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热气球是谁发明的?热气球的由来是怎么样的?

热气球,是利用加热的空气或某些密度低于气球外的空气密度,产生浮力可以进行飞行的物体。现今,乘热气球飞行已成为人们喜爱的一种航空体育运动。可是有人知道热气球是怎么被发明的吗?


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“只要有足够多的塔夫绸(taffeta),你将看到世界上最震惊的场景。”约瑟夫∙蒙哥费埃在给兄弟的信中这样写道。


1783年11月21日下午1:45分,在巴黎郊区穆埃特城堡前的广场上,人们见证了一个历史性的时刻。年轻的科学家罗奇尔(Jean Francois Pilatre De Rozier)和军官安兰蒂斯侯爵(Marquis d’Anlandes)驾驶着约瑟夫∙蒙哥费埃和贾克斯∙蒙哥费埃兄弟设计和制造的热气球升空了。气球飘过巴黎城,飞行了16公里后,降落在Butte aux Cailles丘陵地带。这是人类第一次驾驶飞行器做空中旅行。



1783年蒙哥费埃兄弟发明的热气球


蒙哥费埃的灵感来自于观察柴火燃烧时烟雾上升。他们用塔夫绸做了一个小口袋,放在燃烧的柴火产生的烟雾上方,看到烟把这个小口袋吹到了房顶上。于是,约瑟夫∙蒙哥费埃就说出了本集开篇的那句话。他们的塔夫绸口袋越做越大,直到升力足够将小火炉一起带到天上。1782年九月19日,在凡尔赛宫前的广场上,蒙哥费埃兄弟进行了一次公开的实验,用一个热气球将几只小动物(羊和鸭子)运载上天。气球飞了8分钟,飞到了大约460米高,直到燃料耗尽后在三公里外降落下来。当时的法王路易十六和王后安东尼奥特观看了这次试验。


人类当然不愿意被剥夺动物都能享受的飞行乐趣。兄弟俩又制作出了适合搭乘人的热气球,第二年他们成功地完成了载人实验。1783年11月21日的巴黎,人类第一次成功逃离地球,飞行了25分钟。这比第一架飞机上天早了整整120年。



1783年11月热气球的载人实验


虽然蒙哥费埃兄弟成功地研制了热气球,但是他们一直没有搞清楚其中的原理。他们一直以为是烟给上升到气球提供了升力,而不明白这其实是浮力原理在大气中的应用。由于发明热气球,蒙哥费埃兄弟被选入非常难进的法兰西科学院。他们一生都在从事各种科学研究,并且有不少发明,但是那些都无法和热气球相比。



世界对飞行的热情瞬间高涨。从欧洲到美洲,不断有热气球升上天空。但火焰、高温和随风而行也意味着如果天气恶劣或者操作不当,热气球飞行将变得十分危险。


1784年,一个热气球坠毁在爱尔兰的小镇塔拉莫尔,熊熊大火烧掉了约100栋房屋,整个镇子被严重摧毁。这是人类史上第一次空难。


1931年5月27日,瑞士的物理学家、发明家、探险家奥古斯特·皮卡德和助手一起搭乘自制的热气球上升到15781米的高空,这是人类首次到达平流层。



奥古斯特·皮卡德和他设计的热气球密封舱


这个特殊的热气球密封舱带着点蒸汽朋克风格,总能让人想起“哈尔的移动城堡”。之后,奥古斯特又进行了二十多次飞行,最终纪录为23000米。奥古斯特也许是第一个亲眼看见地球曲线、确定这颗蓝色行星真的是球形的人类。


奥古斯特毕业于苏黎世联邦理工学院,是爱因斯坦的校友。他也是连续5届索尔维会议的成员,参与了最著名的1927年第5届索尔维会议的合影,与当时世界上最杰出的科学家们站在一起。



最后一排左一就是奥古斯特·皮卡德


传闻中奥古斯特飞上平流层还带着帮爱因斯坦收集宇宙射线的数据的目的。之后他利用热气球密封舱的经验改装制作了深海潜艇,《丁丁历险记》中发明了登月火箭和鲨鱼形状潜水艇的卡尔库鲁斯教授,原型便是奥古斯特。


卡尔库鲁斯教授VS奥古斯特·皮卡德


1960年,奥古斯特的儿子雅克·皮卡德乘坐父亲设计的一艘潜艇下潜到了马里亚纳海沟最深处的“挑战者深渊”,这是人类首次抵达海洋最深处。


1999年3月20日,奥古斯特的孙子贝特朗·皮卡德和英国人琼斯一起完成了人类首次乘热气球环球飞行的壮举。这次飞行用时20天,总计飞行4万2千多公里。


贝特朗的成就还包括驾驶一架纯太阳能驱动的飞机从马德里飞抵摩洛哥,实现了19小时的昼夜连续飞行。家族三代堪称传奇。


贝特朗·皮卡德和太阳能飞机、环球热气球


好奇感、向教条和常识挑战的欲望、对自由的信念,以及探索未知世界的信心——热气球的征程还在持续。2016年7月,俄罗斯人费奥多尔·科纽霍夫成功完成单人热气球环球飞行,并打破这一项目的“最快”世界纪录。


当人类开始羡慕鸟儿的自由,飞翔变成为了一种永恒不灭的浪漫主义。越是不可抵达之处,越是令人向往;越是不可完成之事,越是激荡人心。


世界上没有真正的不可能,有的只是暂时还不知道如何做到。人类制作风筝、研究鸟类飞行的原理、发明孔明灯、操作热气球……一步步走来,人们对于天空的向往催生了冒险家科学家和这无数激动人心的飞行器。热气球发明人蒙哥费埃兄弟的族语就是:sic itur ad astra,飞向群星。


来源:环球低空

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如今,不少人很喜欢说某某是中国人发明的,以此来证明生活在中国有多么多么的自豪。在前几天的《晓说》中,高晓松说热气球是中国人发明的,发明者就是汉武帝的孙子刘安。听到这,每日汉字编辑挺高兴的,也为中国有这样的发明家而感觉到自豪。但是,一查资料,发现这种说法是有问题的。



(刘安)


刘安是谁呢?我们找到几个关键词,就能勾勒出刘安。他是汉高祖刘邦的孙子。《淮南子》这本旷世巨著是他组织人编撰的。他还是豆腐的发明人。


刘安可以说是当时的文学青年,汉武帝非常喜欢他,曾经和他说自己很喜欢《离骚》,希望了解下《离骚》的背后故事。汉武帝上午和刘安说完,下午刘安就写出了《离骚传》。这段佳华,曾被历代文人墨客推崇。


刘安确实是一个发明家,但是说他发明了热气球,则是十分牵强。当然,高晓松说刘安发明热气球,绝对不是胡说的,而是根据相关资料。不过,最早提出刘安是热气球的发明者是新华网发布的一篇文章《古代安徽名人--刘安 》。文章中说,刘安是世界上最早尝试热气球升空的实践者,他将鸡蛋去汁,以艾燃烧取热气,使蛋壳浮升。


应该说,点艾草让鸡蛋壳升起,和热气球的原理有点相似。但是,说刘安发明热气球,则是十分牵强。如果说刘安发明了热气球,那么诸葛亮也应该算是发明者。



(孔明灯)


现代生活中,我们很多人仍然在放孔明灯。相传,诸葛亮被围困于平阳,无法派兵出城求救。孔明算准风向,制成会飘浮的纸灯笼,系上求救的讯息,其后果然脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。


孔明灯的原理和刘安让鸡蛋壳升天的原理类似。但是,两人距离热气球还是差一步,因为他们没有让人升天。所以,热气球的发明者要归功于法国人孟格菲兄弟。



孟格菲兄弟是法国造纸商,因为财大气粗,很喜欢极限运动。一次,他们发现碎纸屑在火炉中不断升起,于是有灵感,便用纸袋把热气聚集,发现纸袋能够随着气流不断上升。受到这个启发,哥俩发明了热气球。


1783年6月4日,孟格菲兄弟在里昂安诺内广场做公开表演,一个圆周为110英尺的模拟气球升起,飘然飞行了1.5英里。同年9月19日,在巴黎凡尔赛宫前,孟格菲兄弟为国王、王后、宫庭大臣及13万巴黎市民进行了热气球的升空表演。同年11月21日下午,孟格菲兄弟又在巴黎穆埃特堡进行了世界上第一次热气球载人空中飞行,飞行了25分钟,飞越半个巴黎之后降落在意大利广场附近。


这次飞行,孟格菲兄弟兄弟要比莱特兄弟的飞机飞行早了整整120年。



第二次世界大战以后,高科技使球皮材料以及致热燃料得到普及,热气球成为不受地点约束、操作简单而方便的公众体育项目。1978年8月11日至17日,「双鹰3号」成功飞越了大西洋,而在1981年它又成功跨越太平洋。1980年代西方的热气球被引入中国。1982年美国著名刊物《福布斯》杂志总编辑史提夫·福布斯的父亲马尔康姆·福布斯先生驾驶热气球后转摩托车旅游来到中国,自延安到北京,完成了驾球飞临世界每个国家的愿望。


国际航空联合会曾将热气球列为最安全的飞行器。单从数据上看,热气球的安全系数也是相当高的。


据了解,全世界约有2万个热气球,在欧美等发达国家,热气球更是一项热门的运动,几乎每天都有热气球比赛或活动。随着热气球运动的发展,科技元素也不断地加入热气球运动中,反映在所采用的热气球器具、飞行员的理论实战培训等都有了质的飞跃。


今天,热气球作为一个体育项目正日趋普及,它曾创造上升34668公尺高的记录。


来源: 每日汉字

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part.1


气球的诞生


1772年冬,法国里昂的蒙哥菲尔兄弟正坐在壁炉前烤火,只见一股浓烟向炉顶冲上去,哥哥看见后心里突然产生了一个有趣的念头:要是做个口袋,把烟装进去,不就可以让口袋飞起来了吗?于是兄弟俩找来绸布,缝成一个口袋,再用口袋收集烟,扎上口,口袋真的升起来了——这便是人类最早出现的气球。


后来,蒙哥菲尔兄弟经过10年的努力,终于在1783年把一个巨大的热空气球送上了天空。热气球在中国已有悠久的历史。公元2~3世纪时,中国人就发明了最早的热气球——天灯(也称孔明灯,相传为三国时期诸葛亮的发明),主要用来传递军事信号。英国学者李约瑟在其著作中也指出,公元1241年蒙古人曾经在李格尼兹(Liegnitz)战役中使用过龙形天灯传递信号。


part.2


热气球升空的秘密


热气球,是一个比空气轻,上半部椭圆,下半部吊着篮子的飞行器,下面的吊篮用来携带乘客和热源(大多是明火)。热气球利用加热的空气或某些气体(比如氢气或氦气)的密度低于气球外的空气密度产生的浮力来升空。



热气球


热气球的高度通常要达到十几千米,那它是如何飞起来的呢?原来,热气球的唯一飞行动力是风。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。就像远途旅行需要转机一样,热气球也需要搭乘不同的气流,只不过在“换气流”时需要飞行员及时调整高度。


part.3


科学魔法秀


扎气球的游戏我们每个人都玩过,但有的气球一扎就破,有的气球却不会一扎就破,这是什么原因呢?如果你再细细观察,就会发现当用针或竹签扎吹起来的气球顶部时,气球是不会破的。


原来,当我们开始吹气球时,气球内部的压力会越来越大,同时组成气球的橡胶分子会因为压力变大而被拉伸。这时,如果有外来物扎了气球一下,气球被扎的那一点所受到的压力就会骤然增大,然而单个橡胶分子可以承受的力度是有极限的,一旦超过这个极限,这个受力的橡胶分子会将这个力分散给周围其他的橡胶分子,当这些分子都承受不住的时候,气球就会“砰”的一声爆炸了。



气球也可以不被扎破


但是当我们从顶端或底部扎入时,这些区域因为聚集了大量没有延伸开的橡胶分子,所以使得这个区域非常有弹性,当外力作用于这些区域,会有很大的缓冲空间,不会引爆气球。虽然这样做气球不会爆炸,但是气球还是会慢慢漏气。不过,如果异物一直保持着插入状态的话,那气球也同样会保持密闭的状态。


来源:中科院半导体所


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热气球是18世纪的时候由法国的造纸商蒙哥尔费兄弟发明的,那个时候还没有专用的气体加热器,所以人们点燃稻草来加热空气,从而使热气球升空,但一开始,没人敢乘坐热气球,首次乘坐热气球的是动物:一只山羊、一只公鸡和一只鸭子,这三只动物上升了500米高,飞过了整整四公里,然后安全降落在地面上,从此,人们才敢于乘坐热气球。


为了纪念蒙哥尔费兄弟发明了热气球,热气球又被称为蒙哥尔费热气球。

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