Come funziona una Mongolfiera

La mongolfiera è una enorme bolla d'aria calda che sfrutta un semplice principio della fisica, il principio di Archimede:

 "un corpo, parzialmente o interamente immerso in un fluido, riceve una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del fluido da esso spostato".

L'atmosfera è un fluido che esercita la stessa pressione su ogni particella in esso contenuta. Detto ciò, per far si che una mongolfiera possa galleggiare (e vincere la forza di gravità), dobbiamo ridurre la densità della massa d'aria all'interno dell'involucro. Per ridurre la densità scaldiamo l'aria, di conseguenza si riduce pure la massa per unità di volume che risulta così più leggera dell'aria fredda all'esterno dell'involucro.

 Il concetto è semplice: Un metro cubo di aria pesa circa 1225 grammi (ISA standard al livello del mare con temperatura di 15° C e pressione atmosferica di 1013,2 hPa). Se noi lo scaldiamo a circa 100°C peserà, approssimativamente, 338 grammi in meno. Calcolatrice alla mano, per alzare 750 Kg ci vuole un pallone, il cui involucro, possa contenere circa 2200 m³ d'aria.

 Qual'è la sua struttura

La mongolfiera è costituita da tre parti principali:

• l'involucro

• il bruciatore

• la cesta (o Gondola)

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L'involucro è costituito da pannelli di Nylon ( o Poliestere) cuciti insieme con nastri di carico sia longitudinali sia paralleli alla base. Il tessuto ha una struttura detta ripstop ovvero la trama è formato da piccoli quadrati che impediscono ad un foro o strappo di alargarsi ulteriormente. Tutto questo per garantire la totale sicurezza del volo. Alla base del pallone, lo scoop (il triangolo si stoffa che funge da para fiamma) ed il primo giro di panelli sono in materiale resistente al calore chiamato Nomex. Ultimamente sono state introdotte sul mercato stoffe, a base Nylon, trattate al silicone chiamate Hyperlast. Tali stoffe, più pesanti, dovrebbero garantire una vita media più lunga alle mongolfiere in Nylon. Alcuni palloni, soprattutto di grandi dimensioni o pubblicitarie, hanno dei pannelli di rotazione. Tali pannelli non sono altro che aperture laterali, comandate dal pilota, che, facendo fuoriuscire aria calda, possono far ruotare la mongolfiera su se stessa, ma non dirigerla. La mongolfiera non è dirigibile e segue le correnti d'aria.

Il bruciatore scalda l'aria all'interno dell'involucro trasformando il gas propano (GPL) in una bella fiamma. Il gas è contenuto sotto pressione nelle bombole allo stato liquido. Agendo sulle valvole del bruciatore si apre e si chiude il flusso.

Tale flusso, di gas allo stato liquido, sale nei tubi di collegamento, entra in una serpentina che ne permette il riscaldamento trasformandolo da liquido a gassoso, raggiunge gli ugelli e si infiamma a contato di una piccola fiamma pilota.

La potenza sprigionata da un bruciatore doppio standard è pari a circa: 24.000.000 Btu (British Thermal Unit) o 6.050.000 Kcal o 7.0 MW con un rumore di circa 99 dBA

Oltre a questa potentissima fiamma il bruciatore è fornito di una valvola chiamata whisper (blu nella foto). Questa valvola anticipa l'uscita del gas liquido, che di conseguenza non diventa gassosa, e produce una fiamma molto meno potente e decisamente più silenziosa. Questa valvola viene azionata ogni qualvolta si sorvolano allevamenti di animali suscettibili ai rumori come Cavalli, polli ecc.

La cesta è costituita da un intreccio di vimini.

A tutt'oggi è l'unico materiale che si è dimostrato flessibile e durevole. L'intera struttura è rinforzato da tubi in alluminio che a loro volta sono connesse al telaio del bruciatore e all'involucro con cavi in acciao (foto a sinistra). All'interno si trovano le bombole, la strumentazione di bordo, il pilota e ... i passeggeri.

I sebatoi contengono propano allo stato liquido. Sono costruiti in acciaio inossidabile, titanio o alluminio e possono contenere fino a 40 kg di GPL.

Gli strumenti sono:

 - Il variometro per visualizzare il rateo di salita o discesa.

 - L'altimetro

 - Termometro, che collegato ad una sonda posta all'interno dell'involucro ci consente di tenere sotto controllo la temperatura interna che non dovrebbe mai superare i 120 gradi (per materiali in Nylon con involucri in poliestere si potrebbe anche scaldare fino a 140 gradi).

 - Le radio VHF, aeronautiche, GPS e transponder (non sempre).

I nastri di carico sono connessi ai cavi di acciao per sostenere l'intera struttura (prima foto da sinistra).

Nella foto qui accanto si vede la cosidetta corda rossa (per ovvie ragioni in questa foto ma in alcuni casi la corda è a righe bianche e rosse) che serve per azionare la valvola posta alla sommità della cupola dell'involucro. Questa valvola viene anche chiamata paracadute.

Tirando la corda la valvola si apre per far uscire l'aria calda e così sgonfiare il pallone una volta a terra. Azionando in volo la valvola, e solo per pochi secondi, si può manovrare più velocemente la discesa del pallone stesso.

I palloni dotati di ventole di rotazione avranno altre corde come questo, ma di colore diverso, per azionare le ventole stesse.