Varför har luftballonger ett hål på toppen?

Luftballonger är ett bevis på att vetenskapen inte är vettig. Jag menar, de är stora nylonsäckar med ett hål på botten och på toppen som på något sätt fortfarande flyger. Så vad exakt gör det där hålet på toppen av en luftballong?

Hålet på toppen av en luftballongs hölje kallas fallskärmsventilen. När den öppnas låter den varm luft komma ut och gör att ballongen sjunker. Piloten kan öppna fallskärmsventilen genom att dra i en lina som går från ventilen till korgen. Annars förblir ventilen stängd och fångar den heta luften inuti kuvertet.

Fallskärmsventilen är verkligen en av de mest geniala delarna av en luftballong. Innan dess tillägg till ballongdesign var piloterna bara tvungna att landa när fysiken sa det!

Hur det fungerar

Det finns både skönhet och kraft i enkelheten. Lika udda och trubbiga som luftballonger är så är de väldigt enkla. För mig gör det dem både enkla och kraftfulla.

Fallskärmsventilen är riktigt, riktigt enkel. Faktum är att det är en av de uppfinningar som nu verkar ganska uppenbara. Var det verkligen ingen som tänkt på det här tidigare?

Jo, det är så det går med enkelhet. Ibland är människor benägna att försöka hitta storslagna, geniala lösningar. Fallskärmsventilen är ett bevis på det faktum att ibland är storslagen och genialitet enkel.

Tidiga luftballonger hade ett problem: landningen var svår. Riktigt svårt liksom.

För att landa väntade piloten bara på att luften i kuvertet skulle svalna. Det innebar att det praktiskt taget inte fanns något sätt att kontrollera nedstigningshastigheten när du ville landa.

Naturligtvis föll dessa tidiga luftballonger snart ur popularitet av andra skäl. De var inte riktigt den säkraste uppfinningen någonsin. Men så småningom var luftballonger redo att göra en återkomst!

Men frågan dröjde kvar: hur får vi mer kontroll över landningsprocessen? Svaret var enkelt. Sätt ett hål i toppen av kuvertet.

Naturligtvis finns det mer än så. Jag sa att det var enkelt, men inte den där enkel. Låt oss titta på mekaniken för hur fallskärmsventilen fungerar nedan.

  Allt du behöver veta om hur man rapparerar med en GriGri
Mekaniken

Att sätta ett hål i toppen av kuvertet, även kallat kronan, var en jättebra idé! Precis som det fanns ett hål på botten som släppte in varm luft, var det vettigt att ha ett hål på toppen som släppte ut varm luft!

Men du behövde ett sätt att kontrollera hur mycket varm luft som lämnade kuvertet. Du förstår, den varmluften var det enda som höll hela ballongen i luften! Så att släppa ut den så fort den kom in skulle helt enkelt inte duga.

Så vad skulle göras? Göra det till ett riktigt litet hål? Sätta nät på den? Lägg bara varm luft i kuvertet egentligen verkligen snabb?

Tja, återigen var svaret enkelt. Håll hålet täckt tills du vill släppa ut varmluft. Ville man gå upp så satt varmluften fast i kuvertet! Men när du ville gå ner kunde du bara avslöja hålet!

Men sedan var det ett annat problem. Hur täcker och avtäcker du hålet? De flesta luftballonger är ganska höga, så det skulle vara lite svårt för en pilot att nå toppen av kuvertet.

Plus, för att komma till toppen måste du passera brännarna. aj!

Svaret? Ett enkelt remskiva och spakliknande system. En sladd fäst vid fallskärmsventilen går hela vägen till korgen. När du drar i ackordet öppnas ventilen. När du inte drar i strängen förblir ventilen stängd.

Och det är varmt fallskärmsventilen fungerar! Det är verkligen så enkelt! Dra i strängen för att släppa ut varmluft, dra inte i den för att hålla varmluften inne!

Varför det fungerar

Att veta hur fallskärmsventilen fungerar är bra och allt, men hur fungerar det? Tja, till skillnad från hur fallskärmsventilen fungerar, varför den fungerar är mycket mer komplicerat.

Men vi ska hålla det väldigt enkelt! Om du gick ut mellanstadiet borde du inte ha några problem med detta. Om du inte har tagit examen från mellanstadiet är du inte tillräckligt gammal för att vara ensam på internet än!

  Hur mycket kostar fiskeflugor?

De flesta stora uppfinningar och upptäckter görs samtidigt som man försöker lösa ett problem. Fallskärmsventilen är ett bra exempel, men det är också vetenskapen bakom fallskärmsventilen!

Nedan kommer vi att diskutera hur flytkraft upptäcktes och hur det relaterar till fallskärmsventilen på en modern varmluftsballong!

Arkimedes upptäckt

Historien säger att det för länge sedan i antikens Grekland fanns en kung som ville ha en ny krona. Det var på väg att byggas ett nytt tempel, och han ville se så bra ut som möjligt för ceremonin!

Han gav en lokal guldsmed i uppdrag att använda en av sina guldklumpar (vilket inte är en sjukdom) för att göra den nya kronan. Efter några dagar gav guldsmeden tillbaka en vacker krona!

Men det gick rykten om att guldsmeden blandade guldet med andra metaller för att göra det mer böjligt. Detta var misshagligt för kungen, så han bad den lokalkunnige Arkimedes att ta reda på sanningen!

Arkimedes resonerade att ett föremål placerat i vatten skulle tränga undan samma mängd vatten oavsett hur föremålet var format!

Så Arkimedes tog kronan och en av kungens andra guldklumpar (fortfarande inte en sjukdom) och placerade dem i badkar med vatten. Det var dags att se om kronan hade extra metaller inblandade eller inte!

Kronan fick mer vatten att svämma över karet än guldklumpen, och därmed visste alla att guldsmeden hade tillsatt andra metaller till kronan!

Flytkraft och ballonger

Principen som Arkimedes upptäckte kallas nu för Arkimedes princip, eller flytkraftslagen.

Arkimedes princip säger att ett föremål helt eller delvis nedsänkt i en vätska (vätska eller gas) påverkas av en uppåtriktad kraft lika med mängden vätska som förskjuts av föremålet.

Det är därför en blyboll sjunker rakt till botten av bassängen, men människor kan flyta. Vi kanske väger mer än bly, men vi tränger också undan mer vätska än bly. Den uppåtriktade kraften som verkar på oss är alltså större än kraften som verkar på blykulan!

  Är Side-by-Sides Street lagligt i Colorado?

Så länge den uppåtgående kraften (flytkraften) och den nedåtriktade kraften (tyngdkraften) är lika, flyter ett föremål. Om kraften nedåt är större sjunker den. Om kraften uppåt är större, flyger den!

Det är precis vad som händer i en luftballong. All luft inuti kuvertet stiger när den värms upp. Eftersom den är instängd i kuvertet drar den i hela ballongen.

När kraften uppåt blir större än kraften nedåt flyger ballongen! Men hur är det när du vill landa?

Jo, den nedåtgående kraften måste bli större än den uppåtgående. Du kan bara vänta på att luften ska svalna, men då kan du inte kontrollera din nedstigning. Det är där fallskärmsventilen kommer in!

När du är redo att landa kan du låta varm luft komma ut i ”skurar” från kuvertet. Detta gör att du kan kontrollera hur mycket uppåtriktad kraft det finns.

Du kan hålla den uppåtgående kraften bara något svagare än den nedåtgående kraften, och därför kommer du sakta att sjunka. Så småningom kommer du att landa säkert!

Fungerar det faktiskt?

Du kanske frågar dig själv just nu: fungerar det verkligen som den här killen säger att det fungerar? Det låter lite skissartat.

För att svara på din fråga: absolut! Det fungerar underbart! Om du inte tror mig, tänk bara på de tusentals, kanske till och med miljoner, luftballonger som har landat säkert med hjälp av en fallskärmsventil!

I själva verket är luftballongflygning en otroligt säker aktivitet, och fallskärmsventiler gör det ännu säkrare! Denna utmärkta uppfinning är en av många som har drivit luftballongflygning in i populärkulturen i modern tid.

Du behöver inte längre undra hur i hela friden en luftballong kan flyga med två enorma hål i!