearbeiten] Große Ballons (Volumen 2200 bis 12000 Kubikmeter)

Gasballon

als Fesselballon
- manntragender Beobachtungsballon (bis zum Zweiten Weltkrieg)
- Sperrballon zur Abwehr von feindlichen Flugzeugen (Zweiter Weltkrieg)
- zum Positionieren von Atombomben für die Durchführung oberirdischer Atombombentests
Personenbeförderung
- Heißluftballon
- Gasballon (beispielsweise Wasserstoffballon)
- lenkbare Ballons - siehe Luftschiff
Forschungsballon zur (meistens Heliumfüllung) Atmosphären- und Stratosphärenforschung (z.B. die Manhigh-Flüge der USA), im Unterschied zum Wetterballon mit aufwändiger Instrumentierung. Auch als Träger von ferngesteuerten Teleskopen, Project Stratoscope
Spionageballon Im Kalten Krieg wurden Höhenballons von den USA als Kameraträger zur militärischen Aufklärung verwendet.
als Rockoon zum Start von Raketen
als Träger von Atombomben für Atombombentests in der höheren Atmosphäre
Ultra Long Duration Ballooning der NASA, in 40 km Höhe 40 Tage lang mehrmals um die Antarktis.
als Waffe (Ballonbombe)

Eine weitere Anwendung ist der, wie jeder Satellit mit einer Rakete in den Orbit geschossene, Ballonsatellit, der nur zum Erreichen eines großen Volumens mit winzigen Mengen Gases gefüllt ist.

[Bearbeiten] Sonstiges

[Bearbeiten] Ballontaufe

Oft wird für Ballonerstfahrer ein besonderes Ritual vollzogen. Die Teilnehmer stoßen auf die Fahrt an und schwören nie mehr ""Ballonfliegen" zu sagen und außerdem jedem Ballonfahrer, den sie treffen, zu helfen. Anschließend wird eine Locke des Erstfahrers vom Piloten angesengt und sofort durch Champagner gelöscht. Als weitere Tradition gilt die Vergabe von Adelstiteln wie z.B.: "Lieblich schwebendes Burgfräulein Christine über Neuschwanstein". Diese Tradition ist auf die Zeit zurückzuführen, als nur Adligen gestattet war, Ballon zu fahren. Heutzutage ist das Ritual auch unter dem englischen Namen "Propane and Champagner" bekannnt.

[Bearbeiten] Literatur

Besonders schön ist: Zeise, H[einrich d. Ä.]: Die Aeronautik früher und jetzt, nebst theoretischen und practischen Vorschlägen zu einer vervollkommneteren Luftschiffahrtskunst und Benutzung des Luftballs für technische und industrielle Zwecke. - Vorträge, gehalten im Altonaer Bürgerverein im Winter 1849/50 von H. Zeise, Apotheker. Mit Zeichnungen (Steindruck von F. Würzbach in Altona) auf 1 gefalt. Blatt. Altona. In Commission bei Carl Theod. Schlüter, 1850