Balon ve Zeplinler (Balloons and Airships)

Resimde Görülen Balon

Atmosferde denge halinde durabilmesi için havadan daha hafif bir gazla doldurulmuş aygıt (bu tür aygıtlar, genel olarak, “havada tutunabilen”  anlamına gelen aerostat adı da verilir).

Balon havadan hafif bir gazla doldurulmuş, küre biçiminde büyük bir gömlekten oluşur, alt bölümünde genleşme ile kaynaklanan artık gazın çıkmasına sağlayan bir “kol”  yer alır.

Gaz geçirmeyen, biçim değiştirmeyen  gömlek, bir ağla kaplanır ve ağa, yolcuları, safra torbalarını, vb, taşıyan sepet asılır.

Balonun çok hızlı kalkmasını önlemek için f kuvvetinin  yaklaşık 2 newton (yaklaşık 0,2 kg bir kuvvet) olması yeterlidir.

Kalkıştan sonra f yükselme kuvveti safra atılarak (P küçülür) artırılır. Balon yükseldikçe, atmosfer basıncı azalır;  bu basınçla orantılı olan havanın hacim kütlesinde, dolayısıyla  Arkhimedes kaldırma kuvvetinde aynı değişme gözlenir. Ayrıca balon yükseldiğinde üstünde yoğunlaşan su buharı nedeniyle p ağırlığı artar. Belli bir noktada  f  yükselme kuvveti sıfıra iner (f=p)  kuramsal olarak balon, yükselme tavanına ulaşır. Ama aslında, gerçek sonuç bu değildir; çünkü süreli olarak hafif gaz kaçakları bulunması, gömlek hacminin, dolayısıyla da arkhimedes’in kaldırma kuvvetinin azalmasına yol açarak, balonun alçalmasına neden olur (f<p). bu durumda, yeniden yükselmek için, biraz safra atmak gerekir. Alçalmak istendiğinde gömleğin üstünde bulunan subap tan biraz gaz çıkmasına sağlayarak ve alçalmasının çok hızlı olmasını engellemek için safra uygun biçimde azaltılmalıdır. Yere konma sırasında, yeri önceden belirlenmiş bir yırtma kapağı (yırtma flapı)  gömleğin hızla boşalmasını sağlar.

Balonları şişirmek için başlangıçta sıcak hava kullanılırken (1782) sonra hidrojenden (1783) ve hava gazından (1821) yararlanılmış en sonunda, kuşkusuz çok pahalı ve hidrojenden  daha yoğun olan, ama alev almayan helyum gazı kullanılmıştır.

GÜDÜMLÜ BALONLAR

Güdümlü balonlar hafif ve geçirimsiz bir gömlek kaplanmış, hafif ve bükülmez bir iskeletten oluşur; gömleğin içine hidrojen yada helyum la doldurulmuş küçük balonlar yerleştirilmiştir. Hava akımlarına bağlı olan balonların tersine, güdümlü balonlar, motorları sayesinde  belli yönde yer değiştirebilirler. En ünlüleri 1914-1918 yılları arasında birinci dünya savaşı sırasında kullanılan alman zeplinleri olan güdümlü balonlar, sonraları atlas okyanus  (okeanos) üstünde ticari taşımacılıkta kullanılmış ama, en gelişmiş güdümlü balonların [Hindenburg] 1937 de korkunç bir kazayla yok olmasından sonra, bu uygulamadan vazgeçilmiştir.

Günümüzde reklam amaçlı küçük aygıtlar dışında, güdümlü balonlar taşımacılıkta ve ticaret’te kullanılmamaktadır

GÜNÜMÜZDE BALONLAR

Günümüzde uçak ve füzeler karşısında, yalnızca sonda balonları  bağlı balonlar büyük ilgi çekmektedir sonda balonları bilimsel araştırmalarda ve meteorolojide  atmosferin üst tabakasını incelemekte kullanılır, uzaktan ölçümle istenilen bilgileri verebilirler. Bunların yararı, kullanım kolaylığından, maliyet fiyatlarının düşük olmasından 40 000 metre yüksekliğe ulaşmalarından kaynaklanır.

Bağlı balonlardan,  daha çok reklamcılık alanında yararlanılır; ama çok yakın bir gelecekte 15 000 m’lik  yüksekliklere kadar ara istasyonu yada gözlem platformu olarak da  kullanabilecekleri ( ve kullanılmaktadır) sanılmaktadır.

Ayrıca yüksek uçuş yapan pilotlar ve uzay adamları için, balon ve paraşüte benzer bireysel kurtarma araçları gerçekleştirmek amacıyla A.B.D’de bilim adamları çeşitli araştırmalar yapmaktadırlar.

Kaynak; Gelişim Hachette